可再生能源：如何實現對化石能源的有序替代

萬軍

自2010年以來，全球可再生能源市場規模迅速擴大。國際可再生能源機構（IRENA）發布的報告顯示，截至2020年底，全球可再生能源總裝機容量已經高達2799吉瓦（1吉瓦=10億瓦），中國、歐洲和美國的總裝機容量分別為894吉瓦、609吉瓦和292吉瓦，在全球可再生能源發展中處于領先地位。2020年，全球可再生能源發電能力在全球總發電能力中占比已達到36.6%。從可再生能源的構成來看，水電在可再生能源現有裝機規模中占比最高，2020年占比達到了43%;而從新增裝機來看，風能和光伏太陽能占比則處于主導地位，達到91%。2020年，盡管新冠疫情在全球暴發并蔓延，但全球可再生能源發展并未停滯。國際能源署（IEA）公布的數據表明，2020年全球可再生能源發展繼續高歌猛進，新增裝機容量近280吉瓦，較上年增長45%，年度增速達到了1999年以來的最高值。全球可再生能源的大部分增量為風能和光伏所貢獻，其中，全球風電新增裝機容量為113.6吉瓦，同比增長了90%以上;光伏太陽能新增裝機容量為133.5吉瓦，同比增長23%。

近年來，全球風電市場一直呈現快速發展的態勢，風電累計裝機規模從2010年的198吉瓦增長到了2020年的743吉瓦，年均復合增長率高達14.1%。在陸上風電領域，中國累計裝機規模在全球占比已達39.34%，位居世界第一，遙遙領先于分列第二、第三位的美國和德國;在海上風電領域，位列全球累計裝機容量前三位的依次為英國、中國和德國。全球光伏市場也經歷了一輪快速發展。截至2020年，全球累計光伏裝機容量已達760.4吉瓦，其中有14個國家的總裝機量超過10吉瓦。中國是全球光伏累計裝機量最大的國家，裝機規模達到了253.4吉瓦，其次是美國、日本、德國，裝機容量分別為93.2吉瓦、71.4吉瓦和53.9吉瓦。得益于技術進步和規模經濟的驅動，風電、光伏等可再生能源已成為極具成本競爭力的電力來源。

對于全球可再生能源的發展前景，一些國際組織和跨國公司表達了樂觀的預期。在國際能源署設定的各種情景中，未來可再生能源都將出現迅速增長。在既定政策情景中，可再生能源將可以滿足2030年前全球電力需求增長的80%。國際能源署尤其看好太陽能光伏，認為它在新的發電技術中將處于核心位置，會成為滿足新增電力需求的主力，陸上和海上風能也將發揮更大的作用。英國石油公司（BP）在其發布的《BP世界能源展望2020》中預測，可再生能源在一次能源中的比重會出現大幅提升。在快速轉型情景下，可再生能源占比將從2018年的5%左右增加到2050年的45%，而在“凈零”情景下，這個比例還將進一步提升至60%。

歐洲國家在上世紀末就開始投資于風能、光伏等可再生能源，曾經是全球最大的風電市場，在全球光伏裝機總量中的占比也曾多年保持在70%以上，對全球可再生能源發展發揮了引領作用。隨著中美等國在可再生能源領域持續發力，歐洲在全球可再生能源市場上的占比顯著下降。盡管如此，歐洲仍然是可再生能源應用的重要推動者。從2020年風電新增裝機來看，無論是陸上風電還是海上風電，在全球新增裝機容量前十名的國家中，有一半是歐洲國家。隨著累計裝機規模的增長以及風力發電價格的下降，風電在歐洲電力來源中的占比不斷提高，2020年風力發電已占到歐洲年度用電量的16%。而在光伏領域，由于受政府補貼退坡政策的影響，歐洲光伏裝機速度明顯放緩。2020年，歐盟國家合計的新增光伏裝機量為19.6吉瓦，雖然只是僅次于中國，但從全球新增光伏裝機量前十名國家排行榜來看，只有德國和荷蘭榜上有名。

近年來，在優惠政策的推動下，美國可再生能源發展比較迅速。美國實施了風力發電項目生產稅收減免政策，并延長了投資稅收抵扣政策期限，促進了風力發電規模的不斷擴大。2020年美國陸上風電累計裝機規模的全球占比已達到17.29%，僅次于中國，名列全球第二。目前風電已經成為美國最便宜的電力來源之一，風電上網合同價格低于2美分/千瓦時。2020年美國的光伏新增裝機容量也僅次于中國，位居全球第二，位列第三的是日本。但近年來，日本受到光伏上網補貼持續退坡以及土地稀缺、電網制約、勞動力成本高昂等因素的影響，新增裝機增速有所放緩。

隨著低碳經濟和可持續發展的理念深入人心，發展中國家的可再生能源發展開始駛入快車道。不少發展中國家河網密布、風力充沛、日照充足，具有發展可再生能源的天然優勢。在可再生能源的開發利用方面，中國、印度、巴西等發展中國家走在世界前列。根據國家能源局提供的數據，截至2020年底，中國可再生能源發電裝機達到9.34億千瓦，可再生能源發電量達22148億千瓦時，位列全球第一。根據國際能源署發布的報告，從2019年至2020年，全球可再生能源新增裝機量的80%來自中國。印度可再生能源發展也很快。2020年印度新增光伏裝機容量為4.4吉瓦，名列世界第六，累計裝機容量為47.4吉瓦，位居全球第五。2020年，中國、越南、印度和巴西四個國家進入全球光伏新增裝機規模前十名，合計占據了當年全球光伏裝機增量的半壁江山，成為全球光伏市場發展的重要驅動力量。風電技術的進步和風力發電成本的降低，為發展中國家的風電市場開啟了新的發展空間。2020年巴西新增陸上風電裝機規模僅次于中國和美國，印度也進入了全球前十名。此外，在發展中國家的電力供給和交通運輸中，水力發電和生物質能也在發揮著越來越大的作用。

雖然與化石能源相比，可再生能源在來源廣泛、清潔低碳等方面擁有明顯的優勢，但由于受到現有技術能力和電力基礎設施的制約，可再生能源在實際應用中仍面臨不少挑戰，尤其是在保持電力供給的穩定性方面還有諸多不足，當前的能源危機更加凸顯出了可再生能源在這方面存在的問題。與煤炭等化石能源發電相比，可再生能源的發電受自然條件影響較大，呈現間歇性發電的特點。如果出現天氣干旱、風力不足、陰霾不散等不利氣象條件，水力、風能和光伏的發電能力都會出現不同程度的波動，不僅會導致發電量的減少，還會對電網系統的穩定和安全產生不利影響。現有儲能技術還不能實現電力的大規模儲存，如果可再生能源生產出的電力不能通過電網及時輸送出去，就會形成棄水棄風棄電的局面，降低可再生能源的利用率水平。正如所謂的“能源不可能三角”理論所揭示的，在現有技術條件下，“清潔、廉價和穩定”的能源難以同時兼得。

減碳政策驅動的能源轉型固然可喜，但可再生能源供給穩定性不足的問題也不可忽視。今年以來，歐洲經濟復蘇和極端氣候拉動了工業和生活用電需求的上升，天然氣消耗加快，供給出現短缺，導致火力發電能力受到抑制。在火力發電不足的情況下，風力等清潔能源發電本應起到重要的補充作用，但由于今年夏天歐洲氣候條件不佳，風速遠低于正常水平，導致風力發電能力下降，在彌補電力供給不足、緩解能源危機方面未能發揮預期的作用。因此，如何積極穩妥地推進能源結構的優化，在確保能源供應安全的前提下，逐步實現可再生能源對化石能源的有序替代，正成為各國能源政策面臨的新挑戰。

（作者為中國社科院世界經濟與政治研究所國際大宗商品研究室副研究員）