国际能源署发布《能源技术展望2017》 涵盖储能等领域

B2DS情景在技术上是可行的，但如果实施的话能源行业会面对一个艰巨的挑战，需要全球减排行动的水平立即出现一种根本性转变的态势。 

 

目前清洁能源技术进步的水平距离2DS情景的需要还差的很远，更不用说B2DS情景了。

 

有些技术在过去几年基本没有进步，甚至有些往错误的方向发展，比如燃煤发电技术，虽然超临界技术更高效，更经济，但依然有使用亚临界技术的情况。

 

有些技术有进步，但距离他们的潜力还很远。比如，2016年LED在居民照明灯具的比例有望从2015年的15%增长到30%，这令人鼓舞。但是在2DS情景中，照明，电气和建筑设备的电力消费需要从目前的每年增长3%下降到1.5%。

 

总体进展

 

IEA 的《追踪清洁能源技术进展》 （TCEP）报告每年都会评估最新的技术进步和市场发展，跟踪总体进展，并对未来行动提出建议。今年的TCEP 报告显示，我们选择的26项清洁能源技术中，只有3项处在可以实现能源可持续转型的路径上。 15项技术只显示出一定的进步，8项完全没有按照目标进行，需要新的行动。

 

红色代表进度未按照目标实现：

 

CCS  

 

全球的CCS项目继续证明它在不同领域的可行性，但因为没有最终投资的决策，计划的项目实际上都停滞了。

 

为了实现2DS的目标，需要在2025年做到每年封存4亿吨CO2，这需要有针对性的政策刺激来推动大型CCS项目的实施。

 

更高效的燃煤发电

 

2015年，新增燃煤发电装机有30%采用低效的亚临界技术。 

 

为了实现2DS目标，到2025年煤炭相关CO2排放必须每年降低大约3%，这主要通过淘汰最低效的技术，以及在2020年之后开始减少没有装备CCS的燃煤发电机组数量来实现。

 

生物质燃料  

 

为了实现2DS目标，到2025年先进的生物质燃料产量需要扩大25倍。

 

许多先进生物质燃料的第一批商业化规模项目正在提高他们的产量，但是需要加快立法鼓励先进生物质燃料的发展和降低交通燃料的碳密度。

 

建筑  

 

去年发展中国家在建筑能源标准上取得的进步是实现2DS目标的积极一步，但是依然有三分之二的国家没有实施强制的建筑能源标准。

 

橙色代表进展需要进一步改进：

 

核能 

 

2016年核电装机增加了1000万千瓦（10 GW），是1990年以来的最高水平。 

 

为了实现2DS目标，并抵消计划中退役的核电站和一些国家退出核电的政策，需要在2016年的基础上加倍，达到每年新增2000万千瓦。而且，2016年只有300万千瓦的新建项目开工，影响未来核电装机的增加。

 

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。 

 

在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。

 

与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？

 

在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。

 

在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。

 

电池的增长对系统整合也有影响，与波动的可再生能源增加有良好的协同效应，特别是在2DS和B2DS情景中。因此，这对不同部门之间整合和相互协调激励的政策设计也是一个挑战，因为储能的规模在不断的扩大。

 

电动汽车从2010年开始起步，在2015年突破100万辆之后，全球电动汽车保有量在2016年继续突破200万辆。 目前，纯电动汽车份额较插电式混合动力汽车一直有领先优势。

 

但是与全球汽车保有量相比，本报告中的这些电动汽车只占很小一部分市场份额，仅占全球轻型乘用车保有量的0.2%。

 

2016年，在电动汽车保有量上中国超过了美国，成为在运电动汽车数量最多的国家。这主要得益于中国快速发展的纯电动车市场，目前纯电动车（较插电式混合动力汽车）在中国占主流。从2014年起，纯电动汽车在中国电动汽车的保有量占比就稳定在75%。中国和美国一起占全球电动汽车保有量的60%。欧洲国家加起来占了剩余的绝大部分，约28%。跟电动车的销售情况一致，全球电动汽车保有量继续集中在少数几个市场。前5大国家占了全部（保有量）的80%，而前10大国家加起来则占了96%。

 

尽管电动汽车保有量持续增长，但2011年以来增长速度也在不断下降，从2014年的84%，下降到2015年的76%，再到2016年的59%。纯电动汽车当前依然占电动汽车保有量的大部分，约60%。从2012年以来，这个比例就没有发生过大的变化，一直在60%左右波动。

 

以2016年的200万辆为基础，所有的IEA情景都显示，直到2030年电动汽车保有量都会有巨大的上升空间：

 

在RTS情景，预计2030年将有5600万辆电动汽车，是2016年保有量的28倍。这个情景反映了目前已经宣布或考虑的能效、能源供应多样化，空气质量和去碳化等政策。

 

在2DS情景中，电动汽车保有量的“雄心”上升到了1.6亿辆。这个情景的背景情况就是，有50%的可能将全球温升控制在 2°C。

 

在B2DS情景中，为了在2060年后不久实现能源部门温室气体零排放，电动汽车保有量要在2020年达到2500万辆，2030年则要超过2亿辆。

 

按照行业过去的趋势，即使在RTS情景中，电力在交通领域也会扮演了非常重要的角色。

 

但是，市场主导的创新将不足以打破交通行业对石油的依赖。实现B2DS情景中的电气化率需要强力的政策信号，比如出台零排放区和内燃机汽车销售禁令等严格的管制措施。

 

如果看轻型轿车市场，如果要实现B2DS情景的政策目标，该行业2060年73%的能源消费需要由电力来提供。

 

如果看重型卡车市场，最初是超低排放技术然后是零排放技术需要快速地在这个行业予以实现。在RTS情景，天然气汽车会在城区的运输车队率先得到推广应用，而电动卡车或氢能卡车等零排放技术的推广初期进展有限，主要发生在模型分析期的后半段及提供了清晰政策信号的地区。

 

如果不采取措施挖掘建筑能效的巨大潜力的话，建筑行业的快速增长将带来能源需求的大幅增加，特别是在新兴经济体国家。能源需求的快速增长将给电力行业带来更大的压力，特别是随着建筑部门的持续电气化。

 

在B2DS情景, 通过转向高效、低碳的技术不仅可以带来更低的能源需求，还可以在使用比RTS情景更少的电力的情况下实现更高水平的建筑电气化。

 

这些高效技术-比如建筑里的热泵加储能技术–还可以提高能源系统的灵活性。

 

工业原料对经济社会发展和向低碳系统转型都至关重要。在所有情景中，很多重要材料的产量未来还会继续增长。在B2DS情景中则要求有很多重要材料以最高效的方式生产和使用，以尽可能减少对能源需求和碳排放的影响。

 

有几项关键策略可以使工业部门的能源消费和CO2排放减少:材料效率、能效和使用最先进的技术、燃料和原料替代，以及包括CCS在内的创新性技术。在2030年之前，通过能效和低碳燃料替代获得的能源节约和直接CO2减排潜力最大，而从长期的碳减排来看创新性的低碳技术至关重要。在近期，材料效率对碳减排有一定影响，并且这种影响将随着时间的推移会有缓慢的增加，因为回收率和生产效率都有提高，而且他们对减少材料生产的影响随着材料需求不断增加而增大。

 

在B2DS情景中，工业部门在2030年之前采取的早期的碳减排措施带来的减排量占了2014年-2060年直接碳减排量的15%，并且从长期来看这防止了低效技术在新增产能中应用的“锁定”效应，以及避免了在创新性低碳技术上的额外投资。

 

从生物质获取的能源（也就是生物质能源）是人类已知最古老的能源，目前依然是全球最大的可再生能源来源，占全球一次能源供应的11%左右。生物质能源在新兴经济体和发展中国家以低效的方式为贫困家庭提供能源，用于做饭和供热。 

 

在RTS情景中，虽然用传统方式使用的生物质有所降低，但生物质能源在终端的使用量依然增长了45%。这个增长主要受已有的优惠政策的刺激。

 

现代生物质能源是低碳能源情景的重要部分，因为作为一种可以广泛获取的可再生能源，生物质能源在供热，电力和交通设施减碳中扮演重要角色，正如接下来我们要讨论的，这些领域很难用其他方式实现去碳化。扮演这样一个重要角色非常具有挑战性，为了优化生物质能源的贡献，需要客服一系列技术，经济和市场障碍。

 

然而，生物质能源只有在可以带来明确和巨大的碳减排，并且不引起对环境无法控制的影响或者社会和经济问题的情况下，才能在能源行业碳减排中发挥重要作用。

 

在2DS和B2DS情景中模拟生物质能源的角色时，考虑到能持续获取的生物质原料数量的限制，总的可获取的生物质供应被限定在145 EJ。 

 

在B2DS情景中，生物质能源继续扮演重要角色，但重心有所转移。这是由于更高的能效水平和其他技术的更大贡献所带来的能源使用和燃料结构的变化。一个关键的变化就是更多的生物质能源生产使用BECCS（生物质能源碳捕集和封存）和BECCU（生物质能源碳捕集和利用）技术。B2DS情景中需要的可持续生物质的总体水平与2DS情景差不多。 

 

实现生物质能源在2DS和B2DS情景中的贡献取决于一些新技术的开发和应用，特别是交通燃料。

 

145 EJ的原料需求在可持续获取的范围内，但是如何获得这些资源是一个挑战，且需要创新-比如发展尽可能减少对土地使用影响的生物质来源。

 

这要求一个国际认可的可持续性管理机制的支持，可以避免使用不好的方式，同时刺激和支持在可持续供应上的创新。
 

 

 

讨论CCS这种重要的技术前，我想提醒在座的各位，国际能源署的政策推荐是和前置性的政策目标假设紧密关联的：这个政策假设是，本世纪末全球平均温升按照《巴黎协议》需要控制在2°或者1.5°的水平。

 

在2DS情景中，CCS在减少电力、工业和交通领域的碳排放中作用巨大。在2060年，每年将有大约70亿吨的CO2被捕集。这与目前每年3000万吨的捕集量相比，是一个巨大的增长。B2DS情景则更加依赖CCS，2060年需要每年捕集超过110亿吨CO2。 

 

在展望期（2060年）内，中国和美国占了每年捕集量的几乎一半；而在展望期后，则占约三分之一。

 

我们坚信，CCUS不是实验性的，不是科幻小说。这与媒体经常说的CCUS“未经证实”的论调相反。 因为经过已有的超过12年的试验运行，全球工程数量正在增长。

 

但是，我们需要在这里敲响警钟: CCUS的应用太慢了，比需要的速度慢了很多。我们并不认为这是一个技术问题-实际上是一个政策和商业问题。

 

CCUS需要针对性的支持机制 –我们不能仅依靠碳价格来推动CCUS，一般来说单靠单一（政策）是不够的。 

 

我们需要发展CO2运输网络，这使单个排放者得以利用商业运行的基础设施。政府可以在其中发挥主导作用，把利益相关方聚到一起。

 

需要储存的CO2数量凸显了寻找和开发储存地资源的重要性，推动在工业、燃料生产和电力部分推广碳捕集。

 

我们还要强调，CCUS为很多部门提供了一个解决方案。对电力行业，可以在那些现代的，依然还有很长寿命的电厂的改造中发挥重要作用。当然，电力行业还有其他选择，CCUS也不是水泥，钢铁和化工行业的必然选择。但是，这些行业的深度减排都将会需要CCUS。
 

 

2015年，清洁能源领域研究、开发和示范RD&D的投资是260亿美元。公共部门支出占78%，这其中包括了国企的支出。

 

2012年以来，全球清洁能源RD&D支出就基本上保持不变，虽然2015年是近四年最低的。

 

来自公司层面的数据显示，2016年私营部门的支出较2015年有一定的增长，但增幅很小。

 

国际联合国教科文组织估计，全球公共和私营部门在所有技术研究和开发R&D支出是每年1.3万亿。

 

2016年全球研发支出前三位的IT公司是: Amazon, Google and Intel。美国之外研发支出最大的IT企业是韩国三星（第五）和中国华为（第六）。这些企业每家的研发支出都比最大的制药企业多。

 

22个签署了《创新使命》(Mission Innovation )的国家（加上欧盟）保证通过五年时间将清洁能源研发支出翻番。据他们估计，这些国家在基准年（2015年或2016年，根据国家不同而不同）的清洁能源研发总投入为150亿美元。

 

《创新使命》(Mission Innovation )国家和清洁能源部长会议（CEM）国家基本重合，除了俄罗斯，南非和西班牙是CEM成员，但不是《创新使命》国家；而荷兰则不是CEM成员国。国际能源署作为CEM秘书处所在的国际组织，期待《创新使命》能够推动全球清洁能源RD&D的持续增长。

 

现在，我想总结一下《能源技术展望2017》报告的几个主要结论：

 

在政策支持和技术创新的帮助下，全球能源行业发展的轨迹有产生积极变化的早期迹象，但非常遗憾的是，我们已经取得的进展与达到巴黎协定政策目标之间的差距还是过大；

 

能源行业的很多议题牵一发而动全身，所以我们现在必须考虑实施包含所有技术选项的综合性系统方案以加快能源转型的进度；

 

每个国家的国情都有所不同，国际能源署鼓励世界各国根据本国国情来确定自身的转型路径，并相应提高对研究、开发与示范（RD&D）和部署的支持力度；

 

要在2060年实现碳中和需要前所未有的技术政策和投资，而这仅仅只能保证2100年全球平均温升控制在1.75摄氏度左右；换句话来说，如果要实现巴黎协议更加雄心勃勃的1.5摄氏度温升控制目标，能源行业未来必须尽快能够看到颠覆性技术创新的出现；

 

技术创新可以实现不同的政策目标，但政策的制定和执行也必须考虑技术的全生命周期，而国际合作这种方式对技术创新和政策之间的良性互动会有帮助。国际能源署作为一家正在积极向包括中国在内的新兴经济体国家敞开大门的国际能源组织，愿意和国内各家部委、机构及专家学者通力合作，为中国的能源革命和能源转型添砖加瓦。

 

最后，再次感谢上海国际问题研究院与国际能源署合办这次在北京之外的发布会，也感谢各位嘉宾在百忙之中抽出时间参加本次会议并发表精彩点评，也欢迎大家登陆国际能源署的官方网站www.iea.org，进一步了解我们的最新研究成果及能源统计数据等相关信息。

 

 

主讲嘉宾简介：

 

涂建军先生现任国际能源署中国合作部主任（常驻巴黎），并全面负责IEA的中国事务以及IEA中国联络办公室（北京）的管理，他还是加拿大工业能源数据分析中心的客座研究员。在加入国际能源署前，涂建军曾任卡内基国际和平基金会中国能源与气候项目主任暨资深研究员。2004到2011年期间，他是加拿大温哥华知名能源与气候政策咨询公司M.K. Jaccard and Associates的合伙人暨资深顾问。之前他还曾经担任中国最大液化气进口及销售公司华安液化石油气的海上作业主任，以及中国石化的项目经理及技术员。涂建军精于煤炭、石油、天然气及电力行业的战略规划和政策评估，并对资源与环境可持续发展有深入研究。他和政府部门、能源工业、智库、学术界、媒体以及环保NGO都有良好的合作关系。

 

能源技术展望2017简介：

 

能源技术展望是国际能源署年度旗舰出版物。2017年度《能源技术展望》报告着重分析将能源部门纳入加快和大规模部署清洁能源技术的前景和潜力。

 

世界正在越来越接近能源系统历史性转型的迹象正在加倍。能源技术的提升持续的改变着能源部门，推动着商业模式、能源需求和供给模式以及监管需要的改变。此外，能源安全、空气质量、气候变化以及经济竞争力这些因素越来越多的被纳入能源部门的决策当中。能源技术展望2017中的分析致力于对这些趋势更好的理解，以及塑造未来能源安全和环境可持续的影响投资决策的技术进步。

 

《能源技术展望2017》分析了加快和扩大清洁能源技术部署的潜力。这是首次，能源技术展望在创新在推向所有行业最大实际限制的情景下，分析了清洁能源技术能够在多大程度上帮助我们实现巴黎协定的目标。报告显示，在该情景下，温室气体带来的升温水平与巴黎协定雄心范围中的一致。《能源技术展望2017》的分析表明，无论选择能源转型的具体路径如何，如果以系统协调的方式进行清洁能源技术的加速部署，就会带来多种经济、安全和其他共同效益。

 

《能源技术展望2017》还包括了国际能源署年度清洁能源进度报告，显示当前技术发展和部署只处于次优状态。今年研发的特别部分表明，政策在技术创新价值方面提供了明确的信号，进步已经很大，但许多技术领域依旧缺乏政治支持。