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可再生能源的規模化應用,標志著能源從資源行業成為了制造業。
作者 | Martina Igini
來源 | Earth.org
網站編譯 | 通向碳中和
可再生能源是取之不盡的能源。與化石燃料不同,生產化石燃料需要巨大的努力、時間和昂貴的重型機械,而可再生能源將自然資源--如太陽、風、水或生物質--直接轉換成電力。使得可再生能源比煤炭、石油和天然氣更有吸引力的另一大因素是它們對環境的影響要小得多。
可再生能源不僅更清潔,而且比任何化石燃料更便宜,更容易生產。以下是關于可再生能源市場現狀的5個有趣事實,以及這些清潔能源在未來將發揮什么作用。
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2021年,可再生能源產生的電力占全球的38%
2021年,所有主要的清潔能源--水電、太陽能、風能、生物質能和地熱--產生的電力合計占世界的38%。它們超過了煤炭生產的能源量--盡管同年煤炭生產量創紀錄地增長了9%,但比例仍停在36.5%,這是自1985年以來煤炭能源生產增長最快的一年。
盡管如此,全球絕大部分電力仍然來自不可再生資源。2021年,全球電力需求增長了5.4%,是2010年以來最大的增長。盡管風能和太陽能發電量創紀錄地增加,但清潔電力的部署速度還不足以跟上全球需求的快速增長,其中大部分需求再次由化石燃料滿足。
僅煤炭發電就占了總增長量的59%。專家們認為,這表明電力轉型已經偏離了正軌。
▲2021年全球電力中有59%來自燃煤火力發電
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風能和太陽能是增長最快的可再生能源
2021年,增長最快的清潔能源是風能和太陽能,其份額自2015年《巴黎協定》簽署以來翻了一番。
在短短一年內,太陽能發電量比2020年的水平增加了23%,而風力渦輪機產生的電力經歷了14%的增長。太陽能電池板和風力渦輪機產生的電力占全球電力需求的10%以上,這是有史以來第一次。
根據Ember的研究,這兩種清潔能源經歷了平均每年20%的復合增長。Ember的研究人員認為,為了在2030年達到1.5℃的途徑,需要在2020-2030年間保持這樣的高增長率。
▲風電和光伏發電需要維持高增長率來達成1.5℃路徑
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挪威98.4%的能源來自于可再生資源
挪威是迄今為止最大的清潔能源生產國,其次是巴西的84.1%和新西蘭的80%。現在已經有50個國家跨越了10%的風能和太陽能大關,僅在2021年就有7個新的國家實現了這個目標。
中國、日本、蒙古、越南、阿根廷、匈牙利和薩爾瓦多。轉向風能和太陽能最快的國家是荷蘭、澳大利亞和越南。所有這三個國家都設法在2020年和2021年之間將其總電力需求的8%以上從化石燃料轉向風能和太陽能。僅越南就經歷了前所未有的太陽能增長,在一年內增長了300%以上。
中國和印度等亞洲國家的進度還不盡如人意。盡管中國在過去幾年中對太陽能和風能產能的增長貢獻最大,但在2021年也經歷了連續五年的煤炭增長記錄。
中國是唯一大幅增加核電產量的國家。同樣,印度也是化石燃料的大戶:它是世界上第二大煤炭發電國,依靠這種能源來滿足其總電力需求的74%。
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挪威98.4%的能源來自于可再生資源
根據國際可再生能源機構(IRENA)的數據,可再生能源是2020年世界上最便宜的能源。該機構的最新報告顯示,可再生能源技術的成本--特別是關于風能和太陽能--正在大幅下降。
近年來,這些技術的成本迅速下降,使世界各國能夠增加其可再生能源的生產能力。再加上化石燃料的高價格,進一步提高了這兩種可再生資源的競爭力。
國際能源署(IEA)在其《2020年世界能源展望》報告中確認,太陽能發電計劃現在提供了歷史上最便宜的電力,并預測到2050年,可再生能源發電量將持續增長,太陽能發電量將猛增,并成為世界主要電力來源。太陽能確實因其電池板相對微不足道的運行和維護成本而受到稱贊。
2020年,太陽能光伏發電的平均成本(曾經被認為是一種經濟負擔),比前一年減少了7%。此外,大型太陽能項目的成本在過去十年中暴跌了85%,而那些聚光太陽能發電(CSP),一種通過鏡子發電的方法,在2020年下降了16%。
同樣,風力發電的成本也在迅速下降。2020年,陸上風力發電下降了約13%,而海上風力發電成本下降了約9%。
據國際能源署估計,基于目前的技術和市場增長,未來十年風電成本可能下降40%,預計海上風能有可能在全球范圍內每年產生425,000太瓦時的電力,這是目前全球電力需求的18倍以上。同樣,到2024年,陸上風力發電能力預計將增加57%。
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可再生能源全生命周期的碳排放相對較小
在實現凈零排放的競賽中,可再生能源是我們最大的盟友之一,因為與化石燃料相比,它們的二氧化碳排放量低。事實上,風能、太陽能、水電和地熱發電在其整個生命周期中對環境的影響都特別小。
值得注意的是,太陽能的生命周期產生的溫室氣體排放很少,主要來自光伏組件和其他部件,因為它們的材料是開采和加工而成的。
同樣,在風力發電的生命周期中也會產生一些排放,包括渦輪機塔的建設和施工。渦輪機中使用的材料,如鋼、混凝土、玻璃纖維和銅的制造都會產生一些溫室氣體。然而,在這兩種情況下,總排放量大大低于燃煤和天然氣發電廠產生的排放量,后者占全球溫室氣體排放量的四分之三。
至于地熱能源,發電廠可以滿足最嚴格的清潔空氣標準,因為它們排放的二氧化碳很少,二氧化硫的數量非常少,而且沒有氮氧化物。據估計,地熱發電廠的全球平均二氧化碳排放量為122克/千瓦時,比燃煤和燃油電廠造成的排放少10倍左右。
可再生能源的未來展望
根據最新的IPCC氣候報告,我們擁有足夠的工具和選擇,可以在2030年前將所有部門的排放量減半,而可再生能源就是其中之一。
這些低成本、低排放、無限的自然資源有可能為世界在2050年達到凈零排放的情況鋪平道路。國際能源署的1.5℃路徑顯示,風能和太陽能是清潔電力的動力源,提供所有新清潔電力的四分之三,到2030年其電量將占世界電力消費的40%。
向100%清潔能源過渡不應該再有任何拖延,它要求全世界所有國家,特別是發展中國家,增加對可再生能源的投資,并加緊努力促進向清潔電力的過渡。
該機構預測,如果我們想如期實現碳中和,新興經濟體必須將其年度清潔能源投資從2020年的不到1500億美元增加到2030年的超過1萬億美元。然而,化石燃料仍然占全球電力的大部分,雖然可再生能源的增容在未來五年內將增長最快,但其擴張趨勢并不能滿足到2050年實現凈零排放的設想。
文章來源于通向碳中和 ,作者零碳君
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