2019年世界前沿科技发展态势及2020年趋势展望——能源篇

据外媒报道，国际能源机构说，在大多数国家，太阳能发电机比新的燃煤或燃气发电厂更便宜。

国际能源署表示，太阳能产量预计将在未来10年引领可再生能源供应的激增，在目前情况下，可再生能源将占全球发电量增长的80%。

在周二发布的年度《世界能源展望》中，国际能源机构在其核心情景中表示，到2025年，可再生能源有望取代煤炭，成为主要的发电方式。该情景反映了国际能源机构已宣布的政策意图和目标。

该报告称，太阳能光伏和风能在全球发电中的总份额将从2019年的8%上升到2030年的近30%，太阳能光伏发电能力将以平均每年12%的速度增长。

国际能源署执行干事法提赫·比罗尔说，“我认为太阳能将成为世界电力市场的新霸主，根据目前的政策设置，2022年以后每年的部署都将创下新的记录。”

国际能源署称，成熟的技术和政府支持机制降低了大型太阳能光伏项目的融资成本，有助于降低总体产出成本。它说，在大多数国家，太阳能光伏发电比新的燃煤或燃气发电厂更便宜。可再生能源发电是2020年持续增长的唯一重要能源。

报告称，希望到2050年采取净零排放目标，将使光伏发电的表现更加强劲。报告还指出，尽管太阳能和风能发电有所增长，但碳排放预计在2020年下降24亿吨之后，将在2021年回升，并在2027年超过2019年的水平，到2030年达到36亿吨。

国际能源署表示，在许多情况下，长期目标与具体的近期减排计划之间仍存在差距。该报告还说，将新的风能和太阳能发电整合起来，将取决于包括配电网络在内的系统各部分的充分投资。潜在的原因是需求低于预期、未支付账单或发展中经济体公用事业财务状况恶化，这可能会使电网成为一个薄弱环节。

据外媒报道，国际能源署在关于可再生能源的报告中预计，2019年至2024年期间，全球可再生能源总装机量将增长1200GW，增幅达到50%，太阳能光伏将成为主导。其中，仅太阳能光伏一项就占了预期增长的60%，而大陆上风能则占据了增长中的四分之一。尽管水力仍占可再生能源总装机量增量的十分之一，但其增长速度正在放缓。报告指出，到2024年，中国占全球可再生能源装机量增长总量中的40%。对中国的预测值高于去年，主要是因为中国的系统集成有所改善，更低的弃风率，以及增强的太阳能光伏和陆上风能的竞争力。

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作者：吃多不长肉

责编：路一斯

苏联的天文学家卡尔达舍夫曾经设想出了一种文明等级，将宇宙文明划分为7级，而判断一个文明发达与否的关键，就是能源和技术，一个文明拥有的能源越多，就能创造出更多有用的技术。

想象一下，能源无限的世界会是什么样？

首先，所有的电器不再有插头了，无线充电技术得到普及，虽然我们现在也实现无线充电技术，但能量会以电磁波的形式耗散严重，但对于能源无限的世界来说，这点耗散不算什么。

用于充电的电磁感应会充斥整个城市， 汽车 可以在空中飞行，不用加油，地下可能建起了巨大的城市，因为不需要再使用化石燃料，地球环境回到了工业革命之前，到处都是一片美好，这种生活离我们遥远吗？

但当下的我们，可能会面临另一种未来，那就是，严重的环境污染、全球变暖、气候异常。

这都与传统资源的使用脱不开干系。煤炭和石油是远古生物在地层中形成的化石，这种化石的形成过程非常漫长，需要经过几千万年甚至是几亿年，而且它们是不可再生的。

与此同时，我们消耗煤炭和石油的速度还在不断增加，根据美国《油气杂志》发布的2019年全球石油产量和油气储量报告，全球石油剩余探明可采储量大约是2300亿吨。据估计，这些石油大约只够我们地球人在开采47年。

不过随着技术的发展，原先难以开采的陆上深层石油或深海石油，将来也许可以轻松开采了，所以也有观点认为，石油的开采年限应该远远不止47年。

当然，地球也蕴含着可再生、无污染、无碳排放的新能源。

但是，就目前来说，新能源并不能完全取代传统能源。拿水力发电来说，现在，动辄数万吨的水力发电大坝已经阻塞了世界三分之二主要河流，拦截了生态系统运行所必需的营养流，还阻断了鱼类的迁徙路线。除此之外，水电的输出容易受到天气变化的影响，建设成本也很高。

再来看看太阳能发电。

在非洲一片浩瀚的沙海中，有着世界上第一个可以从太空中看到的能源公园，埃及本班太阳能公园，它的占地有37平方公里，总装机量为1800兆瓦，这个功率，完全超过了当初切尔诺贝利核电站的反应堆功率，在不少埃及人看来，这座太阳能公园将在本国的能源转型中发挥“大作用”。

要知道，埃及国内超过90%以上的电力供应都来自传统的发电模式，但发电的成本一直在增加，为此，太阳能资源丰富的埃及一直希望能将这一清洁能源运用起来。

埃及终年阳光普照，一年四季都干旱少雨，而且全境96%的面积都是沙漠，每平方米每年的太阳直接辐射就达到了2000-3000千瓦时，所以利用太阳能，确实是改造整个国家能源现状的最佳解决方案。

但仔细想一想，非洲的撒哈拉沙漠是932万平方公里，是可以容纳近25万个这样的太阳能公园，有学者称，要是真能把撒哈拉沙漠建成一个电厂，光是撒哈拉沙漠一天生产出的电量，就相当于每天生产80到130亿桶石油，而一年的发电量，就是全球用电量的100倍。

但电力的输送并不是一件简单的事，要想将电力输送到欧洲或者美国，成本太高。最关键的是，无法绕开撒哈拉的沙尘暴天气，沙尘会覆盖镜子或光伏面板，导致发电效率迅速降低。

而要把这些沙尘清干净，又需要大量的水和人工，这都是撒哈拉沙漠急缺的，所以想在撒哈拉建太阳能电厂的计划搁浅了。

风能也是现在力推的清洁能源。目前全世界最大的风力发电厂是我国甘肃的酒泉风电基地，这是我国第一个千万级风力基地的启动项目，远超三峡水电站，而且在投入费用上，只有三峡水电站的三分之一，所以酒泉风电基地一度号称“陆上三峡”。

在2020年，它的装机容量就已经增加到2万兆瓦以上，放眼望去，数千座带有巨大叶片的风车在旋转，不仅把新能源辐射到西部地区，还远销中东部省份，并且出口到中亚等国家。

但是，风能发电的供应量也是不稳定的，有时候风力比较大，有时候比较小，每年不同的季节里，风力风速也都在变化，甚至可以说这一秒和下一秒的风速都是不一样的，这会造成风力发电提供的电力有时候富裕，有时候又不足。

而且这里的电能要进行远距离传输的话，就需要建设输变电站和远距离的特高压电路，这样一来成本就更高了，对其他地区的电力用户来说不划算。

再来看看潮汐发电。这是一种利用海水的潮起潮落发电的方式，潮汐能蕴藏量极大、取之不尽，用之不竭，不需要开采和运输，是完全洁净无污染的可再生能源，发电原理和普通的水利发电相似，通常在有条件的海湾或者感潮口建筑堤坝、闸门和厂房。

目前世界上最大的潮汐能发电站是韩国的京畿道安山市始华湖潮汐能发电站，装机容量有254兆瓦，每年为韩国节省了1000亿的原油进口费。

据海洋学家计算，世界上潮汐能发电的资源量在10亿千瓦以上，也是一个天文数字，但和上面所说的可再生能源一样，存在难以运输，供电不稳定的情况。

根据2019年全球能源消费总量来看，石油、天然气、煤炭的消费占比达到了84.3%。虽然比例在下降，但可再生能源要追赶上来，也不是一朝一夕的事。

那么我们还能寄希望于哪里？

地球上的能量，无论是化石能源，还是风力、水力，最终的来源都是太阳，我们还是得依靠太阳的力量，研究出可控核聚变这种制造恒星的技术。否则在未来，人类可能还是被禁锢在地球上，以相互伤害的方式自生自灭。

光伏行业发展趋势是：

1、产业规模持续扩大：由于光伏发电技术革新不断涌现、光伏产品成本持续降低，平价上网在全球绝大多数国家和地区指日可待，光伏发电成为各国重要的能源结构改革方向，包括中国、印度、美国、欧盟主要国家和沙特等能源大国纷纷宣布了大规模的新能源规划。

2、产品性能持续提升：技术进步仍将是光伏产业发展主题。2019年底，产业化生产的主流高效多晶硅电池转换效率将超过20%，单晶硅电池有望达到22.5%-23%，主流组件产品功率将分别达到285W和320W。单晶连续投料生产工艺和大容量铸锭技术持续进步；多晶硅片金刚线切割应用范围将会进一步扩大到30%，单晶硅片将完成金刚线切割的替代。

3、分布式光伏快速发展：分布式光伏具有安装灵活、投入少、方便就近消纳的优点，有利于解决我国发电与负荷不一致的问题，同时大幅降低传输损失，减少对大电网的依赖，并缓解电网的投资压力。

4、单晶硅电池市场逐步增大：随着光伏市场的不断发展，高效电池将逐渐占据市场的主导地位。根据中国光伏行业协会的预测，未来几年单晶硅电池市场份额逐步增大，2018年单晶硅片市场份额已经超过40%，2019年将超过一半，其中N型单晶硅片的市场规模也将逐年提升。

5、平价上网加速到来：随着政策支持和技术进步，我国光伏发电产业成长迅速，成本下降和产品更新换代速度不断加快，目前，用电侧在部分地区已可以实现平价，2019年1月，国家发改委、国家能源局联合发布的《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》，推进风电、光伏发电平价上网项目和低价上网试点项目建设。

Enel公司凭借其在能源领域多年的应用经验，致力打造一个全球化的新能源(风系能源，太阳能能源，燃料能源等)生态链。ENEL能源是碳中和大背景下产物，符合国家未来发展的趋势，新的风口和趋势，意在让人体验下碳达峰背景下带来的福利。

Enel成立于20世纪60年代。在20世纪90年代私有化之后，它成为了一家国际化的电力公司，并在21世纪初扩展到西班牙、拉丁美洲和北美。作为世界上最大的电力公司之一，Enel在2019年的营收达到800亿欧元，该公司通过投资可再生能源（如水电、太阳能、风能和地热），逐渐远离了传统的化石燃料。可再生能源产业在过去十几年中迅速发展。2004年，全球每年对可再生能源的投资达470亿美元。仅仅13年后，它就达到了2800亿美元。2019年，Enel（通过EnelGreenPower）成为全球最大的私营可再生能源运营商。2014年，EnelGreenPower的幕后推手斯塔莱斯被任命为Enel的首席执行官。他的任务是为Enel的所有利益相关者创造长期可持续的价值。为此，该公司将坚持联合国可持续发展目标（SDGs）指导投资决策。现在，这些目标不仅指导着Enel的投资，也成为一种新金融工具的组成部分。2019年，该公司推出了全球首个通用的SDG关联债券。

在“十四五”期间，我国将持续优化风电和太阳能发电发展布局，在继续推进集中式基地建设的同时，全力支持分布式风电、光伏发展。明确指出要：“推进能源革命”、“构建生态文明体系，促进经济社会发展全面绿色转型”和“加快推动绿色低碳发展”、“全面提高资源利用效率”等要求，为能源产业的持续健康发展指明了方向。

当前科技发展飞速，越来越多的传统行业需要用数据来联接，建立在数据基础上的数字经济，成为拉动经济增长和产业转型升级的“引擎”。现在结合“互联网+”来看，智慧能源应该是一套以能源工业为基础，通过互联网开放平台实现对创能、储能、送能、用能系统的监测控制、操作运营、能效管理的综合服务系统。

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支持模拟无人机或行人视角进行漫游，可全方位无死角浏览园区，当经过设备时，自动弹出信息进行查看，方便运维人员进行巡检。支持结合 WebVR 进行展示，通过适配 VR 设备，用户可带上 VR 眼镜配合手柄在场景行走、飞行，实现通过手柄对设备进行抓取、移动等功能。相比传统的观看方式，它具备 360 度全景画面，用户可以身临其境，全面感受气氛和氛围，空间感、距离感都会更有层次，做到真正的沉浸式交互。

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智能光伏时代的来临，给了中国光伏企业站在新的更高历史平台的机会。在未来很长一段时间内，在能源变革的大趋势下，光伏等新能源必将进一步发展壮大。