2021年11月，国际能源署IEA发布最新版本《追踪清洁能源进展》（Tracking Clean Energy Progress），评估了 46 项关键能源技术以及各行业的状况，并就它们如何与2050年净零排放情景（NZE）“步入正轨”提供了具体建议。
问题的提出：我们未来要去向哪里？
IEA 提出的2050 年净零排放情景 (NZE) 是全球能源领域到2050 年实现二氧化碳净零排放，同时到 2030 年实现普遍的能源获取和空气质量重大改善的途径。但根据目前各国已宣布的气候雄心和承诺来看——如宣布承诺情景 (APS) 所示 ——我们离走入正轨还很远。
那么，我们改如何实现目标，如何走入正轨？
IEA近期发布的《追踪清洁能源进展 (TCEP)》 报告，详细评估了 46 项关键能源技术，以及各领域及行业的状况，并就它们如何实现在 NZE情景下“步入正轨”提供了具体建议。
具体追踪的领域：
1、追踪电力行业（可再生能源、 核电、天然气发电、燃煤发电、CCUS）；2、追踪燃料供应（石油和天然气的甲烷排放、燃烧排放）；
3、追踪难以脱碳行业（化学品、铁钢生产、水泥、纸浆和造纸、铝生产、工业与转型中的 CCUS）；
4、追踪运输行业（电动汽车、轨道交通、轿车和旅行车的油耗、卡车和公共汽车、运输用生物燃料、航空业、国际航运）；
5、追踪建筑物脱碳（建筑围护结构、加热、冷却、灯光、电器设备、热泵、区域供热、数据中心和数据传输网络）；
6、追踪能源整合技术（储能、氢、智能电网、需求响应、直接空气捕获）。
1.电力行业追踪
本文主要关注电力行业追踪报告的具体情况。
电力行业脱碳是减少排放的基本步骤，尤其是在电气化日益增长的世界中。
追踪电力行业报告，从可再生能源、 核电、天然气发电、燃煤发电、CCUS等五方面进行了详细解读。
报告认为：2020 年电力行业（电力和热力生产）的排放量下降了近 3%，即 0.4 Gt 二氧化碳，这是有史以来最大的降幅，而排放强度下降了2.8%。这些趋势是由于新冠疫情大流行期间电力需求减少以及2020年可再生能源在总发电量中的创纪录份额(29%)造成的。随着经济活动的反弹和主要新兴经济体的迅速扩张，电力需求预计将在2021年增加。电力行业的转型对于清洁能源转型至关重要，因为发电占与能源相关的二氧化碳排放量的40%，并且越来越多地使用电力来满足终端能源需求。
但考察电力行业当前的趋势，IEA发现与到 2050 年净零排放情景不符，该情景要求电力行业到 2030 年的排放量平均每年下降 7.6%，并且电力行业到 2040 年要实现完全脱碳。
2000-2040 年净零情景下的电力行业二氧化碳排放量
一、电力行业的二氧化碳排放量在 2020 年下降了 3.3%，但仍占所有与能源相关二氧化碳排放量的 40%
尽管由于新冠肺炎疫情对全球经济的影响，电力行业的 CO2排放量在 2019 年下降了近 3%，全球电力需求下降了约 1%，但低碳发电仍然增长了 3.9%。煤炭发电即便在发电量下降了 4.5%的情况下仍然是电力生产的主要能源，天然气发电量则下降了 1.6%。
再一次，电力行业成为2020 年与能源相关的 CO2排放的主要来源 (40%)。
二、2020年全球发电碳强度下降2.8%
在 2019 年下降 2% 之后，发电领域的碳强度在 2020 年进一步下降了 2.8%，估计为 458 gCO2/kWh。这一变化主要是由需求下降和可再生能源创纪录的增长所推动的。由于疫情封锁措施，限制了商业和工业活动，2020年上半年的需求下降最为显着。然而，一些新兴市场和发展中地区在年底实现了强劲增长，发达经济体在 2020 年下半年复苏，但大部分仍低于 2019 年的水平。
2020 年可再生能源发电量在风能 (+11%) 和太阳能光伏 (+23%) 的带动下获得增长，加上全球电力需求下降，使化石燃料发电厂和核电厂在 2020 年陷入困境。事实上，不可再生能源的发电量下降了 3% 以上。
尽管如此，发电领域平均碳强度的下降速度必须加速到每年 10%，才能实现到 2050 年的净零排放水平，即到 2030 年约 140 gCO2/kWh 的水平，这约为当前值的 30%。这种可观的碳强度降低是NZE低碳情景的基石之一，特别是因为电力越来越多地用于满足终端能源需求。
然而，随着 2021 年电力需求的预期增长、主要新兴经济体的经济活动反弹和快速增长，实现这一减少将需要对技术组合进行重大改变。
2000-2040 年宣布承诺情景（APS）和净零情景（NZE）中选定地区的发电碳强度
三、在 2050 年净零排放情景中，到 2030 年低碳技术占所有发电量的 70% 以上，而 2020 年这一比例仅为 38%
电力领域清洁能源转型进展的一个重要指标是低碳技术（可再生能源、核能和碳捕获与储存）的使用比例。2020 年，38% 的发电来自低碳技术——比 2019 年增加了略超过1%。
然而，想要与 2050 年净零排放情景保持一致，则需要电力领域进行深刻变革，以限制CO2排放、减少空气污染并扩大能源获取。想要实现到 2030 年 70% 以上的发电量来自低碳技术，则需要进行重大改变。在IEA情景建模中，太阳能光伏在 2025年左右装机容量将领先，但到2030 年之前风能将与之不相上下。
此外，到 2030 年，煤炭发电量将急剧下降至 9%，其中约 10% 的燃煤发电量已经来自配备碳捕获、利用和储存 (CCUS) 的工厂。到 2050 年，天然气仍然属于净零排放发电组合，因为其CO2排放量较低，燃气发电量在 2030年之前还将一直在增加，但在 2040 年左右将急剧下降至 5%。
2000 年至 2040 年净零情景中按来源分列的全球发电量份额
四、2020 年持平的电力行业投资将在 2021 年反弹
2020 年全球电力行业投资没有增长，略为持平，因为可再生能源支出的增加弥补了电网投资的下降和化石燃料发电的大幅减少。但预计2021 年投资将增加 5% 左右，反映出电力在发展战略和能源转型中的核心作用，以及对经济反弹和整体公共卫生状况改善的预期。
2011-2021年全球电力行业技术投资
鉴于全球新冠肺炎疫情造成的破坏，2020 年对可再生能源的投资仍然强劲。2020 年可再生能源在电力行业的总支出（包括电网基础设施）中的份额超过 45%，随着经济的复苏，预计 2021 年可再生能源投资将进一步增加。
尽管资本成本持续下降，但可再生能源的资本支出从 2019 年到 2020 年增加了约 7%。总体而言，由于技术的改进和成本降低，2020 年在风能和太阳能光伏部署上花费的 1 美元比十年前在相同技术上花费的 1 美元价值高出四倍。
尽管存在显着的地区差异，2020 年对化石能源的投资下降了 10% 以上。其中下降贡献的三分之一来自印度，由于燃煤电厂的支出减少、疫情封锁造成的中断和电力需求下降。相比之下，美国的投资有了增长，这是由于风光等可再生能源的持续扩张和更多的燃煤电厂退役（2020 年约 10GW），对燃气发电厂的资金增加所致。在中国，化石燃料发电投资在 2020 年有所下降，预计 2021 年将再次下降，尽管下降幅度低于往年。
2020年，核电占电力行业投资的约 5% ，2020 年也非常具有弹性，并将在拥有明确核发展计划的国家（例如中国、印度和俄罗斯联邦）得到继续扩张。
在 2020 年连续第四年下降后，预计 2021 年电网的支出将大幅增加。 2020 年的大部分下降源于中国和几个新兴市场和发展中经济体的对电网投资的减少，超过了美国和欧洲的增加。但2021 年将实施重大的扩张计划，尤其是在中国和欧洲。
推荐的行动
一、确保长期目标和政策稳定性
对于所有低碳电力技术，长期目标和政策稳定性是确保投资者信心和持续增长的必要条件。但政策也需要不断适应不断变化的市场条件，以实现更大的成本竞争力；还需要更好地将风光等可再生能源整合到电力系统中；支持电网扩展和现代化；并扩大所有灵活性来源，包括储能系统。
二、改革市场设计和政策，以支持可变可再生能源
可再生能源——尤其是太阳能光伏和风能——正在全球范围内迅速改变电力系统。虽然可再生能源的成本竞争力越来越强，但很快将需要更好的市场设计和政策改革，以保证对新的可再生能源和电力系统灵活性的大规模投资，以可靠且经济高效地整合高比例可变可再生能源。随着可变可再生能源份额的扩大，确保以各种形式灵活投资的政策变得至关重要。
三、建立碳定价和相关法规
设立碳税和工厂排放监管有助于鼓励煤炭向天然气转变，并为 CCUS 技术提供重要的长期投资信号。
此外，需要额外的电力市场机制，以释放天然气发电作为燃煤发电的低碳替代方案的潜在好处，包括其优势之一的运营灵活性，以及更好地整合可变可再生能源等。
由于电力行业应用 CCUS 仍处于商业化早期阶段，因此需要税收抵免和赠款资金等补充性和有针对性的政策措施来确保投资。尽管如此，新的燃煤机组应该在建造时就准备好 CCUS技术和效率，并与全球最佳实践（超临界或超超临界技术）一致。
ETP清洁能源技术指南
ETP 清洁能源技术指南是一个交互式框架，其中包含整个能源系统中 400 多种独立技术设计和组件的信息，这些信息有助于实现净零排放目标。
对于这些技术中的每一种，它都包括有关成熟度和开发和部署计划汇编的信息，以及成本和性能改进目标以及该领域的领先参与者。
