國際可再生能源署發布《風電的未來—風電的開發利用、投資、技術、并網以及社會經濟效益》

執行摘要

通過實現能源部門的脫碳和減少碳排放來遏制氣候變化，是國際可再生能源署（IRENA）能源轉型路線圖的核心。這些路線圖研究并提供了一條積極的、但在技術上和經濟上可行的低碳技術部署途徑，以實現可持續的清潔能源的未來。

在2019年版全球能源轉型報告中，國際可再生能源署探討了兩套面向2050年的能源開發方案。第一套方案是按照目前和規劃的政策制定能源發展途徑（參考案例），第二種是更清潔且適應氣候變化的途徑，主要基于對更為雄心勃勃但可實現的可再生能源和能源效率措施（可再生能源路線圖（REmap）方案），這種發展路線與政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2018年報告的1．5攝氏度（°C）的碳預算水平保持一致。

本報告概述了基于國際可再生能源署的氣候韌性途徑（REMAP案例）中風電在全球能源系統轉型中所發揮的作用，尤其是未來30年為實現巴黎氣候目標所需的風電增長規模。

主要結論：

—加快可再生能源開發利用，結合深度電氣化和提高能效，到2050年可實現巴黎氣候目標所需的與能源相關的二氧化碳（CO2）減排量的90％以上。在所有低碳技術選項中，風電的加速部署加上深度電氣化，將有助于將2050年需要的總排量減少超過四分之一（將近63億噸CO2）。

—要實現巴黎氣候目標，就需要在各個部門和技術領域顯著提速。風能和太陽能將引領全球電力行業的轉型。陸上和海上風能裝機量將超過總電力需求的三分之一（35％），到2050年成為主要的發電來源。

—只有在未來30年內大幅增加風電裝機容量，才能實現這一轉型。這意味著與2018年的裝機容量（542吉瓦）相比，需要在2030年之前將全球陸上風電裝機容量增加到三倍（達到1787吉瓦），并在2050年之前將此裝機容量增加到十倍（達到5044吉瓦）。對于海上風電，到2030年，累計發電量將增加近10倍（至228吉瓦），到2050年甚至會有更大幅度增長，2050年海上風電總裝機容量將接近1000吉瓦。

—風電行業需要為未來三十年風能市場的這種大規模增長做好準備。在未來20年內，陸上風電的容量安裝將增加超過4倍，達到200吉瓦，而2018年僅為45吉瓦。每年增加的海上風電容量安裝將具有更高的增長需求－從2018年的4．5吉瓦增長添加到2050年的45吉瓦，增長約10倍。

—在區域層面，亞洲將成為推動風電裝機容量發展的主導力量，成為風電（陸上和海上）的世界領導者。亞洲（主要是中國）將繼續主導陸上風電行業，到2050年，亞洲裝機容量將占全球總裝機容量50％以上，其次為北美（23％）和歐洲（10％）。對于海上風電，亞洲將在未來幾十年內占據領先地位，到2050年，亞洲裝機容量60％以上，其次是歐洲（22％）和北美（16％）。

—擴大風能投資是未來幾十年加速全球風電裝機容量增長的關鍵。這意味著與2018年（670億美元／年）相比，從現在到2030年，全球平均每年陸上風電投資將增加一倍以上（1460億美元／年），而在2030～50年的余下時間，這一增長將達到三倍以上（2110億美元／年）。對于海上風電，與2018年的投資（194億美元／年）相比，從現在到2030年，全球平均年投資將需要增加三倍（610億美元／年），到2050年，這一增長將達到五倍以上（1000億美元／年）。

—規模經濟的提高、更具競爭力的供應鏈和技術的進一步革新將繼續降低風電的成本。在全球范圍內，陸上風電項目的總安裝成本在未來30年將繼續大幅下降，與2018年的平均1497美元／kW相比，到2030年，平均安裝成本將下降至800～1350美元／千瓦（kW）范圍內，到2050年降至650～1000美元／kW范圍內。對于海上風電項目，全球加權平均總安裝成本將在未來幾十年內進一步下降，到2030年將處于1700～3200美元／kW之間，到2050年將處于1400～2800美元／kW之間。

與所有化石燃料發電源相比，陸上風電的平準化電力成本（LCOE）已經具有競爭力，并且隨著安裝成本和性能的不斷改善，將進一步下降。在全球范圍內，陸上風的LCOE將繼續從2018年的平均每千瓦時0．06美元下降到2030年的0．03至0．05美元／千瓦時和2050年的0．02至0．03美元／千瓦時之間。海上風電的LCOE已經在某些歐洲市場具有競爭力（例如在德國和荷蘭實行零補貼拍賣，法國實行較低價拍賣），而在其他歐洲市場（尤其是英國）則即將進入競爭市場。到2030年，海上風電將在世界其他市場中具備競爭力，其費用將降至化石燃料（煤和天然氣）的低成本范圍。到2030年，海上風電的LCOE將從2018年的平均0．13美元／千瓦時降至0．05美元至0．09美元／千瓦時之間，到2050年將降至0．03美元至0．07美元／千瓦時之間。

—持續的革新和技術改進早就了更大容量的風力渦輪機、增加的輪轂高度和轉子直徑，這有助于增加同一地點的裝機容量。陸上應用風力渦輪機尺寸的持續增長勢頭將繼續，從2018年的平均2．6兆瓦增至2025年的4～5兆瓦。對于海上應用，目前最大的渦輪機尺寸約為9．5兆瓦，這一尺寸很快會被超越，預計2025年投產的項目將包括額定功率為12兆瓦及以上的渦輪機（盡管部分交貨期較長的老項目可能有較低的額定功率）。研究和開發將有可能在未來10～20年內將這一數字提高到15～20兆瓦。結合改進的風力渦輪機技術、更高輪轂高度和更大掃掠面積的更長葉片的部署，可以提高給定風資源的裝機容量系數。就陸上風電場而言，全球加權平均容量系數將從2018年的34％上升至2030年的30～55％，以及2050年的32～58％。就海上風電場而言，將取得更大的進展，相較于2018年43％的平均值，2030年項目容量系數在36～58％之間，2050年則在43～60％之間。

—風力渦輪機基臺的技術發展是加快部署海上風力的關鍵因素，這樣有助于獲得更好的風力資源。懸浮基臺是一種有可能“改寫規則”的技術，可以有效地利用深水域中豐富的風電資源，從而為海上風電市場的未來快速發展鋪平道路。業內專家估計，到2030年，全世界可安裝約5至30吉瓦的海上懸浮裝機容量，根據各個地區的發展速度，到2050年，海上懸浮風電場可占據全球海上風電裝機容量（約1000吉瓦）的5～15％。

—技術解決方案（運用適當的系統靈活性措施（例如儲能）和電網的擴建和加固），以及改善的市場條件和商業模式，對為未來電網一體化不斷上升的風電份額做好準備至關重要。為有效管理大規模可變可再生能源，必須在能源系統的所有部門靈活利用能源，包括從發電到輸配電系統、儲能（電能和熱能）以及日益增加的靈活需求領域（需求側管理和部門對接）。在全球范圍內，要在2050年之前整合60％的可變可再生能源發電量（其中35％來自風電），相較于2018年在電網和電池存儲方面的投資（2970億美元／年），從現在開始到2050年左右，每年平均對電網、發電充裕性和一些靈活性措施（即儲能）的投資將需要增加四分之一以上，達到3740億美元／年。

—如果有健全的政策作為支持，這種轉變可以帶來社會經濟效益。到2030年，風電產業可雇用374萬人，到2050年可雇用超過600萬人，與2018年的116萬個工作崗位相比，分別高出近三倍和五倍。然而，為最大限度地獲益于能源轉型的成果，需要全面的政策框架。開發利用政策需要與并網和扶持政策協調一致。在扶持性政策的保護下，需要特別關注工業、勞工、金融、教育和技能政策，以最大限度地實現轉型獲益。教育和技能培訓政策可以對石油和天然氣部門的現有專業知識予以保留和重新分配，以便為海上風電基臺結構的安裝提供支持。同樣，建立在國內供應鏈基礎上的健全的行業和勞工政策，可以通過利用現有經濟活動來支持風電產業發展，以促進收入和就業增長。

—釋放風電的巨大潛力對于實現氣候目標至關重要。只有通過緩解阻礙市場增長的當前障礙（在不同的規模上－技術，經濟，社會政治和環境），通過制定正確的政策、戰略、商業模式和金融工具，確保風能在未來三十年快速增長，才能實現向低碳可持續能源的未來轉型。

審核編輯：符乾江