太阳能现在是“历史上最便宜的电力”

在印度古吉拉特邦，工人在清理太阳能发电厂内的光伏电池板。来源：路透社/阿拉米股票图片。

世界上最好的太阳能发电方案现在提供“最便宜的…。这项技术在大多数主要国家都比煤和天然气便宜。

这是根据国际能源署的“2020年世界能源展望”得出的结论。IEA今日发布的这份长达464页的展望报告还概述了冠状病毒“异常动荡”的影响，以及未来20年全球能源使用的“高度不确定”未来。

反映这种不确定性的是，今年版本的极具影响力的年度展望提供了四条通往2040年的“路径”，所有这些路径都看到了可再生能源的大幅增长。IEA的主要设想是，到2040年，太阳能发电量将比2018年的预期高出43%，部分原因是详细的新分析显示，太阳能发电比想象的便宜20%-50%。

尽管可再生能源的增长更快，煤炭的“结构性”下降，但国际能源署表示，除非采取更有力的气候行动，否则现在宣布全球石油使用量达到峰值还为时过早。同样，报告称，除非加大应对全球变暖的政策力度，否则到2040年，天然气需求可能会上升30%。

这意味着，虽然全球二氧化碳排放量实际上已经达到峰值，但它们距离稳定气候所需的直接峰值和下降“还很远”。国际能源署表示，实现净零排放需要全球经济各个领域“前所未有”的努力，而不仅仅是电力部门。

国际能源署首次对到2050年达到全球净零二氧化碳排放的1.5摄氏度路径进行了详细建模。它说，个人行为的改变，如“一周三天”在家工作，将在2050年实现这一新的“净零排放案例”(NZE2050)中发挥“至关重要的”作用。

国际能源署每年秋季发布的年度“世界能源展望”(WEO)包含了一些对全球能源体系最详细、最严密的分析。在数百页密密麻麻的页面上，它引用了数千个数据点和国际能源署的世界能源模型。

展望包括几种不同的情景，以反映许多决定的不确定性，这些决定将影响全球经济的未来路径，以及在“关键的”未来十年摆脱冠状病毒危机的路线。“世界经济展望”还旨在通过向政策制定者展示，如果他们想要转向一条更可持续的道路，他们的计划将需要如何改变，从而向政策制定者提供信息。

今年，它省略了“当前策略场景”(Cps)，后者通常“提供一个基准…。勾勒出不再在现有政策基础上增加新政策的未来“。这是因为“很难想象这种‘一切照旧’的方式会在今天的情况下盛行”。

这些情况是冠状病毒大流行史无前例的后果，其深度和持续时间仍然高度不确定。预计这场危机将导致2020年全球能源需求大幅下降，其中化石燃料受到的打击最大。

WEO的主要途径也是“既定政策方案”(STEPS，以前称为NPS)。这表明了政府承诺超越当前政策基线的影响。然而，至关重要的是，国际能源署对各国政府是否可信地实现其目标做出了自己的评估。

“这些措施旨在对能源部门不同部门已经实施或宣布的政策进行详细而冷静的审视。只有在有具体政策和措施支持的情况下，它才会考虑长期能源和气候目标。通过这样做，它为今天的决策者的计划提供了一面镜子，并说明了它们的后果，而不需要事后猜测这些计划未来可能会发生什么变化。“。

然后，展望显示了计划需要如何改变，以规划一条更可持续的道路。它说，它的“可持续发展情景”与巴黎将全球变暖控制在“远低于2摄氏度”(…)的目标“完全一致”。并努力将[它]限制在1.5摄氏度“。(这种解释是有争议的。)。

SDS预计到2070年二氧化碳排放量将达到净零，并给出了将变暖控制在1.65摄氏度的50%的可能性，如果大规模使用负排放，则有可能保持在1.5摄氏度以下。

国际能源署此前并未列出以50%的概率保持在1.5摄氏度以下的详细路径，去年的展望只提供了背景分析和一些宽泛的叙述段落。

今年，“世界环境展望”首次对“到2050年实现净零排放”(NZE2050)进行了“详细建模”。这表明，要想让二氧化碳排放量在2030年降至低于2010年水平的45%，在2050年实现净零排放，并有50%的可能性达到1.5摄氏度的限制，需要采取什么措施。

今年展望的最后一条路径是“延迟复苏情景”(DRS)，它显示了如果冠状病毒大流行挥之不去，全球经济需要更长时间才能复苏，GDP和能源需求增长连带减少，可能会发生什么.。

下面的图表显示了在截至2030年的十年中，每条路径下不同能源的使用是如何变化的(右栏)，相对于今天的需求(左栏)。

值得注意的是，在所有情况下，可再生能源(浅绿色)占需求增长的大部分。相比之下，随着全球气候政策雄心的增强，化石燃料的增长逐渐疲软，转为日益下降，从上图从左到右。

有趣的是，有迹象表明，国际能源署一直在更加重视SDS，这是一条与“远低于2摄氏度”的巴黎目标相一致的道路。与早期版本相比，在WEO 2020中，它出现的频率更高，出现在报告中的时间更早，页面上的内容也更一致。

下面的图表显示了这一点，该图表显示了过去四年出版的WEO中每一次提到“可持续发展情景”或“SDS”的位置(按页面的相对位置)。

今年WEO最重大的变化之一隐藏在报告的附件B中，该报告显示了国际能源署对不同发电技术成本的估计。

表格显示，今天的太阳能发电比国际能源署在去年的展望中估计的要便宜20-50%，具体幅度取决于该地区。陆上和海上风能的估计成本也同样大幅降低。

这一转变是WEO团队进行新分析的结果，他们着眼于寻求建设新发电能力的开发商的平均“资金成本”。以前，国际能源署假设所有技术的范围为7-8%，根据每个国家的发展阶段而不同。

现在，国际能源署审查了国际上的证据，发现太阳能的资金成本要低得多，欧洲和美国为2.6-5.0%，中国为4.4-5.5%，印度为8.8-10.0%，这主要是由于旨在降低可再生能源投资风险的政策所致。

国际能源署表示，在最好的地点，并获得最优惠的政策支持和资金，太阳能现在可以产生每兆瓦时(MWh)20美元或更低的电力。上面写着：

“对于利用优质资源的低成本融资项目来说，太阳能光伏现在是历史上最便宜的电力来源.”

国际能源署表示，新的公用事业规模的太阳能项目目前在欧洲和美国的成本为30-60美元/兆瓦时，在中国和印度仅为20-40美元/兆瓦时，这些国家都有“收入支持机制”，如保证价格。

国际能源署表示，这些成本“完全低于新建燃煤电厂的LCOE(水平成本)区间”，与中国和印度现有燃煤电厂的运营成本“处于同一区间”。下面的图表显示了这一点。

陆上和海上风能现在也被认为可以获得低成本的融资。这就是为什么在最新的“世界环境展望”中对这些技术的成本估计要低得多，因为资本成本占新的可再生能源开发成本的一半以上。

再加上过去一年政府政策的变化，这些较低的成本意味着IEA再次上调了对未来20年可再生能源的展望。

下面的图表显示了这一点，现在预计2040年非水电可再生能源的发电量在台阶上达到12872太瓦时(TWh)，高于今天的2873TWh。这比去年的预期高出约8%，比2018年展望中的预期水平高出22%。

全球发电量，以燃料计，太瓦时。历史数据和WEO 2020的步骤以实线显示，而WEO 2019年以虚线显示，WEO 2018以虚线显示。资料来源：国际能源署“2020年世界能源展望”及以前版本的碳简要分析。使用HighChart按碳简报绘制图表。太阳能是最大的原因，与2018年WEO相比，2040年的产量增长了43%。与此形成对比的是，图表显示了煤炭发电量现在如何“结构性”低于之前的预期，2040年的发电量比去年的预期低了约14%。国际能源署说，由于冠状病毒大流行，2020年燃料估计下降了8%，此后再也没有恢复过来。

值得注意的是，在今年的步骤中，2040年的天然气发电量水平也降低了6%，这在一定程度上也是由于大流行及其对经济和能源需求增长的长期影响。

总体而言，以“新王者”太阳能公司为首的可再生能源在阶梯中满足了绝大多数的新增电力需求，到2030年将占新增电力需求的80%。

这意味着，到2025年，它们将超过煤炭，成为世界上最大的电力来源，超过该机构一年前提出的“加速案例”。

国际能源署指出，可变可再生能源的兴起意味着对电网灵活性的需求越来越大。“强大的电力网络、可调度的发电厂、存储技术和需求响应措施都在满足这一需求方面发挥着至关重要的作用，”它表示。

国际能源署表示，今年的前景显示，太阳能的成本更低，增长更快，这意味着从2020年开始，每年都会有创纪录的新增太阳能产能。

这与前几年太阳能的Steps Path形成了鲜明对比，在前几年，扣除退休人员后，全球每年新增的产能已经持平于未来。

现在，太阳的生长在台阶上稳步上升，如下图所示(实心黑线)。如果考虑到旧太阳能发电站退役后为取代它们而增加的新容量，这一点就更清楚了(粗略的虚线)。在SDS和NZE2050下，增长需要更快。

全球每年净增加的太阳能发电能力，千兆瓦。历史数据以红色显示，而连续版本的《世界经济展望》的中心展望以蓝色显示。WEO 2020步骤以黑色显示。虚线显示了总增加量，其中考虑了旧容量在假设寿命25年后退休时的替换情况。资料来源：IEA《2020年世界能源展望》及之前版本的《展望》的碳简要分析。使用HighChart按碳简报绘制图表。太阳能前景提升的故事-得益于更新的假设和不断改善的政策格局-与煤炭的情况形成了直接对比。

连续几个版本的“世界经济展望”都下调了对这种污染最严重的化石燃料的预测，今年的变化尤其显著，部分原因是冠状病毒之后人们对煤炭的“结构性转变”。

国际能源署现在认为，煤炭使用量在未来几年略有上升，但随后将进入下降，如下图(红线)所示。然而，这一轨迹远未达到与SDS保持一致所需的削减，这是一条与“远低于2摄氏度”的巴黎目标(黄色)保持一致的途径。

历史上的全球煤炭需求(黑线，数百万吨油当量)和国际能源署之前对未来增长的核心情景(蓝色阴影)。今年的台阶用红色显示，SDS用黄色显示。国际能源署“2020年世界能源展望”和以前版本的“世界能源展望”的碳简要分析。使用HighChart按碳简报绘制图表。今年的前景给印度带来了特别大的变化，该国发电用煤的增长速度被认为比去年预期的要慢得多。

国际能源署表示，在这些步骤中，到2040年，燃煤发电能力将仅增长25千兆瓦(GW)，比2019年WEO的预期低86%。这意味着印度的煤炭船队在未来20年几乎不会增长，而不是比2019年的235GW增加近一倍。

同样，根据IEA的数据，目前预计印度煤炭发电量的增长速度将比去年预期的慢80%。

这里有一个值得注意的细节隐藏在@IEA#WEO20印度去年新建的煤电装机容量将比预期减少86%长期以来一直被视为推动全球煤炭增长，国际能源署现在表示，到2040年印度将仅增加25千兆瓦的结果？全球煤炭产能将下降。Https://t.co/bt7QfouTAf pic.twitter.com/SUDlaMo8so

-西蒙·埃文斯(@DrSimEvans)2020年10月15日。

国际能源署预计，美国和欧洲的旧煤炭产能将继续快速退役，到2040年将分别关闭197GW(占目前船队的74%)和129GW(88%)。

综上所述，尽管东南亚迅速扩张，但这意味着-这是首次出现-全球煤炭船队到2040年萎缩的前景。

展望显示，综上所述，可再生能源的快速崛起和煤炭的结构性下降有助于遏制全球二氧化碳排放。但对石油的稳定需求和不断上升的天然气使用量意味着二氧化碳只会趋于平稳，而不是像实现全球气候目标所需的那样迅速下降。

这些相互竞争的趋势显示在下面的图表中，该图表用实线跟踪了国际能源署步骤下每种燃料的一次能源需求。总体而言，到2040年，可再生能源满足了能源需求增长的五分之三，同时还占到了总需求的五分之二。石油和核能的较小增幅足以抵消煤炭能源使用量的下降。

1990年至2040年期间，按燃料(数百万吨油当量)划分的全球一次能源需求。未来需求基于步骤(实线)和SDS(虚线)。其他可再生能源包括太阳能、风能、地热和海洋。资料来源：IEA 2020年世界能源展望。使用HighChart按碳简报绘制图表。上图中的虚线显示了需要遵循的截然不同的路径，以与IEA SDS保持一致，这大致是一个远低于2摄氏度的场景。

到2040年，尽管石油和天然气仍将是第一和第二大一次能源来源，但所有化石燃料的使用量都将下降。与2019年的水平相比，煤炭将下降三分之二，石油下降三分之一，天然气下降12%。

与此同时，其他可再生能源-主要是风能和太阳能-将飙升至第三位，在接下来的20年里上涨近7倍(+662%)。SDS预计水能(+55%)、核能(+55%)和生物能源(+24%)的涨幅较小，但仍相当可观。

到2040年，低碳能源加起来将占全球能源结构的44%，高于2019年的19%。根据国际能源署的数据，煤炭将降至10%，为工业革命以来的最低水平。

然而，尽管有这些快速的变化，世界要到2070年才能看到二氧化碳净零排放，也就是2050年的最后期限之后大约20年，而2050年的最后期限需要保持在1.5摄氏度以下。

尽管SDS包括“全面实施”英国、欧盟和最近中国设定的净零目标，但仍是如此。

全球排放量的反弹速度将比2008-09年金融危机后慢得多。但#WEO20清楚地表明，🌍远未使排放进入决定性的下降。而且，低经济增长并不是一个低排放战略。更多信息：https://t.co/Iu4KdrI6N9 pic.twitter.com/IfEjXQb4Er。

-Fatih Birol(@IEABirol)2020年10月13日。

(根据国际能源署对实现这些目标的现有政策的可信度的评估，这些目标只会在这些步骤下得到部分实施。例如，报告的表B.4说，在这些步骤下，英国到2050年实现温室气体净零排放的具有法律约束力的目标只有“一些实施”。)。

国际能源署署长法提赫·比罗尔(Fatih Birol)在报告的序言中写道，NZE2050“案例”描述了一条达到1.5摄氏度的路线，今年首次发表，因为WEO团队同意“是时候深化和扩大我们对净零排放的分析了”。

过去18个月，宣布或立法净零排放目标的主要经济体包括英国和欧盟。最近，中国宣布打算在2060年达到“碳中和”。[即将进行的碳简报分析将探讨这一目标的影响。]

对过去四次WEO的碳简要分析显示，这些事态发展-以及2018年政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于1.5C的特别报告-伴随着WEO对这些主题的报道大幅增加。

虽然2017年“世界经济展望”每100页使用“1.5C”的次数不到一次，但在2019年增加到5次，到2020年每100页使用8次。2017年和2018年每百页使用1次，到2019年每百页使用6次，今年报告中每百页使用38次。

然而，NZE2050案例并不是一个完整的WEO场景，因此它没有随步骤和SDS一起提供的全套数据，这使得全面探索路径变得困难。

伦敦帝国理工学院格兰瑟姆学院(Grantham Institute)的气候变化与环境讲师、IPCC 1.5C报告的协调主要作者乔里·罗格尔吉(Joeri Rogelj)博士说，这似乎“很奇怪”。

国际能源署已经发布了冗长的附件，详细介绍了在其每一种主要情景下，世界各地一系列关键经济体不同能源的途径以及每个部门的二氧化碳排放。(今年的步骤和SDS是这些。)。

罗格尔吉去年加入了科学家和非政府组织的行列，呼吁国际能源署公布一个完整的1.5摄氏度的情景，他告诉Carbon Brief，“NZE2050案件的所有基础数据都应该像其他WEO情景一样提供细节”。

Carbon Brief已经要求国际能源署提供这样的数据，如果出现更多细节，将更新这篇文章。Rogelj补充道：

“当然，主要问题是NZE2050打算如何在2050年实现二氧化碳净零排放的目标。这里特别令人感兴趣的是，该情景打算使用多少和哪种类型的二氧化碳去除[负排放]，以及它打算如何在确保可持续发展的同时做到这一点。“

WEO用了整整一章来介绍NZE2050，特别强调了到2030年的未来十年需要做出的改变。

(它还将该途径与IPCC特别报告中列出的途径进行了比较，称NZE2050案例的二氧化碳排放轨迹与“P2”情景相当，后者保持在1.5摄氏度以下，“没有超调或超调较低”，BECCS的使用相对“有限”。)。

线索：@IEA现在有一个积极的1.5°C情景，到2050年达到净零。它建立在可持续发展方案的基础上，加强了电力和终端使用的减少，但采用了新的行为措施。浅蓝色场景为IPCC SR15。Https://t.co/RB9jajDICn pic.twitter.com/HETn2c3Icn。

-格伦·彼得斯(@Peters_Glen)2020年10月15日。

下图显示了二氧化碳排放如何在各步骤中有效地稳定到2030年，保持在略低于2019年的水平，而NZE2050的案例预计下降了40%以上，从2020年的340亿吨(GTCO2)下降到2030年的20GtCO2。

电力部门贡献了未来十年所需节省的最大部分(上图中的橙色楔形)。但也有重要的贡献。

.