可再生能源的未來將會是什么樣？

在太陽能的帶動下，可再生能源產(chǎn)能將在 2019 年至 2024 年間擴(kuò)大 50%。這是根據(jù)國際能源署 (IEA) 的“2020 年可再生能源”報告得出的，該報告發(fā)現(xiàn)太陽能、風(fēng)能和水電項目正以四年來最快的速度推出，這表明未來在于使用可再生能源活力。

可再生能源占當(dāng)今世界電力的 26%，但根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，到 2024 年，其份額預(yù)計將達(dá)到 30%。由于技術(shù)成本下降和環(huán)境問題日益嚴(yán)重，以及2019 年全球經(jīng)濟(jì)放緩之后，可再生能源的份額有望回升。

未來可再生能源預(yù)計到2024年，全球太陽能裝機(jī)容量將增長600吉瓦（GW），幾乎是日本總裝機(jī)容量的兩倍。總體而言，到 2024 年，可再生電力預(yù)計將增長 1200 吉瓦，相當(dāng)于美國的總電力容量。

IEA 是一個自治的政府間組織，最初是在 1973 年石油危機(jī)之后創(chuàng)建的。現(xiàn)在擔(dān)任31個成員國和歐盟委員會的能源政策顧問，為安全和可持續(xù)的未來制定能源政策。

當(dāng)太陽照射到太陽能電池板上時，來自陽光的能量被電池板中的光伏電池吸收。這種能量會產(chǎn)生電荷，這些電荷會響應(yīng)細(xì)胞中的內(nèi)部電場而移動，從而導(dǎo)致電流流動。

行業(yè)專家預(yù)測，到 2023 年，美國的太陽能安裝量將翻一番，達(dá)到 400 萬個。2018 年，英國的太陽能電池板安裝量超過 100 萬個，比上年增長 2%，澳大利亞同年的太陽能安裝量達(dá)到 200 萬個。這種增加的一個重要原因是安裝面板的價格下降。

太陽能光伏發(fā)電的成本在 2018 年下降了 13%，而 Carbon Tracker 預(yù)測到2040年全球 72% 的煤炭發(fā)電將變得無利可圖。IEA 報告發(fā)現(xiàn)太陽能將占預(yù)測可再生能源的 60%增長，主要是由于它的可用性。與前六年相比，太陽能的擴(kuò)張量增加了一倍以上。到 2024 年，太陽能發(fā)電成本預(yù)計將下降15% 至 35%，這將刺激該十年后半段的進(jìn)一步增長。

風(fēng)電和水電通常需要用戶住在特定的地點，但太陽能提供了更多的自由；太陽按照可預(yù)測的時間表升起和落下，它不像流水或風(fēng)那樣多變。到 2024 年，住宅太陽能發(fā)電量預(yù)計將從 2018 年的 58 吉瓦擴(kuò)大到 142 吉瓦，到 2024 年，年產(chǎn)能增加量預(yù)計將增加兩倍多，達(dá)到 20 吉瓦以上。預(yù)計中國將成為全球最大的住宅太陽能裝機(jī)容量2024 年，澳大利亞、比利時、荷蘭和奧地利的人均增長最為強(qiáng)勁。

太陽能設(shè)施將通過在白天儲存電力并在夜間運(yùn)行來繼續(xù)降低其變化率。然而，先進(jìn)的太陽能發(fā)電廠將在更高的直流與交流比率下運(yùn)行，這意味著它們將在更長的時間內(nèi)提供更一致的服務(wù)。

即使在日照不足的情況下，商業(yè)和住宅建筑也將保持滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)?？s小太陽能收集和發(fā)電之間的差距將刺激居民和企業(yè)加入太陽能運(yùn)動。因此，政府必須實施激勵和薪酬計劃，以及有效的監(jiān)管政策。例如，加利福尼亞州規(guī)定，在 2020 年之后，太陽能電池板必須安裝在不超過三層的新住宅和建筑物上。

預(yù)計到 2024 年，商業(yè)和工業(yè)太陽能產(chǎn)能將達(dá)到 377 吉瓦，高于 2018 年的 150 吉瓦，預(yù)計中國將成為最大的增長市場。這個市場仍然是最大的增長部分，因為太陽能通常更便宜，并且在白天具有相對穩(wěn)定的負(fù)載曲線，這通?？梢怨?jié)省更多的電費。

為了利用風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)力使渦輪機(jī)的螺旋槳狀葉片圍繞轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生電力。

由于容量的增加，風(fēng)電的采用變得更加突出。

到 2024 年，陸上風(fēng)電裝機(jī)容量預(yù)計將增長 57%，達(dá)到 850 吉瓦。由于發(fā)展熱潮和向競爭性拍賣的政策過渡，每年陸上風(fēng)電的新增裝機(jī)量將由美國和中國引領(lǐng)。由于競爭性拍賣繼續(xù)保持相對較低的成本，歐盟的擴(kuò)張將加速。這些拍賣將意味著拉丁美洲、中東和北非地區(qū)、歐亞大陸和撒哈拉以南非洲地區(qū)的增長在預(yù)測期內(nèi)將保持穩(wěn)定。

預(yù)計到 2024 年，海上風(fēng)電裝機(jī)容量將增加近三倍，達(dá)到 65 吉瓦，占世界風(fēng)電總發(fā)電量的近 10%。雖然歐盟在預(yù)測期內(nèi)占全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量擴(kuò)張的一半，但從國家/地區(qū)來看，中國領(lǐng)先部署，正在開發(fā) 12.5 吉瓦。預(yù)計在預(yù)測期內(nèi)，美國還將首次大規(guī)模增加產(chǎn)能。

由于該國 2011 年福島核災(zāi)難，日本正在嘗試安裝海上渦輪機(jī)來替換其許多核反應(yīng)堆的想法。丸紅公司最近簽署了一項在日本北部建造海上農(nóng)場的項目協(xié)議，每個農(nóng)場能夠生產(chǎn) 140 兆瓦的電力。

日本立法者制定了法規(guī)，讓開發(fā)商在建設(shè)風(fēng)力發(fā)電方面更有確定性；已經(jīng)通過了概述競爭性招標(biāo)程序的立法，以確保降低建筑成本并讓開發(fā)商考慮潛在的能力問題。該國的港口和港口法也進(jìn)行了修訂，以促進(jìn)在港口相關(guān)地區(qū)和其他有利于風(fēng)力渦輪機(jī)的地區(qū)建設(shè)風(fēng)力渦輪機(jī)。

電網(wǎng)整合、融資和社會認(rèn)可仍然是全球風(fēng)電加速擴(kuò)張的主要挑戰(zhàn)。

水力發(fā)電廠捕獲落水的能量來發(fā)電。渦輪機(jī)將落水的動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。然后發(fā)電機(jī)將來自渦輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

根據(jù) IEA的數(shù)據(jù)，到 2024 年，水電仍將是世界上可再生能源的主要來源。在預(yù)測期內(nèi)，水電裝機(jī)容量將增加 9%（121 吉瓦），其中中國、印度和巴西將領(lǐng)先。預(yù)計全球增長的 25% 僅來自三個大型項目：兩個在中國（16 吉瓦的烏東德和 10 吉瓦的白鶴灘項目）和一個在埃塞俄比亞（6.2 吉瓦的大復(fù)興項目）。

然而，中國和巴西這兩個最大的市場出現(xiàn)了放緩；由于剩余的經(jīng)濟(jì)用地有限以及在解決社會和環(huán)境影響方面的額外支出，投資成本上升，對增長構(gòu)成挑戰(zhàn)。

盡管如此，由于尚未開發(fā)的潛力被用于滿足不斷增長的電力需求，預(yù)計撒哈拉以南非洲和東盟地區(qū)的年度新增電力將擴(kuò)大。

為了產(chǎn)生地?zé)崮?，熱水從地下深處通過高壓井泵入。當(dāng)水到達(dá)表面時，壓力下降，導(dǎo)致水變成蒸汽。蒸汽使渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，渦輪機(jī)連接到發(fā)電的發(fā)電機(jī)。蒸汽在冷卻塔中冷卻并冷凝回水。冷卻后的水被泵回地球以再次開始該過程。

隨著對高效供暖解決方案的需求增加，到 2024年，美國地?zé)釤岜檬袌鰧⒊^ 20 億美元。轉(zhuǎn)換后的建筑規(guī)范將鼓勵商業(yè)和住宅房地產(chǎn)轉(zhuǎn)向可再生供暖和電力系統(tǒng)。

地?zé)崛萘款A(yù)計將增長 28%，到 2024 年達(dá)到 18 吉瓦，其中亞洲占全球擴(kuò)張的三分之一，特別是印度尼西亞和菲律賓，其次是肯尼亞，其地?zé)崛萘繉⒃陬A(yù)測期內(nèi)超過冰島。

Global Market Insights 的同一項研究預(yù)測，商業(yè)市場將經(jīng)歷最顯著的增長。根據(jù)能源部的數(shù)據(jù)，到 2050 年，地?zé)峤鉀Q方案將產(chǎn)生美國所有電力的 8.5%。

可再生能源將在未來十年繼續(xù)增長，淘汰化石燃料并減少溫室氣體排放。

“這是可再生能源的關(guān)鍵時刻，”IEA 執(zhí)行董事 Fatih Birol 說。“太陽能和風(fēng)能等技術(shù)是全球能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的核心。它們越來越多的部署對于解決溫室氣體排放、減少空氣污染和擴(kuò)大能源供應(yīng)的努力至關(guān)重要。”

本文作者：Emily Folk

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