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【国际报告】IRENA《全球可再生能源展望:能源转型2050》之“可再生能源发电与电能替代将发挥关键作用”

近日,国际可再生能源机构(IRENA)发布了《全球可再生能源展望》报告(Global Renewables Outlook: Energy Transformation 2050),报告强调了到2050年的气候安全投资选择、转型所需的政策框架以及不同地区面临的挑战,为创建可持续的未来能源体系提供了路径。报告正文共分为6章:2050发展路线图、全球社会经济影响、区域能源转型的技术经济环境、区域社会经济影响、迈向零碳、实现社会的脱碳转型。小编重点编译了其中可再生能源发电与电能替代相关内容,与各位读者一起分享。

报告指出,能源行业发展正在经历深刻变革,主要体现在:

  • 可再生能源和相关技术广泛应用,在全球新增发电装机容量中占主导地位,光伏、风电的成本将在未来10年变得具有竞争力。

  • 可再生能源发电量的增长超过了电力需求的增长,特别在2019年化石燃料发电量出现了下降。

  • 随着可再生能源发电成本和电动汽车、电池等关键技术成本的降低,电气化交通正显露出爆发式增长的前兆。

  • 可再生能源在建筑和工业等主要能源消费领域的增长速度仍然较慢。

  • 能源效率需要迅速、大幅度地提高。

报告描绘了“转型能源情景”(Transforming Energy Scenario),到2050年,全球能源相关的CO2排放量将减少70%,年均降幅将达到3.8%。下图显示了为达到这一目标可再生能源需要占的比例和需要提高的能源效率。

增加可再生能源发电对世界能源体系脱碳至关重要。全球能源转型最重要的协同效应来自于各种低成本可再生能源技术的不断发展,以及在运输、供热和制氢等领域终端消费中电能的广泛使用。“转型能源情景”为到2050年可再生能源在总发电结构中的占比达到86%开辟了道路。在终端消费侧,电能的占比将从当前的20%增加到2050年的50%,工业和建筑领域使用电能的比例将翻倍,交通领域将从如今的1%增加到40%。

太阳能光伏和风电将引领全球电力行业的转型。风电将成为主要的发电来源,提供总电力需求的三分之一以上,光伏发电紧随其后,约占25%,占比比2017年增加10倍。同时,在未来电力系统中,水电的调节能力将为高比例的间歇性可再生能源并网起到重要的协同作用,还可以为调节河流流量和防洪发挥作用。

由于可再生能源电气化和可再生能源直接使用的增加,可再生能源在最终总能耗(TFEC)中所占的比例也将显著上升。










报告提出了未来能源的五大技术支柱,分别是:终端电能替代、电力系统灵活性、传统可再生能源、绿色氢能与航运、航空、重工业等关键领域的创新。










在“转型能源情景”下,到2050年,电力将成为主要的能源载体,从占终端消费的20%增长到接近50%,总用电量将增加一倍以上。终端能源消费中电能占比的增速需要达到当前的4倍,从每年0.25个百分点增加到每年1个百分点。从这个角度看,终端能源消费中每年需要比现在多实现1000TWh的电能替代(相当于日本全年的发电量),为了满足这一额外的可再生电力需求,每年需要增加超过520GW的可再生能源发电装机。与此同时,可再生能源发电的比例必须从目前的26%上升到2030年的57%以及2050年的86%。


终端消费的电能替代将推动可再生能源电力需求的增长。“转型能源情景”下,交通领域中电动汽车的数量将从2019年的800万辆增加到2050年的11亿辆。在供暖方面,热泵的能效是传统供暖系统的2到4倍,到2050年,热泵的安装数量需要增加10倍。这些高效的电能替代技术也带来了能源效率的提高。

灵活性是未来高比例可再生能源电力系统的关键因素。目前,一些国家可再生能源年发电量占比超过30%,这意味着,间歇性的可再生能源瞬时渗透率有时可能接近甚至超过电力需求。这些电力过剩的时段可为进一步电气化提供新的商机。“转型能源情景”中,73%的装机容量和超过60%的发电量将来自光伏和风电,目前发电量的占比仅为10%。


电力系统必须通过技术、商业模式、市场设计和系统运行的创新来实现最大的灵活性。技术层面,长期和短期储能对于增加灵活性十分重要,固定储能(不包括电动汽车)需要从目前的约30GWh增加到2050年的9000GWh。如果算上电动汽车储能,储能能力将再增加14000GWh,达到23000GWh。

基于可再生能源的电能替代,释放了电能使用和可再生能源发电大幅增长之间的潜在协同效应,要有超越电力系统发电侧的眼光,利用所有可获得的灵活性资源来应对新出现的业务挑战,包括使用智能数字设备、信息技术、主动需求管理、储能、电网互联和P2X。


向可再生能源的转型可以使电力行业的CO2排放量比“已规划能源情景”减少64%,而终端能源消费的深度电气化可以使建筑、交通和工业领域的排放量分别减少25%、54%和16%,能源相关总的减排量将超过60%


本文内容节选自IRENA,不代表本刊观点,编者水平有限,内容请以英文原文为准,版权归原作者所有。读者可登录IRENA官网(www.irena.org)免费下载报告全文,或直接点击文末“阅读原文下载。










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编辑:李锡

审核:白恺


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