中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，國際能源署（IEA）發(fā)布《凈零示范項(xiàng)目的必要性》報(bào)告。這是對(duì)去年發(fā)布的具有里程碑意義的報(bào)告《全球能源部門2050年凈零排放路線圖》關(guān)于“資助示范項(xiàng)目的國際計(jì)劃，特別是在技術(shù)龐大且復(fù)雜的行業(yè)，將加速創(chuàng)新進(jìn)程”等觀點(diǎn)的具體補(bǔ)充。報(bào)告認(rèn)為，到 2026 年，全球技術(shù)示范資金至少達(dá)到 900 億美元，這是實(shí)現(xiàn)凈零排放的重要跳板。CWEA公眾號(hào)全文編譯該報(bào)告供讀者參考。
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IEA 估計(jì)，到 2026 年，至少需要籌集 900 億美元的公共資金以完成一系列技術(shù)示范項(xiàng)目。這些項(xiàng)目可在 2030 年前投入商業(yè)使用，并有助于在本世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)凈零排放。新的報(bào)告解釋了支持此類分析的關(guān)鍵考慮因素和技術(shù)基礎(chǔ)。
如果不大力加速清潔能源創(chuàng)新，到 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放是不可能的。
當(dāng)今市場上可用的技術(shù)能夠提供到 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放情景 (NZE) 中到2030年所需的幾乎所有減排量，但要一直實(shí)現(xiàn)凈零排放將需要 2030 年之后廣泛使用的技術(shù)今天仍在開發(fā)中。到 2050 年，在 NZE 情景下為了實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排，近50%的減排量需要使用目前尚未完成示范階段的技術(shù)，這一比例在重工業(yè)和長途運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)甚至更高。為了讓這些技術(shù)盡快大規(guī)模地進(jìn)入市場，這十年的重大努力至關(guān)重要。
對(duì)于 NZE 而言，處于早期階段的清潔能源技術(shù)的創(chuàng)新周期需要比歷史上通常所需的周期要更快。到 2030 年，將開發(fā)中的清潔能源技術(shù)推向市場需要比過去最快的能源技術(shù)的平均開發(fā)速度還要快 20%，比太陽能光伏快 40% 左右。示范階段的技術(shù)，例如水泥生產(chǎn)中的碳捕集利用和儲(chǔ)存 (CCUS)技術(shù)，將于 2024 年在新西蘭投入市場。大型示范階段的氫基鋼鐵生產(chǎn)、直接空氣捕獲技術(shù)及其他技術(shù)最遲到 2026 年應(yīng)達(dá)到商業(yè)規(guī)模，大多數(shù)小型的示范樣機(jī)階段的技術(shù)——如固態(tài)無制冷劑冷卻或固態(tài)電池——目前正在示范，需要到 2030 年前完成。
IEA 監(jiān)控了整個(gè)能源系統(tǒng)中 400 多項(xiàng)單獨(dú)的技術(shù)設(shè)計(jì)和組件的開發(fā)進(jìn)程，這些設(shè)計(jì)和組件有助于根據(jù)IEA 的 ETP 清潔能源技術(shù)指南以實(shí)現(xiàn)凈零排放（ETP Clean Energy Technology Guide）。對(duì)于這些技術(shù)中的每一種，該技術(shù)指南都包含有關(guān)成熟度以及開發(fā)和部署計(jì)劃的匯總信息，并列出了成本和性能改進(jìn)目標(biāo)以及該領(lǐng)域的領(lǐng)先參與者等情況。
清潔能源技術(shù)指南大型海報(bào)高清PDF下載
https://iea.blob.core.windows.net/assets/355d9b26-b38c-476c-b9fa-0afa34742800/iea_technology-guide-poster.pdf
IEA（2020），清潔能源創(chuàng)新，IEA，巴黎https://www.iea.org/reports/clean-energy-innovation
放大局部，比如發(fā)電技術(shù)，分為太陽能，風(fēng)能，水電，地?zé)?，核能，煤炭，天然氣、生物質(zhì)、天然氣等等。風(fēng)電子技術(shù)又分為陸上，海上，Airbone風(fēng)能系統(tǒng)等。海上風(fēng)電還可以繼續(xù)分出固定基礎(chǔ)、漂浮式基礎(chǔ)和漂浮式混合平臺(tái)等。非常翔實(shí)。
幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域最需要大型示范項(xiàng)目
創(chuàng)新過程涉及科學(xué)概念、工作原型和消費(fèi)者需求的逐級(jí)演示。根據(jù)能源領(lǐng)域的常見用法，“示范項(xiàng)目”通常是將新技術(shù)以單個(gè)全尺寸商業(yè)單位的規(guī)模引入特定市場的最初幾個(gè)范例之一。與原型和樣機(jī)相比，它需要更多的時(shí)間、成本，也有更大的風(fēng)險(xiǎn)，但可降低投資者后續(xù)安裝的風(fēng)險(xiǎn)。孤立起來考慮，示范項(xiàng)目通常是一項(xiàng)虧損投資，因?yàn)樗鼈兗扔匈Y本要求又有風(fēng)險(xiǎn)，它們一般被直接置于通常稱之為“死亡谷”（valley of death）的階段，到了這一階段，即使有很大的市場潛力，技術(shù)也可能無法在商業(yè)上取得進(jìn)展。
那些只有靠規(guī)模經(jīng)濟(jì)才適合大型化安裝的行業(yè)中的示范項(xiàng)目，如果沒有公共支持，通常最難融到資。即使與消費(fèi)者習(xí)慣支付的成本相比，這些項(xiàng)目額外的生產(chǎn)成本并不高，但面臨風(fēng)險(xiǎn)的資本規(guī)模龐大——一些行業(yè)很容易就超過 10 億美元——這使得示范項(xiàng)目的商業(yè)案例具有很大挑戰(zhàn)性。這與大規(guī)模制造的設(shè)備或數(shù)字消費(fèi)產(chǎn)品不同，通常這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)完全商業(yè)化規(guī)模的實(shí)驗(yàn)成本要低得多。而示范項(xiàng)目技術(shù)在其早期階段需要不同的有針對(duì)性的政策組合，隨著規(guī)模擴(kuò)大還要進(jìn)行大型協(xié)調(diào)現(xiàn)場試驗(yàn)（例如，測試廣泛需求響應(yīng)的有效性或電動(dòng)汽車如何與智能電網(wǎng)交互等）。清潔能源供應(yīng)鏈，包括制造業(yè)和關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)，也將受益于與大型示范項(xiàng)目互補(bǔ)的有針對(duì)性的政策支持。
示范項(xiàng)目有三個(gè)主要目的：向客戶展示該技術(shù)在規(guī)模上是有效的；降低金融企業(yè)和保險(xiǎn)公司的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知；向監(jiān)管機(jī)構(gòu)通報(bào)成本和市場部署需求。對(duì)于那些具備環(huán)境和社會(huì)效益的技術(shù)，例如 NZE 中的技術(shù)，通過示范項(xiàng)目降低成本并縮小公共和私營部門之間的知識(shí)差距的能力，政府資助支持的理由將得到加強(qiáng)。
有必要增加政府研發(fā)和示范項(xiàng)目的支出并重新確定優(yōu)先次序?？v觀全球到 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放所需的各項(xiàng)技術(shù)，有一個(gè)明確的組別最需要重大示范項(xiàng)目。大多數(shù)涉及到分子控制層面，而不僅僅是電子控制方面，也包括將可持續(xù)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為負(fù)擔(dān)得起的燃料的項(xiàng)目，通過捕獲和儲(chǔ)存二氧化碳使其不再排放到大氣中以及用低排放替代品替代重工業(yè)和長途運(yùn)輸中的化石燃料等技術(shù)，主要涉及氫能和相關(guān)燃料等?？上У氖?，氫能、CCUS、電氣化和生物能源目前僅占全球公共清潔能源研發(fā)和示范支出資金的 25% 左右。
凈零示范項(xiàng)目組合的公共成本觸手可及
IEA 估計(jì)，到 2026 年，至少需要籌集 900 億美元的公共資金用于高效的示范項(xiàng)目組合。該投資組合將直接支持并利用示范項(xiàng)目中的私人投資，從而最大可能在 2030 年之前根據(jù) IEA 提出的凈零情景2050年路線圖中所有部門排放凈零所需的各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。這些技術(shù)都是人所熟知的，并且都在試點(diǎn)規(guī)模上得到了概念證明，但還需要通過示范項(xiàng)目進(jìn)行最后的推動(dòng)。900億美元的估算依據(jù)的是根據(jù)每一個(gè)排放挑戰(zhàn)項(xiàng)目展示兩個(gè)或多個(gè)競爭性解決方案，同時(shí)還考慮到監(jiān)管和地理環(huán)境的不同。例如，某些先進(jìn)生物精煉技術(shù)的示范項(xiàng)目如果想要在關(guān)鍵市場上擴(kuò)大規(guī)模并具有可保險(xiǎn)性和可銷售性，則需要考慮各種生物質(zhì)原料和具體的氣候條件。鑒于過去的經(jīng)驗(yàn)表明每個(gè)地區(qū)的故障率都無法做到零故障，因此估算中包含了一些冗余（或放大）的情況。
成本估算基于最新可用的運(yùn)營項(xiàng)目或先進(jìn)工程設(shè)計(jì)。公共部門承擔(dān)的總成本比例約占50%，而資金需求和工具則因技術(shù)領(lǐng)域和地區(qū)的不同而各異?？偝杀景ㄒ粋€(gè)固定周期內(nèi)的資本成本和運(yùn)營成本。例如某些技術(shù)中，以水電解為例，資本投資只能通過運(yùn)營補(bǔ)貼保證來解鎖。
一些投資組合包括：
集裝箱大小的船舶配備替代傳動(dòng)系統(tǒng)。
氨裂解制氫，制氫和制氨過程中的完全一體化。
氫基合成液體和氣體燃料的生產(chǎn)。
用于氫生產(chǎn)、儲(chǔ)存和分配的集成可再生電力和聚合物電解質(zhì)膜和固體氧化物電解槽。
僅基于氫氣、天然氣摻氫或使用 CCUS 的鋼鐵生產(chǎn)。
新穎配置的漂浮式海上風(fēng)能。
小型模塊化核反應(yīng)堆。
從非化石來源生產(chǎn)大宗化學(xué)品。
CCUS 適用于水泥制造、氫氣生產(chǎn)和發(fā)電（來自煤、天然氣和生物質(zhì)），但尚未得到驗(yàn)證。
從環(huán)境空氣中捕獲和儲(chǔ)存二氧化碳。
通過酶促和熱化學(xué)處理從纖維素原料中提取先進(jìn)的生物燃料。
全球合作勢在必行
如此規(guī)模的加速顯然是雄心勃勃的，但也是可能的。它要求市場上尚未準(zhǔn)備妥當(dāng)?shù)募夹g(shù)在多種配置和各種區(qū)域環(huán)境中能快速大規(guī)模地得到展示。在大多數(shù)情況下，這些演示凈零NZE背景下并行運(yùn)行，將有助于實(shí)現(xiàn) 2050 年凈零目標(biāo)。這種并行進(jìn)行的做法與典型的技術(shù)開發(fā)的做法相反：學(xué)習(xí)通常在不同背景下的連續(xù)示范項(xiàng)目中轉(zhuǎn)移，從而在開始廣泛部署之前即可建立信心。創(chuàng)新的本質(zhì)意味著項(xiàng)目出資者和投資者有面臨失敗的風(fēng)險(xiǎn)，但這種失敗卻可能是全球投資組合整體取得進(jìn)展的基礎(chǔ)。
IEA 對(duì)投資組合成本的估計(jì)還取決于國際合作。在利益相關(guān)者和項(xiàng)目之間共享知識(shí)和學(xué)習(xí)是一項(xiàng)關(guān)鍵要求。如果政府之間交換信息，監(jiān)管機(jī)構(gòu)還將制定更有效的政策。如果缺乏合作，項(xiàng)目數(shù)量肯定還需要更多，這樣投資組合的成本也會(huì)更高。
良好的國際合作還可以確保示范項(xiàng)目位于最適合技術(shù)推廣的地點(diǎn)。新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體在凈零情景能源投資中占全球能源投資的40% 以上，超過當(dāng)前政策情景所預(yù)測的 30%。例如，預(yù)計(jì)到 2030 年重工業(yè)中約 85% 的新產(chǎn)能將出現(xiàn)在新興和發(fā)展中國家。
供應(yīng)鏈合作對(duì)于加速示范項(xiàng)目也至關(guān)重要。鑒于技術(shù)演示本身為具有挑戰(zhàn)性的商業(yè)案例，因此為以顯著降低碳排放而提供的商品、燃料和服務(wù)建立早期需求信號(hào)對(duì)于部署下一代清潔能源技術(shù)非常重要。先進(jìn)的市場承諾已成功用于引發(fā)其他領(lǐng)域的創(chuàng)新，從疫苗到商業(yè)航天領(lǐng)域等。一些因需求而聚合的行動(dòng)計(jì)劃，例如先行者聯(lián)盟（First Movers Coalition）、SteelZero 計(jì)劃、清潔能源部長級(jí)工業(yè)深度脫碳計(jì)劃（Clean Energy Ministerial Industrial Deep Decarbonisation Initiative）等，正在收集通過近零排放路線或零排放長途車輛等生產(chǎn)材料的中期采購承諾，這可以轉(zhuǎn)化為未來示范和后續(xù)清潔能源項(xiàng)目的可融資協(xié)議。
通過資助新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體的示范項(xiàng)目，將加快實(shí)現(xiàn)凈零排放。清潔能源方面的研發(fā)和專利目前主要集中在少數(shù)幾個(gè)地方：歐洲、日本、美國、韓國和中國，約占 2010 年至 2019 年間產(chǎn)生的所有清潔能源國際專利家族的 90%。（https://www.iea.org/reports/patents-and-the-energy-transition）對(duì)于尚未參與初始開發(fā)的新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體，如果在相同的氣候、監(jiān)管和市場條件下進(jìn)行測試，技術(shù)供應(yīng)商會(huì)發(fā)現(xiàn)其技術(shù)在這些地區(qū)的商業(yè)化成功率更高。這樣一種動(dòng)態(tài)還有助于這些國家從新技術(shù)供應(yīng)鏈中獲得繁榮發(fā)展，并更有效地應(yīng)對(duì)以人為本的轉(zhuǎn)型的必要性。
“跟蹤資金的流向”——IEA 將跟蹤進(jìn)展
IEA正在加緊努力評(píng)估相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域商業(yè)化的進(jìn)展。在ETP清潔能源技術(shù)指南的基礎(chǔ)上，IEA 正在與包括創(chuàng)新使命(Mission Innovation) 和IEA技術(shù)合作計(jì)劃（IEA TCP）在內(nèi)的國際合作伙伴合作開發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)庫，以跟蹤公共和私人資金如何轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界的示范項(xiàng)目的進(jìn)展，這些數(shù)據(jù)將公開提供。創(chuàng)新使命計(jì)劃還將協(xié)調(diào)一系列技術(shù)任務(wù)，其中一些任務(wù)將在未來幾年提供大型試點(diǎn)和示范項(xiàng)目。
到2022年年中，清潔能源示范項(xiàng)目投資的信號(hào)令人鼓舞。作為各國能源系統(tǒng)向凈零排放轉(zhuǎn)型計(jì)劃的核心要素，包括美國、日本、歐盟和中國在內(nèi)的主要經(jīng)濟(jì)體都強(qiáng)調(diào)了能源技術(shù)創(chuàng)新，并提出或已投資更多的資金。此類計(jì)劃不光包括上述技術(shù)示范項(xiàng)目的投入，還包括其他類型項(xiàng)目中的整體組合的一部分。
在美國，2021 年投資基礎(chǔ)設(shè)施和就業(yè)法案（2021 Investment Infrastructure and Jobs Act）資助了一個(gè)新的清潔能源示范辦公室，啟動(dòng)資金為 210 億美元。
日本的綠色創(chuàng)新基金（Green Innovation Fund）在 2021 年至 2031 年間將撥款約 190億美元用于低碳能源技術(shù)示范，并為私人參與此類項(xiàng)目提供 150 億美元的稅收抵免。
歐盟創(chuàng)新基金（The EU Innovation Fund）的預(yù)算已達(dá) 110 億美元，用于在2030年前展示創(chuàng)新能源技術(shù)，包括用于工業(yè)減排的大規(guī)模解決方案。作為 2022 年 REPowerEU 計(jì)劃的一部分，承諾再提供 30 億美元。隨著用于資助項(xiàng)目的排放配額價(jià)格的上漲，這些資金可能還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。
在中國，“十四五”能源規(guī)劃文件對(duì)能源創(chuàng)新起到了核心作用：國家科技重大項(xiàng)目預(yù)算可能會(huì)超過目前每年約 30 億美元的水平，并包括更多能源相關(guān)項(xiàng)目。此外，已宣布到 2025 年期間清潔能源研發(fā)每年增長 7%。
德國則宣布以 90 億美元支持一系列氫能相關(guān)項(xiàng)目，其中一些項(xiàng)目可能有助于實(shí)現(xiàn)凈零示范項(xiàng)目組合。
澳大利亞、韓國、挪威和英國都在擴(kuò)大對(duì)一系列技術(shù)示范項(xiàng)目的預(yù)期支出，包括 CCUS 和氫能等。
