新能源产业变革

回顾人类文明史，长期以来，木柴是主要的能源来源；然而，当时能源利用率低，因此空气污染排放量也低。18世纪蒸汽机的发明标志着工业革命的开始，工业革命导致了煤炭的大规模开采和消费。1920年，煤炭占一次能源消费的62%，世界进入了煤炭时代。1965年，石油首次取代煤炭成为世界上消耗最多的能源，世界进入了石油时代。1979年，石油占世界能源消耗的54%，标志着从煤炭到石油的第二次能源革命。直到现在，化石燃料仍然是我们的主要能源。随着每一个新时代的到来，能源的使用和效率都大大提高。不幸的是，对环境污染的程度也大大加深。因此，我们未来的能源系统必须是清洁和低碳的，以确保人类文明的可持续发展。

图4-2　全球净零战略路径的关键里程碑

资料来源：国际能源署（2021），详见《全球能源部门2050年净零排放路线图》（发布日期：2021年6月8日）。

随着碳达峰、碳中和需求的不断增长，对脱碳的推动以及对气候变化的普遍关注，全球能源行业正处于转型状态，越来越关注新能源产业或可再生能源工业。在双碳战略背景下，新的油气田将不再批准开发，也不需要新的煤矿或煤矿扩建，对气候变化坚定不移的政策关注导致化石燃料需求急剧下降，这意味着油气生产商的重点完全从现有资产的运营转向了提升生产效率和减排。到2050年，全球煤炭需求将下降98%，仅占总能源使用的不到1%；天然气需求下降55%，至17 500亿立方米；石油需求下降75%，至2 400 万桶/天，而2020年约为9 000万桶/天。到2050年，能源部门将主要依靠可再生能源，而不再是化石燃料，2/3的能源供应来自风能、太阳能、生物能、地热能和水能。

据估计，2050年的全球能源供给要服务一个比现在大两倍多、人口多20亿的经济体。为了保持世界经济增长和所有人都能获得足够能源，全球能源产业必须做出相应变革，以更有效地利用能源，提高资源效率和改变生活行为结合起来，从而抵消对能源服务需求的增加。电力几乎占总能源消耗的50%，它在从交通、建筑到工业的各个领域都发挥着关键作用，对于生产氢等低排放燃料至关重要。能效最低的燃煤电厂将在2030年前逐步淘汰，而其余仍在使用的燃煤电厂将在2040年前进行改造。2050年的全球总发电量比现在增加了2.5倍以上，其中近90%的电力来自可再生能源，风能和太阳能光伏合起来占近70%，其余的大部分来自核能。目前，欧洲、亚洲的多个主要国家，以及美国均已发布多项光伏、风电发展规划，从现在到2050年，全球太阳能光伏发电能力将增加20倍，而风力发电能力将增加11倍。为此，全球净零目标为太阳能、风能和锂离子电池等可再生能源产业创造了市场机会，新能源产业成为全球资本市场投资的关键领域。据估计，到2050年，可再生能源市场的价值将达到1万亿美元，相当于当前石油市场的规模。输配电网的年投资将从今天的2 600亿美元增加到2030年的8 200亿美元。到2030年，电动汽车公共充电站的数量将从目前的100万个左右增加到4 000万个，到2030年，每年需要投入近900亿美元。到2030年，电动汽车的电池年产量将从目前的160千兆瓦时（GWh）跃升至6 600千兆瓦时，这相当于未来10年每年增加近20家千兆工厂。而在2030年之后，氢气和CCUS的普及意味着现在就要打好基础，二氧化碳管道和氢动力基础设施的年投资将从现在的10亿美元增加到2030年的400亿美元左右。

可见，我们正在进入一个“能源产业革命”的新时代。未来的能源产业具备以下三个特点：一是低碳能源生产。可再生清洁能源取代化石燃料是正在进行的能源革命的趋势，而太阳能是目前最好的解决方案之一。太阳能生产不仅是清洁的，而且随着技术的发展和创新不断降低太阳能发电的成本，它可能很快就会成为一种更便宜的能源。二是能源独立和互联互通。作为工业时代的典型产物，现有的电力能源系统由资源丰富地区的大型水电厂和燃煤电厂组成，通过电网系统将其输出供应给消费中心。未来的能源体系将以可再生能源为主，以区域为基础，每个地区都将有自己的能源供应系统，从而与区域电网形成一个新的系统，并与其他地区的电网相互连接，以平衡系统，确保能源供应的一致性。三是能源共享体系。当太阳能被数以百计的工厂和数以千计的家庭所采用时，供电系统将彻底改变。每一所学校、每一个工厂、每一个家庭都将成为一个微型清洁能源发电站。新能源革命的方向是建立一个基于大型数据库和智能能源连接平台的能源共享系统。如果一个家庭的发电量超过了他们的用电量，他们就会通过区域电网与其他家庭分享多余的电量。建立能源共享系统可以进一步降低采用清洁能源的成本，促成一种共享能源和共享经济的新模式。