在新能源領(lǐng)域,歐洲是真的急了。
以致于歐洲太陽能行業(yè)直接發(fā)出了“破產(chǎn)警告”:大量低價(jià)的中國進(jìn)口產(chǎn)品已將一些歐洲制造商推向破產(chǎn)邊緣,不利于歐盟推動本土的綠色技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
這不是危言聳聽,歐洲憑借能源革命實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的騰飛,并由此保持上百年的發(fā)展優(yōu)勢。中國后來居上,眼看在新能源領(lǐng)域要彎道超車,甚至要改變?nèi)蚋窬郑瑲W洲不急才奇怪。
一、全球能源轉(zhuǎn)型邏輯
目前全球能源消費(fèi)由化石能源主導(dǎo),占比80%以上,處于絕對優(yōu)勢。即使是長期推進(jìn)綠色能源政策的歐盟,2021年水風(fēng)光也只占能源消費(fèi)總量的18%。從2010-2021年,中國水風(fēng)光能源占比從7.5%穩(wěn)步上漲到15%,美國和日本只有11%。雖然都有意增加綠色能源占比,但成本高要強(qiáng)撐著靠補(bǔ)貼,做不到太高。歐盟補(bǔ)貼最狠、最有想法,現(xiàn)在回頭看方向是找準(zhǔn)了。
雖然光伏風(fēng)電新能源在全球很火,但還在能源轉(zhuǎn)型的早期。但水風(fēng)光能源沒有碳排放,必然要成為主力能源,而且從自然中來,無成本可再生,比不可再生的化石能源強(qiáng)。特別是隨著全球變暖問題的加劇,新能源逐漸成了“新寵兒”。
但全球變暖說了多少年了,一說減少碳排放就卡住了,還得靠化石能源。發(fā)達(dá)國家工業(yè)生產(chǎn)外遷,能源消耗減少,說碳排放在減少(絕對值還是很高),讓發(fā)展中國家定減排計(jì)劃。歐盟甚至搞起了碳交易、碳關(guān)稅,想用綠色環(huán)保優(yōu)勢占據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展先機(jī),拉了島國賣力表演。發(fā)展中國家就講歷史、講人均,不能你們大搞碳排放發(fā)展起來了,我們想發(fā)展就不行。
技術(shù)的發(fā)展讓爭論聲變小。光伏成本從2009年的每度電0.359美元降成了0.036美元,只有原來的十分之一。風(fēng)電成本從每度電0.135美元降到了0.038美元。相比之下,燃?xì)廨啓C(jī)(CCGT)、煤電、核電成本改進(jìn)不大。2022年后光伏風(fēng)電成本有所上升,是需求爆增,產(chǎn)能上來價(jià)格又會降下去。
這里不得不說,光伏風(fēng)電成本大降,主要是中國企業(yè)的貢獻(xiàn)。發(fā)改委2022年6月發(fā)布的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》的說法是:
水電具備百萬千瓦級水輪機(jī)組自主設(shè)計(jì)制造能力,特高壩和大型地下洞室設(shè)計(jì)施工能力世界領(lǐng)先。陸上低風(fēng)速風(fēng)電技術(shù)國際一流,海上大容量風(fēng)電機(jī)組技術(shù)保持國際同步。光伏技術(shù)快速迭代,多次刷新電池轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄,量產(chǎn)單晶硅、多晶硅電池平均轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到22.8%和20.8%。水電產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢明顯,我國已成為全球水電建設(shè)的中堅(jiān)力量。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈完整,7家風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)位列全球前十。光伏產(chǎn)業(yè)占據(jù)全球主導(dǎo)地位,多晶硅、硅片、電池片和組件分別占全球產(chǎn)量的76%、96%、83%和76%。全產(chǎn)業(yè)鏈集成制造有力推動我國可再生能源裝備制造成本持續(xù)下降、國際競爭力持續(xù)增強(qiáng)。
2021年清潔能源制造技術(shù)方面,中國公司在光伏產(chǎn)業(yè)絕對領(lǐng)先。電動汽車卡車與動力電池產(chǎn)業(yè)是中國優(yōu)勢,就連地?zé)岷碗娊饩G氫產(chǎn)業(yè)都是如此。稍有差距的是風(fēng)電,海上風(fēng)電歐洲實(shí)力還可以,陸上風(fēng)電北美有點(diǎn)實(shí)力了,但歐美也在擔(dān)心風(fēng)電變成光伏的格局。
技術(shù)進(jìn)步證明,歐洲大搞綠色經(jīng)濟(jì)的想法很正確。歐洲探索,中國突破,人類社會能源轉(zhuǎn)型、文明形態(tài)革命的條件具備了。
從上面討論可知,全球能源轉(zhuǎn)型的路線已經(jīng)有了,無非是兩個(gè)大方向:多發(fā)電,提高電力在最終消費(fèi)中的占比,少直接用碳排放高的化石能源;多用水風(fēng)光清潔能源發(fā)電,少用化石能源發(fā)電。
普通人可能沒意識到能源轉(zhuǎn)型規(guī)模有多大。全球多國都制定了2030-2050年行動計(jì)劃,國際社會一起行動的力度空前。80年代以來全球產(chǎn)業(yè)最大的事是IT業(yè)崛起,現(xiàn)在出現(xiàn)了另一個(gè)大事,能源轉(zhuǎn)型。
能源和電力是全球經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。從規(guī)劃來看,電力要從占最終能源消費(fèi)的20%,升到70%以上。化石能源占比,要從80%以上降到20%以下,光伏與風(fēng)電是關(guān)鍵。轉(zhuǎn)型涉及的經(jīng)濟(jì)價(jià)值極為巨大,光是原油2022年市場價(jià)值就有2.1萬億美元,超過前10大金屬市場價(jià)值總和的兩倍。2022年全球發(fā)電量約30萬億度,市場價(jià)值3萬億美元以上,還在不斷增長。
還有一個(gè)相關(guān)的大動作,要建起智能電網(wǎng),消納不穩(wěn)定的光伏與風(fēng)電。中國規(guī)劃了相當(dāng)于日本全部發(fā)電能力的抽蓄產(chǎn)能,來支持光伏風(fēng)電并網(wǎng)。以特高壓輸電為代表的智能電網(wǎng)技術(shù),中國也是國際領(lǐng)先。各種替代儲能方案都在嘗試,如空氣儲能、熔鹽電站。
另外一個(gè)大動作是全電化,燃油車改電動車,各產(chǎn)業(yè)都來“以電代煤”、“以電代油”。遠(yuǎn)期還有綠氫產(chǎn)業(yè)的設(shè)想,光伏風(fēng)電分解水生產(chǎn)氫氣,作為工業(yè)動力與原材料。
近來國際國內(nèi)唱衰中國經(jīng)濟(jì)的聲浪,到了多年來的高點(diǎn),這是目光短淺。中國站在全球能源轉(zhuǎn)型的絕對制高點(diǎn),掌握了幾乎所有關(guān)鍵技術(shù),產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢極大,歷史機(jī)遇極好。這是工業(yè)革命、生態(tài)文明級別的超級大利好,一些人從內(nèi)心拒絕相信。如果是歐美掌握了新能源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,不知道會吹成什么樣?
歐美有兩個(gè)希望,一個(gè)是鈣鈦礦太陽能電池,光電轉(zhuǎn)換效率超過30%,比多晶硅指標(biāo)好,可能彎道超車。一個(gè)是固態(tài)電池,比鋰電池技術(shù)指標(biāo)好,但成本太高。目前,全球業(yè)界主要還是擔(dān)憂中國技術(shù)與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢太大,美國對中國光伏產(chǎn)品加50%-250%的關(guān)稅都擋不住。
轉(zhuǎn)型才剛開始,巨大的規(guī)模只露出一個(gè)尖。2022年新能源車還只占全球汽車銷量的13%,中國以外不到7%。中國光伏出口開始暴增,但絕對規(guī)模還不算大。2022年光伏產(chǎn)品出口大增80%,但只有512億美元,占總出口額的1.4%,風(fēng)電設(shè)備出口只有10億美元。
今年出口行業(yè)有“新三樣”的說法,電動載人汽車、鋰電池、太陽能電池,上半年增長61.6%,但只拉動整體出口增長1.8%,絕對規(guī)模只占整體出口的約3%。整體還是覺得外貿(mào)壓力大,外部需求不景氣。如果新能源產(chǎn)業(yè)出口增長持續(xù)發(fā)力,規(guī)模再大一些效果就會大得多。
從能源消費(fèi)規(guī)模來說,中國、美國、歐洲三家絕對領(lǐng)先。上圖前十中只有德國是歐洲國家(能源意義上的歐洲不包括俄羅斯、白俄羅斯等獨(dú)聯(lián)體國家),但歐洲國家合計(jì)能源消費(fèi)量是79.81艾焦(其中歐盟58.18艾焦)。全球能源消費(fèi)是604.04艾焦,相當(dāng)于168萬億度電(1艾焦是10的18次方焦耳,1度電等于360萬焦耳),是中國2022年發(fā)電量8.85萬億度的約19倍。
中美歐三家都拉開架勢要轉(zhuǎn)向新能源,它們的起點(diǎn)如何,執(zhí)行起來會怎么樣?
二、主要經(jīng)濟(jì)體能源轉(zhuǎn)型數(shù)據(jù)
從能源消費(fèi)來源看,經(jīng)濟(jì)總量高的經(jīng)濟(jì)體里,歐洲在非化石能源方面有明顯優(yōu)勢,核能、水電、可再生(光伏風(fēng)電生物質(zhì)地?zé)岷Q竽艿鹊龋┤?xiàng)都不弱,合計(jì)占比高達(dá)28.9%,化石能源只占71.1%。美國三項(xiàng)合計(jì)占比18.94%,核能與可再生強(qiáng)一些。中國三項(xiàng)合計(jì)占比18.37%,和美國接近,核電弱一些,水電是優(yōu)勢,可再生追上來了。日本三項(xiàng)合計(jì)占比15.13%,可再生方面還行,但是核能遭受打擊。俄羅斯三項(xiàng)合計(jì)占比13.68%,靠核能水電吃老本,對可再生能源沒興趣。印度三項(xiàng)合計(jì)占比11.55%,處于發(fā)展早期,對可再生能源興趣不小。
總體來說,主要經(jīng)濟(jì)體要么依賴煤,要么依賴石油、天然氣,化石能源占比不低,轉(zhuǎn)型任務(wù)都不輕。美歐日比中印領(lǐng)先的,是天然氣多煤少,污染較輕,另外可再生能源有較長時(shí)間的補(bǔ)貼投資歷史,核能也有歷史積累。歐洲發(fā)展新能源有領(lǐng)跑優(yōu)勢,在主要經(jīng)濟(jì)體里率先將石化能源降到80%以下。
俄羅斯由于地理原因和巨大的資源優(yōu)勢,依賴能源出口,脫離世界大勢。印度能源消費(fèi)相對人口規(guī)模還較小,未來選擇很重要。雖然印度的口號是要綠色能源,但對化石能源的依賴可能會加深。中國油氣資源少,歷史上極度依賴煤,雖然一路降了十幾個(gè)百分點(diǎn)仍然高達(dá)55%,歷史包袱較重,但通過發(fā)展水風(fēng)光發(fā)電,情況改善了很多。

2022年主要經(jīng)濟(jì)體化石能源生產(chǎn)與消費(fèi)
主要經(jīng)濟(jì)體的化石能源生產(chǎn),也各有特色(圖中全球生產(chǎn)消費(fèi)有差異,是因?yàn)橛袔齑妗⑻娲a(chǎn)品)。俄羅斯三項(xiàng)都富余,依賴能源出口。美國資源優(yōu)勢非常好,天然氣與原煤都足夠,石油產(chǎn)量也是世界最高了,雖然仍不夠用,但從加拿大進(jìn)口就能補(bǔ)上不少。日本什么能源都缺,全部需要進(jìn)口。歐洲也缺少能源,石油和天然氣生產(chǎn)一半以上靠挪威。印度除了煤好點(diǎn),什么都缺。中國煤不缺,石油和天然氣比歐洲、印度情況好點(diǎn),就是煤的消費(fèi)量太大。
從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、政策力度看,中國、歐洲、美國是較為認(rèn)真地在能源轉(zhuǎn)型。2022年三家合計(jì)能源消費(fèi)335.11艾焦,占全球的55.5%。水電、核能、可再生能源,三家合計(jì)分別為19.92、17.75、32.79艾焦,占全球49.1%、73.6%、72.6%。因此,能源轉(zhuǎn)型要上量,還得靠中美歐三家,別國增長率再高暫時(shí)規(guī)模也不大。

主要經(jīng)濟(jì)體碳排放(二氧化碳噸數(shù))數(shù)據(jù)
2022年8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)體占了全球碳排放的73.4%。中國碳排放占比30.69%,能源消費(fèi)占比是26.4%,減排壓力最大。印度占比7.55%,雖然不算高,但是10年增加了42.2%,增長不低。歐洲和日本10年碳排放減了約17%,有一定成效,美國也減了一些。中國比10年前排放增加17.5%,但是增速趨緩,2022年碳排放還降了0.1%。
從化石能源消費(fèi)缺口來看,中國、印度、日本和歐洲,會較有動力發(fā)展可再生能源,俄羅斯沒有動力(還不如中東土豪有想法)。美國民主黨出于環(huán)保理念注重氣候變化,但也向歐洲出口天然氣替代俄羅斯供應(yīng),共和黨更注重能源工業(yè),喜歡挖油采氣,有時(shí)和俄羅斯態(tài)度接近,比如特朗普在任期內(nèi)悍然退出了巴黎氣候協(xié)定。
綜合能源生產(chǎn)、消費(fèi)、碳排放的情況,中國與歐洲對可再生能源態(tài)度最積極,也最有能力。日本占全球各項(xiàng)數(shù)據(jù)的比例越來越小,欠缺活力。俄羅斯只想靠能源優(yōu)勢搞國際貿(mào)易。印度很需要可再生能源,但發(fā)展水平較低。美國資源豐富,發(fā)展可再生能源的動力不如中歐,有可能來回?fù)u晃。
再考慮到中國的新能源技術(shù)與產(chǎn)能優(yōu)勢,建成光伏風(fēng)電水電超級能源網(wǎng)希望最大。如果還有其它地區(qū)也能建成超級能源網(wǎng)的話,應(yīng)該是歐洲。再就是美國,但可能性小一些。也有可能歐美都搞不成,因?yàn)橥顿Y太大、技術(shù)落后、政策紛爭等原因干得不順。
定性地看,中國將會在可再生能源占比指標(biāo)上趕超歐洲,成為全球綠色能源事業(yè)的主力和先鋒,發(fā)力沖擊新的生態(tài)文明。
這一點(diǎn),我們可以通過主要經(jīng)濟(jì)體光伏風(fēng)電裝機(jī)與發(fā)電數(shù)據(jù),對這個(gè)過程建立認(rèn)識。中國與全球的規(guī)劃真的有可行性,也有時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
三、可再生能源發(fā)電數(shù)據(jù)與時(shí)間表
中國在電力消費(fèi)方面有優(yōu)勢,而且會越來越明顯。根據(jù)中電聯(lián)《中國電氣化年度發(fā)展報(bào)告2022》,2021年中國電力占終端能源消費(fèi)的26.9%,比上年提升1.4個(gè)百分點(diǎn);發(fā)電能源占一次能源消費(fèi)的45.8%,比上年提升0.7個(gè)百分點(diǎn)。工業(yè)部門電氣化率26.2%,建筑部門電氣化率44.9%;交通部門電氣化率3.9%,已形成全球最大規(guī)模充電網(wǎng)絡(luò);農(nóng)業(yè)農(nóng)村電氣化率35.2%,用電條件明顯改善,農(nóng)機(jī)電氣化設(shè)備得到廣泛推廣應(yīng)用。

圖表來自John Mathews等人的論文《Greening of China’s Electric Power System》
中國電氣化率在主要國家中位居前列,因?yàn)殡娏夹g(shù)世界領(lǐng)先。預(yù)計(jì)到2025年,中國電力占最終能源消費(fèi)比例將達(dá)到31.2%。長期預(yù)期是,電能占終端能源消費(fèi)比重在2025年、2035年、2050年、2060年分別達(dá)到約32%、45%、60%、70%。有些學(xué)者的預(yù)測更為激進(jìn),認(rèn)為2060年占比要達(dá)到90%。目前中國2060年的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)通常用“70/80/90”來代表,即電能占終端能源消費(fèi)70%以上,非化石能源占能源消費(fèi)比重80%以上,清潔能源發(fā)電占比90%以上。

中國WWS(Water、Wind、Sun)裝機(jī)與發(fā)電占比,1990-2021
如前所述,中國的問題是嚴(yán)重依賴煤炭。2021年之前10年,中國已經(jīng)明顯有向水風(fēng)光發(fā)電轉(zhuǎn)型的動作。但是到2021年,水風(fēng)光發(fā)電量占比仍然只有28%,增速不算太高,雖然在新裝機(jī)中的占比上行到了43%。這是因?yàn)閺墓β式嵌瓤矗L(fēng)電和光伏裝機(jī)占比高,但是發(fā)電時(shí)間遠(yuǎn)少于火電,實(shí)際產(chǎn)出的電力占比低。光伏發(fā)電是時(shí)間利用率最差的,風(fēng)電也不高。
中電聯(lián)《2023年上半年全國電力供需形勢分析預(yù)測報(bào)告》稱,上半年各類電源利用小時(shí)數(shù)為:水電1239小時(shí),同比降低452小時(shí);火電2142小時(shí),同比提高84小時(shí);核電3770小時(shí),同比提高97小時(shí)。并網(wǎng)風(fēng)電1237小時(shí),同比提高83小時(shí);并網(wǎng)太陽能發(fā)電658小時(shí),同比降低32小時(shí)。
由于風(fēng)電和太陽能還有不并網(wǎng)的,光伏發(fā)電平均利用小時(shí)數(shù)大約只有火電的四分之一到五分之一,風(fēng)電是光伏的兩倍,也不算好。因此,光伏風(fēng)電實(shí)際發(fā)電量漲得比較慢。給人的印象是,轟轟烈烈上了很多光伏板和風(fēng)機(jī),發(fā)電量卻沒多少。
2022年,光伏發(fā)電量只占全球發(fā)電量的4.5%。中國光伏發(fā)電量4276億度,同比增長30.8%,仍只占全國發(fā)電量的4.9%,風(fēng)電多一點(diǎn)占9%,水電占15%。中國光伏風(fēng)電合計(jì)占比約14%,2010年時(shí)這個(gè)數(shù)據(jù)是1%,基本可以忽略不計(jì),2015年時(shí)只有4%,增速算可以,絕對規(guī)模還不大,現(xiàn)在算是打基礎(chǔ),未發(fā)全力。
從每年全球各大地區(qū)的光伏新增裝機(jī)量來看,中國較為突出,但是有幾個(gè)階段。2011年之前是歐洲主導(dǎo),之后中國入場。2013、2016年中國都加大了力度,新增裝機(jī)占比達(dá)到了全球一半。但2018-2021年就沒什么增長,新增裝機(jī)全球占比跌到了三分之一,當(dāng)時(shí)主要是對電網(wǎng)的消納能力有疑慮,光伏被稱為“垃圾電”。2022年后,各地區(qū)都開始加速,中國新增占比回到40%。
但是中國累計(jì)光伏裝機(jī)全球占比到2021年仍只有34%,和2018年持平,在三分之一晃蕩了好幾年。其它幾個(gè)存量占比較高的國家是,美國12%、日本7%、印度7%、德國6%、澳大利亞3%、西班牙2%。
在基建領(lǐng)域,這是罕見的,一般的節(jié)奏是中國發(fā)力之后,全球占比持續(xù)上升。其中有兩個(gè)原因,一是光伏裝機(jī)相對容易操辦,買些板子來安裝比別的能源設(shè)備要方便,不少國家在大力投資。再一個(gè)是中國自己政策有些猶豫,電網(wǎng)怎么辦沒想好,直到2022年決定走抽水蓄能路線,才真正開始發(fā)力。
這次發(fā)力是個(gè)什么級別的?2022年中國累計(jì)光伏裝機(jī)容量是392GW。三峽電站裝機(jī)容量是2250萬千瓦,就是22.5GW,累計(jì)光伏裝機(jī)相當(dāng)于17個(gè)三峽,但發(fā)電量只相當(dāng)于約5個(gè)三峽。2022年開始大幅發(fā)力,光伏裝機(jī)新增87.4GW,比上年的54.93GW增長了59%。
進(jìn)入2023年,光伏真正發(fā)力了。2023年上半年新增光伏裝機(jī)78.42GW,同比增長154%!僅光伏裝機(jī)就占全部新增電源裝機(jī)的56%。7月,中國光伏協(xié)會將2023年預(yù)計(jì)裝機(jī)量由95-120GW上調(diào)至120-140GW。下半年光伏裝機(jī)通常遠(yuǎn)多于上半年,140GW應(yīng)該打不住。從中國各地的建設(shè)熱情來看,光伏很可能超預(yù)期發(fā)展。
上圖為主要經(jīng)濟(jì)體2022年的發(fā)電量及來源,單位TWh等于10億度電。中國與印度是煤電主打,美國和俄羅斯是天然氣發(fā)電為主,日本是天然氣與煤電相當(dāng)。加拿大與巴西水電占到了60%以上,巴西化石能源發(fā)電只占10.15%了,低碳做得非常好。
歐洲比較均衡,可再生能源發(fā)電占比26.66%已經(jīng)是最高的一個(gè)類別了。歐洲化石能源發(fā)電占比只有37.7%了,中美印俄日都超過60%,歐洲在發(fā)電領(lǐng)域的綠色低碳確實(shí)做得不錯(cuò)。因此,目前中國還在追趕歐洲,不能因?yàn)橹袊履茉醇夹g(shù)領(lǐng)先就盲目自大樂觀。中國的優(yōu)勢是可再生能源發(fā)電總量已經(jīng)上來了,超過了歐洲,占比雖然沒超過,但是發(fā)力后有趕超的希望,光伏風(fēng)電裝機(jī)增速較高。
具體看可再生能源發(fā)電數(shù)據(jù),主要是風(fēng)電與光伏發(fā)電,還有生物質(zhì)、地?zé)帷⒑Q竽馨l(fā)電等等。中國、歐洲、美國、加拿大、巴西主要靠風(fēng)電,風(fēng)電占了全球可再生能源發(fā)電的一半。風(fēng)電占比高的原因是,在中國大幅降低光伏成本之前,風(fēng)電成本比光伏發(fā)電要低,而且利用小時(shí)數(shù)有一倍的優(yōu)勢。日本是政策問題,風(fēng)電設(shè)備落后于美歐,就不想發(fā)展風(fēng)電,導(dǎo)致越來越跟不上,需要補(bǔ)課。美歐日還發(fā)展了其它可再生能源,歐洲較為積極。
但是等光伏成本降下來之后,就顯示出了場地適應(yīng)性強(qiáng)、安裝簡單的優(yōu)勢了。后發(fā)的印度就是光伏發(fā)電比風(fēng)電多了。從國際能源署的規(guī)劃來看,光伏發(fā)電量長期來說要追近、趕超風(fēng)電。
從光伏風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)及10年平均增速來看,光伏的發(fā)展速明顯要高,增長潛力大。中國光伏與風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)占全球約37%-40%,絕對規(guī)模都是全球第一,2022年分別增長28%與11.2%,增速領(lǐng)先歐美。
2023年上半年,中國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)升至3.89億千瓦,同比增13.7%,風(fēng)電發(fā)電量4628億度,同比增長20%。再結(jié)合上半年光伏新裝機(jī)同比增長154%的情況,光伏風(fēng)電裝機(jī)都在加速。這是在累計(jì)裝機(jī)全球最高的情況下再次加速,展示了新能源工業(yè)體系的絕對力量,歐美建設(shè)速度難以跟上。

國際能源署發(fā)電路線圖,APC是指各國宣布的計(jì)劃
2021年10月國際能源署(IEA)發(fā)布的《全球能源行業(yè)2050凈零排放路線圖》中,2030年是重要節(jié)點(diǎn),水電、光伏和風(fēng)電發(fā)電量要接近煤電、天然氣發(fā)電,五條線先后交叉。到2050年,光伏與風(fēng)電成為遙遙領(lǐng)先的兩大發(fā)電主力,光伏發(fā)電量相比2022年翻10倍,風(fēng)電翻6倍,可再生能源發(fā)電占比達(dá)70%。再加上化石能源發(fā)電配上CCUS碳捕集技術(shù),能實(shí)現(xiàn)碳中和。
IEA這個(gè)規(guī)劃看似很遠(yuǎn)期,其實(shí)并不遙遠(yuǎn),2030年基本能看出趨勢了。規(guī)劃到2050年全球發(fā)電量是約50萬億度,而2022年就有約30萬億度了,發(fā)電量本身增長不是太多,更多是從化石能源向可再生能源發(fā)電轉(zhuǎn)型。參考中國更為系統(tǒng)的規(guī)劃,可以印證IEA路線圖的可行性。
中國2020年9月提出“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”目標(biāo)后,隨著形勢的變化,很有可能提前實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)如下:
1.2025年前后,終端能源需求達(dá)到峰值37億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電源裝機(jī)30億千瓦,電力需求9.8萬億度,電能占終端能源需求的32%。化石能源占能源需求比例降至78%,碳排放達(dá)峰105億噸。
2.2026-2030年間,一次能源需求達(dá)到峰值57億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,化石能源需求峰值43億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電力取代煤炭在終端能源消費(fèi)的主導(dǎo)地位。風(fēng)能、太陽能快速增長,成為主要非化石能源品種。電力部門碳排放總量達(dá)到峰值,不超過45億噸二氧化碳。
3.2035年終端能源需求34億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,一次能源需求55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電源裝機(jī)40億千瓦以上,電力需求12.4萬億度,進(jìn)入飽和增長,電能占終端能源需求45%。非化石能源總規(guī)模超過煤炭,占能源消費(fèi)40%,碳排放開始快速下降。
4.2040年前后,非化石能源占比超過50%,單位GDP能耗達(dá)到世界先進(jìn)水平。
5.2050年,終端能源需求降至28億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,一次能源需求51億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電源裝機(jī)50億千瓦以上,電力需求14萬億度見頂,電能占終端能源消費(fèi)60%。非化石能源占比70%。
6.2060年,終端能源需求降至24億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,一次能源需求46億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電能占終端能源消費(fèi)70%。非化石能源占比80%,風(fēng)能占比超30%,太陽能占比超20%,風(fēng)能太陽能合計(jì)占能源需求50%以上。風(fēng)電光伏裝機(jī)占電源60%,發(fā)電量占比45%,各類常規(guī)電源仍起到穩(wěn)定電網(wǎng)的作用。能源消費(fèi)碳排放降至6億噸,大幅低于碳吸收能力,提前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
值得注意的是,我國相當(dāng)重視智能電網(wǎng)消納光伏風(fēng)電的現(xiàn)實(shí)問題,并不一味追求新能源電力規(guī)模。這非常重要,越南快速發(fā)展光伏發(fā)電,已經(jīng)碰到了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的問題。我國光伏與風(fēng)電產(chǎn)能全球絕對領(lǐng)先,實(shí)現(xiàn)風(fēng)能與太陽能占比快速提升并不困難,但需要全面綜合地考慮問題,化石能源發(fā)電對穩(wěn)定電網(wǎng)很重要,并非可以不要。
一個(gè)可能出乎預(yù)料的結(jié)論是,全球光伏風(fēng)電建設(shè)需求如此之多,實(shí)現(xiàn)偉大的生態(tài)文明轉(zhuǎn)型,應(yīng)該是很宏大的事。但中國的設(shè)備產(chǎn)能都沒有問題,甚至?xí)^剩,長期壓制價(jià)格。全部產(chǎn)業(yè)鏈都打通了,在需求預(yù)期拉動下,中國生產(chǎn)商的擴(kuò)產(chǎn)似乎沒有物理限制,投資能力也足夠強(qiáng)。新能源發(fā)電量在增長,這是累計(jì)的概念,新裝機(jī)增長代表加速,而設(shè)備產(chǎn)能是按預(yù)期超前增長。因此,全球能源轉(zhuǎn)型主要的障礙不會是設(shè)備生產(chǎn),而會是對設(shè)備來源的恐慌與限制。
震撼之處在于,即使有到2050年的長期利好,中國光伏風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)商的產(chǎn)能擴(kuò)張,仍然可以把利好迅速消化,還不時(shí)因?yàn)樾枨蟮娘L(fēng)吹草動有壓力。因此,如果歐美對于綠色能源事業(yè)態(tài)度堅(jiān)決,擺脫內(nèi)心對中國的恐懼,把光伏風(fēng)電發(fā)電能力做起來,從供給上應(yīng)無困難。
另外一個(gè)全球問題是電網(wǎng)消納。中國的智能電網(wǎng)水平全球領(lǐng)先,整合出了規(guī)模極大的全國電網(wǎng),運(yùn)營水平極高。對于消納新能源發(fā)電,中國考慮深遠(yuǎn),有規(guī)模極大的抽蓄配套,讓光伏風(fēng)電以最合適的比例融入電網(wǎng)中,但2060年光伏風(fēng)電發(fā)電量占比也只有45%。
歐美與其它國家,如果光伏與風(fēng)電發(fā)電量上來了,電網(wǎng)卻無法承受,問題會非常不簡單,可能涉及各國深層次的能源與電力體制問題。但也有些條件不錯(cuò),如家庭屋頂面積大,安裝分布式光伏就合適。
總體而言,中國規(guī)劃細(xì)致、執(zhí)行有力、技術(shù)與產(chǎn)能保障有力,率先實(shí)現(xiàn)以光伏風(fēng)電水電為主的超級能源網(wǎng)沒有問題,很快就能看到雛形。筆者預(yù)計(jì),中國很可能會提前實(shí)現(xiàn)各階段目標(biāo),超超歐洲,成為綠色能源事業(yè)的全球領(lǐng)頭羊。
全球能源轉(zhuǎn)型的意愿向好,但可能受制于各國的執(zhí)行能力、技術(shù)能力、政策紛爭。一些國家不可避免地會與中國發(fā)生新能源產(chǎn)業(yè)鏈主導(dǎo)權(quán)的斗爭。對這些國家,中國仍然會支持其能源轉(zhuǎn)型,提供性價(jià)比絕對優(yōu)勢的新能源產(chǎn)品。但如果有人地緣斗爭思維過剩,就會損害本國與全球利益。歐洲已經(jīng)因?yàn)槎頌鯖_突深受其害,電價(jià)暴漲數(shù)倍,希望能吸取教訓(xùn),努力建成類似中國的超級能源網(wǎng)。