中國儲能網(wǎng)訊：近日，國際能源署（IEA）發(fā)布《凈零示范項目的必要性》報告。這是對去年發(fā)布的具有里程碑意義的報告《全球能源部門2050年凈零排放路線圖》關于“資助示范項目的國際計劃，特別是在技術龐大且復雜的行業(yè)，將加速創(chuàng)新進程”等觀點的具體補充。報告認為，到 2026 年，全球技術示范資金至少達到 900 億美元，這是實現(xiàn)凈零排放的重要跳板。CWEA公眾號全文編譯該報告供讀者參考。
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IEA 估計，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示范項目。這些項目可在 2030 年前投入商業(yè)使用，并有助于在本世紀中葉實現(xiàn)凈零排放。新的報告解釋了支持此類分析的關鍵考慮因素和技術基礎。
如果不大力加速清潔能源創(chuàng)新，到 2050 年實現(xiàn)凈零排放是不可能的。
當今市場上可用的技術能夠提供到 2050 年實現(xiàn)凈零排放情景 (NZE) 中到2030年所需的幾乎所有減排量，但要一直實現(xiàn)凈零排放將需要 2030 年之后廣泛使用的技術今天仍在開發(fā)中。到 2050 年，在 NZE 情景下為了實現(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，這一比例在重工業(yè)和長途運輸?shù)刃袠I(yè)甚至更高。為了讓這些技術盡快大規(guī)模地進入市場，這十年的重大努力至關重要。
對于 NZE 而言，處于早期階段的清潔能源技術的創(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)中的清潔能源技術推向市場需要比過去最快的能源技術的平均開發(fā)速度還要快 20%，比太陽能光伏快 40% 左右。示范階段的技術，例如水泥生產(chǎn)中的碳捕集利用和儲存 (CCUS)技術，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)、直接空氣捕獲技術及其他技術最遲到 2026 年應達到商業(yè)規(guī)模，大多數(shù)小型的示范樣機階段的技術——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)控了整個能源系統(tǒng)中 400 多項單獨的技術設計和組件的開發(fā)進程，這些設計和組件有助于根據(jù)IEA 的 ETP 清潔能源技術指南以實現(xiàn)凈零排放（ETP Clean Energy Technology Guide）。對于這些技術中的每一種，該技術指南都包含有關成熟度以及開發(fā)和部署計劃的匯總信息，并列出了成本和性能改進目標以及該領域的領先參與者等情況。
清潔能源技術指南大型海報高清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，分為太陽能，風能，水電，地熱，核能，煤炭，天然氣、生物質、天然氣等等。風電子技術又分為陸上，海上，Airbone風能系統(tǒng)等。海上風電還可以繼續(xù)分出固定基礎、漂浮式基礎和漂浮式混合平臺等。非常翔實。
幾個關鍵技術領域最需要大型示范項目
創(chuàng)新過程涉及科學概念、工作原型和消費者需求的逐級演示。根據(jù)能源領域的常見用法，“示范項目”通常是將新技術以單個全尺寸商業(yè)單位的規(guī)模引入特定市場的最初幾個范例之一。與原型和樣機相比，它需要更多的時間、成本，也有更大的風險，但可降低投資者后續(xù)安裝的風險。孤立起來考慮，示范項目通常是一項虧損投資，因為它們既有資本要求又有風險，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，技術也可能無法在商業(yè)上取得進展。
那些只有靠規(guī)模經(jīng)濟才適合大型化安裝的行業(yè)中的示范項目，如果沒有公共支持，通常最難融到資。即使與消費者習慣支付的成本相比，這些項目額外的生產(chǎn)成本并不高，但面臨風險的資本規(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)模制造的設備或數(shù)字消費產(chǎn)品不同，通常這些領域實現(xiàn)完全商業(yè)化規(guī)模的實驗成本要低得多。而示范項目技術在其早期階段需要不同的有針對性的政策組合，隨著規(guī)模擴大還要進行大型協(xié)調現(xiàn)場試驗（例如，測試廣泛需求響應的有效性或電動汽車如何與智能電網(wǎng)交互等）。清潔能源供應鏈，包括制造業(yè)和關鍵礦產(chǎn)供應，也將受益于與大型示范項目互補的有針對性的政策支持。
示范項目有三個主要目的：向客戶展示該技術在規(guī)模上是有效的；降低金融企業(yè)和保險公司的風險認知；向監(jiān)管機構通報成本和市場部署需求。對于那些具備環(huán)境和社會效益的技術，例如 NZE 中的技術，通過示范項目降低成本并縮小公共和私營部門之間的知識差距的能力，政府資助支持的理由將得到加強。
有必要增加政府研發(fā)和示范項目的支出并重新確定優(yōu)先次序?？v觀全球到 2050 年實現(xiàn)凈零排放所需的各項技術，有一個明確的組別最需要重大示范項目。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)生物質轉化為負擔得起的燃料的項目，通過捕獲和儲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)和長途運輸中的化石燃料等技術，主要涉及氫能和相關燃料等?？上У氖牵瑲淠?、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。
凈零示范項目組合的公共成本觸手可及
IEA 估計，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目組合。該投資組合將直接支持并利用示范項目中的私人投資，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實現(xiàn)商業(yè)化。這些技術都是人所熟知的，并且都在試點規(guī)模上得到了概念證明，但還需要通過示范項目進行最后的推動。900億美元的估算依據(jù)的是根據(jù)每一個排放挑戰(zhàn)項目展示兩個或多個競爭性解決方案，同時還考慮到監(jiān)管和地理環(huán)境的不同。例如，某些先進生物精煉技術的示范項目如果想要在關鍵市場上擴大規(guī)模并具有可保險性和可銷售性，則需要考慮各種生物質原料和具體的氣候條件。鑒于過去的經(jīng)驗表明每個地區(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營項目或先進工程設計。公共部門承擔的總成本比例約占50%，而資金需求和工具則因技術領域和地區(qū)的不同而各異?？偝杀景ㄒ粋€固定周期內的資本成本和運營成本。例如某些技術中，以水電解為例，資本投資只能通過運營補貼保證來解鎖。
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)、儲存和分配的集成可再生電力和聚合物電解質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能。
小型模塊化核反應堆。
從非化石來源生產(chǎn)大宗化學品。
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），但尚未得到驗證。
從環(huán)境空氣中捕獲和儲存二氧化碳。
通過酶促和熱化學處理從纖維素原料中提取先進的生物燃料。
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備妥當?shù)募夹g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背景下并行運行，將有助于實現(xiàn) 2050 年凈零目標。這種并行進行的做法與典型的技術開發(fā)的做法相反：學習通常在不同背景下的連續(xù)示范項目中轉移，從而在開始廣泛部署之前即可建立信心。創(chuàng)新的本質意味著項目出資者和投資者有面臨失敗的風險，但這種失敗卻可能是全球投資組合整體取得進展的基礎。
IEA 對投資組合成本的估計還取決于國際合作。在利益相關者和項目之間共享知識和學習是一項關鍵要求。如果政府之間交換信息，監(jiān)管機構還將制定更有效的政策。如果缺乏合作，項目數(shù)量肯定還需要更多，這樣投資組合的成本也會更高。
良好的國際合作還可以確保示范項目位于最適合技術推廣的地點。新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體在凈零情景能源投資中占全球能源投資的40% 以上，超過當前政策情景所預測的 30%。例如，預計到 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。
供應鏈合作對于加速示范項目也至關重要。鑒于技術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、燃料和服務建立早期需求信號對于部署下一代清潔能源技術非常重要。先進的市場承諾已成功用于引發(fā)其他領域的創(chuàng)新，從疫苗到商業(yè)航天領域等。一些因需求而聚合的行動計劃，例如先行者聯(lián)盟（First Movers Coalition）、SteelZero 計劃、清潔能源部長級工業(yè)深度脫碳計劃（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，這可以轉化為未來示范和后續(xù)清潔能源項目的可融資協(xié)議。
通過資助新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體的示范項目，將加快實現(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）對于尚未參與初始開發(fā)的新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體，如果在相同的氣候、監(jiān)管和市場條件下進行測試，技術供應商會發(fā)現(xiàn)其技術在這些地區(qū)的商業(yè)化成功率更高。這樣一種動態(tài)還有助于這些國家從新技術供應鏈中獲得繁榮發(fā)展，并更有效地應對以人為本的轉型的必要性。
“跟蹤資金的流向”——IEA 將跟蹤進展
IEA正在加緊努力評估相關技術領域商業(yè)化的進展。在ETP清潔能源技術指南的基礎上，IEA 正在與包括創(chuàng)新使命(Mission Innovation) 和IEA技術合作計劃（IEA TCP）在內的國際合作伙伴合作開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫，以跟蹤公共和私人資金如何轉化為現(xiàn)實世界的示范項目的進展，這些數(shù)據(jù)將公開提供。創(chuàng)新使命計劃還將協(xié)調一系列技術任務，其中一些任務將在未來幾年提供大型試點和示范項目。
到2022年年中，清潔能源示范項目投資的信號令人鼓舞。作為各國能源系統(tǒng)向凈零排放轉型計劃的核心要素，包括美國、日本、歐盟和中國在內的主要經(jīng)濟體都強調了能源技術創(chuàng)新，并提出或已投資更多的資金。此類計劃不光包括上述技術示范項目的投入，還包括其他類型項目中的整體組合的一部分。
在美國，2021 年投資基礎設施和就業(yè)法案（2021 Investment Infrastructure and Jobs Act）資助了一個新的清潔能源示范辦公室，啟動資金為 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示范，并為私人參與此類項目提供 150 億美元的稅收抵免。
歐盟創(chuàng)新基金（The EU Innovation Fund）的預算已達 110 億美元，用于在2030年前展示創(chuàng)新能源技術，包括用于工業(yè)減排的大規(guī)模解決方案。作為 2022 年 REPowerEU 計劃的一部分，承諾再提供 30 億美元。隨著用于資助項目的排放配額價格的上漲，這些資金可能還會進一步擴大。
在中國，“十四五”能源規(guī)劃文件對能源創(chuàng)新起到了核心作用：國家科技重大項目預算可能會超過目前每年約 30 億美元的水平，并包括更多能源相關項目。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項目，其中一些項目可能有助于實現(xiàn)凈零示范項目組合。
澳大利亞、韓國、挪威和英國都在擴大對一系列技術示范項目的預期支出，包括 CCUS 和氫能等。
