实现全球可再生能源份额翻倍的路径

Remap 2030 不仅仅是另一个路线图，相反它的主要目的是促使政策制定者们改善自己的能源计划。REmap 的水平和范围以及国际可再生能源机构（IRENA）吸纳各国/地区参与的能力，这些贡献提供了任何其他方式无法实现的深度分析。其他类似贡献包括各国政府派出其各自专家参与国家/地区分析以及 REmap 评审。图1展示了实现全球能源结构中可再生能源份额翻番的路径，该路径同时代表 REmap Options 的结果以及 SE4ALL 与 RE+ 的目标。
当前，可再生能源占全球最终能源消费总量（TFEC）份额为 18%，其中 9% 为现代可再生能源，另外 9% 则是难以计量全球使用量的传统生物能。图1最左边的灰色柱代表 2010 年消费状况，浅灰色柱状区表示传统生物能份额。从参考案例（浅绿色柱状）可以看出，可再生能源份额增幅缓慢，仅从 2010 年占 TFEC 的 18% 上升至 2030 年的 21%。然而，国际可再生能源机构（IRENA）分析发现市场增长速度超出政府预期水平，更多一部分还能以低于政府预算成本实现增长。
政策扶持确保了 REmap Options（深绿色柱）的施行，促使可再生能源份额进一步大幅增加，其中 26 个 REmap 国家/地区都达到了近27%，此外 REmap Options 也意味着危害健康、污染环境的传统生物能必需转变为现代生物能。这表示，现代可再生能源份额将呈 3 倍左右的速度上升，由 2010 年的 9% 激增至 REmap 2030 预测的近 27%。到 2030 年，这种成三倍增长实现后的的成本是每吉焦 2.5 美元。而这一转变可以节省矿物燃料的外部成本，尽管目前并未定价，也列入计算范围。
REmap Options 并非完全摒除所有传统生物能的使用。要想实现 SE4ALL 的现代能源获取目标（见图1第一个蓝色柱）需要政府额外扶持。目前世界上仍有三分之一以上人口依靠木材和动物粪便作为烹饪等燃料来源。由此产生的室内空气污染（烟）极大威胁着人类健康。将传统炉灶加以改造，变身为以现代生物能为燃料的洁净烹饪灶具可以提供更优质的烹饪体验，减少能源消耗，并大幅降低对健康的危害。同样，直至 2030 年仍将有 10 亿人口用不上电；采取小型可再生能源分布式发电机（如小电网和太阳能家用系统）等特别供电方式可以将可再生能源占 TFEC 的份额提升到 30%¹。
第二个蓝色柱状代表 SE4ALL 的能效目标对 2030 年可再生能源份额的影响。能源效率的提高表示同等可再生能源能满足更多需求，随之可再生能源份额也相应提高。能源效率的提高以及 RE+ 的第一条柱可以使可再生能源份额提升到 36%。RE+（三条紫色柱）表示依靠技术和方法的实施能进一步提升可再生能源份额；REmap Options 加之 SE4ALL 的另外两个目标结合，不会不存在极限之说。RE+ 包括运输、电气化和技术的模式转变，但仍不适合当今市场（“突破”），同时其他举措也难以盈利。
然而，“模式转变”是指方式的变化，比方说，人们从乘坐汽车到公共汽车、火车和（电动）自行车等交通工具的转变。“电气化”一般涵盖各行业中电力技术的应用转变，典型例子包括使用电热炉和使用热泵产生的电热。请注意，这些转变的发生往往是由于便利性和不计成本：例如，北美早已探讨使用电动车辆（EV）帮助解决当地环境污染问题，中国是目前全球电动自行车第一大市场，欧洲不断优化其以臻完善的公共交通网络。最后，“产业转移”意指新工业设施将依可再生能源充足价廉地点兴建，正如旧工业选址在常规能源充足便捷地区。随着工业对可再生能源的依赖度提高，可再生能源集成为整体供应体系将会变得更加容易。

现有机器的提前退役能够加速最终能源消费中可再生能源的发展。随后，公司可能逐渐倾向于转向价廉的风能和太阳能。第二个紫色柱表示“提前退役“对可再生能源份额的潜在影响。可再生能源增长通常受能源需求增长和资本存量替代率限制。常规能源设备在工业、建筑和电力行业的提前退役可以为可再生能源增长提供更多机会。
欧洲一些国家（如德国、意大利）早已实施这一举措，其中近期快速增长的风能和光伏发电造成了一定程度的产能过剩，从而降低燃气和燃煤电厂的年运营时间。缩短运营时间或提前关闭对公司对现有工厂管理具有一定影响，且公司需要支付额外费用。传统设备的使用寿命通常设计为 40 年甚至更久，如果不进行现代化改造，其使用时间越长，产生的利润越高。鼓励传统设备提前退役是政策制定者面临的困难，因为传统工厂偿还其融资后，即使在低效和产生污染的情况下仍然可以盈利。最后，第三个紫色柱状代表大量新兴技术的影响力，但对于这些技术在 2030 年是否仍具有强劲竞争力还难以确定。就海洋能来说，目前正在寻求从波浪能量收集器到水下涡轮机等一系列技术方案。
尽管 2030 年是探讨这些问题的期限，但并不是可再生能源的终点。2030 年以后，如果继续推行可再生能源，届时需要的不仅是加强风能、太阳能、生物能和地热的利用，还需要为使其他能源选择在未来具有竞争力铺平道路。
按行业划分的 REmap Options
在某些情况下，能源会转化为不同的能源载体后加以消费（如，通过叶片获取风能，从而提供用于产生电能的机械能）。为了给政策制定者提供具体行业指导，REmap 2030 调查了工业、建筑和运输三大终端使用行业和其能源服务需求，以及哪些可再生能源技术或燃料 可以满足这些行业能源需求。同时也调查了横跨这三大行业作为高价值的能源载体的电力行业（见表 1）。
表 1 中终端使用行业（工业、建筑和运输）可再生能源份额的估算基于两个指标。第一个指标是：将来自所有能源载体（生物能、太阳热能）的可再生能相加求出总量，再除以行业 TFEC（不包括总区域热能和电力消耗量）。不包括可再生能源在终端使用行业的区域热能和电能使用份额。第二个指标包括该份额。电力和区域热能中的可再生能源份额另行计算。
表 1 显示 2010 年到 2030 年间（行业 TFEC 包括电力和区域热能）参考案例在终端使用行业增加的可再生能源份额居于最小值，运输行业上升 3 个百分点，建筑业上升 6 个百分点。所有终端使用行业涨幅只有 5 个百分点（从 9% 到 14%）。这样的增长仍不足以使全球可再生能源份额翻番。唯一一个例外是，运输行业可再生能源份额（包括电能使用）由 2010 年的 3% 翻倍至 2030年 的 6%。如果成功实行 REmap Options，全球可再生能源份额到 2030 年可增加至 27%，现代可再生能源份额的三倍。
通过比较参考案例和 2030 年 REmap Options，另一重大发现是可再生能源份额增长幅度最大的行业为建筑业，涨幅近 24 个百分点，为可再生能源转换提供了巨大潜力。
此外，相对而言，2010 年和 REmap 2030 最显的差别在于运输行业，燃料中的可再生能源份额上升近 5 倍，主要原因在于先进的生物燃料越来越有竞争力。不同国家测量其可再生能源在总能源构成中所占比例的方法也不一样。26 个 REmap 国家/地区的可再生能源份额（包括传统生物能）预计增长翻番（根据 TFEC 数据计算份额）。如果以一次能源8计量方法（如，物理能源含量和替代方法）计算，增幅可以达到 20%-30% 以上。

按来源划分的 REmap Options图2显示 2010 年不同可再生能源占全球能源消费总量（不仅包括 26 个 REmap 国家/地区）份额，以及 2030 年 REmap Options 的额外增长值。可再生能源的最大来源显然依然是生物能源，它不仅可以产生动力，也能提供热量和发动机燃料。REmap 2030 所使用的可再生能源中 61% 由各种形式的固态、液态、气态生物能构成。但是，正如前面所说，生物能内的主要是发生技术与燃料从传统向现代的转变。
目前，水电能占可再生能源的绝大部分。但到了 2030 年，随着风能电力的发展超过水电，REmap Options 不论在绝对量上还是在风能电力消耗比上都将显著增加。太阳光伏能也将占发电量的相当大份额。REmap Options 全部部署开后，太阳能所提供的热量将会是目前工业与建筑业的近 10 倍。最后，值得注意的是，电力行业仅占 TFEC 可再生能源的 1/3 多一点，而剩下的近 2/3 都来自三大终端使用行业所使用的热能与燃料。
替代成本一旦确定，就能创建成本曲线来计算每项选择的替代成本。图3描述了全球 26 个 REmap 国家/地区的成本曲线，这一曲线从政府部门的角度按 10% 的折减率计算分析得来，矿物燃料税和补贴不计算在内。这种成本预算方法相比从商业角度的计算与分析来说要更好，后者将国家税收和补贴包括在内，相当于对全国产出量进行的再分配额。这些选择在平均替代成本的基础上进行了汇总并一项项列出。