《2020能源技術(shù)展望》報告

Energy Technology Perspectives 2020

Special Report on Clean Energy Innovation

Accelerating technology progress for a sustainable future

7月2日,，繼4月底發(fā)布《2020全球能源展望》旗艦報告和5月份發(fā)布的《可持續(xù)復(fù)蘇計劃》報告后，IEA再度發(fā)布旗艦報告《2020世界能源技術(shù)展望——清潔能源創(chuàng)新特別報告》（Energy Technology Perspectives 2020——Special Report on Clean Energy Innovation，Accelerating technology progress for a sustainable future）,，以185頁的篇幅,，介紹了清潔能源創(chuàng)新時代，政府在創(chuàng)新體系中所擔(dān)負(fù)的角色,，以及后疫情時代清潔能源技術(shù)創(chuàng)新的威脅和機遇,。詳細(xì)介紹了2020年全球清潔能源創(chuàng)新狀態(tài)，以及可持續(xù)發(fā)展情境下所需要的各種創(chuàng)新,。IEA認(rèn)為,，清潔能源創(chuàng)新需要進一步加速，特別是疫情條件下,，為了重塑未來,，我們擁有的機會并不多。如果不大力推動清潔能源創(chuàng)新,，世界各國和公司,，將無法兌現(xiàn)未來幾十年內(nèi)將碳排放量降至凈零的承諾。

該報告詳細(xì)評估了在與國際氣候和可持續(xù)能源目標(biāo)相適應(yīng)的時間框架內(nèi),，為實現(xiàn)凈零排放,，增強能源安全條件下，可顯著加速清潔能源創(chuàng)新的各種方式,?！肚鍧嵞茉磩?chuàng)新特別報告》是IEA修訂后的《能源技術(shù)展望》（ETP）系列中的第一本報告，還包括一個全新的交互工具,，可分析400多種清潔能源技術(shù)的技術(shù)準(zhǔn)備度情況,。

新冠疫情大流行引發(fā)的前所未有的全球健康危機和經(jīng)濟危機，可能會影響到清潔能源的創(chuàng)新進展,。本報告對可以幫助實現(xiàn)凈零排放的更清潔,、更靈活的能源類別所需要的技術(shù)創(chuàng)新和投資需求進行了量化，確定了有助于加快創(chuàng)新周期的一些關(guān)鍵技術(shù)屬性,。

報告還提供了實現(xiàn)凈零排放的五項關(guān)鍵創(chuàng)新原則,，特別強調(diào)了一些需要立即關(guān)注的問題，例如政府需要在2025年前保持原計劃的研發(fā)資金,，并考慮在一些戰(zhàn)略領(lǐng)域增加研發(fā)的重要性,。

報告探討了能源創(chuàng)新將如何快速發(fā)展，以使經(jīng)濟的各個部分（包括長途運輸和重工業(yè)等具有挑戰(zhàn)性的部門）在2050年之前達到零凈排放,，且不使我們的生活方式發(fā)生重大變化,。分析表明，實現(xiàn)這一目標(biāo)將,，主要取決于當(dāng)今尚未進入市場的技術(shù),。反饋回來的信息很明確：如果沒有更快的清潔能源創(chuàng)新,，到2050年實現(xiàn)凈零目標(biāo)幾乎是不可能的。挑戰(zhàn)的很大一部分來自一些大的領(lǐng)域,，目前航運,、卡車、航空,、鋼鐵,、水泥和化工等重工業(yè)幾乎沒有可用于將排放量降至零的技術(shù)。對這些部門進行脫碳,，很大程度上需要開發(fā)目前尚未用于商業(yè)用途的新技術(shù),。但是，將產(chǎn)品從研究實驗室?guī)У酱蟊娛袌龅膭?chuàng)新過程可能很長,，并且無法保證成功,。太陽能電池組件和電池用了幾十年才達到目前的水平，可以說留給清潔能源領(lǐng)域創(chuàng)新技術(shù)的時間非常緊迫,。

報告也提及了當(dāng)今正在使用的一些清潔能源技術(shù),，比如海上風(fēng)電機組、電動汽車以及碳捕獲等應(yīng)用,，都仍然需要持續(xù)推動創(chuàng)新,，以降低成本并加快部署,。比如盡快推動電動汽車電池技術(shù)的升級,，使長途運輸從也能從化石燃料轉(zhuǎn)為電力，這樣就會大大降低碳排放,。新冠疫情的推動,，可能進一步威脅到全球政府一致行動。

7月9日,，IEA清潔能源轉(zhuǎn)型峰會,，將是2020年最重要的全球能源和氣候問題峰會，來自40多個國家的部長,、CEO和能源領(lǐng)袖將聚在一起,，這三個IEA報告，將成為討論的基礎(chǔ),。

以下為本報告執(zhí)行摘要（Executive summary）

一,、為什么我們需要創(chuàng)新

如果不大力推動清潔能源創(chuàng)新，就不可能實現(xiàn)凈零排放目標(biāo),。作為實現(xiàn)長期可持續(xù)性目標(biāo)（例如《氣候變化巴黎協(xié)定》）的全球努力的一部分,，世界上許多政府和公司承諾在未來幾十年內(nèi)實現(xiàn)二氧化碳凈零排放的承諾。但是,，這些引人注目的承諾與清潔能源技術(shù)的現(xiàn)狀之間存在明顯的脫節(jié),。盡管目前在使用的技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)這些目標(biāo)所要求的大量減排，但即使依靠更強有力的政策來推動，能源本身也不足以使世界凈零排放的同時還能確保能源系統(tǒng)的安全,。

能源效率和可再生能源是實現(xiàn)氣候目標(biāo)的基礎(chǔ),，但其中很大一部分排放量需要使用其他技術(shù)。實際上大部分排放來自那些減排技術(shù)選擇有限的行業(yè),，例如航運,、卡車、航空和鋼鐵,、水泥和化工等重工業(yè),。要在這些領(lǐng)域進行脫碳，肯定需要開發(fā)一些目前尚未使用的新技術(shù),。而目前已經(jīng)在用的許多清潔能源技術(shù),，也需要做更多的努力，以降低其應(yīng)用成本并加快應(yīng)用,。

創(chuàng)新是培育新技術(shù)和加快現(xiàn)有技術(shù)進步的關(guān)鍵,。報告評估了為實現(xiàn)凈零排放和增強能源安全而可以顯著加速清潔能源創(chuàng)新的方法。

創(chuàng)新與發(fā)明有所不同,。當(dāng)一個新想法從圖紙到實驗室,，最后投放真實世界之后，還需要經(jīng)過四個關(guān)鍵階段,，清潔能源創(chuàng)新流程也不例外,。但通往成熟的路徑可能會很長，且無法保證一定成功：

原型階段：將概念發(fā)展為設(shè)計,，然后為新設(shè)備建立原型（例如,，用純氫代替煤炭來生產(chǎn)鋼的熔爐）。

示范階段：新技術(shù)創(chuàng)建示例示范,，但和真正商用的規(guī)模一樣大（例如,，捕獲水泥廠CO2排放的系統(tǒng)）。

早期應(yīng)用階段：在此階段,，技術(shù)開發(fā)完成,，但仍然存在著成本和性能的差距，必須考慮政策關(guān)注的問題（例如,，電動車和氫能源汽車）,。

成熟階段：隨著大批量部署，該產(chǎn)品已成為主流,，已經(jīng)作為一個通用產(chǎn)品供選購（例如水力發(fā)電機）

二,、了解能源創(chuàng)新挑戰(zhàn)的規(guī)模

沒有任何單一或簡單的解決方案可確保世界走上可持續(xù)的凈零排放之路。減少全球二氧化碳排放量需要更廣泛技術(shù)參與,，以各種組合和應(yīng)用方式在經(jīng)濟的各個領(lǐng)域發(fā)揮作用,。這些技術(shù)可能處于不同的發(fā)展階段,，但我們已經(jīng)可以確定出為實現(xiàn)國際能源和氣候目標(biāo)所必需的減排量可能需要多少技術(shù)的參與。

如今,，能源行業(yè)實現(xiàn)凈零排放所需的關(guān)鍵技術(shù)已廣為人知,，但并非所有技術(shù)都已準(zhǔn)備就緒。要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,，總的減排量中的一半可以通過四種主要的技術(shù)方法來實現(xiàn),。包括：1、供熱和運輸?shù)冉K端用能部門的電氣化,；2,、碳捕獲、利用和儲存技術(shù)的應(yīng)用,；3,、使用低碳?xì)浜蜌淙剂希?、以及生物能源的利用,。但是,，這四個技術(shù)領(lǐng)域中的每一個領(lǐng)域都將面臨重大挑戰(zhàn)，主要是使整個價值鏈的所有部分在減排方面的商業(yè)可行性都有難度,。本報告所附的《ETP清潔能源技術(shù)指南》框架,，提供了一個交互網(wǎng)站，可以比較超過433種不同技術(shù)的準(zhǔn)備就緒情況（TRL）或成熟度情況,。

早期技術(shù)起著突出的作用,。轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展道路所需的累計CO2排放減少量中，約35%來自于原型階段或示范階段已在使用的技術(shù),。另外有40%的減少,，需要依賴尚未在大規(guī)模市場進行商業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)，這要求采取緊急措施來加速創(chuàng)新,。近幾十年來與能源行業(yè)緊密相關(guān)的例子包括LED和鋰離子電池等消費類產(chǎn)品，從最初的原型開發(fā),，到最后進入大眾市場,，用了10到30年的時間。這些例子,，可以作為我們構(gòu)建一系列實現(xiàn)凈零排放能源技術(shù)的參考,。

圖：相對于既定政策情景，2019-2070年可持續(xù)發(fā)展情景中按當(dāng)前技術(shù)就緒情況劃分的全球能源CO2排放量減少的分布

三,、創(chuàng)新如何幫助更快地實現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)

如果政府和公司希望更快地朝著凈零排放邁進,，就需要進一步加速早期技術(shù)的進步。本報告提出了一個“加速創(chuàng)新案例”,，探討了2050年如何在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)凈零排放,，部分是通過假設(shè)當(dāng)前還處在實驗室或小型原型機階段的技術(shù)可以迅速得到商業(yè)投資,。這些技術(shù)的成本和發(fā)展時間表存在很大的不確定性，但是這一理論上的案例也表明,，通過全球推動創(chuàng)新具體可以達成哪些目標(biāo),。

在 “加速創(chuàng)新案例”中，相對于當(dāng)前的政策計劃,，2050年所有額外減排量中的幾乎一半將來自當(dāng)今尚未投放市場的技術(shù),。相對于當(dāng)今已經(jīng)使用的技術(shù)沒有任何改進的情況，早期技術(shù)在“加速創(chuàng)新案例”中的排放量減少了約三分之一,。實際上,，這種情況下，從現(xiàn)在到2050年,，每個月平均需要新建兩個氫燃料鋼鐵廠,。但目前這些鋼鐵廠的技術(shù)目前還處于原型階段。同時,，每年還需要新建90個可以捕獲和儲存自己的排放的二氧化碳的生物能源工廠,，但實際上，目前只有一家這樣的大型工廠正在運營,。

現(xiàn)在,，如果無法加快進度，則實現(xiàn)凈零目標(biāo)可能會推遲,。未來幾十年的創(chuàng)新步伐取決于當(dāng)今政府制定的政策,。在新冠疫情危機之后，示范項目的延誤和早期應(yīng)用技術(shù)的部署速度都在減緩,，這需要政府進一步加大力度,，例如為新技術(shù)提供更長期的支持，直到它們具有成本競爭力,。例如,，電解氫等關(guān)鍵技術(shù)的成本到，2030年前可能還會增加10%,，這使得制氫技術(shù)難以擴大生產(chǎn)規(guī)模,。

四、避免大量的“鎖定”排放至關(guān)重要

使投資周期與凈零目標(biāo)保持一致,，可以為新技術(shù)創(chuàng)造廣闊的市場,，并避免大量被“鎖定”的碳排放。對于某些能源行業(yè)而言,，比如鋼鐵和水泥產(chǎn)業(yè),，它們的生命周期往往超過40年，從2020年開始到2050年也還不到一個投資周期,，因此投資時機和新技術(shù)的可用性至關(guān)重要,。加大對低碳研發(fā)的投入,，并為最具挑戰(zhàn)性的行業(yè)增加對關(guān)鍵示范項目的投資，可能會特別有效,。如果鋼鐵,、水泥和化學(xué)領(lǐng)域的清潔低排放技術(shù)能夠在下一個為期25年的翻新周期（預(yù)計于2030年左右開始）之前及時進入市場，則這些行業(yè)被“鎖定”的排放量就可以減少,，起碼可以減少近60噸的CO2排放（-57 GtCO2）,。

五、新冠疫情危機可能削弱或推動能源創(chuàng)新

在迫切需要更快的創(chuàng)新的時候,，新冠疫情卻讓全球遭受到重大挫折,。在不久的將來，由于全球新冠疫情引起的破壞,，世界將新技術(shù)推向市場的能力將減弱,。市場和政策的不確定性，也可能減少企業(yè)家可利用的資金,。

創(chuàng)新涉及到廣泛的參與者,，但是政府的關(guān)鍵作用遠(yuǎn)不只是為研發(fā)提供資金。它們確定了總體的國家目標(biāo)和優(yōu)先事項,，對于確定市場期望,、確保知識流動、投資基礎(chǔ)設(shè)施以及推動大型示范項目方面至關(guān)重要,。

如果政府積極應(yīng)對新冠疫情所帶來的挑戰(zhàn),，也許將有機會進一步加速清潔能源創(chuàng)新。包括保住大約75萬個能源相關(guān)的研發(fā)工作,。對于各國政府來說,，這可能是一個戰(zhàn)略機遇，可確保各國產(chǎn)業(yè)更好地擺脫新冠疫情的影響,，并為未來的國內(nèi)外增長市場提供產(chǎn)品,。在實現(xiàn)可持續(xù)能源和氣候目標(biāo)的道路上，預(yù)計在未來的二十年中,，對目前正處于大型原型和示范階段的技術(shù)的投資,，每年平均可達3500億美元。

一些領(lǐng)域應(yīng)立即請求政府支持,，以提振經(jīng)濟活動。尤其重要的一點,，要在2025年之前將研發(fā)資金維持在原有計劃水平,，并考慮在一些戰(zhàn)略領(lǐng)域籌集研發(fā)資金?；谑袌龅恼吆唾Y金可以幫助擴大小型模塊化技術(shù)的價值鏈,，就像太陽能電池板一樣,，可以極大地推動技術(shù)進步。與跨領(lǐng)域的一些技術(shù)進行協(xié)同合作,，是一種相對低成本的創(chuàng)新方式,。比如電化學(xué)就是一個明顯的例子，它是構(gòu)成電池,、電解槽和燃料電池等技術(shù)的基礎(chǔ),。

IEA提出的五項關(guān)鍵創(chuàng)新原則

對于旨在在保持能源安全的同時實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的政府而言，這些原則主要關(guān)注全球需求范圍內(nèi)的國家政策挑戰(zhàn),，但也與能源技術(shù)和轉(zhuǎn)型有關(guān)的決策者和戰(zhàn)略家息息相關(guān)：

1.     優(yōu)先,，跟蹤和調(diào)整。審查為了獲得公共支持而選擇的技術(shù)組合的全過程,，以確保這些技術(shù)嚴(yán)謹(jǐn),、經(jīng)過共同認(rèn)可、具有靈活性并能與本地的優(yōu)勢保持一致,。

2.     提升公共研發(fā)和以市場為導(dǎo)向的私人創(chuàng)新的投資,。使用各種工具-從公共研發(fā)到市場激勵-再根據(jù)不同的技術(shù)來擴大資金的投資。

3.     重點關(guān)注價值鏈中的所有鏈接,。從更大的角度看待,，以確保關(guān)鍵價值鏈的所有組成部分都能朝著下一個市場應(yīng)用方向均勻而協(xié)同發(fā)展，并充分利用溢出效應(yīng),。

4.     建立起效的基礎(chǔ)架構(gòu),。通過分擔(dān)擴大網(wǎng)絡(luò)和進行商業(yè)規(guī)模示范所帶來的投資風(fēng)險，動員私人資金來幫助走過“死亡地帶”,。

5.     全球化布局以獲得區(qū)域性的成功,。通過全球合作分享交流最佳實踐、經(jīng)驗和資源,，以應(yīng)對緊急狀況和全球性的技術(shù)挑戰(zhàn),，包括通過現(xiàn)有的多邊平臺來進行。

隨著世界各國追求更加安全和可持續(xù)的能源未來,，IEA將繼續(xù)支持政府,、行業(yè)、投資者和其他利益相關(guān)方推進能源創(chuàng)新,，以加速向更清潔,、更具靈活性的能源系統(tǒng)過渡。CWEA

報告附件工具及指南PDF

該報告還隨附了最新的交互式網(wǎng)站《 ETP清潔能源技術(shù)指南》（ETP Clean Energy Technology Guide）,，目前涵蓋約433種具體技術(shù),，并明確了這些技術(shù)各自的技術(shù)就緒水平——Readinesslevel (TRL) 或成熟度，以及成本和性能改進目標(biāo)以及該領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè),。

可在線訪問www./articles/etp-clean-energy-technology-guide,。

清潔能源技術(shù)指南大型海報高清PDF下載

https://iea.blob.core./assets/355d9b26-b38c-476c-b9fa-0afa34742800/iea_technology-guide-poster.pdf

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《20202020能源技術(shù)展望》報告

Energy Technology Perspectives 2020

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