全面解读REN21《2017全球可再生能源现状报告》！

　　REN21，即《Renewable Energy Policy Network for the 21st Century》的缩写，翻译为《21世纪可再生能源政策网络》，它是一个全球性的政策网络，旨在通过共享观点、鼓励采取各种方式的行动，促进可再生能源的发展。

　　从2005年起，REN21每年发表《 Renewables Global Status Report ( 再生能源全球现状报告 ) 》，制作了大量国际公认的再生能源政策和再生能源市场的发展报告。

　　2016年全球一次能源消费仅增加了1.0%，全球经济发展仍然处于迟缓阶段。那么，全球关心的再生能源发展得怎么样了？

　　若单独看每年的REN21报告，可以说年年有进步，年年有歌唱；本文虽然以《Renewables 2017 Global Status Report》为主，但没有照本宣科，再翻阅陈年老账，整理出大量数据表格，可以获得有意思的信息，那就味道变了。

　　请不要只看见再生能源形势大好，一片莺歌燕舞的局面，也要看见再生能源发展的艰辛，形势紧迫，难以承担《巴黎气候协定（Paris Climate Agreement）》的一面。有喜有忧呀！

　　 全球再生能源的进程

　　根据REN21的2004～2017年的报告，从2004年算起，12年间再生能源投资增长了4.4倍。2016年再生电力和再生燃料投资为2416亿美元，比2015年投资2859亿美元减少了15.5%，但中国仍然是再生电力和再生燃料投资最多的国家。

　　再生能源利用可分为电力、供热和运输燃料等三大类。在再生能源发电中，水力发电是主导，其次为风力发电、光伏。其他如生物质发电、地热发电、太阳能聚热发电合海洋能发电仅占最次要地位。

 

　　全球能源的消费份额

　　据2017年REN21报道，2015年最终能源消费中的再生能源份额如图，化石燃料仍然占据主导地位。

　　为了更加清楚看出发展趋势，翻开陈年旧账整理出下表。虽然化石燃料逐年减低，但近几年减低幅度不大，也就是说再生能源近五年没有多大进程。

　　从表中看出，再生能源的利用中有近一半仍然使用传统生物质，也就是按照原始形态使用，没有制成生物燃料利用。

　　这里要说明两个概念：传统生物质（Traditional biomass）和现代可再生能源（Modernrenewables）。

　　⑴ 传统生物质是指太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，包括农村生活用能：薪柴、秸秆、稻草、稻壳及其他农业生产的废弃物和畜禽粪便等；

　　⑵ 现代可再生能源是指水力发电、生物质发电和热利用、风力发电、光伏、地热发电和热利用、生物燃料等。

　　 再生能源发展前五位国家

　　中国是再生能源发展最快的国家之一，从表中可以看到许多个“世界第一”，但不能只看见“世界第一”就心喜，由于中国体量大，争个第一不是太难的事，但是人均量争个第一的就没有了。当然跟体量约同的美国比较，中国依旧强多了。

　　这张表是指在再生能源投资后，装机容量和产量的增加量排序。

　　这张表是指2016年底各项能源的装机容量和发电量年终排序。

　　再生能源生产电力

　　再生能源主要应用于发电。电力生产结构指来自一次能源生产电力的比例，以%表示。根据2017年REN21的报告可以看见下图。截止2016年全球再生能源发电占电力总量的24.5%，其中水力发电最高，占16.6%，其次是风电场占4.0%、生物质发电占2.0%和光伏发电占1.5%。

　　再生能源发电进展较快，主要是风电场和光伏发电冲刺速度加快。根据2017年REN21及前7年的数据汇集于下表。全球总发电量数据来自《BP Statistical Reviewof World Energy June 2017》。

　　2016年全球再生能源从业人员

　　再生能源的从业人员一直是关注的问题。2016年全球直接和间接从事再生能源的雇员达到980万人。虽然水力发电领军再生能源，但只占1519/9824=15.5%；雇员最多的是光伏发电，占总数的3095/9824=31.5%，液态生物燃料占1724/9824=17.5%。

　　中国再生能源从业人员

　　中国本来体量大，从业人员当然多。2016年中国占全球从业人员总数的3955/9824=40.3%，中国从事再生能源最多的雇员是光伏发电，也是全球再生能源从业人员最多的群体，占从事再生能源总数1962/ 3955=49.6%，也就是说中国从事再生能源有一半人是从事光伏工作的。

　　再生能源主导力量是大型水力发电

　　水力发电是利用工程措施将天然水能转换为电能的过程。2004年大型水力发电占再生能源装机容量高达89.4%，随后由于风电场、光伏发电及生物燃料的发展而逐年减低，到2016年仍然占54.3%，但想要取缔水力发电的主导地位，仍然不可能。

　　2016年全球水力发电装机容量达到1096GW，水力发电装机容量最多的国家是中国，占全球总量的28%，其次是巴西、美国、加拿大、俄罗斯和印度。中国历年来都是水力发电量最多的国家，2016年达1162.8 TWh，占全球总量的28.9%。

　　为了便于理解，特将近五年的旧账汇总，可以看出中国水力发电装机容量发展极快。

 

　　再生能源的重要支柱是风电场

　　除了水力发电以外，风电场要算再生能源发电的支柱了。2004年风力发电仅占再生能源发电的6%，到2016年进展到24.1%。

 

　　根据2017年REN21报告，2016年底90个国家有风电场商业活动，其中有29个国家风电场装机容量超过1GW。

 

　　根据《BP Statistical Review of World Energy June 2017》的报告，2016年全球风电场年增长15.6%，发电量为959.5 TWh，其中发电量最多的国家是中国，中国于2016年超过美国，中国年增长39.4%，发电量为241.0 TWh，占全球总量的25.1%。

　　世界上前十位风力涡轮制造商占领了2016年75%的市场，其中中国约占其中的28%。

 

　　全球发展迅速的光伏工业

　　在再生能源发电中，光伏只能占第三位，次于水力发电和风力发电。2004年光伏联网占再生能源装机容量的比例仅为0.3%，到2016年发展到15%。全球光伏工业从业人员队伍庞大，占全球再生能源的31.5%。

　　根据2017年REN21的统计，2016年全球光伏装机容量增加了75GW，相当于每小时安装31000块光伏板。

 

 

　　2016年光伏发电仅占全球总发电量的1.5%。根据《BP StatisticalReview of World Energy June 2017》的报告，全球光伏发电总量为333.1 TWh，年增长29.6%，其中中国占全球总量的19.9%，美国仅占第二位，为17.1%。

　　变化不大的生物质能

　　生物质能（Bioenergy）指太阳能通过植物的光合作用转换、固化和储存的能量形式。它是一种以生物为载体的能量，直接或间接地来源于植物的光合作用。在各种可再生能源中，生物质能是能够储藏太阳能的唯一可再生的碳源，可转化成原煤、原油和天然气。

　　根据2017年Ren21的统计，生物质在最终能源消费中的利用仅占14.1%，其中传统生物质（即农村生活用能如薪柴、秸秆、稻草、稻壳及其他农业生产的废弃物和畜禽粪便等）数量最大，占9.1%，其次是现代工业供热占2.5%，现代建筑供热、运输燃料和发电的份额均少，见表。

　　生物质可以生产运输燃料如乙醇燃料、生物柴油和氢化植物油（HVO）。2016年生物燃料生产最多的国家是美国，占全球总量的651/1353=48%，相比之下，中国显得落后，仅占35/1353=2.6%。

　　 生物质发电占再生能源装机容量（含水力发电）的份额很少，历年变化不大，而且生物质发电在全球发电总量中不占重要地位，见表。

 

　　进展不大的地热发电

　　地热是指地球内部的热能。地热存在于地球内部使得地温随深度而增加，同时地热也会经由地球内部传送至地表散失。地温梯度约每加深1km，温度上升300C。地热可以用作发电和供热。地热装机容量占再生能源装机容量的比例很小，一般1%左右。

　　地热发电量以美国居多，2016年占全球总量的26.8%，其次是菲律宾、印度尼西亚、新西兰等。中国占有的份额是弱项，可以忽略不计。

 

　　又一个进展不大的太阳能聚热发电

　　太阳能发电有两种形式：光伏发电和太阳能聚热发电。太阳能聚热发电（Concentratingsolar thermal power，CSP）是把太阳的能量聚集在一起，产生高温来驱动汽轮机发电。太阳能聚热发电的成本高，在再生能源发电中地位很次，不到再生能源发电总量的1%。

　　中国第一的太阳能热水器安装量

　　太阳能热水器是将太阳能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。中国一直保持太阳能热水器安装量最多的国家，但人均太阳能热水器安装量依次是巴巴多斯、奥地利、塞浦路斯、以色列和希腊。中国连前五位都未进入。

　　太阳能热水器有个特殊的单位---千兆瓦热（GigaWatt Thermies，缩写GWth)，用以度量太阳热能的装设面积。过去太阳热能以装设面积来统计，难以与其他可再生能源发电等进行比较。2004年国际能源署（IEA）首次提出以GWth(千兆瓦热)来统计太阳热能。已被其他国家的太阳热能协会接受。发现全球太阳热能年产量高达69 GWth，远高于风力发电的23GW。换算关系为：

　　1m2装设面积=0.7kWth

　　1×106m2装设面积=0.7 GWth

　　1 GWth=1.429×106m2

　　例如：2016年全球太阳能热水器安装量为456 GWth，中国占全球总量的71%，那么中国太阳能热水器安装量为456 ×71%=323.8GWth。

　　中国太阳能热水器装设面积为323.8×1.429×106m2=462.7×106m2=4.6亿平方米

　　结语：能源转型 步履艰难

　　从2017年Ren21及往年的汇总数据可以看出，目前再生能源在争夺化石燃料起主导作用的是水力发电、其次是风力发电和光伏发电，其他种类的再生能源如地热、太阳能聚热发电、海洋能发电等在目前的经济条件下作用甚微。

　　《巴黎气候协议》指出，各方将加强对气候变化威胁的全球应对，把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内，并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。全球将尽快实现温室气体排放达峰，本世纪下半叶实现温室气体净零排放。

　　全球再生能源正在跟时间赛跑，能够快速、经济地减少二氧化碳排放，其最重要的事情是逐步淘汰化石燃料特别是煤，加快对能源效率和再生能源的投资。

　　天然气是通向再生能源的跳板，由于低碳排放，其作用不可忽视，但不像媒体吹捧为清洁能源。页岩气和可燃冰都属于天然气，都是非常规天然气，无论以甲烷放空排放或燃烧以二氧化碳排放均严重造成全球气候暖化。美国大力发展页岩气似乎受到世人称赞，但它抑制了再生能源的发展，因此技术先进的美国的再生能源在全球不具领导地位。

　　根据国际能源署的报告，2012年各国政府对价格优势的化石燃料补贴，全球补贴甚至高达6000亿美元，为再生能源补贴的7.5倍。虽然2015年有所下降，但仍然是再生能源的2.5倍。这使化石燃料减排效率大打折扣。化石燃料补贴会鼓励碳排放，并压低了化石燃料成本，从而扭曲了再生能源的比较成本及能源效率，限制了再生能源的增长。

 

　　虽然中国是二氧化碳排放大国，但人均排放量少。据2013年美国能源部“二氧化碳情报分析中心（Carbon Dioxide InformationAnalysis Center）”的统计，中国人均二氧化碳排放量为7.6吨，而美国为16.4吨，高出2倍多。中国一直致力于减少煤使用量，努力遵守“巴黎协定”的目标，但美国特朗普政府宣布退出“巴黎气候协定”，而且宣称美国拥有大量未开发的能源储备，如页岩气、石油和天然气，预计总价值达50万亿美元。美国“必须充分利用”这些资源，所获得的收入将用于重建美国的道路、学校、桥梁和公共基础设施。新计划承诺发展清洁煤技术，复兴“受到太久伤害”的美国煤炭产业。这就给全球二氧化碳减排制造了障碍。

　　2016年再生能源装机容量（含水力发电）创造了新纪录，增加了168GW，全球总产能比2015年增长了近9％，达到2017GW。尽管到2016年底，已有50多个国家承诺逐步淘汰化石燃料补贴，并进行了一些改革，但还是远远不够的。因此，能源转型的发展速度并不足以实现“巴黎气候协定”的目标，人类在通往无碳的清洁能源的道路上不容乐观。（【无所不能专栏作家，庞名立，曾在中国计量科学院（北京）和中石油（四川）工作。著有多本石油和天然气书籍。】）