在过去三十五年里，化石燃料发电量约占全球发电量的三分之二。
尽管核电在20世纪80年代扩张，近年来可再生能源也年复一年实现“历史性”增长，但低碳电力供应的增加几乎只够跟上全球电力需求的增长。因此，在这段时期内，煤炭、天然气和石油在全球电力结构中的占比一直 remarkably constant。
1980年，化石燃料约占全球发电量的70%；1990年为62%，2000年为64%，2010年为65%。
2013年， Roger Pielke Jr.，科罗拉多大学政治学教授、《The Climate Fix》一书作者， 将这种向低碳电力结构迈进乏力的状况称为“清洁能源停滞”。
但这场严重的清洁能源停滞终于结束了吗？
可再生能源如今每年增长100吉瓦
据联合国环境规划署（UNEP）和彭博新能源财经（BNEF）发布的 一份新报告 ，2014年全球新增可再生能源装机容量103吉瓦（GW）。该数字不包括大型水电项目（但包括装机容量低于50兆瓦的小型水电），新增容量主要来自风能和太阳能，分别增长49吉瓦和46吉瓦，均创下纪录。
更重要的是，2014年可再生电力（不包括大型水电）在全球电力结构中的占比从2013年的8.5%小幅升至9.1%。
风能、太阳能、生物质能与垃圾发电、地热能、小型水电和海洋能合计占比如今已接近核电供应全球电力的10.5%。
据突破研究所高级能源分析师 Jessica Lovering根据国际能源署（IEA）及UNEP/BNEF报告汇编的数据，可再生能源的增长足以使化石能源在电力结构中的占比下降1.2个百分点。此前，化石能源占比在2012年至2013年间下降了2%。
这是否表明可再生能源终于增长得足够快，不仅能帮助满足全球需求的增长，还能压低化石燃料的市场份额？
或许如此。
两年还不足以构成长期趋势。要让可再生能源真正与化石燃料争夺全球市场份额，风能、太阳能、生物质能及其他可再生能源必须继续以每年至少2.3%的速度扩张。这是IEA最新基准情景预测的全球电力需求复合年增长率（顺便说一句，该预测已经纳入了 相当雄心勃勃的能效目标）。
若要降低化石燃料的 实际 消耗量（而不只是降低化石电力在不断增长的全球市场中的 占比 ），可再生能源的年发电量（以太瓦时计）就必须比电力需求增长得更快。
可再生能源将增长多快？
当然，参与预测未来是一件风险很高的事。我不打算给出自己对可再生能源增长的最佳猜测，而是提供两种几乎肯定会错、但能大致框定最可能结果范围的预测。
设想两种全球电力供应的未来情景，时间跨度截至2040年。
在一种未来情景中，不包括大型水电在内的可再生能源继续以绝对量增长，增速维持在2014年达到的每年约100吉瓦（或183太瓦时）。这意味着可再生能源装机容量呈线性增长：未来几年仍会保持较高的年度百分比增幅，但增速会随着时间推移而下降。
另一种未来情景是，全球非水电可再生能源发电量继续以接近每年10%的复合年增长率扩张。这意味着发电量大约每7年翻一番。
在两种情景中，我都假设到2040年全球电力需求将增长80%，与 IEA最新核心情景一致。我也采用IEA对水电和核电扩张的预测（到2040年，全球水电将增长 35%， 核电装机容量将增长 60%，期间将替代退役的现有电厂）。
正如我所说，这两种情景都很可能完全不准确。现实中，新兴技术往往遵循 S形普及曲线，起初以很高的复合年增长率快速发展，因此人们会用“迅猛”或“指数级”来形容某项技术的崛起。但这些增速 最终会随着行业走向成熟而放缓，随后增长逐渐更接近线性，相对增速稳步下降。（事实上，IEA对水电和核电采用了相当线性的增长假设，我在此处的情景中也沿用了这一假设。）
美国消费品普及率的S形曲线，1900—2005年
图片来源： 《纽约时报》。
全球可再生能源行业不太可能停止规模扩张，并在可预见的未来一直停留在每年100吉瓦的水平。
话虽如此， 指数级增长不可能永远持续。
2014年，新增100吉瓦非水电可再生能源足以使这些能源的年发电量增长近10%；但如果行业到2025年仍以10%的速度扩张，要维持10%的增长率，就需要新增286吉瓦装机容量——几乎是年度新增装机量的3倍。
事实上，非水电可再生能源的年增长率已经从2011年19%的峰值降至2014年的10%。
因此，这两种情景都不对——但仍有参考价值。现实很可能介于两种情景之间：年度百分比增速逐年缓慢下降，但绝对增长量至少还会在相当长一段时间内继续扩大。
这场严重的清洁能源停滞结束了吗？
那么，这对我们意味着什么？这场严重的清洁能源停滞结束了吗？可再生能源能否增长得足够快，以绝对量（即太瓦时）而不只是百分比来减少化石能源发电？
正如这两种情景所示，一切取决于可再生能源行业还能以较高的复合年增长率扩张多久。
如果可再生能源装机容量呈线性增长，速度就不足以将化石能源挤出全球能源结构，如上文情景1所示。在这一情景中，可再生能源会阻止化石能源在全球电力市场中的 份额 大幅扩大；但由于全球需求也在增长，化石燃料发电量仍会以绝对量继续增加。
只有可再生能源在未来二十年及更长时间内继续以远快于能源需求的速度增长（如情景2所示），才能真正从全球电力供应中取代化石燃料——无论按市场份额还是绝对量计算。
现在我冒昧提出自己的最佳猜测：可再生能源将遵循典型的S形普及曲线，未来十年继续保持较高的复合年增长率，但增速会稳步下降。正如我们看到的，年复合增长率已从2011年的19%降至2014年的10%；未来十年左右，这一增速还将继续下降。
这里的坏消息是，一旦可再生能源增速低于电力需求增速，风能、太阳能和其他可再生能源在全球电力供应中的市场份额就会开始停滞并下降。而在 那 之前很久，用于发电的化石燃料总消耗量就会再次开始上升。
核能最初的扩张开始放缓后，情况正是如此。核电占全球发电量的份额从1980年的8.5%升至1995年17.5%的峰值，帮助推动化石能源占比同期从69.4%降至60.5%。随后，随着核电建设停滞，近些年德国、日本等地的核电站又被关停，核电占比降至2011年的12%，并于2014年降至10.5%。
与此同时，1980年至2014年间，化石燃料发电量增长了150%以上。
事实上，核电增长停滞是过去三十年“清洁能源停滞”的主要原因之一。
可再生能源能否继续指数级增长？
显然，核电建设放缓背后的原因，与可再生能源行业可能面临的挑战有所不同。但可再生能源要持续指数级增长，也面临自身挑战。
其中一项是复合增长的简单数学规律：如上所述，十年后要维持10%的增长，所需努力远大于今天。
此外，可再生能源快速增长还面临其他几项挑战：
可再生能源带来的土地利用影响，以及由此产生的邻避现象；
持续替换老化装机容量的需求；
扩建输电网络，以接入并汇集地理分散的可再生能源；以及
在市场份额更高时，整合可变可再生能源所面临的挑战日益增加。
技术创新和公共政策措施有助于缓解或减轻这些挑战的影响，但这需要付出代价，也只有在政治意愿足够强的情况下才行。
如何永久结束严重的清洁能源停滞
全球可再生能源的增长是一项了不起的成就。如今我们已进入一个新时代：可再生能源的扩张速度足以在全球范围内显现出来，并缩小化石能源的市场份额。这意义重大。
然而，指望可再生能源行业在几十年间维持指数级增长，很可能是鲁莽的押注。这将违背我们对技术扩散规律的一切认识，无论是在 能源领域 还是其他领域。
如果可再生能源的复合增长率放缓（这很可能发生），什么能填补缺口？
确保低碳能源在全球发电量中的占比继续扩大——更重要的是，使化石燃料发电量按绝对量下降——最佳办法是 尽可能快速地扩大多元化低碳能源组合的规模。
这意味着不能把所有希望都寄托在可再生能源上。
这意味着要让全球核能重新增长——这是一项艰巨挑战 ，尤其是到2040年，几乎所有现有反应堆都将退役。
最后，这意味着开发成本更低、可扩展的碳捕集与封存（CCS）方案，尤其是能够改造并加装到现有燃煤电厂上的系统；新兴经济体正在大量建设这类电厂。这是一项严峻的技术挑战，需要同样严肃的投入。即使可再生能源（和核能）迅速扩大规模，世界仍必须 应对中国大量已建成且相对年轻的燃煤电厂，以及印度和其他地区的同类电厂。
简言之，要永久结束清洁能源停滞并将化石燃料挤出全球电力结构，最终需要我们动用一切力量：可再生能源、核能，甚至CCS。
本文由 The Energy Collective 合作发布。发表本文并不意味着世界经济论坛认同其中的观点。
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作者：Jesse Jenkins是一位研究人员、分析师和作家，专长于能源与气候变化、电力系统、能源政策和创新政策。目前，他是TheEnergyCollective.com的数字战略顾问和特邀专栏作家。
图片：彩虹悬挂在西班牙巴斯克地区杜兰戈镇附近的发电风力涡轮机上空。REUTERS/Vincent West。