报告｜ “30·60双碳目标”下的可再生能源新浪潮——内生动力与跨界应用
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5月17日，国际环保组织绿色和平能源创新实验室（PowerLab）发布其最新报告：《“3060”双碳目标下的可再生能源新浪潮——内生动力和跨界应用》， 从新能源产业之自身发展潜力入手，总结了以可再生能源大尺寸化、可再生能源数字化、可再生能源设备循环利用的三个内生发展动力。
“3060”双碳目标下的可再生能源新浪潮——内生动力和跨界应用
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报告结合中国正式承诺的“30·60双碳目标”与“净零排放”路径，以及可再生能源产业发展的定量目标，解读了可再生能源内部发展趋势的动力和与外部跨部门合作实现减排目标的解决方案。充分强调了以风电、光伏为代表的可再生能源，不仅是推动电力部门脱碳减排的主力军，更有望在工业、交通、建筑部门的减排中发挥重要作用。
PowerLab项目负责人、绿色和平资深项目主任张文佺指出，从双碳目标的时间表（2030-2060）看技术发展趋势，其中可再生能源作为主体与储能技术的协同发展，将成为能源生产端脱碳的核心途径。可再生能源制氢、电动车、光伏建筑一体化等用户端应用场景的拓展，是工业、交通、建筑部门共同实现“净零排放”的重要解决方案。
张文佺表示，值得关注的可再生能源产业的内生发展趋势包括：
短期来看，风机与光伏硅片大尺寸化的趋势有助于从上游的硬件层面推动可再生能源发电成本持续下降；
电力系统向数字化、智能化方向的进化，有助于提高可再生能源出力与负荷端相关性，实现高比例风电、光伏的并网；
组件回收将在2030年后成为风电、光伏行业的重要议题，上游原材料的科学循环利用帮助产业可持续的发展。
鉴于风电和光伏发电技术已经相当成熟且具备经济性，电力部门实现碳中和属于“低垂的果实”。减排主要的挑战更有可能来自建筑、工业、交通等部门的非电力排放。目前上述三部门合计贡献了将近一半的中国二氧化碳排放量。如果不考虑短期内难以推广普及的CCUS(碳捕集与利用)技术，可再生能源结合终端用能电气化，有望成为建筑、工业、交通三大减排领域的重要解决方案。
从碳中和角度来看，2060年中国的“净零排放”的总发电量可能达到2019年的3倍。除去电力部门生产效率提升带来的3.6千太瓦时的增量，其余增量可能都来自于终端用户的需求。绿氢、电动车和建筑用电三大用能场景贡献了9.4千太瓦时的电量，占“双碳”目标路径下总发电量的38%。
报告还重点探讨了与可再生能源产业链密切相关的工业、交通、建筑三大部门减排的解决方案。
1、随着经济效益和供需规模得到显著提升，可再生能源制氢（即绿氢）在工业、交通领域等一些难以通过电气化实现碳减排的环节将发挥重要作用；
2、锂离子电池为代表的电化学储能技术的应用规模与经济性的持续提升，不仅能在发电端通过光伏/风电加储能的配套设施改善可再生能源的稳定性，更可以逐步减少乘用车领域对化石燃料的依赖，助力交通部门的碳中和。
3、光伏建筑一体化（BIPV）的创新与发展，一方面符合国家关于集中式与分布式并举和大力发展绿色建筑等行业政策，更有助于减少建筑部门使用火电带来的上游碳排放。
光伏、风电、储能、制氢等领域的技术正以前所未有的速度加快迭代。“Powerlab已经明显留意到，中国的可再生能源不是停留在“孤军奋战的状态，在中国绿色低碳转型的道路上，电力、工业、交通、建筑将会注入更多创新升级力量。”张文佺说。
PowerLab由国际环保组织绿色和平创立，是国内第一个专注于可再生能源的非营利孵化器。在致力于孵化与赋能可再生能源创新创业团队和个人的基础上，PowerLab引入“开放式创新”的概念和实践，希望通过可再生能源产业的开放式创新，以场景赋能、协调创新等多种形式助力能源领域初创团队。
报告目录和图表：
报告目录
报告序言
以光伏产业链为例，单晶硅光伏产业链各个环节的成本大致构成如图3所示，包括硅片、电池片、组件、电站等环节。虽然光伏技术的核心原料就是硅，但从上游多晶硅到下游光伏电站，硅原料的成本占比是逐渐降低的。具体而言，金属硅的成本只占电站成本的1.9%，如果计算到单晶硅片环节，硅片成本也只占电站成本的16%左右。
虽然产业链的现状存在一定差异，但风机设备的尺寸增大趋势也遵循类似的“第一性原理”。为了实现规模效益，大容量、长叶片、高塔架成为降低度电成本的主要手段。中国新增风电机组的平均功率从本世纪初的500KW左右，在不到20年间增长了5倍，达到了2.5MW。到2020年，新增陆上机组已经进入了5MW时代，海上机组进入了10MW时代。2010年，全球最大的商业风机风轮直径达到了90米，单机功率为3MW。经过十年的发展，目前全球最大的商用风机，以维斯塔斯在2021年2月推出的V236-15.0MW风电机组为例，其单机容量达到15MW，风轮直径236米，年发电量可达80GWh。
因此国内风电行业在“大尺寸”趋势下，进一步降低成本的创新机会，主要来自于一些关键环节短板的补齐，例如轴承、碳纤维等上游原材料和零部件的国产化。如图所示，世界前八大的轴承厂商均为国际品牌，占据了中国50%+、全球70%+的市场份额，中国厂商不仅只能做中小轴承，而且只占20%的市场份额。
而为了实现2060年“碳中和”的目标，电力系统以外的，具有经济性与技术可行性的解决方案至关重要。炼钢技术路线中，电炉的普及、电动汽车对燃油车的替代、建筑采暖中煤改电等解决方案，均属于通过电气化水平的提升来实现碳排放的减少。但电能无法满足所有终端用户的能源需求，例如高耗能工业的部分生产流程（兼做燃料与原料）和航空运输等环节，需要可再生氢、生物质燃料等具有绿色低碳属性的能源形式，来实现电力系统以外的用能环节的深度减排。
欧盟、加拿大和智利等国家相继在2020年宣布氢产业发展路线图，被广泛认为是氢能产业发展的转折点。而目前中国作为世界上最大的制氢国，氢能市场潜力巨大。根据中国氢能联盟的预测，2050年，中国氢气需求有望达到6,000万吨，其中最大的需求来自工业领域，占总需求的56.2%，远高于交通、建筑等领域的用氢需求。工业部门中最大需求来自化工，将从2018年8,900万吨标准煤增加至2030年的1.06亿吨标准煤；2030年后，由于化工领域整体产量有所下降，氢能消费量也随之下行，到2050年，化工领域氢能消费量预计回落至8,700万吨标准煤。未来工业领域氢能消费增量主要源自钢铁行业，到2030年，钢铁领域氢能消费量将超过5,000万吨标准煤，到2050年，将进一步增加到7,600万吨标准煤，占钢铁领域能源消费总量的三分之一。整个工业部门氢能消费规模整体呈现上升趋势，尤其在2030年前增速较快，此后逐步放缓。
CWEA
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来源：绿色和平
https://www.greenpeace.org.cn/re-development-trend-report-20210517/
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