全球能源的发展正走到一个关键的十字路口。
5月8日，根据全球能源智库Ember的最新报告：2023 年，得益于太阳能和风力发电量的增长，可再生能源发电量在全球发电量中的占比达到了前所未有的30%。2023年或将成为电力行业碳排放量达到峰值的标志性转折点。
“可再生能源的未来已经到来。尤其是太阳能，其发展速度超出任何人的想象。2023年电力行业的排放量很可能达到峰值——这是能源史上的一个重大转折点。”Ember全球洞察力主管戴夫·琼斯(Dave Jones)表示。
Ember高级电力政策分析师杨木易称，目前，大部分风光发电集中在中国和发达经济体。特别值得一提的是，中国在2023年对全球风电和太阳能发电增长作出了巨大的贡献。其新增太阳能发电占全球总量的51%，新增风能占比更是达到60%。未来几年中国的太阳能和风能容量以及电力发电量增长将保持较高水平。
中国河南三门峡太阳能和风能航拍图
报告指出，对于选择走在清洁能源未来前沿的国家来说，这是一个前所未有的机会。清洁电力扩容不仅有助于电力行业首先实现脱碳，还能提供满足整个经济体电气化所需的增量供应，这将是应对气候变化的真正变革力量。
全球近40%的电力来自低碳能源
Ember此次发布的《2024全球电力评论》报告基于多国数据集(包括国际能源署、欧盟统计局、联合国以及各个国家统计部门数据)，提供了2023年全球电力系统的一份全面概述。报告涵盖了全球80个主要国家，占全球电力需求的92% ，以及215个国家的历史数据。
报告称，2023年，得益于太阳能和风力发电的增长，全球可再生能源发电量占比首次超过30%。全球近40%的电力来自包括核能在内的低碳能源。全球发电的二氧化碳强度创下历史新低，比2007年的峰值低12%。
太阳能是2023年电力增长的主要来源，也是可再生能源的发展亮点。2023年全球太阳能新增发电量是煤炭的两倍多。太阳能连续第19年保持其作为增长最快的电力来源的地位，并连续第二年超过风能成为最大的新电力来源。2024年，太阳能发电量有望再创新高。
报告指出，2023年增加的清洁能力本来足以使化石发电量下降1.1%。然而，过去一年世界多地的干旱情况使得水力发电达到五年来最低水平，水力发电的不足被煤炭发电量的增加所弥补，这导致全球电力部门的排放量增加了1% 。2023年，95%的煤炭发电量增长发生在四个受干旱严重影响的国家：中国、印度、越南和墨西哥。
杨木易称，随着全球对碳中和目标的日益重视，许多新兴经济体也在加快步伐，努力迎头赶上。巴西就是一个典型例子。这个历史上依赖水电的国家近年来在多样化发电方式方面非常活跃。去年，风能和太阳能占巴西电力发电量的比例达到21%，而2015年仅为3.7%。
非洲也拥有巨大的未开发清洁能源潜力，因为其占全球人口的五分之一，并具有巨大的太阳能潜力，但该地区目前仅吸引了全球能源投资的3%。
从能源需求方面来看，2023年全球电力需求升至历史新高，增加627TWh，相当于加拿大的全部需求。然而，由于经合组织国家需求明显下降，特别是美国(-1.4%)和欧盟(-3.4%)，2023年的全球增幅(2.2%)低于近年来的平均水平。相比之下，中国的需求增长较快(+6.9%)。
2023年超过一半的电力需求增长来自五项技术：电动汽车、热泵、电解槽、空调和数据中心。这些技术的普及将加快电力需求增长，但由于电气化比化石燃料效率高得多，总体能源需求将会下降。
不过报告也指出，随着电气化速度的加快，人工智能等技术带来的压力越来越大，对制冷的需求进一步增长，预计未来需求将会加速增长，这就引发出一个问题，即清洁电力的增长速度是否能够满足用电需求增长?
电力需求增长的一个重要因素是空调，其在2023年占全球电力消费的约0.3%。自2000年以来，其年增长率稳定在4%(到2022年上升至5%)。然而，效率低下仍然是一个重大挑战，因为尽管成本差距很小，全球销售的大多数空调的效率只有最先进技术的一半。
数据中心也在推动全球需求方面发挥着重要作用，2023年的电力需求增长贡献与空调相当(+90 TWh，+0.3%)。自2019年以来，这些中心的年均电力需求增长率近17%，实施最先进的冷却系统可以至少提高数据中心的能源效率20%。
杨木易表示，应对增长的能源需求是全球能源转型面临的最大挑战之一。如果考虑到工业通过电气化实现脱碳将带来的额外需求，电力需求增长甚至会更高。为了使清洁电力满足用电需求的增长，有两个关键杠杆：一是加快可再生能源的增长速度;二是改善各个价值链的能源效率(尤其是在高电力需求的新兴技术行业)。
能源效率在满足清洁能源需求的增长方面尤为关键。在迪拜举行的第28届联合国气候变化大会上，全球领导人承诺到2030年将年度能源效率改善翻一番。这一承诺对于构建清洁电力未来至关重要，因为它将缓解电网的压力。
电力行业排放下降新时代将开启
Ember预测，2024年化石燃料发电量将略有下降，引发随后几年更大的降幅。2024年的需求增长预计将高于2023年(+968 TWh)，但清洁能源发电量的增长预计会更大(+1300 TWh)，促使全球化石燃料发电量下降2%(-333 TWh)。预期的清洁电力增长给人们带来了信心，认为电力行业排放量下降的新时代即将开始。
在过去的十年里，以太阳能和风力为主导的清洁能源发电部署，已经使化石燃料发电量的增长减缓近三分之二。因此，全球一半经济体的化石燃料发电量至少于五年前已经过峰值。经合组织国家在这方面走在前列，电力行业总排放量于2007年达到峰值，此后下降了28%。
未来十年，能源转型将进入新阶段。目前，全球电力行业化石燃料使用量必然会持续下降，从而使该行业排放量下降。在未来十年内，预计清洁电力(以太阳能和风力为主导)的增加将超过能源需求增长，并有效减少化石燃料的使用和排放量。
这对实现国际气候变化目标来说至关重要。多项分析发现，电力行业应该是第一个实现脱碳的行业，在经合组织国家，这一目标将在2035年前实现，而世界其他地区则为2045年前。
电力行业目前在所有行业中碳排放量最高，产生了超过三分之一的与能源有关的二氧化碳排放量。清洁电力不仅能替代目前汽车和公共汽车发动机、锅炉、熔炉和其他应用中的化石燃料，而且是运输、供暖和很多行业脱碳的关键所在。加速向由风力、太阳能和其他清洁能源驱动的清洁电气化经济转型，将同时促进经济增长、提升就业率、改善空气质量和增强能源主权，实现多重利益。
而排放量下降的速度将取决于清洁能源建设的速度。全球已就减排所需的宏伟蓝图达成共识。在去年十二月的联合国气候变化会议(COP28)上，世界各国领导人达成了一项历史性的协议，即到2030年将全球可再生能源发电产能增加两倍。该目标将使全球的可再生电力占比在2030年前达到60%，使电力行业的排放量几乎减半。各国领导人还在COP28大会上同意，在2030年前将年度能效提高一倍，这对于充分发挥电气化潜力和避免电力需求失控增长至关重要。
风光发电量快速增长的同时，储能和电网技术如何跟上?当可再生能源发电比例进一步提高，如何保障发电稳定可靠性?杨木易表示，将大量波动性发电的可再生能源整合到电力系统中需要高效的规划和电网连接，并且重点放在电力系统灵活性上。当依赖天气的发电，如风能和太阳能，超出或低于电力需求时，灵活性对于平衡电网变得至关重要。
最大化电力系统灵活性涉及实施一系列策略，包括建设能源存储设施，加强电网基础设施，深化电力市场改革，并鼓励需求侧参与。其中跨区域协调格外重要，从而确保更有效地与邻近地区分享备用和剩余容量。这将减少对过多本地容量的需求。例如，印度正在实施市场耦合机制，以确保更有效地将发电分配给需求中心，通过市场机制促进稳定的电网和可再生能源的最佳利用。
报告指出，虽然一些智能电网和电池技术已经非常先进并部署用于维持清洁能源发电的稳定性，但进一步研究长时段存储技术对于增强未来清洁能源系统的有效性和效率依然非常必要。
中国扮演举足轻重角色
报告分析指出，要加速可再生能源发展：宏伟的高层政府目标、激励机制、灵活方案等关键因素能够推动太阳能和风力发电量快速增长。
报告重点分析了中国的情况：中国在推进全球能源转型中扮演着举足轻重的角色。中国是风力和太阳能发电的全球领导者，拥有十多年来最大的绝对发电量和最高的年增加量。其以极快的速度增加风力和太阳能发电量，改变全球最大的电力系统。仅2023年，中国就贡献了全球一半以上的新增风能和太阳能发电量，占全球太阳能和风能发电量的37%。
近年来，中国电力行业的排放量增幅已经放缓。自2015年以来，中国风能和太阳能的增长发挥了至关重要的作用，使该国电力行业的排放量比其他情况下低20%。然而，尽管中国清洁能源产能大幅增长，但在2023年，清洁能源仅覆盖了新增电力需求的46%，煤炭仍覆盖了53%。
2024年将是中国达到电力行业排放峰值的关键一年。由于中国清洁能源建设的速度和规模，特别是风能和太阳能，中国可能已经在2023年达到电力部门排放的峰值，或将在2024年或2025年达到这一里程碑。
此外，尽管中国在发展清洁能源和实现经济电气化方面取得了长足进步，但挑战依然存在，因为中国发电的碳强度仍高于全球平均水平。这突出表明需要继续努力扩大清洁能源。
在全球趋势的背景下，中国在电力领域的发展轨迹正在塑造世界向更清洁能源的转型。风能和太阳能的快速增长使中国成为全球应对气候危机的关键角色。
2023年，中国的太阳能和风力发电量占全球的37%，燃煤发电量占全球的一半以上。2023年中国新增风力和太阳能发电量占全球一半以上。如果没有自2015年以来风力和太阳能发电量的增长，2023年中国电力行业的排放量将会提高21%。
前UNFCCC执行秘书克里斯蒂娜•菲格雷斯(christina Figueres)表示：“化石燃料时代已经到了必要且不可避免的终结日期，报告的发现清楚地表明了这一点。这是一个关键的转折点：上个世纪过时的技术，不再能够与可再生能源和储存的指数级创新和成本曲线下降相竞争。所有人类和我们赖以生存的地球将因此变得更加美好。”