過去的經(jīng)驗表明,能源轉(zhuǎn)型不是由燃料資源短缺,而是由經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展推動的。這兩者仍舊推動當前正在進行的能源轉(zhuǎn)型。而創(chuàng)新作為新的推動因素正加速這次能源轉(zhuǎn)型。
1、創(chuàng)新是能源脫碳的關(guān)鍵
盡管電力行業(yè)取得了令人鼓舞的進展,但政策制定者需要進一步加大對研發(fā)和突破性成果的激勵,為技術(shù)從早期到完全商業(yè)化的生命全周期提供支持。重要的是,加快發(fā)展部署具有可行性的低碳科技不僅需要持續(xù)的技術(shù)改進,還需要創(chuàng)新來集成這些技術(shù)。技術(shù)的創(chuàng)新需要更廣泛的創(chuàng)新政策來支持。除了發(fā)電技術(shù)外,系統(tǒng)集成還需要基礎(chǔ)設(shè)施、操作系統(tǒng)、商業(yè)模式、貨幣化服務(wù)、以及政策和金融工具的創(chuàng)新。圖1中列出了能源行業(yè)創(chuàng)新政策框架中包含的4個要素。
圖1:加快能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略
以創(chuàng)新為中心的倡議日益增加,這些倡議為加速研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新提供了重要的支持。但它們需要與脫碳優(yōu)先領(lǐng)域保持一致。一方面,我們需要創(chuàng)新來降低成本,提高性能,并使現(xiàn)有和新興的可再生能源技術(shù)在能源系統(tǒng)中得到整合。另一方面,我們也需要創(chuàng)新來挖掘和開發(fā)新技術(shù)。漸進式的改進將持續(xù)積累以促進重大的進步,但可能不會導(dǎo)致能源部門的徹底轉(zhuǎn)變。改變游戲規(guī)則的技術(shù)和方法也同樣必要。今天的突破性成果和萌芽期技術(shù)是否會,以及多久之后能實現(xiàn)商業(yè)化,都很難預(yù)先確定。雖然許多脫碳的新技術(shù)目前都還處于設(shè)想階段,但必須立即采取解決方案以面對氣候變化的嚴重后果。
2、監(jiān)測能源脫碳進程
可再生能源的商業(yè)案例
目前,電力行業(yè)是二氧化碳排放的大排放源,約占能源相關(guān)排放量的40%。同時,電力行業(yè)也正發(fā)生重要的改革。自2012年以來,全球電力行業(yè)的新增產(chǎn)能和投資主要集中在可再生能源領(lǐng)域。2016年,全球62%的新增電力來自可再生能源。同年,太陽能光伏發(fā)電新增裝機超過其它各種電源?稍偕茉吹慕(jīng)濟性地位已經(jīng)牢固確立,并受到發(fā)電成本迅速下降的繼續(xù)推動。在過去的7年里,創(chuàng)新和擴大的經(jīng)濟規(guī)模使得太陽能光伏組件成本降低了80%。預(yù)計這種成本下降趨勢將持續(xù)至少十年。
全球各國都在提高可再生能源利用的雄心。目前可再生能源的總發(fā)電量已達到全球電力供應(yīng)的四分之一。太陽能和風(fēng)能分別占全球發(fā)電總量的2%和7%?稍偕茉吹陌l(fā)電份額每年以0.5%至1%的速度增長,根據(jù)這一趨勢,在未來35年的時間里,可再生能源可以滿足全球電力需求的60%。
丹麥、德國、葡萄牙、西班牙和烏拉圭等國已經(jīng)證明,目前電力系統(tǒng)可以容納高達占年度電力25%份額的可再生能源。然而,目前還沒有國家的電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定容納超過50%份額的可再生能源。因此,下一階段的創(chuàng)新努力應(yīng)關(guān)注于解決大比例太陽能光伏和風(fēng)能的電力整合問題。電力運營調(diào)節(jié)系統(tǒng)和基于先進信息和通信技術(shù)的可再生電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)新將為電力整合提供新的解決方案。
僅有技術(shù)創(chuàng)新遠遠不夠,還需對整個能源系統(tǒng)進行創(chuàng)新,包括新的運營系統(tǒng),創(chuàng)新的市場設(shè)計和監(jiān)管,可復(fù)制的商業(yè)模式,以及在能源系統(tǒng)中集成可再生能源的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
可再生能源專利趨勢
專利指標顯示,可再生能源技術(shù)近年來經(jīng)歷了重大創(chuàng)新(圖2)。自1995年以來,可再生能源專利的年增長率已超過12%,遠高于其他科技行業(yè)的平均水平。這為可再生能源未來的發(fā)展前景提供了可靠的保障。
圖2:2000年至2016年期間可再生能源專利申請
在2000年至2016年期間,全社會已經(jīng)申請了近60萬個與可再生能源有關(guān)的專利。太陽能行業(yè)的發(fā)展速度快,專利數(shù)量占比超過一半。專利的申請趨勢有助于評估未來發(fā)展的軌跡。