【無所不能 文|龐名立】REN21，即《Renewable Energy Policy Network for the 21st Century》的縮寫，翻譯為《21世紀(jì)可再生能源政策網(wǎng)絡(luò)》，它是一個全球性的政策網(wǎng)絡(luò)，旨在通過共享觀點、鼓勵采取各種方式的行動，促進可再生能源的發(fā)展。
從2005年起，REN21每年發(fā)表《 Renewables Global Status Report ( 再生能源全球現(xiàn)狀報告 ) 》，制作了大量國際公認的再生能源政策和再生能源市場的發(fā)展報告。
2016年全球一次能源消費僅增加了1.0%，全球經(jīng)濟發(fā)展仍然處于遲緩階段。那么，全球關(guān)心的再生能源發(fā)展得怎么樣了？
若單獨看每年的REN21報告，可以說年年有進步，年年有歌唱；本文雖然以《Renewables 2017 Global Status Report》為主，但沒有照本宣科，再翻閱陳年老賬，整理出大量數(shù)據(jù)表格，可以獲得有意思的信息，那就味道變了。
請不要只看見再生能源形勢大好，一片鶯歌燕舞的局面，也要看見再生能源發(fā)展的艱辛，形勢緊迫，難以承擔(dān)《巴黎氣候協(xié)定（Paris Climate Agreement）》的一面。有喜有憂呀！
全球再生能源的進程
根據(jù)REN21的2004～2017年的報告，從2004年算起，12年間再生能源投資增長了4.4倍。2016年再生電力和再生燃料投資為2416億美元，比2015年投資2859億美元減少了15.5%，但中國仍然是再生電力和再生燃料投資最多的國家。
再生能源利用可分為電力、供熱和運輸燃料等三大類。在再生能源發(fā)電中，水力發(fā)電是主導(dǎo)，其次為風(fēng)力發(fā)電、光伏。其他如生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、太陽能聚熱發(fā)電合海洋能發(fā)電僅占最次要地位。
全球能源的消費份額
據(jù)2017年REN21報道，2015年最終能源消費中的再生能源份額如圖，化石燃料仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。
為了更加清楚看出發(fā)展趨勢，翻開陳年舊賬整理出下表。雖然化石燃料逐年減低，但近幾年減低幅度不大，也就是說再生能源近五年沒有多大進程。
從表中看出，再生能源的利用中有近一半仍然使用傳統(tǒng)生物質(zhì)，也就是按照原始形態(tài)使用，沒有制成生物燃料利用。
這里要說明兩個概念：傳統(tǒng)生物質(zhì)（Traditional biomass）和現(xiàn)代可再生能源（Modernrenewables）。
⑴ 傳統(tǒng)生物質(zhì)是指太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量，包括農(nóng)村生活用能：薪柴、秸稈、稻草、稻殼及其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物和畜禽糞便等；
⑵ 現(xiàn)代可再生能源是指水力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電和熱利用、風(fēng)力發(fā)電、光伏、地?zé)岚l(fā)電和熱利用、生物燃料等。
再生能源發(fā)展前五位國家
中國是再生能源發(fā)展最快的國家之一，從表中可以看到許多個“世界第一”，但不能只看見“世界第一”就心喜，由于中國體量大，爭個第一不是太難的事，但是人均量爭個第一的就沒有了。當(dāng)然跟體量約同的美國比較，中國依舊強多了。
這張表是指在再生能源投資后，裝機容量和產(chǎn)量的增加量排序。
這張表是指2016年底各項能源的裝機容量和發(fā)電量年終排序。
再生能源生產(chǎn)電力
再生能源主要應(yīng)用于發(fā)電。電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)指來自一次能源生產(chǎn)電力的比例，以%表示。根據(jù)2017年REN21的報告可以看見下圖。截止2016年全球再生能源發(fā)電占電力總量的24.5%，其中水力發(fā)電最高，占16.6%，其次是風(fēng)電場占4.0%、生物質(zhì)發(fā)電占2.0%和光伏發(fā)電占1.5%。
再生能源發(fā)電進展較快，主要是風(fēng)電場和光伏發(fā)電沖刺速度加快。根據(jù)2017年REN21及前7年的數(shù)據(jù)匯集于下表。全球總發(fā)電量數(shù)據(jù)來自《BP Statistical Reviewof World Energy June 2017》。
2016年全球再生能源從業(yè)人員
再生能源的從業(yè)人員一直是關(guān)注的問題。2016年全球直接和間接從事再生能源的雇員達到980萬人。雖然水力發(fā)電領(lǐng)軍再生能源，但只占1519/9824=15.5%；雇員最多的是光伏發(fā)電，占總數(shù)的3095/9824=31.5%，液態(tài)生物燃料占1724/9824=17.5%。
中國再生能源從業(yè)人員
中國本來體量大，從業(yè)人員當(dāng)然多。2016年中國占全球從業(yè)人員總數(shù)的3955/9824=40.3%，中國從事再生能源最多的雇員是光伏發(fā)電，也是全球再生能源從業(yè)人員最多的群體，占從事再生能源總數(shù)1962/ 3955=49.6%，也就是說中國從事再生能源有一半人是從事光伏工作的。
再生能源主導(dǎo)力量是大型水力發(fā)電
水力發(fā)電是利用工程措施將天然水能轉(zhuǎn)換為電能的過程。2004年大型水力發(fā)電占再生能源裝機容量高達89.4%，隨后由于風(fēng)電場、光伏發(fā)電及生物燃料的發(fā)展而逐年減低，到2016年仍然占54.3%，但想要取締水力發(fā)電的主導(dǎo)地位，仍然不可能。
2016年全球水力發(fā)電裝機容量達到1096GW，水力發(fā)電裝機容量最多的國家是中國，占全球總量的28%，其次是巴西、美國、加拿大、俄羅斯和印度。中國歷年來都是水力發(fā)電量最多的國家，2016年達1162.8 TWh，占全球總量的28.9%。
為了便于理解，特將近五年的舊賬匯總，可以看出中國水力發(fā)電裝機容量發(fā)展極快。
再生能源的重要支柱是風(fēng)電場
除了水力發(fā)電以外，風(fēng)電場要算再生能源發(fā)電的支柱了。2004年風(fēng)力發(fā)電僅占再生能源發(fā)電的6%，到2016年進展到24.1%。
根據(jù)2017年REN21報告，2016年底90個國家有風(fēng)電場商業(yè)活動，其中有29個國家風(fēng)電場裝機容量超過1GW。
根據(jù)《BP Statistical Review of World Energy June 2017》的報告，2016年全球風(fēng)電場年增長15.6%，發(fā)電量為959.5 TWh，其中發(fā)電量最多的國家是中國，中國于2016年超過美國，中國年增長39.4%，發(fā)電量為241.0 TWh，占全球總量的25.1%。
世界上前十位風(fēng)力渦輪制造商占領(lǐng)了2016年75%的市場，其中中國約占其中的28%。
全球發(fā)展迅速的光伏工業(yè)
在再生能源發(fā)電中，光伏只能占第三位，次于水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電。2004年光伏聯(lián)網(wǎng)占再生能源裝機容量的比例僅為0.3%，到2016年發(fā)展到15%。全球光伏工業(yè)從業(yè)人員隊伍龐大，占全球再生能源的31.5%。
根據(jù)2017年REN21的統(tǒng)計，2016年全球光伏裝機容量增加了75GW，相當(dāng)于每小時安裝31000塊光伏板。
2016年光伏發(fā)電僅占全球總發(fā)電量的1.5%。根據(jù)《BP StatisticalReview of World Energy June 2017》的報告，全球光伏發(fā)電總量為333.1 TWh，年增長29.6%，其中中國占全球總量的19.9%，美國僅占第二位，為17.1%。
變化不大的生物質(zhì)能
生物質(zhì)能（Bioenergy）指太陽能通過植物的光合作用轉(zhuǎn)換、固化和儲存的能量形式。它是一種以生物為載體的能量，直接或間接地來源于植物的光合作用。在各種可再生能源中，生物質(zhì)能是能夠儲藏太陽能的唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成原煤、原油和天然氣。
根據(jù)2017年Ren21的統(tǒng)計，生物質(zhì)在最終能源消費中的利用僅占14.1%，其中傳統(tǒng)生物質(zhì)（即農(nóng)村生活用能如薪柴、秸稈、稻草、稻殼及其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物和畜禽糞便等）數(shù)量最大，占9.1%，其次是現(xiàn)代工業(yè)供熱占2.5%，現(xiàn)代建筑供熱、運輸燃料和發(fā)電的份額均少，見表。
生物質(zhì)可以生產(chǎn)運輸燃料如乙醇燃料、生物柴油和氫化植物油（HVO）。2016年生物燃料生產(chǎn)最多的國家是美國，占全球總量的651/1353=48%，相比之下，中國顯得落后，僅占35/1353=2.6%。
生物質(zhì)發(fā)電占再生能源裝機容量（含水力發(fā)電）的份額很少，歷年變化不大，而且生物質(zhì)發(fā)電在全球發(fā)電總量中不占重要地位，見表。
進展不大的地?zé)岚l(fā)電
地?zé)崾侵傅厍騼?nèi)部的熱能。地?zé)岽嬖谟诘厍騼?nèi)部使得地溫隨深度而增加，同時地?zé)嵋矔?jīng)由地球內(nèi)部傳送至地表散失。地溫梯度約每加深1km，溫度上升300C。地?zé)峥梢杂米靼l(fā)電和供熱。地?zé)嵫b機容量占再生能源裝機容量的比例很小，一般1%左右。
地?zé)岚l(fā)電量以美國居多，2016年占全球總量的26.8%，其次是菲律賓、印度尼西亞、新西蘭等。中國占有的份額是弱項，可以忽略不計。
又一個進展不大的太陽能聚熱發(fā)電
太陽能發(fā)電有兩種形式：光伏發(fā)電和太陽能聚熱發(fā)電。太陽能聚熱發(fā)電（Concentratingsolar thermal power，CSP）是把太陽的能量聚集在一起，產(chǎn)生高溫來驅(qū)動汽輪機發(fā)電。太陽能聚熱發(fā)電的成本高，在再生能源發(fā)電中地位很次，不到再生能源發(fā)電總量的1%。
中國第一的太陽能熱水器安裝量
太陽能熱水器是將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的加熱裝置，將水從低溫加熱到高溫，以滿足人們在生活、生產(chǎn)中的熱水使用。中國一直保持太陽能熱水器安裝量最多的國家，但人均太陽能熱水器安裝量依次是巴巴多斯、奧地利、塞浦路斯、以色列和希臘。中國連前五位都未進入。
太陽能熱水器有個特殊的單位---千兆瓦熱（GigaWatt Thermies，縮寫GWth)，用以度量太陽熱能的裝設(shè)面積。過去太陽熱能以裝設(shè)面積來統(tǒng)計，難以與其他可再生能源發(fā)電等進行比較。2004年國際能源署（IEA）首次提出以GWth(千兆瓦熱)來統(tǒng)計太陽熱能。已被其他國家的太陽熱能協(xié)會接受。發(fā)現(xiàn)全球太陽熱能年產(chǎn)量高達69 GWth，遠高于風(fēng)力發(fā)電的23GW。換算關(guān)系為：
1m2裝設(shè)面積=0.7kWth
1×106m2裝設(shè)面積=0.7 GWth
1 GWth=1.429×106m2
例如：2016年全球太陽能熱水器安裝量為456 GWth，中國占全球總量的71%，那么中國太陽能熱水器安裝量為456 ×71%=323.8GWth。
中國太陽能熱水器裝設(shè)面積為323.8×1.429×106m2=462.7×106m2=4.6億平方米
結(jié)語：能源轉(zhuǎn)型 步履艱難
從2017年Ren21及往年的匯總數(shù)據(jù)可以看出，目前再生能源在爭奪化石燃料起主導(dǎo)作用的是水力發(fā)電、其次是風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電，其他種類的再生能源如地?zé)?、太陽能聚熱發(fā)電、海洋能發(fā)電等在目前的經(jīng)濟條件下作用甚微。
《巴黎氣候協(xié)議》指出，各方將加強對氣候變化威脅的全球應(yīng)對，把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高控制在2攝氏度之內(nèi)，并為把升溫控制在1.5攝氏度之內(nèi)而努力。全球?qū)⒈M快實現(xiàn)溫室氣體排放達峰，本世紀(jì)下半葉實現(xiàn)溫室氣體凈零排放。
全球再生能源正在跟時間賽跑，能夠快速、經(jīng)濟地減少二氧化碳排放，其最重要的事情是逐步淘汰化石燃料特別是煤，加快對能源效率和再生能源的投資。
天然氣是通向再生能源的跳板，由于低碳排放，其作用不可忽視，但不像媒體吹捧為清潔能源。頁巖氣和可燃冰都屬于天然氣，都是非常規(guī)天然氣，無論以甲烷放空排放或燃燒以二氧化碳排放均嚴(yán)重造成全球氣候暖化。美國大力發(fā)展頁巖氣似乎受到世人稱贊，但它抑制了再生能源的發(fā)展，因此技術(shù)先進的美國的再生能源在全球不具領(lǐng)導(dǎo)地位。
根據(jù)國際能源署的報告，2012年各國政府對價格優(yōu)勢的化石燃料補貼，全球補貼甚至高達6000億美元，為再生能源補貼的7.5倍。雖然2015年有所下降，但仍然是再生能源的2.5倍。這使化石燃料減排效率大打折扣?；剂涎a貼會鼓勵碳排放，并壓低了化石燃料成本，從而扭曲了再生能源的比較成本及能源效率，限制了再生能源的增長。
雖然中國是二氧化碳排放大國，但人均排放量少。據(jù)2013年美國能源部“二氧化碳情報分析中心（Carbon Dioxide InformationAnalysis Center）”的統(tǒng)計，中國人均二氧化碳排放量為7.6噸，而美國為16.4噸，高出2倍多。中國一直致力于減少煤使用量，努力遵守“巴黎協(xié)定”的目標(biāo)，但美國特朗普政府宣布退出“巴黎氣候協(xié)定”，而且宣稱美國擁有大量未開發(fā)的能源儲備，如頁巖氣、石油和天然氣，預(yù)計總價值達50萬億美元。美國“必須充分利用”這些資源，所獲得的收入將用于重建美國的道路、學(xué)校、橋梁和公共基礎(chǔ)設(shè)施。新計劃承諾發(fā)展清潔煤技術(shù)，復(fù)興“受到太久傷害”的美國煤炭產(chǎn)業(yè)。這就給全球二氧化碳減排制造了障礙。
2016年再生能源裝機容量（含水力發(fā)電）創(chuàng)造了新紀(jì)錄，增加了168GW，全球總產(chǎn)能比2015年增長了近9％，達到2017GW。盡管到2016年底，已有50多個國家承諾逐步淘汰化石燃料補貼，并進行了一些改革，但還是遠遠不夠的。因此，能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展速度并不足以實現(xiàn)“巴黎氣候協(xié)定”的目標(biāo)，人類在通往無碳的清潔能源的道路上不容樂觀。
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