國際可再生能源署展望至2050年風能市場發展趨勢

　　近日，國際可再生能源署(IRENA)發布《風能的未來：部署、投資、技術、并網和社會經濟影響》報告，分析預測了未來30年全球風能市場的發展趨勢。報告強調了部署風能對實現全球能源轉型和氣候目標的重要性，預測了到2050年風能的部署、成本、投資、技術等方面的發展趨勢，并提出加速風能部署進程需建立全面的政策框架。主要內容如下：

　　一、發展風能將為環境和社會發展帶來極大效益

　　1、風能對于全球能源轉型至關重要

　　IRENA的分析顯示，要實現《巴黎氣候協定》既定的氣候目標，要求從現在到2050年期間能源相關的碳排放每年需要減少3.5%。加快可再生能源開發利用，結合深度電氣化以及提高能效，可實現90%以上的能源相關碳減排量。到2050年，可再生能源在發電結構中占比將達86%，風能和太陽能將引領全球電力行業轉型，屆時風電將滿足1/3以上(35%)的電力需求，成為主要的發電來源，風電的部署將貢獻《巴黎氣候協定》既定氣候目標所需碳減排量的27%(近63億噸CO2)。

　　

 

　　圖1 不同可再生能源對于降低能源相關碳排放的貢獻(單位：10億噸/每年)

　　2、風能產業發展可以帶來社會經濟效益

　　2018年全球風電產業提供了116萬個工作崗位，預計到2030年這一數字將攀升至374萬人，到2050年該產業的雇員將超過600萬人。但這需要全面的政策框架給予支持，特別要關注工業、勞工、金融、教育和技能政策。

　　二、未來風能市場趨勢

　　1、未來30年內需大幅增加風電裝機容量，才能實現能源轉型

　　風能是僅次于水力發電的領先可再生能源技術，截至2018年底，全球風電裝機容量已達564 GW。而要實現氣候目標，要求到2030年全球陸上風電裝機容量要比2018年的水平(542 GW)增加2倍達到1787 GW，到2050年則需要增加到十倍達到5044 GW。對于海上風電，到2030年總裝機容量則需要從2018年的23 GW增至228 GW，到2050年則要達到近1000 GW。

　　2、風電行業需加速增長才能滿足未來30年的大規模增長

　　2018年全球陸上風電新增裝機容量為45 GW，到2030年陸上風電裝機容量年增速將接近150 GW/年，到2050年則將增至200 GW/年。海上風電增速更快，到2050年將從2018年的4.5 GW/年提升至45 GW/年。

　　3、以中國為主導的亞洲地區將繼續引領全球風電裝機容量增長

　　2018年，中國超過歐洲成為全球最大陸上風電市場，裝機容量占全球約1/3。展望未來，亞洲地區(主要是中國)將繼續主導陸上風電行業，到2050年亞洲裝機容量將占全球裝機總容量的一半以上(其中中國裝機容量將超過2000 GW，印度則將超過300 GW)，北美和歐洲將分別以23%和10%位列二、三位。亞洲還將主導全球海上風電裝機，到2030年裝機總量將達到126 GW，到2050年則將達到613 GW，其中中國到2030和2050年分別將達56 GW和382 GW。北美將是另一個新興海上風電市場，裝機容量將從目前的不到1 GW增長至2030年的近23 GW，到2050年則將進一步增至164 GW。

　　

 

　　圖2 到2050年全球陸上風電裝機容量分布(單位：GW)

　　

 

　　圖3 到2050年全球海上風電裝機容量分布(單位：GW)

　　4、規模經濟、更具競爭力的供應鏈和技術進步將繼續推進風電成本的下降

　　在全球范圍內，陸上風電項目的全球加權平均總裝機成本在未來30年將繼續大幅下降，與2018年的平均1497美元/千瓦相比，到2030年陸上風電平均裝機成本將下降至800-1350美元/千瓦，到2050年則將降至650-1000美元/千瓦。對于海上風電項目，全球加權平均總裝機成本將在未來幾十年內進一步下降，到2030年將達到1700-3200美元/千瓦，到2050年將達到1400-2800美元/千瓦。陸上風電的平準化度電成本(LCOE)已經具有與化石燃料競爭的能力，并且隨著裝機成本和性能的不斷改善將進一步下降。到2030年，陸上風電的LCOE將從2018年的0.06美元/千瓦時下降至0.03-0.05美元/千瓦時，到2050年則將達到0.02-0.03美元/千瓦時。海上風電的LCOE已經在某些歐洲市場具有競爭力(例如在德國和荷蘭實行零補貼拍賣，法國實行較低價拍賣)，而在其他歐洲市場(尤其是英國)即將進入競爭市場。到2030年，海上風電將在世界其他市場中具備競爭力，其LCOE將從2018年的平均0.13美元/千瓦時降至0.05-0.09美元/千瓦時，到2050年將降至0.03-0.07美元/千瓦時。

　　5、風電技術持續進步使得風力渦輪機尺寸逐漸增大，有助于裝機容量的增加

　　陸上風電的風力渦輪機規模將繼續保持增長勢頭，從2018年的平均2.6 MW增加到2025年的4-5 MW。對于海上風電，目前最大的渦輪機規模約為9.5 MW，預計2025年投產的項目將包括額定功率為12 MW及以上的渦輪機，未來10-20年內將通過技術研發提高到15-20 MW。由于風力渦輪機技術改進以及輪轂高度和葉片直徑增加，風機容量因子逐漸增加。就陸上風電場而言，全球加權平均容因子將從2018年的34%上升至2030年的30%-55%，到2050年則將增至32%-58%。海上風電場將取得更大進展，從2018年的平均43%增至2030年的36%-58%，到2050年增至43%-60%。

　　6、風力渦輪機基座的發展是加快部署海上風電的關鍵因素

　　浮動式風力渦輪機是一種有可能“改寫規則”的技術，可以有效地利用深水域中豐富的風電資源，有助于海上風電市場的快速發展。預計到2030年，全球浮動式海上風電裝機容量將達5-30 GW，到2050年浮動式海上風電將占全球海上風電裝機容量的5%-15%。

　　7、未來幾十年加速全球風電裝機容量增長需持續擴大風能投資

　　到2030年，全球陸上風電年均投資需比2018年(670億美元/年)增加一倍以上至1460億美元/年，2030-2050年間則需達到2110億美元/年。對于海上風電，與2018年的投資水平(194億美元/年)相比，到2030年全球年均投資需要增加至三倍(610億美元/年)，到2050年則需增加四倍以上達到1000億美元/年。

　　8、需增加風電高比例并網的解決方案方面的研究投入

　　風能和太陽能資源的波動性要求電力系統的運行方式發生重大變化，隨著電力系統中波動性可再生能源占比的增加，需要采取足夠的措施來保持電網的穩定性和可靠性。通過技術解決方案，如運用適當的系統靈活性措施(儲能等)和對電網進行擴建和加固，以及改善市場條件和商業模式，有助于在未來電網中提升風電份額。為有效管理大規模波動性可再生能源，必須在能源系統的所有部門靈活利用能源，包括從發電到輸配電系統、儲能以及日益增加的靈活需求領域(需求側管理和部門的交叉融合)。要實現整合60%的波動性可再生能源(其中35%來自風電)，到2050年對電網和儲能方面的投資需要比2018年水平(2970億美元/年)增加1/4以上，達到3740億美元/年。

　　三、加速風能部署的障礙和政策框架

　　1、加速部署風能面臨的主要障礙

　　加速部署風能將面臨多方面障礙，包括：(1)技術障礙，如電網連接和集成的挑戰、缺乏基礎設施、技術成熟度和性能不足、惡劣的海上環境;(2)經濟和市場障礙，如初始資金成本高且投資回收期長、有限的融資渠道、海上風電供應鏈不成熟、政策變化對收益的影響、碳排放及空氣污染排放監管成本不明確;(3)監管、政策及社會障礙，如復雜/過時的監管框架、財政政策支持不足、缺乏相關標準和質量控制措施、缺乏熟練的專業人員、缺乏長期穩定的政策目標和協調良好的政策組合、風力渦輪機部件(如葉片)的運輸困難;(4)環境障礙，如對海洋生物和物種的影響、景觀影響、雷達干擾、噪聲、土地用途、公眾反對等。

　　2、建立全面的政策框架

　　針對上述障礙，報告提出應制定三類政策以建立全面的政策框架，包括：部署政策、融合政策和扶持政策。具體建議如下：

　　(1)部署政策。主要包括如下建議：設定長期、明確和穩定的風力發電目標以吸引投資;確保政策的長期穩定;調整政策以適應不斷變化的市場狀況;可采取可再生能源拍賣制度;促進形成風能項目集群以降低成本;推進成本相對較低的近海項目部署;降低融資成本，不僅要考慮用于降低碳排放的經濟高效部署策略，而且還應明確考慮將其作為可再生能源政策的一部分，以減輕可再生能源投資增長帶來的障礙;簡化審批流程，避免建設周期和交付時間過長，以及市場風險和運營風險;促進和擴大企業對風電項目的采購。

　　(2)融合政策。這方面政策主要包括三種類型：系統集成政策，包括：采用系統性方法，將支持技術、市場設計、商業模式和系統運行方面的創新結合起來;支持分布式能源的部署;改善現有基礎設施，并建立高壓電網或超級電網將電力輸送到其他地區以避免對風電的削減;通過先進的天氣預報降低風力發電的不確定性。社會融合政策，從風電開發的早期階段就吸引當地社區參與，并推廣社區所有制模式。研發政策，包括建立研發策略和機構;促進競爭環境，降低能源成本，并提供有針對性的公共研發資金支持。

　　(3)扶持政策。這方面政策主要包括四種類型：產業政策，包括：提升消費者意識;進行有針對性的公共投資，以支持對風能等可再生能源的使用，并創造更多的就業機會;通過本國風電產業的發展最大程度地創造價值。財政政策，包括：通過碳價和其他措施(包括綠色債券)以實現公平轉型;部署可持續的金融計劃和方案，以擴大財政來源，促進部門多元化，為中長期的能源轉型提供資金。教育和技能政策，支持教育和技能培訓，以滿足風電產業所需職業和技能要求。勞動力市場與社會和環境保護政策，包括：促進就業服務(人員招聘、員工福利、在職培訓等);部署社會保護措施以減輕婦女和其他弱勢群體的負擔;精心選擇風電場地點(人口較少的地區)，采用具有夜間照明和帶傳感器的渦輪轉速控制的設備，減少并避免對生物的重大損害;以大多數利益相關者可接受的適當方式處理和管理本地影響。

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