國際可再生能源署展望至2050年風(fēng)能市場發(fā)展趨勢

　　近日，國際可再生能源署(IRENA)發(fā)布《風(fēng)能的未來：部署、投資、技術(shù)、并網(wǎng)和社會經(jīng)濟影響》報告，分析預(yù)測了未來30年全球風(fēng)能市場的發(fā)展趨勢。報告強調(diào)了部署風(fēng)能對實現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型和氣候目標(biāo)的重要性，預(yù)測了到2050年風(fēng)能的部署、成本、投資、技術(shù)等方面的發(fā)展趨勢，并提出加速風(fēng)能部署進(jìn)程需建立全面的政策框架。主要內(nèi)容如下：

　　一、發(fā)展風(fēng)能將為環(huán)境和社會發(fā)展帶來極大效益

　　1、風(fēng)能對于全球能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要

　　IRENA的分析顯示，要實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》既定的氣候目標(biāo)，要求從現(xiàn)在到2050年期間能源相關(guān)的碳排放每年需要減少3.5%。加快可再生能源開發(fā)利用，結(jié)合深度電氣化以及提高能效，可實現(xiàn)90%以上的能源相關(guān)碳減排量。到2050年，可再生能源在發(fā)電結(jié)構(gòu)中占比將達(dá)86%，風(fēng)能和太陽能將引領(lǐng)全球電力行業(yè)轉(zhuǎn)型，屆時風(fēng)電將滿足1/3以上(35%)的電力需求，成為主要的發(fā)電來源，風(fēng)電的部署將貢獻(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》既定氣候目標(biāo)所需碳減排量的27%(近63億噸CO2)。

　　圖1 不同可再生能源對于降低能源相關(guān)碳排放的貢獻(xiàn)(單位：10億噸/每年)

　　2、風(fēng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展可以帶來社會經(jīng)濟效益

　　2018年全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)提供了116萬個工作崗位，預(yù)計到2030年這一數(shù)字將攀升至374萬人，到2050年該產(chǎn)業(yè)的雇員將超過600萬人。但這需要全面的政策框架給予支持，特別要關(guān)注工業(yè)、勞工、金融、教育和技能政策。

　　二、未來風(fēng)能市場趨勢

　　1、未來30年內(nèi)需大幅增加風(fēng)電裝機容量，才能實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型

　　風(fēng)能是僅次于水力發(fā)電的領(lǐng)先可再生能源技術(shù)，截至2018年底，全球風(fēng)電裝機容量已達(dá)564 GW。而要實現(xiàn)氣候目標(biāo)，要求到2030年全球陸上風(fēng)電裝機容量要比2018年的水平(542 GW)增加2倍達(dá)到1787 GW，到2050年則需要增加到十倍達(dá)到5044 GW。對于海上風(fēng)電，到2030年總裝機容量則需要從2018年的23 GW增至228 GW，到2050年則要達(dá)到近1000 GW。

　　2、風(fēng)電行業(yè)需加速增長才能滿足未來30年的大規(guī)模增長

　　2018年全球陸上風(fēng)電新增裝機容量為45 GW，到2030年陸上風(fēng)電裝機容量年增速將接近150 GW/年，到2050年則將增至200 GW/年。海上風(fēng)電增速更快，到2050年將從2018年的4.5 GW/年提升至45 GW/年。

　　3、以中國為主導(dǎo)的亞洲地區(qū)將繼續(xù)引領(lǐng)全球風(fēng)電裝機容量增長

　　2018年，中國超過歐洲成為全球最大陸上風(fēng)電市場，裝機容量占全球約1/3。展望未來，亞洲地區(qū)(主要是中國)將繼續(xù)主導(dǎo)陸上風(fēng)電行業(yè)，到2050年亞洲裝機容量將占全球裝機總?cè)萘康囊话胍陨?其中中國裝機容量將超過2000 GW，印度則將超過300 GW)，北美和歐洲將分別以23%和10%位列二、三位。亞洲還將主導(dǎo)全球海上風(fēng)電裝機，到2030年裝機總量將達(dá)到126 GW，到2050年則將達(dá)到613 GW，其中中國到2030和2050年分別將達(dá)56 GW和382 GW。北美將是另一個新興海上風(fēng)電市場，裝機容量將從目前的不到1 GW增長至2030年的近23 GW，到2050年則將進(jìn)一步增至164 GW。

　　圖2 到2050年全球陸上風(fēng)電裝機容量分布(單位：GW)

　　圖3 到2050年全球海上風(fēng)電裝機容量分布(單位：GW)

　　4、規(guī)模經(jīng)濟、更具競爭力的供應(yīng)鏈和技術(shù)進(jìn)步將繼續(xù)推進(jìn)風(fēng)電成本的下降

　　在全球范圍內(nèi)，陸上風(fēng)電項目的全球加權(quán)平均總裝機成本在未來30年將繼續(xù)大幅下降，與2018年的平均1497美元/千瓦相比，到2030年陸上風(fēng)電平均裝機成本將下降至800-1350美元/千瓦，到2050年則將降至650-1000美元/千瓦。對于海上風(fēng)電項目，全球加權(quán)平均總裝機成本將在未來幾十年內(nèi)進(jìn)一步下降，到2030年將達(dá)到1700-3200美元/千瓦，到2050年將達(dá)到1400-2800美元/千瓦。陸上風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本(LCOE)已經(jīng)具有與化石燃料競爭的能力，并且隨著裝機成本和性能的不斷改善將進(jìn)一步下降。到2030年，陸上風(fēng)電的LCOE將從2018年的0.06美元/千瓦時下降至0.03-0.05美元/千瓦時，到2050年則將達(dá)到0.02-0.03美元/千瓦時。海上風(fēng)電的LCOE已經(jīng)在某些歐洲市場具有競爭力(例如在德國和荷蘭實行零補貼拍賣，法國實行較低價拍賣)，而在其他歐洲市場(尤其是英國)即將進(jìn)入競爭市場。到2030年，海上風(fēng)電將在世界其他市場中具備競爭力，其LCOE將從2018年的平均0.13美元/千瓦時降至0.05-0.09美元/千瓦時，到2050年將降至0.03-0.07美元/千瓦時。

　　5、風(fēng)電技術(shù)持續(xù)進(jìn)步使得風(fēng)力渦輪機尺寸逐漸增大，有助于裝機容量的增加

　　陸上風(fēng)電的風(fēng)力渦輪機規(guī)模將繼續(xù)保持增長勢頭，從2018年的平均2.6 MW增加到2025年的4-5 MW。對于海上風(fēng)電，目前最大的渦輪機規(guī)模約為9.5 MW，預(yù)計2025年投產(chǎn)的項目將包括額定功率為12 MW及以上的渦輪機，未來10-20年內(nèi)將通過技術(shù)研發(fā)提高到15-20 MW。由于風(fēng)力渦輪機技術(shù)改進(jìn)以及輪轂高度和葉片直徑增加，風(fēng)機容量因子逐漸增加。就陸上風(fēng)電場而言，全球加權(quán)平均容因子將從2018年的34%上升至2030年的30%-55%，到2050年則將增至32%-58%。海上風(fēng)電場將取得更大進(jìn)展，從2018年的平均43%增至2030年的36%-58%，到2050年增至43%-60%。

　　6、風(fēng)力渦輪機基座的發(fā)展是加快部署海上風(fēng)電的關(guān)鍵因素

　　浮動式風(fēng)力渦輪機是一種有可能“改寫規(guī)則”的技術(shù)，可以有效地利用深水域中豐富的風(fēng)電資源，有助于海上風(fēng)電市場的快速發(fā)展。預(yù)計到2030年，全球浮動式海上風(fēng)電裝機容量將達(dá)5-30 GW，到2050年浮動式海上風(fēng)電將占全球海上風(fēng)電裝機容量的5%-15%。

　　7、未來幾十年加速全球風(fēng)電裝機容量增長需持續(xù)擴大風(fēng)能投資

　　到2030年，全球陸上風(fēng)電年均投資需比2018年(670億美元/年)增加一倍以上至1460億美元/年，2030-2050年間則需達(dá)到2110億美元/年。對于海上風(fēng)電，與2018年的投資水平(194億美元/年)相比，到2030年全球年均投資需要增加至三倍(610億美元/年)，到2050年則需增加四倍以上達(dá)到1000億美元/年。

　　8、需增加風(fēng)電高比例并網(wǎng)的解決方案方面的研究投入

　　風(fēng)能和太陽能資源的波動性要求電力系統(tǒng)的運行方式發(fā)生重大變化，隨著電力系統(tǒng)中波動性可再生能源占比的增加，需要采取足夠的措施來保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過技術(shù)解決方案，如運用適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)靈活性措施(儲能等)和對電網(wǎng)進(jìn)行擴建和加固，以及改善市場條件和商業(yè)模式，有助于在未來電網(wǎng)中提升風(fēng)電份額。為有效管理大規(guī)模波動性可再生能源，必須在能源系統(tǒng)的所有部門靈活利用能源，包括從發(fā)電到輸配電系統(tǒng)、儲能以及日益增加的靈活需求領(lǐng)域(需求側(cè)管理和部門的交叉融合)。要實現(xiàn)整合60%的波動性可再生能源(其中35%來自風(fēng)電)，到2050年對電網(wǎng)和儲能方面的投資需要比2018年水平(2970億美元/年)增加1/4以上，達(dá)到3740億美元/年。

　　三、加速風(fēng)能部署的障礙和政策框架

　　1、加速部署風(fēng)能面臨的主要障礙

　　加速部署風(fēng)能將面臨多方面障礙，包括：(1)技術(shù)障礙，如電網(wǎng)連接和集成的挑戰(zhàn)、缺乏基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)成熟度和性能不足、惡劣的海上環(huán)境;(2)經(jīng)濟和市場障礙，如初始資金成本高且投資回收期長、有限的融資渠道、海上風(fēng)電供應(yīng)鏈不成熟、政策變化對收益的影響、碳排放及空氣污染排放監(jiān)管成本不明確;(3)監(jiān)管、政策及社會障礙，如復(fù)雜/過時的監(jiān)管框架、財政政策支持不足、缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制措施、缺乏熟練的專業(yè)人員、缺乏長期穩(wěn)定的政策目標(biāo)和協(xié)調(diào)良好的政策組合、風(fēng)力渦輪機部件(如葉片)的運輸困難;(4)環(huán)境障礙，如對海洋生物和物種的影響、景觀影響、雷達(dá)干擾、噪聲、土地用途、公眾反對等。

　　2、建立全面的政策框架

　　針對上述障礙，報告提出應(yīng)制定三類政策以建立全面的政策框架，包括：部署政策、融合政策和扶持政策。具體建議如下：

　　(1)部署政策。主要包括如下建議：設(shè)定長期、明確和穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電目標(biāo)以吸引投資;確保政策的長期穩(wěn)定;調(diào)整政策以適應(yīng)不斷變化的市場狀況;可采取可再生能源拍賣制度;促進(jìn)形成風(fēng)能項目集群以降低成本;推進(jìn)成本相對較低的近海項目部署;降低融資成本，不僅要考慮用于降低碳排放的經(jīng)濟高效部署策略，而且還應(yīng)明確考慮將其作為可再生能源政策的一部分，以減輕可再生能源投資增長帶來的障礙;簡化審批流程，避免建設(shè)周期和交付時間過長，以及市場風(fēng)險和運營風(fēng)險;促進(jìn)和擴大企業(yè)對風(fēng)電項目的采購。

　　(2)融合政策。這方面政策主要包括三種類型：系統(tǒng)集成政策，包括：采用系統(tǒng)性方法，將支持技術(shù)、市場設(shè)計、商業(yè)模式和系統(tǒng)運行方面的創(chuàng)新結(jié)合起來;支持分布式能源的部署;改善現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，并建立高壓電網(wǎng)或超級電網(wǎng)將電力輸送到其他地區(qū)以避免對風(fēng)電的削減;通過先進(jìn)的天氣預(yù)報降低風(fēng)力發(fā)電的不確定性。社會融合政策，從風(fēng)電開發(fā)的早期階段就吸引當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)參與，并推廣社區(qū)所有制模式。研發(fā)政策，包括建立研發(fā)策略和機構(gòu);促進(jìn)競爭環(huán)境，降低能源成本，并提供有針對性的公共研發(fā)資金支持。

　　(3)扶持政策。這方面政策主要包括四種類型：產(chǎn)業(yè)政策，包括：提升消費者意識;進(jìn)行有針對性的公共投資，以支持對風(fēng)能等可再生能源的使用，并創(chuàng)造更多的就業(yè)機會;通過本國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展最大程度地創(chuàng)造價值。財政政策，包括：通過碳價和其他措施(包括綠色債券)以實現(xiàn)公平轉(zhuǎn)型;部署可持續(xù)的金融計劃和方案，以擴大財政來源，促進(jìn)部門多元化，為中長期的能源轉(zhuǎn)型提供資金。教育和技能政策，支持教育和技能培訓(xùn)，以滿足風(fēng)電產(chǎn)業(yè)所需職業(yè)和技能要求。勞動力市場與社會和環(huán)境保護(hù)政策，包括：促進(jìn)就業(yè)服務(wù)(人員招聘、員工福利、在職培訓(xùn)等);部署社會保護(hù)措施以減輕婦女和其他弱勢群體的負(fù)擔(dān);精心選擇風(fēng)電場地點(人口較少的地區(qū))，采用具有夜間照明和帶傳感器的渦輪轉(zhuǎn)速控制的設(shè)備，減少并避免對生物的重大損害;以大多數(shù)利益相關(guān)者可接受的適當(dāng)方式處理和管理本地影響。