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全球气候问题(二):世界能源结构必须彻底厘革

本文摘要:本文泉源于5月22日《经济学人》文章,在上一篇文章中分析了疫情给全球气候问题治理和新能源技术生长所带来的契机,本文继续分析世界能源结构正在发生的彻底厘革。虽然比力宏观,没有聚焦到某个详细领域,但感受有助大家对于局势的判断——煤炭份额正在下降,太阳能、风能发电成本逐渐下降,电池等储能技术日趋成熟,氢能技术越来越“性感”,新能源上位已不远。

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本文泉源于5月22日《经济学人》文章,在上一篇文章中分析了疫情给全球气候问题治理和新能源技术生长所带来的契机,本文继续分析世界能源结构正在发生的彻底厘革。虽然比力宏观,没有聚焦到某个详细领域,但感受有助大家对于局势的判断——煤炭份额正在下降,太阳能、风能发电成本逐渐下降,电池等储能技术日趋成熟,氢能技术越来越“性感”,新能源上位已不远。希望我的分享与评论能够为列位有所资助,让我们一起努力,奔向星辰大海!相关文章:全球气候问题(一):疫情缔造新机缘喜欢请帮助点赞、转发、加关,你们的支持也是我前进的动力#新冠疫情# #新能源# #全球气候#导读20世纪初,煤炭能量供应凌驾“传统生物质”(木料、泥炭、粪便等),尔后,石油和天然气占比逐渐增加,形成如今“三足鼎立”的能源架构,三种化石燃料占比靠近90%。

但随着全球气候变化问题日益受到关注,在巴黎气候协议的约定下,各国政府主动出台新能源及其基础设施扶持政策,构建碳订价机制。同时,陪同新能源技术的生长,在发电领域,只管中国煤炭发电量仍然占据主导,且有增加趋势,煤炭发电的价钱优势正在不停削弱,2018年,煤炭在全球能源供应中所占比例降至27%。据推测,太阳能、风能发电成本在接下来的十年中将逐渐低于煤炭发电成本,且陪同着长距离高压输送和储能技术的生长,这两种能源发电不稳定、不一连的问题也将获得弥补。在其它领域,疫情之后,各国对电动汽车及其基础设施的补助力度不停加大,汽车行业对原油制品的需求将逐渐降低。

为应对全球气化问题,政府需要接纳三方面举措。一是加大对可再生能源和储能技术的补助力度。

到2050年,要使全球气温上升不凌驾2℃,每年需要在可再生能源领域投资8000亿美元,而电力基础设施和能源效率提升所需要的投资比其两倍还多。而2019年,可再生能源投资仅为2500亿美元。在全球规模内,政府现在每年为化石燃料消费提供逾4000亿美元的直接支持,是补助可再生能源生产支出的两倍多。

二是政府需要制定碳排放价钱,以加速实现可再生能源工厂发电成本低于化石燃料工厂。三是政府也应该加大对固碳技术等非电气化排放应对措施的研究支持。无论如何,我们都无法阻止今天的气温比工业化前横跨1℃。

而根据现在的政策,到本世纪末气温上升的幅度将靠近3℃。这意味着,除了试图限制气候变化,我们还需要学习如何适应它。正文化石燃料和机械的联合推动了能源结构的第一次大厘革。

据统计,在1850至2000年间,人类世界的能源使用量增加了约莫15倍,动员了大量的基础设施建设,并改变了经济运行方式。1769年,瓦特申请了蒸汽机专利,但直到20世纪初,煤炭提供的能量才凌驾“传统生物质”(木料、泥炭、粪便等)提供的总能源(见表1)。直到20世纪50年月,也就是第一口商业油井在宾夕法尼亚州开采后的一个世纪,原油占人类一次能源消费量才到达25%(见表2)。能源结构变化缓慢,很大水平上是因为能源使用总量的增长很快。

新能源生长可能会淘汰传统能源所占的份额,但却很难降低其总消耗量。如今,穷人所消耗的“传统生物质”比1900年全世界所用的还要多。

为将全球气温增加量控制在巴黎气候协定要求内(在工业化前温度的基础上,温升不凌驾2℃),需要更彻底、更快速的能源转型,在未来30-50年里,世界上90%甚至更多的由化石能源生产的能量将需要由可再生能源提供,例如核能或接纳掩埋而非外供的化石燃料厂。但在此期间,能源消耗总量将继续增长,但纷歧定像已往那样快。在上世纪70年月以前,GDP和能源消耗量的关系一直很精密,但在已往的半个世纪里已经削弱。

世界人口可能将在本世纪中期再增加20亿人,这意味着,在人均能源消耗量停止增长的情况下,能源消耗总量仍将继续增长。不外,各国政府表现,他们愿意推动革新。以前的能源结构转型是由需求驱动的,且往往是某种特定能源所能提供的需求,例如:发念头汽油。

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与以往差别,可再生能源发电量的增长并非是由于可再生能源发电与煤炭发电的用途差别,而是由政府政策驱动的。这些政策在短期内并不总能到达预期目的,例如,德国可再生能源的生长并其淘汰核能所抵消,其排放量也有所上升。可是补助促进了供应链生长,降低了可再生能源技术的成本。

表1. 全球化石燃料和生物质消费量变化表2. 全球能源结构变化凭据能源数据机构Bloomberg NEF的数据,在21世纪20年月,太阳能、海上风能和陆上风能的平均成本(每兆瓦时发电设备的平均寿命成本)划分下降了87%、62%和56%(见图表3)。这在本世纪头十年是难以想象的。

英国现在有1万台海上风力涡轮机,它们的开发商与政府签订最低电价答应,如果市场价钱低于这个价钱,政府将补差价。2015年的中标价钱远远凌驾每兆瓦时100英镑(约为123美元),远高于化石燃料电力成本。由于可预测的政策、猛烈的竞争和技术进步,最近的竞价降到了每兆瓦时39.65英镑(50美元),与平均批发电价大致相当,而太阳能和陆上风能甚至更自制。

Bloomberg NEF称,世界上约莫三分之二的人口生活在可再生能源具备成本优势的国家。图3. 新能源与煤炭平均发电成本比力太阳能是真正引人注目的成就,超出了最狂热的支持者的期望。乐观的太阳能投资者Ramez Naam最近重新调整了他的预期,以预测未来“极其自制”的太阳能。他预计,到2030年,在世界上阳光富足的地域,从零开始制作新的大型太阳能装置将比运营完全折旧的化石燃料工厂更自制,更不用说与制作新的工厂相比。

纵然没有这些投机性的奇迹,可再生能源的影响也是显而易见的。在能源结构中,煤炭是温室气体最大的排放源(1兆瓦煤发生的排放量是1兆瓦天然气的两倍),天然气、太阳能和风能已经在不停挤压缩减煤炭所占份额。2018年,煤炭在全球能源供应中所占比例降至27%,为15年来最低。

但石油的份额基本保持稳定,因为石油主要为汽车提供动力,而电动汽车使用量仍然很少。但随着这种情况发生变化,可再生能源将成为石油的替代品,正如它们已经成为天然气的替代品一样。

只管新能源生长仍受自身特点限制,但这些限制只是暂时的,可通过其它措施克服。太阳和风能都不能连续稳定地发生能量,德国太阳能装置在夏季的发电量是冬季的五倍,而冬季恰好又是电力需求的岑岭期;风力强度不仅天天都差别,而且季节差别。超高压输送技术可将电力从供过于求的地域转移到需求激增的地域,并保持较低的能源损耗;锂离子电池可以储存分外的能量,并在需要时释放出来。

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中国3月份宣布的经济刺激计划包罗超高压电网和电动车充电基础设施。由于太阳能和风能在能源中所占的份额更大,可使用它们剖析水发生氢气并压缩液化存储,实现能量储存,需要时可通过氢气燃烧释放能量。

更有野心的是,如果从空气中提取二氧化碳的技术获得生长,这些氢就可用于联合接纳的碳,生产“无化石”人造燃料。这样做,他们可能有助于解决可再生能源的另一个问题,纵然可再生能源电价很是低的情况下,有些排放也无法被替代的。

例如,锂离子电池体积太大,无法为远程大型飞机提供动力,这就需要使用人工燃料;一些工业生产历程自己会释放二氧化碳,如水泥制造,需要配合二氧化碳封存技术。如果没有投资,这一切都不会发生。国际可再生能源咨询机构预计,到2050年,要使全球气温上升不凌驾2℃,每年需要在可再生能源领域投资8000亿美元,而电力基础设施和能源效率提升所需要的投资比其两倍还多。

2019年,可再生能源投资为2500亿美元,而大型石油和天然气公司在化石燃料开采上的投资是前者的两倍。因此,如果政府想要限制气候变化,他们必须做得更多。如果政策选择讲明远离化石燃料的门路是正确的,私人资本就会效仿。

投资者已经对化石燃料公司持审慎态度,微薄的投资回报,以及应对气候变化的政策可能会导致公司资产贬值。在全球规模内,政府现在每年为化石燃料消费提供逾4000亿美元的直接支持,是补助可再生能源生产支出的两倍多。另外,政府需要制定碳排放价钱,以加速实现可再生能源工厂发电成本低于化石燃料工厂。

同时,政府也应该加大对非电气化排放应对措施的研究支持。然而,无论政府做再多、再好,我们都无法阻止今天的气温比工业化前横跨1℃。

而且,需要加大努力,才气到达2℃的目的。根据现在的政策,到本世纪末气温上升的幅度将靠近3℃。这意味着,除了试图限制气候变化,我们还需要学习如何适应它。喜欢请帮助点赞、转发、加关,你们的支持也是我前进的动力。

所有图片均来自于《经济学人》杂志,侵删。


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