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在印度古吉拉特邦,工人们正在清洁太阳能发电厂内的光伏板。
在印度古吉拉特邦,工人们正在清洁太阳能发电厂内的光伏板。 资料来源:路透社/ Alamy Stock Photo。
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2020年10月13日8:37

太阳能现在是“历史上最便宜的电力”,确认IEA

西蒙埃文斯

西蒙埃文斯

10.13.20
西蒙埃文斯

西蒙埃文斯

13.10.2020 |上午8:37
必威体育在线注册 太阳能现在是“历史上最便宜的电力”,确认IEA

世界上最好的太阳能发电计划现在提供了“历史上最便宜的……电力”,其技术在大多数主要国家都比煤和天然气便宜。

这是国际能源机构的数据必威体育在线注册2020年世必威体育在线注册界能源展望.国际能源署今日发布的这份464页的展望报告还概述了冠状病毒的“极度动荡”影响,以及未来20年全球能源使用的“高度不确定”未来。必威体育在线注册

反映这种不确定性,今年的高度影响力年度前景的版本提供了四个“途径”至2040,所有这些都认为可再生能源的重大崛起。IEA的主要情景在2018年的预期到2040年的太阳能输出更多,部分是由于详细的新分析表明太阳能比思想便宜20-50%。

尽管可再生能源和“结构”下降更加迅速,但煤炭的“结构”下降,否则在全球石油使用中宣布峰值太早,除非有更强大的气候行动。同样,否则对天然气的需求可能上涨30%,除非政策响应全球变暖的步骤。

这意味着,尽管全球二氧化碳排放量已经达到峰值,但它们“距离稳定气候所需的近期峰值和下降还很远”。国际能源署表示,要实现净零排放,不仅需要电力部门,还需要全球经济各个部门做出“前所未有”的努力。

这是国际能源署首次将到2050年实现全球二氧化碳净零排放的1.5摄氏度路径纳入详细模型。它说,个人行为的改变,比如“每周在家工作三天”,将在实现“到2050年净零排放的新案例”(NZE2050)中发挥“关键”作用。

未来的情景

IEA的年度世界能源前景(WEO)抵达每秋季,必威体育在线注册并含有一些对全球能源系统最详细和严重审查的分析。超过数百个密集的页面,它借着数千点的DataPoints和IEA世界能源模型必威体育在线注册

展望包括几种不同的情景,以反映许多决定的不确定性,这些决定将影响全球经济未来的道路,以及在“关键的”未来十年中走出冠状病毒危机的途径。《世界经济展望》还旨在通过向政策制定者说明,如果他们希望转向更可持续的道路,他们需要如何改变计划,从而为他们提供信息。

今年它省略了“当前策略方案”(CPS),通常“提供基准......通过概述未来没有将新策略添加到已经到位的新策略”的未来“。这是因为“[i] t很难想象这在当今情况下普遍存在的”业务日益“的方法”。

这些情况是冠状病毒大流行带来的前所未有的后果,其深度和持续时间仍高度不确定。预计这场危机将引起戏剧性的衰退在2020年的全球能必威体育在线注册源需求中,化石燃料受到的冲击最大。

WEO的主要途径还是“既定的政策方案”(STEPS,前身为NPS)。这显示了政府承诺超越当前政策基准的影响。然而,至关重要的是,国际能源署自己评估各国政府是否在可信地执行其目标。

这份报告解释道:

他说:“这些步骤的目的是对能源部门不同部门已经实施或宣布的政策进行详细和冷静的审视。必威体育在线注册它只在有具体政策和措施支持的情况下考虑长期能源和气候目标。必威体育在线注册这样一来,它就像一面镜子,反映了当今政策制定者的计划,并阐明了它们的后果,而无需事后猜测这些计划在未来可能会如何变化。”

然后,展望显示了需要如何改变计划,以规划一条更可持续的道路。报告称,其“可持续发展设想”(SDS)与巴黎峰会的目标“完全一致”,即将全球变暖控制在“远低于2摄氏度……并努力将其限制在1.5摄氏度”。(这个解释是有争议的.)

SDS预计到2070年二氧化碳排放量将达到净零,有50%的机会将全球变暖控制在1.65摄氏度,如果是这样,则有可能保持在1.5摄氏度以下负排放是大规模使用的。

国际能源署此前并未制定出将气温维持在1.5摄氏度以下的详细路径(可能性为50%),去年的展望只提供了背景分析和一些宽泛的内容段落的叙述

今年,《世界经济展望》首次对“2050年净零排放案例”(NZE2050)进行了“详细的建模”。这表明,要想在2030年之前将二氧化碳排放量降至2010年水平的45%,并在2050年达到净零排放,有50%的机会实现这一目标,需要做些什么1.5C限制

The final pathway in this year’s outlook is a “delayed recovery scenario” (DRS), which shows what might happen if the coronavirus pandemic lingers and the global economy takes longer to recover, with knock-on reductions in the growth of GDP and energy demand.

下面的图表显示了到2030年的十年中,不同能源的使用在这些路径下的变化(右栏),相对于今天的需必威体育在线注册求(左栏)。

左:2019年燃料全球初级能源需求2019必威体育在线注册年,百万美元的石油等价物(MTOE)。右:在展望中的四个途径下,2030年需求的变化。

左:2019年燃料全球初级能源需求2019必威体育在线注册年,百万美元的石油等价物(MTOE)。右:在展望中的四个途径下,2030年需求的变化。资料来源:国际能源机构2020年世必威体育在线注册界能源展望

值得注意的是,可再生(浅绿色)占所有情景中大多数需求增长的账户。相比之下,随着全球气候政策的野心从上面的图表中,随着全球气候政策的野心增加,化石燃料的增长越来越越来越低落。

有趣的是,有迹象表明,IEA一直突出到SDS,一种与“低于2C”巴黎目标的途径。在WEO 2020中,与早期版本相比,它在报告中更早地拥有更频繁的是,并通过页面更始终如一。

这在下面的图表中显示,该图表显示了在过去四年中发布的WEOS中的“可持续发展方案”或“SDS”的每一提到的相对页面位置。

在最近的《世界经济展望》报告中提到了可持续发展情景

在过去四份WEO报告中,按相对页面位置提到“可持续发展方案”或“SDS”。资料来源:国际能必威手机官网源署碳简报分析2020年世必威体育在线注册界能源展望和以前的版本。Joe Goodman进行碳简介的图表。必威手机官网

太阳能飙升

今年WEO中最重要的转变之一被藏在报告附件B中,该报告的附件B表示IEA对不同发电技术成本的估计。

表格显示,今天的太阳能发电比国际能源署去年预测的便宜20-50%,价格区间取决于地区。陆上和海上风力发电的估计成本也有类似的大幅降低。

这种转变是WEO团队进行的新分析的结果,看看平均值“资本成本“对于寻求建立新的发电能力的开发人员。以前的IEA是一个范围为7-8%对于所有技术,根据每个国家的发展阶段而变化。

现在,IEA已审查了国际上的证据,并发现对于太阳能而言,欧洲和美国的资金成本远低于2.6-5.0%,在中国4.4-5.5%,主要是8.8-10.0%,主要是旨在降低可再生投资风险的政策结果。

国际能源署表示,在最佳地点、获得最优惠的政策支持和资金的情况下,太阳能现在可以“以每兆瓦时(MWh) 20美元或以下”发电。它说:

“对于利用高质量资源的低成本融资的项目,Solar PV现在是历史上最便宜的电力来源。”

国际能源署表示,在欧洲和美国,新的公用事业规模的太阳能项目目前的成本为30-60美元/兆瓦时,而在中国和印度,成本仅为20-40美元/兆瓦时。在中国和印度,有价格保证等“收入支持机制”。

国际能源机构表示,这些成本“完全低于新燃煤电厂的LCOE(水平成本)范围”,与中国和印度现有燃煤电厂的运营成本“在同一范围”。如下图所示。

相对于天然气和煤炭发电的LCOE范围,公用事业规模的太阳能发电的平均成本(LCOE)得到了收入支持。

相对于天然气和煤炭发电的LCOE范围,公用事业规模的太阳能发电的平均成本(LCOE)得到了收入支持。资料来源:国际能源机构2020年世必威体育在线注册界能源展望

陆上和海上风力发电目前也被认为可以获得成本较低的融资。在最新的《WEO》中,这些技术的成本估计要低得多,因为资本成本占新可再生能源开发成本的一半。

再加上过去一年政府政策的变化,这些较低的成本意味着IEA再次提高了对未来20年可再生能源的展望。

如下图所示,2040年非水电可再生能源发电将从目前的2873太瓦时(TWh)上升到12872太瓦时(TWh)。这比去年的预期高出8%左右,比2018年的预期水平高出22%。

全球电力由燃料Terawatt小时产生。历史数据和WEO 2020的STEPS以实线表示,WEO 2019以虚线表示,WEO 2018以虚线表示。

全球发电,燃料,太瓦小时。历史数据和WEO 2020的STEPS以实线表示,WEO 2019以虚线表示,WEO 2018以虚线表示。资料来源:国际能必威手机官网源署碳简报分析2020年世必威体育在线注册界能源展望和以前的版本。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

太阳能是最大的原因,2040年的产量比2018年增长了43%。相比之下,图表显示,目前煤炭发电的“结构”比此前预期的要低,2040年的发电量比去年预计的低14%左右。国际能源署表示,由于冠状病毒大流行,燃料价格预计在2020年下降了8%,此后再也没有恢复。

值得注意的是,在今年的步骤中,2040年的天然气发电量也降低了6%,这在一定程度上也是由于大流行及其对经济和能源需求增长的长期影响。必威体育在线注册

总体而言,可再生能源 - 由“新王”太阳能 - 在步骤中满足绝大多数新电力需求,占2030年增加的80%。

这意味着到2025年,中国将超过煤炭,成为世界上最大的电力来源。加速的情况下是该机构一年前推出的。

国际能源署指出,可变可再生能源的增加意味着对电网灵活性的需求越来越大。报告说:“强健的电力网络、可调度的发电厂、存储技术和需求响应措施都在满足这一需求方面发挥着重要作用。”

修改后的前景

IEA表示,从今年的展望来看,太阳能发电成本较低,增长速度更快,这意味着从2020年起,每年新增太阳能发电能力都将打破纪录。

这与该公司前几年在太阳能领域采取的STEPS路径形成了鲜明对比。在前几年,全球每年新增的太阳能发电能力(扣除退休人员的退休人数)将在未来持平。

现在,太阳能的增长在STEPS中稳步上升,如下图(实黑线)所示。如果考虑到新增装机容量以取代旧的太阳能发电站,这一点就更清楚了(毛额,虚线)。在SDS和NZE2050下,增长需要更快。

全球每年的太阳能净增加量为千兆瓦。

全球每年的太阳能净增加量为千兆瓦。历史数据用红色表示,而连续几版《世界经济展望》的中心视图用蓝色阴影表示。《WEO 2020》步骤以黑色显示。虚线显示的是新增总量,考虑到在假定寿命为25年之后退休的旧产能的置换情况。资料来源:国际能必威手机官网源署碳简报分析2020年世必威体育在线注册界能源展望和以前的展望。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

由于最新的假设和政策前景的改善,太阳能前景的提升与煤炭前景形成了直接对比。

韦诺的连续版本已经修改了最肮脏的化石燃料的前景,今年看到特别戏剧性的变化,部分地归功于冠状病毒后的“结构转移”。

据国际能源署预测,未来几年煤炭使用量将小幅上升,但随后会下降,如下图(红线)所示。然而,这一轨迹远未达到与SDS一致所需的减排目标,该目标与“远低于2摄氏度”的巴黎目标(黄色)一致。

历史全球煤炭需求与IEA以前的中央情景,以实现未来的增长。

历史上的全球煤炭需求(黑线表示数百万吨石油当量)和国际能源署之前对未来增长的中心设想(蓝色阴影)。今年的STEPS是红色的,SDS是黄色的。必威手机官网国际能源署碳简报分析2020年世必威体育在线注册界能源展望和以前的展望。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

今年的前景对印度进行了特别激烈的变化,在那里看到煤炭在发电中的使用比去年的预期慢得多。

国际能源署表示,在这些步骤中,到2040年,燃煤发电能力将仅增长25千兆瓦(GW),比2019年《世界能源展望》的预期低86%。这意味着印度的煤炭船队在未来20年几乎不会增长,而不是从2019年的2350万千瓦增长近一倍。

同样,根据国际能源署的数据,印度的煤炭发电量增长预计将比去年的预期慢80%。

国际能源机构预计继续退休到2040年,美国和欧洲的老煤炭产能将分别减少197GW(当前总量的74%)和129GW(88%)。

综合来看,尽管东南亚煤炭市场迅速扩张,但这意味着全球煤炭船队到2040年将首次萎缩。

必威体育在线注册能源展望

展望建议,在一起,可再生能源的快速上升和煤炭的结构下降保持盖子,对全球二氧化碳排放保持盖必威体育在线注册子。但对石油和升起的气体使用的稳定需求平均二氧化碳仅在达到全球气候目标的情况下达到平等,而不是迅速下降。

下面的图表显示了这些相互竞争的趋势,它用实线跟踪了国际能源机构步骤下每种燃料的一次能源需求。必威体育在线注册总体而言,到2040年,可再生能源满足了能源需求增长的五分之三,同时占总需求的五分之二。必威体育在线注册石油和核能的小幅增长足以抵消煤炭能源使用量的下降。必威体育在线注册

从1990年到2040年,全球必威体育在线注册一次能源需求按燃料计算,相当于数百万吨石油当量。

从1990年到2040年,全球必威体育在线注册一次能源需求按燃料计算,相当于数百万吨石油当量。未来需求以STEPS(实线)和SDS(虚线)为基础。其他可再生能源包括太阳能、风能、地热和海洋。资料来源:国际能源机构2020年世必威体育在线注册界能源展望.通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

上图中的虚线显示了与国际能源署的SDS(大致低于2摄氏度)相一致所需遵循的截然不同的路径。

到2040年,虽然石油和天然气仍然是第一和第二大能源来源,但在所有化石燃料的使用中会有下降。必威体育在线注册相对于2019年水平,煤炭将占用三分之二,油,汽油的三分之一和煤气减少12%。

与此同时,其他可再生能源 - 主要是风和太阳能 - 将飙升至第三名,在接下来的二十年(+ 662%)上升近七倍。SDS看到较小,但仍然对水氢(+ 55%),核(+ 55%)和生物能量(+ 24%)增加而增加。必威体育在线注册

据IEA称,低碳来源将在2040年占全球能源组合的44%,从199年增加到19%。必威体育在线注册

然而,尽管发生了这些迅速的变化,但要到2070年,也就是2050年的最后期限后20年左右,全球二氧化碳净排放才会达到零。

尽管SDS包括由英国,欧盟和最近的中国设定的网络零目标的“全面实施”。

(These targets would be only partially implemented under the STEPS, based on the IEA’s assessment of the credibility of the policies in place to meet the goals. For example, table B.4 of the report says that under the STEPS, there is only “some implementation” of the UK’s具有法律约束力的目标到2050年实现温室气体净零排放。)

净零号

根据IEA主任法律的说法,NZE2050“案例”已经发表了第一次发布了1.5℃的路线,因为WEO团队同意“是时候加深并延长了我们对净零排放的分析”Birol, writing in the report’s foreword.

在过去的18个月中,主要经济体宣布或立法零排放目标包括英国和欧盟。最近,中国宣布其目的到2060年达到“碳中性”。[即将分析碳简介分析将探讨这一目标的含义。]必威手机官网

必威手机官网最后四个WEOS的碳简介分析表明这些发展 - 以及出版物政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于1.5C的特别报告与此同时,《世界经济展望》对这些主题的报道显著增加。

2017年《世界经济展望》每100页使用“1.5C”一词的次数不到一次,但2019年增加到5次,2020年增加到8次。“净零”的使用量从2017年和2018年的每100页一次上升到2019年的6次,在今年的报告中每100页38次。

但是,NZE2050案例不是完整的WEO场景,因此它不会附带步骤和SDS的全套数据,使得难以充分探索路径。

这看起来“很奇怪”,他说博士Joeri Rogelj,气候变化的讲师和环境伦敦帝国理工学院格兰瑟姆研究所也是IPCC 1.5摄氏度报告的协调主要作者。

IEA已经发布了冗长的附件,其中关于各个部门的不同能源和二氧化碳排放量的详细信息,在世界各地的一系列主要情景下,在全球各地的一系列主要经济体中。必威体育在线注册(今年这些是步骤和SDS。)

Rogelj去年加入科学家和非政府组织呼吁国际能源署将发布完整的1.5摄氏度情景,并告诉碳简报,“NZE2050情景的所有基础数据都应该必威手机官网像其他WEO情景一样详细。”

必威手机官网碳简报已向国际能源署索取此类数据,如果有更多细节,将更新本文。Rogelj补充道:

“当然,主要的问题是NZE2050计划如何在2050年实现二氧化碳净零排放的目标。这里特别值得关注的是,该方案打算使用多少、哪种二氧化碳去除(负排放),以及在确保可持续发展的同时打算如何做到这一点。”

《世界经济展望》用了整整一章的篇幅来描述NZE2050,特别强调了未来十年到2030年需要发生的变化。

(它也将途径与IPCC特别报告中规定的途径进行了比较,称NZE2050案例具有可比的二氧化碳排放轨迹“P2”场景,温度保持在1.5摄氏度以下,“没有或低幅度超调”,使用相对“有限”BECCS.)

下图表显示了二氧化碳排放如何在步骤中有效地高原到2030,仍然低于2019年的水平,而NZE2050案例在2020年的34亿吨(GTCO2)中跌幅超过40%至2030年.

根据STEPS、SDS和NZE2050, 2015-必威体育在线注册2030年全球能源和工业过程的二氧化碳排放量为10亿吨二氧化碳(GtCO2)。彩色楔子显示了SDS和NZE2050所需的额外节省的贡献。

根据STEPS、SDS和NZE2050, 2015-必威体育在线注册2030年全球能源和工业过程的二氧化碳排放量为10亿吨二氧化碳(GtCO2)。彩色楔子显示了SDS和NZE2050所需的额外节省的贡献。资料来源:国际能源机构2020年世必威体育在线注册界能源展望

电力部门对未来十年所需的节余贡献最大(上图中橙色的楔形部分)。但也有来自能源最终用途(黄色)的重要贡献,如交通和工业,以及个人行为变化(蓝色),将在下一节进行必威体育在线注册更详细的探讨。

IEA表示,从SDS到2030年NZE2050,需要额外节省6.4亿吨二氧化碳,而这三个楔子的贡献大致相等。

根据NZE2050的案例,到2030年,低碳电力将满足75%的需求,而目前的需求为40%。到本世纪20年代中期,太阳能发电能力必须以每年约3亿瓦(GW)的速度增长,到2030年必须达到每年近5亿瓦,而目前的增长速度为每年约1亿瓦。

2019年至2030年,燃煤电站的二氧化碳排放将下降75%。这意味着最不高效的“亚临界”煤厂将完全逐步逐步淘汰,大多数“超临界”植物也将关闭。WEO表示,这一下降的大部分将进入东南亚,占当前全球煤炭能力的三分之二。

虽然核能只会增加一小部分零碳一代到2030年在NZE2050中,IEA指出,“大规模核设施的长时间时间”限制了这一十年这一十年的技术迅速稳定的潜力。

对于工业来说,二氧化碳排放量将下降约四分之一,电气化和能源效率将占最大份额。必威体育在线注册在这十年中,仅在“发达经济体”,每月就有超过200万户家庭将进行必威体育在线注册能效改造。

在交通运输部门,二氧化碳排放量将下降五分之一,这还不包括下面计算的行为变化。到2030年,一半以上的新车将是电动汽车,高于2019年的约2.5%。

行为改变

今年的展望首次包含了对个人行为改变以减少二氧化碳排放的可能性的详细分析。(即使从简单的层面来看,这也是显而易见的,“行为”一词被提及122次,而2019年仅被提及12次。)

根据该报告,在飞行中削减飞行和关闭空调的行为转变将在实现净零排放方面发挥至关重要的作用。

虽然SDS呼吁对人类生活方式的更改变化,例如增加公共交通运输的使用,但这些选择只占该场景和步骤之间的差异的9%。

相比之下,在NZE2050中,与2030年SDS相比,这些变化造成了近三分之一的二氧化碳减少。

该报告详细分析了全球采取具体行动(包括在全球范围内改用晾晒衣物、减慢驾驶速度和在家工作)所带来的估计排放量节约。

作者估计,这些变化的60%可能会受到政府的影响,引用广泛的控制城市汽车使用的立法和日本的努力限制家庭和办公室使用空调。

如下图所示,人们交通方式的改变是减少排放的主要原因。到2030年,道路运输(蓝条)占到节省的一半以上,而航班数量的大幅减少又占到四分之一(黄条)。

NZE2050场景年度二氧化碳排放三个关键部门的行为变化的影响。

NZE2050场景年度二氧化碳排放三个关键部门的行为变化的影响。资料来源:国际能源机构2020年世必威体育在线注册界能源展望

根据作者,约有大约7%的汽车来自汽车的二氧化碳排放量来自小于3km的旅行,“将花费不到约10分钟”。在NIZE2050场景中,所有这些旅行都被散步和骑自行车更换。

该报告估计,行为转变可以在2030年减少60%左右的排放。这些包括大量变化,例如消除较少长期的航班,并减少了三个季度的长途和商业航班的数量.

即便如此,由于增长在航空领域,在这种情况下,2030年的航空活动总量仍将保持在2017年的水平。

剩余的节省来自决定,以限制在房屋中使用能量的使用,例如将加热和空调系统转动下来。必威体育在线注册

从家里工作有可能整体节约排放量,因为通勤的排放减少超过了比住宅排放量的增加了三倍。

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该报告估计,如果能够从家中工作的全球劳动力的20%,因此在2030年,这将节省约1800万吨的二氧化碳(MTCO2),如下图所示。

事实上,NZE2050的设想假设所有能够做到这一点的人每周在家工作三天,这样就可以相对温和地减少55mt的二氧化碳排放。

由于2050年NZE2050的能源结构发生了更广泛的变化必威体育在线注册,与目前的情况(如左栏所示)或中间栏所示的2030年步骤(STEPS in 2030)相比,广泛在家工作的排放影响很小。

全球年能源消耗和二氧化碳排放的变化必威体育在线注册

如果20%的人口每周在家工作一天,在三种不同的情必威体育在线注册况下,全球年能源消耗(左y轴)和二氧化碳排放(右y轴)的变化。交通工具(红色和浅蓝色)减少的排放超过了与在家工作相关的住宅排放(紫色、深蓝和灰色)的增加。资料来源:国际能源机构。

虽然该报告关注的是能源系统的二氧化碳排放,但它也暗示了甲烷和甲烷的高水平必威体育在线注册笑气特别是全球农业和畜牧业的结果。

它指出如果没有转向素食饮食它将“非常难以实现快速排放减少”。

作者承认,普遍采用拟议的行为变化不太可能,但建议有“替代方式”,其中这种变化可以结合产生类似的结果。

例如,虽然一些地区可能不会引入更严格的速度限制,但其他地区可能会决定将车速降低超过报告中建议的7公里/小时。

Simon Evans是25多个外部同行评审员之一,他们以草稿形式阅读世界能源前景的部分。必威体育在线注册

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