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【重磅】国际能源署发布《能源技术展望2017》(全文)

发布时间:2017-6-15 10:37 原作者:涂建军   来自: 国际能源署(IEA)



可再生能源发电

2016年,新增可再生能源发电装机再创记录,超过1.6亿千瓦(160 GW),发电量增加了6%。

虽然实现了创纪录的增加,但可再生能源发电依然没有达到2DS的长期水平。预计2015-2020年,还将增加30%。为了实现2DS目标,2020-2025年,需要进一步加快,增加40%。

工业

为了实现2DS目标,工业部门必须加快行动,在2014年至2025年保持年能源消费增长低于1.2%,不到2000年以来年均增速2.9%的一半。

虽然工业部门在能效和低碳技术使用方面不断进步,但工业产量的增长必须进一步与能源消费和CO2排放“脱钩”。

电器和照明

过去两年,照明加速向LED等转变,这令人鼓舞。2015年,LED占居民灯具销量的15%,2016年有望增长到接近30%。

但是,在2DS情景中,照明,电器和建筑设备的电力消费需要从过去十年每年3%的增速减半到1.5%。

轻型汽车燃料经济性

最近几年,轻型汽车平均测试燃料经济性提高的步伐有所降低,从2005-2008年的年均1.8%,降至2012-2015年的1.2%,2014-2015年只有1.1%。

这个趋势必须被反转,2030年之前每年燃料经济性的提高必须达到3.7%。

绿色代表进展达到预期目标:

电动汽车

2016年乘用车电气化方面又创了新的记录,共销售了75万辆电动汽车(EVs),将全球的保有量提高到200万辆。

虽然增速从2015年的70%降到2016年的40%,但电动汽车依然处于实现2DS 情景2025年目标的轨迹上,但(增速的降低)对实现 2DS情景在2020年的中期目标产生威胁,并有可能进一步影响2025年目标的实现。

储能

2016年,储能技术继续加快应用,几乎达到100万千瓦,这得益于有利的政策环境和电池价格的降低。

2DS情景中,储能在2025年要累计达到2100万千瓦,因此还需要进一步的政策行动。

太阳能光伏和陆上风电

2016年,太阳能光伏和陆上风电继续保持强劲增长,并且亚洲,拉丁美洲和中东都实现了创纪录的最低长期合同价格。

 

我们对可再生能源进展的分析同时考虑了IEA《可再生能源中期报告》中关于该行业未来五年的预测,在图中以淡蓝色显示太阳能光伏和风电。

近年来这两项技术成本的大幅下降,加上持续改善的表现,是这两项技术发展的主要驱动因素。

把这些趋势进一步延伸至2025年,国际能源署认为我们正处于实现2DS情景目标的轨迹上,这在发电量上可以得到体现。

 

太阳能和风电同时也是过去15年可再生能源发电量增长的主要来源。

可再生能源的地区分布也反映出大部分的新增电力需求来自发展中国家和新兴经济体,他们占了2000-2015年全球新增可再生能源发电量的三分之二。

但是,尽管太阳能光伏和陆上风电取得了这些进展,但在其他可再生能源发电技术方面,我们并没有按照目标前进,比如水电、海上风电、太阳能光热、生物质能源、地热发电和海洋能。因此,目前的趋势和政策并不足以实现2025年可再生能源占全球发电量37%的要求。

B2DS情景的要求相比,当前的趋势就更显不足。

还有一个问题就是,目前没有按照目标推进的可再生能源发电技术大多是那些随时可调度(dispatchable)、可以增强电力系统灵活性的技术。而系统灵活性可以支撑日益增长的风电和光伏并网,虽然风电和光伏2025年前的装机目标可以实现,但系统灵活性对风电和光伏在2DS情景中2025年后装机目标的实现是必不可少的。

 

虽然过去几年我们在加快陆上风电和光伏发展方面取得了显著的进展,但我们可以进一步加快低碳电力的部署进度吗?

2DS和B2DS情景中,需要低碳电力技术的快速发展,而且大部分技术需要的增速是前所未有的。

这要求电力系统不同利益相关方之间的协调和努力:从设备制造商,到发电企业、输电系统和配电系统运营商,再到监管机构和消费者,同时传统的电力消费者正日益转变为“生产消费者” (prosumers),比如房屋的业主通过屋顶光伏生产电力。

除了技术挑战,获得需要的资金也是另外一个需要进一步努力解决的问题。B2DS情景中电力部门累计需要61万亿美元的投资,这比RTS情景高了60%。B2DS情景相对RTS情景增加的投资比B2DS情景相对2DS情景增加的投资高了30%,这说明电力行业从一个原本已经雄心勃勃的情景(2DS)转到B2DS情景需要实现的跨越和额外的挑战。

有些领域未来需要大幅度加快进度,比如说CCS和太阳能光伏技术。

 

今天的电力系统是我们发展的基础,不过该系统经常在很多方面还是由化石燃料主导,而化石燃料还占电力行业大约三分之二的发电量。

当前电力系统有以下特征:

电力从大规模、集中式的发电机组,通过电网,单向流动到消费者,这些消费者通常离那些发电厂很远。这在相当程度上也许算是国内电力行业现状的一个真实写照。

很多国家,无论在物理上还是在市场和管制领域,供应和需求之间都有明显的分割。

 

2度或低于2度目标世界里,未来的系统会有很大的不同。

首先,未来的电力系统将主要依靠核电、CCS和可再生能源这样的低碳能源。但尤其是,未来发展趋势将向分布式能源系统转移,并要求能源基础设施之间的整合,比如说光伏、电动汽车、小规模储能及分布式热力生产之间的系统整合。

系统更多的内部连接:

有越来越多的家庭和商业规模的分布式能源,还有分布式储能用户将变成电力生产者。

向这样一个数字化、更加分布式的系统转变,要求以一个综合性的方式管理各种能源载体,不仅仅是关于电力的调度管理。

未来会出现越来越多的新的电力终端应用,比如在交通领域,这不但可以减少终端部门CO2排放,一旦电力系统足够地低碳化,还可以通过需求侧响应支持可间歇式再生能源并网。这个例子证明在能源系统的转型中系统性思维是多么的重要。

2010年以来,电池的成本下降了80%。而且,我们预计电动汽车的增长将加速电池在电力行业的应用。

但是,全球超过1.5亿千瓦(150 GW)的抽水蓄能依然占据储能装机的大部分市场份额。虽然我们预计抽水储能将以它的历史最快速度增长,但该行业的聚焦点已经转向更小规模、模块化的技术,比如可以在电力系统的任何角落部署的电池。

尤其需要指出,我们预计消费者规模、位于计量表之后的电池将比发电公司部署的电池增长更为迅速。目前这类应用的起点很低,但在B2DS情景中在2040年之前就能超过其他储能技术。

 

在所有情景中,交通行业电动汽车的销售都将推动电池技术的进步和成本的降低,无论固定式储能技术(stationary energy storage,比如抽水蓄能)如何发展。

因为电池是从一个相对低的基础上快速地进行增长,未来将会有关键技术挑战存在阻止推动电池成本下降到B2DS情景的“转折点”以下,该转折点远远低于目前的最低价格和远远高于现在的能量密度。

 


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