近日，國際可再生能源署(IRENA)發(fā)布《風能的未來：部署、投資、技術、并網(wǎng)和社會經(jīng)濟影響》報告，分析預測了未來30年全球風能市場的發(fā)展趨勢。報告強調了部署風能對實現(xiàn)全球能源轉型和氣候目標的重要性，預測了到2050年風能的部署、成本、投資、技術等方面的發(fā)展趨勢，并提出加速風能部署進程需建立全面的政策框架。主要內容如下：
一、發(fā)展風能將為環(huán)境和社會發(fā)展帶來極大效益
1、風能對于全球能源轉型至關重要
IRENA的分析顯示，要實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》既定的氣候目標，要求從現(xiàn)在到2050年期間能源相關的碳排放每年需要減少3.5%。加快可再生能源開發(fā)利用，結合深度電氣化以及提高能效，可實現(xiàn)90%以上的能源相關碳減排量。到2050年，可再生能源在發(fā)電結構中占比將達86%，風能和太陽能將引領全球電力行業(yè)轉型，屆時風電將滿足1/3以上(35%)的電力需求，成為主要的發(fā)電來源，風電的部署將貢獻《巴黎氣候協(xié)定》既定氣候目標所需碳減排量的27%(近63億噸CO2)。
圖1 不同可再生能源對于降低能源相關碳排放的貢獻(單位：10億噸/每年)
2、風能產(chǎn)業(yè)發(fā)展可以帶來社會經(jīng)濟效益
2018年全球風電產(chǎn)業(yè)提供了116萬個工作崗位，預計到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，特別要關注工業(yè)、勞工、金融、教育和技能政策。
二、未來風能市場趨勢
1、未來30年內需大幅增加風電裝機容量，才能實現(xiàn)能源轉型
風能是僅次于水力發(fā)電的領先可再生能源技術，截至2018年底，全球風電裝機容量已達564 GW。而要實現(xiàn)氣候目標，要求到2030年全球陸上風電裝機容量要比2018年的水平(542 GW)增加2倍達到1787 GW，到2050年則需要增加到十倍達到5044 GW。對于海上風電，到2030年總裝機容量則需要從2018年的23 GW增至228 GW，到2050年則要達到近1000 GW。
2、風電行業(yè)需加速增長才能滿足未來30年的大規(guī)模增長
2018年全球陸上風電新增裝機容量為45 GW，到2030年陸上風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、以中國為主導的亞洲地區(qū)將繼續(xù)引領全球風電裝機容量增長
2018年，中國超過歐洲成為全球最大陸上風電市場，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)主導陸上風電行業(yè)，到2050年亞洲裝機容量將占全球裝機總容量的一半以上(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。亞洲還將主導全球海上風電裝機，到2030年裝機總量將達到126 GW，到2050年則將達到613 GW，其中中國到2030和2050年分別將達56 GW和382 GW。北美將是另一個新興海上風電市場，裝機容量將從目前的不到1 GW增長至2030年的近23 GW，到2050年則將進一步增至164 GW。
圖2 到2050年全球陸上風電裝機容量分布(單位：GW)
圖3 到2050年全球海上風電裝機容量分布(單位：GW)
4、規(guī)模經(jīng)濟、更具競爭力的供應鏈和技術進步將繼續(xù)推進風電成本的下降
在全球范圍內，陸上風電項目的全球加權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。對于海上風電項目，全球加權平均總裝機成本將在未來幾十年內進一步下降，到2030年將達到1700-3200美元/千瓦，到2050年將達到1400-2800美元/千瓦。陸上風電的平準化度電成本(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一步下降。到2030年，陸上風電的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年則將達到0.02-0.03美元/千瓦時。海上風電的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)即將進入競爭市場。到2030年，海上風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、風電技術持續(xù)進步使得風力渦輪機尺寸逐漸增大，有助于裝機容量的增加
陸上風電的風力渦輪機規(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。對于海上風電，目前最大的渦輪機規(guī)模約為9.5 MW，預計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年內將通過技術研發(fā)提高到15-20 MW。由于風力渦輪機技術改進以及輪轂高度和葉片直徑增加，風機容量因子逐漸增加。就陸上風電場而言，全球加權平均容因子將從2018年的34%上升至2030年的30%-55%，到2050年則將增至32%-58%。海上風電場將取得更大進展，從2018年的平均43%增至2030年的36%-58%，到2050年增至43%-60%。
6、風力渦輪機基座的發(fā)展是加快部署海上風電的關鍵因素
浮動式風力渦輪機是一種有可能“改寫規(guī)則”的技術，可以有效地利用深水域中豐富的風電資源，有助于海上風電市場的快速發(fā)展。預計到2030年，全球浮動式海上風電裝機容量將達5-30 GW，到2050年浮動式海上風電將占全球海上風電裝機容量的5%-15%。
7、未來幾十年加速全球風電裝機容量增長需持續(xù)擴大風能投資
到2030年，全球陸上風電年均投資需比2018年(670億美元/年)增加一倍以上至1460億美元/年，2030-2050年間則需達到2110億美元/年。對于海上風電，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到1000億美元/年。
8、需增加風電高比例并網(wǎng)的解決方案方面的研究投入
風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。通過技術解決方案，如運用適當?shù)南到y(tǒng)靈活性措施(儲能等)和對電網(wǎng)進行擴建和加固，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域(需求側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，達到3740億美元/年。
三、加速風能部署的障礙和政策框架
1、加速部署風能面臨的主要障礙
加速部署風能將面臨多方面障礙，包括：(1)技術障礙，如電網(wǎng)連接和集成的挑戰(zhàn)、缺乏基礎設施、技術成熟度和性能不足、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、海上風電供應鏈不成熟、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，如復雜/過時的監(jiān)管框架、財政政策支持不足、缺乏相關標準和質量控制措施、缺乏熟練的專業(yè)人員、缺乏長期穩(wěn)定的政策目標和協(xié)調良好的政策組合、風力渦輪機部件(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：設定長期、明確和穩(wěn)定的風力發(fā)電目標以吸引投資;確保政策的長期穩(wěn)定;調整政策以適應不斷變化的市場狀況;可采取可再生能源拍賣制度;促進形成風能項目集群以降低成本;推進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，避免建設周期和交付時間過長，以及市場風險和運營風險;促進和擴大企業(yè)對風電項目的采購。
(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、市場設計、商業(yè)模式和系統(tǒng)運行方面的創(chuàng)新結合起來;支持分布式能源的部署;改善現(xiàn)有基礎設施，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)以避免對風電的削減;通過先進的天氣預報降低風力發(fā)電的不確定性。社會融合政策，從風電開發(fā)的早期階段就吸引當?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;促進競爭環(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;進行有針對性的公共投資，以支持對風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)公平轉型;部署可持續(xù)的金融計劃和方案，以擴大財政來源，促進部門多元化，為中長期的能源轉型提供資金。教育和技能政策，支持教育和技能培訓，以滿足風電產(chǎn)業(yè)所需職業(yè)和技能要求。勞動力市場與社會和環(huán)境保護政策，包括：促進就業(yè)服務(人員招聘、員工福利、在職培訓等);部署社會保護措施以減輕婦女和其他弱勢群體的負擔;精心選擇風電場地點(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速控制的設備，減少并避免對生物的重大損害;以大多數(shù)利益相關者可接受的適當方式處理和管理本地影響。
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