构建一体化零碳能源系统,既要考虑成本,也要考虑系统价值。
实现可持续能源转型的历程分为三个阶段。
对可再生能源、能源效率和电网的投资是首要任务,并且在整个过程中始终不可或缺。
新冠疫情凸显了社会差异,气候影响日益加剧也让能源转型比以往任何时候都更加紧迫。各国政府和企业都在重新审视并加快推进实现净零碳未来的目标。欧洲2030年排放目标,以及谷歌或沃尔玛近期发布的公告,便是例证。
但各个市场将如何实现这一愿景?人们开始以更广阔的视角思考价值的含义,以及应如何评估能源机遇。考量的不只是成本,还包括可能方案带来的经济、环境、社会和技术成果——从创造就业、减少空气污染,到增强能源系统的韧性和安全性。这就是我们所说的整体系统价值。
为拓展这种更全面的价值思维,世界经济论坛电力行业行动小组在埃森哲的支持下制定了系统价值框架。该小组由25家以上全球能源技术和公用事业公司组成。框架定义了12个维度,每个维度代表一项能够为经济、环境、社会及整个能源系统创造价值的成果。
为进一步推动对系统价值框架的思考,我们分析了六个各具特色的市场——巴西、中国、欧洲、印度、南非和美国——以找出加快清洁能源转型的复苏机遇。通过这项工作,我们梳理出一条共同路径,以最大限度发挥系统价值并实现一体化零碳能源系统。
最大限度发挥系统价值的共同路径
无论一个市场目前处于转型历程的哪个阶段,都可以运用这条路径,推动围绕当下和近期解决方案的讨论。那么,这具体意味着什么?这条路径大致分为三个阶段:
1. 核心要素:第一阶段着重推进核心要素,为转型奠定基础:扩大可变可再生能源规模,提升电网能力和互联水平,并提高能源效率。随着市场发展,这些要素依然重要,在整个过程中始终不可或缺。
2. 转型要素:当一个市场的年度发电结构中可变可再生能源(风能和太阳能)占比达到20%-30%时——这意味着在某些时段,超过50%的用电量将由可变可再生能源发电满足——该市场便进入第二阶段,并面临一系列转折点。此时,要继续提升系统价值,就需要更加重视电力市场改革和辅助服务市场,增强电网运行以及输电与配电接口方面的先进能力,发展智能灵活性解决方案和储能,优化需求,并推动交通、供暖等其他终端使用领域电气化。
3. 净零一体化能源系统:最后,要实现净零未来,目标须从100%可再生电力迈向100%净零能源,因此必须建立一体化能源系统。这意味着建筑、交通和工业领域需要大规模电气化,并需要大量新增零碳电力。对于重型运输和重工业等难以减排的领域,还需要氢能等电力以外的解决方案。随着系统日益一体化,跨领域利益相关方合作是推动系统效率进一步提升的关键。

各市场所处阶段不同,但都必须遵循大体相同的发展轨迹
尽管基准情况各异,大多数市场目前仍处于第一阶段——“核心要素”阶段,目标是在最大限度发挥系统价值的同时,为构建更加一体化的能源系统奠定基础。
例如,印度正处于核心要素阶段。近年来,该国在可再生能源方面取得了显著进展,按风能和太阳能总发电量计,排名全球第4位。不过,印度的发电结构仍以煤炭为主,近期重点是扩大和升级输电网、部署可再生能源并提高能源效率。美国的能源转型情况因地区而异,多数地区仍在推进核心转型要素,例如美国东北部通过海上风电扩大可再生能源规模。加利福尼亚州和德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)等少数美国市场,可变可再生能源渗透率较高,正面临转折点,对智能灵活性解决方案的需求也日益增长。
大西洋彼岸,欧洲许多市场——如丹麦、葡萄牙、爱尔兰、西班牙、德国和英国——的发电结构中,可变可再生能源的年占比已超过20%,欧洲正处于转折点。预计到2030年,欧洲发电结构中可变可再生能源占比将达到55%,可再生能源总占比将超过70%。输电和配电网络以及电力市场必须转型,以支持更多可变能源资源接入,包括加强欧洲电网互联、实现平衡市场互联与协调,以及让分布式能源资源参与平衡市场。
世界经济论坛如何推动清洁能源转型?
迈向未来的路径
总体而言,最大限度发挥系统价值的路径,旨在帮助政策制定者和企业了解当前所处的位置,以及下一步需要达到的目标。这意味着开展复苏投资(例如扩大可再生能源规模、升级电网或采取现代能源效率措施),同时制定计划,稳步迈向净零未来。
我们相信,以这种简明方式阐述这条路径,并说明无论从何处起步都能加以应用,将有助于加快进展并改善规划。科学要求我们共同实现能源转型。我们必须考量实现转型所需成本以外的因素,并清晰呈现系统价值。
如需了解更多关于世界经济论坛系统价值工作的内容,请参阅https://www.weforum.org/projects/system-value

