世界資源研究所網(wǎng)站發(fā)表署名Joel Jaeger的文章，題目是：Explaining the Exponential Growth of Renewable Energy（如何解釋可再生能源的指數(shù)增長(zhǎng)）。
近年來(lái)太陽(yáng)能和風(fēng)能的快速增長(zhǎng)為全球減少溫室氣體排放和限制氣候變化最危險(xiǎn)影響的努力帶來(lái)了希望。2010年，太陽(yáng)能和風(fēng)能加起來(lái)僅占全球發(fā)電量的1.7%。到去年這一比例已經(jīng)攀升到8.7%——遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此前主流能源模型的預(yù)測(cè)。例如，2012年國(guó)際能源署預(yù)計(jì)2030年全球太陽(yáng)能發(fā)電量將達(dá)到550太瓦時(shí)（TWh），但到2018年這一數(shù)字已經(jīng)被超過(guò)。這些模型通常假設(shè)太陽(yáng)能和風(fēng)能的增長(zhǎng)是線性的，但實(shí)際上的增長(zhǎng)是指數(shù)型的。
基于可再生能源在過(guò)去的指數(shù)增長(zhǎng)，我們有理由對(duì)其在未來(lái)達(dá)到氣候目標(biāo)的速度更加樂(lè)觀。本文試圖解讀太陽(yáng)能和風(fēng)能增長(zhǎng)背后的原因、已經(jīng)取得了多大的進(jìn)展，以及需要進(jìn)一步做些什么。
為什么可再生能源增長(zhǎng)如此之快？
成本下降是可再生能源爆炸性增長(zhǎng)的最大因素。自2010年以來(lái)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的成本下降了85%，陸上和海上風(fēng)力發(fā)電的成本都降低了約一半。這兩種可再生能源現(xiàn)在都具有與化石燃料電力相比的成本競(jìng)爭(zhēng)力。由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)和競(jìng)爭(zhēng)性供應(yīng)鏈等因素，可再生能源技術(shù)的應(yīng)用越多，成本就越低。這些成本的下降反過(guò)來(lái)刺激了更多的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，在過(guò)去10年中全球太陽(yáng)能發(fā)電量每增加一倍，安裝太陽(yáng)能發(fā)電的價(jià)格就下降了34%。由于可再生能源技術(shù)是模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的，一個(gè)國(guó)家的成本改進(jìn)或技術(shù)進(jìn)步可以很快復(fù)制到其他地方。
隨著可再生能源越來(lái)越具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)性，其社會(huì)影響力不斷擴(kuò)大，并吸引了更多的資金。金融機(jī)構(gòu)越來(lái)越熟悉可再生能源的技術(shù)和項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，資本成本已經(jīng)降低。此外，大量證據(jù)表明，可再生能源的傳播具有社會(huì)“傳染性”——當(dāng)一所房子安裝屋頂太陽(yáng)能時(shí)，看到并談?wù)撍泥従痈锌赡茏约阂舶惭b屋頂太陽(yáng)能。
政策支持對(duì)于可再生能源的增長(zhǎng)也至關(guān)重要。可再生能源稅收抵免和補(bǔ)貼、固定上網(wǎng)電價(jià)和競(jìng)爭(zhēng)性拍賣都有助于降低成本。通過(guò)政策支持，中國(guó)、歐洲和美國(guó)已經(jīng)成為太陽(yáng)能和風(fēng)能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，全世界有165個(gè)國(guó)家制定了增加可再生能源的目標(biāo)，全球600多個(gè)城市也都有100%的可再生能源目標(biāo)。
理解S曲線增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)
為了與1.5攝氏度的路徑保持一致，可再生能源需要在2030年達(dá)到全球電力的55%至95%，在2050年達(dá)到98%至100%，讓太陽(yáng)能和風(fēng)能占主導(dǎo)地位，其他可再生能源則起到補(bǔ)充作用。
達(dá)到如此高比例的可再生能源聽(tīng)起來(lái)令人畏懼，但當(dāng)我們考慮指數(shù)增長(zhǎng)的力量時(shí)，這是可望又可及的目標(biāo)。2015-2020年間，太陽(yáng)能和風(fēng)能在全球發(fā)電中的市場(chǎng)份額以15%的復(fù)合年均增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。如果繼續(xù)以這種速度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，到2030年太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電量將達(dá)到發(fā)電量的45%，到2033年將達(dá)到100%。
如果是這樣我們就可以高枕無(wú)憂了嗎？不完全是這樣。從歷史上看，呈指數(shù)增長(zhǎng)的技術(shù)具有“最高增長(zhǎng)速度”——達(dá)到的最大增長(zhǎng)率，持續(xù)一段時(shí)間，然后隨著其接近100%采用率而放緩。這種模式稱為S曲線。
《自然·能源》（Nature Energy）上的一篇新文章試圖找出太陽(yáng)能和風(fēng)能增長(zhǎng)的最高速度是多少，方法是觀察那些走在前列的國(guó)家，以及那些已經(jīng)達(dá)到太陽(yáng)能或風(fēng)能S曲線最陡部分的國(guó)家。研究人員發(fā)現(xiàn)，在太陽(yáng)能增長(zhǎng)率穩(wěn)定在最高水平的國(guó)家，年平均增長(zhǎng)率為總電力供應(yīng)的0.6%，低于全球?qū)崿F(xiàn)巴黎協(xié)定1.5攝氏度目標(biāo)所需的1.4%的年增長(zhǎng)率。在全球范圍內(nèi)，擁有成熟太陽(yáng)能市場(chǎng)的智利是全球唯一最大增長(zhǎng)率高于需求的國(guó)家。
與此同時(shí)，在陸上風(fēng)電增長(zhǎng)已穩(wěn)定在最高水平的國(guó)家，該增長(zhǎng)平均每年占總電力供應(yīng)的0.8%，低于全球所需的1.3%的年增長(zhǎng)率。只有少數(shù)擁有成熟風(fēng)電市場(chǎng)的國(guó)家的最大增長(zhǎng)率高于所需水平，包括愛(ài)爾蘭、葡萄牙和巴西。這些的國(guó)家例子證明，如此快速的增長(zhǎng)是可以實(shí)現(xiàn)的——但關(guān)鍵將是使得最大增長(zhǎng)率并在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，而不僅僅是在某幾個(gè)條件理想的國(guó)家。
可再生能源在未來(lái)會(huì)發(fā)生什么？
盡管勢(shì)頭明顯，但可再生能源的增長(zhǎng)速度必須進(jìn)一步加快，而具體需要加快多少仍存在很大的不確定性。下圖說(shuō)明了太陽(yáng)能和風(fēng)能如何達(dá)到將全球變暖限制在1.5攝氏度所需的氣候目標(biāo)的一個(gè)潛在途徑。
各國(guó)需要提供更多的政策支持，以確?？稍偕茉吹陌l(fā)展遵循S曲線，以足夠快的速度增長(zhǎng)以滿足巴黎協(xié)定的目標(biāo)。政府應(yīng)為可再生能源的使用設(shè)定目標(biāo)和要求。目前，這些措施在電力部門最為普遍，但也應(yīng)適用于其他終端使用部門，如供暖和制冷、工業(yè)和運(yùn)輸。政府還需要增加電網(wǎng)的靈活性，以適應(yīng)可再生能源，例如通過(guò)投資長(zhǎng)距離輸電線路和引入新的儲(chǔ)能技術(shù)。
盡管存在需要克服的挑戰(zhàn)，但非線性變化是一股強(qiáng)大的力量。如果我們回到10年前，能源專家會(huì)對(duì)今天實(shí)現(xiàn)的可再生能源成本下降幅度感到震驚，而且每年的新增裝機(jī)量增加了4倍。
2030年我們會(huì)有多驚喜？這取決于我們今天做什么。
