哪个国家是国际洁净能源的巨头？
伴随2021年的到来，一个波澜壮阔的“二十年代”徐徐开启。 未来十年，我们将 见证的新能源的崛起，化石能源的衰落。
从去年开始，全球能源行业已经发生大逆转。 全球最大的可再生能源供应商美国NextEra能源公司市值飙升至1500亿美元，一度超越埃克森美孚公司和雪佛龙，成为全球价值最高的能源企业。 到了年底，随着油价有所回升，埃克森美孚才勉强挽回了些许尊严。
在与气候变化的对抗中，2020年是有史以来最关键的一年。 这一年，世界开始行动起来，努力修复几个世纪以来对气候的破坏。 全球最大的几个经济体都做出了净零排放、碳中和的承诺。
这一年，传统能源巨头在对新能源的态度上发生了翻天覆地的转变。
01
传统能源巨头蜂拥进新能源领域
2020年，全球化石能源巨头经历了有史以来最为痛苦的一年。
油价暴跌，巨额亏损。以往，他们总能在低谷后再次攫取复苏后的暴利。与往年不同，这次不再是简单的周期性经营亏损。他们 必须面对一个新的残酷现实—— 承诺大幅甚至全部减 少温室气体排放。
在这种要求下，未来石油需求和煤电需求都将大幅下降。 大力发展可再生能源，成为传统化石能源巨头转型最为清晰的发展路径。
我们看到，过去一年，全球化石能源巨头不约而同的疯狂涌入新能源领域，并斥以数以万亿的资金。这几乎颠覆了想象。
美国能源巨头杜克能源欲斥资4000亿砸向风电、光伏等领域。 杜克能源去年宣布，未来5年计划斥资560亿美元（折合3920亿元人民币）的资本投资计划， 希望到2025年将可再生能源发电指标翻一番，设定的目标是自行投资或购买16000MW可再生能源装机量 。 并计划到 2050年，新增40000MW太阳能和风电装机量，这将占到杜克能源公司2050年夏季总装机 量的40%。
西班牙石油巨头雷普索尔计划将可再生能源产能扩大五倍。 去年底，雷普索尔宣布，在未来十年内将可再生能源产能扩大五倍，并从石油业务中筹集资金，将可再生能源发电能力从目前的2.95吉瓦扩大到15吉瓦，包括风能和太阳能。
法国石油巨头道达尔计划未来十年内，每年在可再生能源上投入30亿美元。 道达尔未来10年能源产量将增长三分之一，其中大约一半将来自液化天然气，另一半来自电力——主要来自太阳能和风能的增长。
英国石油巨头BP将可再生能源产能从2019年的2.5GW拉升至50GW。 BP打算在2030年底前，将在低碳能源的投资总额拉升10倍达到50亿美元，并将可再生能源产能从2019年的2.5吉瓦拉高至50吉瓦。
葡萄牙石油巨头GalpEnergía计划到2030年，将其可再生能源的规模扩大到10吉瓦 ，计划将集团10%至15%的投资用于可再生能源发电。
欧洲最大电力公司之一Enel拟投资700亿欧元扩大太阳能、风能业务。 去年底，Enel宣布2021-2030年的战略重点是加速能源转型。其中，约700亿欧元用于扩大其风能和太阳能业务，可再生能源发电规模将从目前的45GW增至120GW。
西班牙最大电力公司Endesa拟在未来三年将太阳能等发电总容量增加50%。 Endesa表示将在2021-2023年期间筹措79亿欧元投资用于脱碳，新可再生能源产能等。其中，可再生能源将获得33亿欧元，用于投资约3000MW的太阳能和900MW的风电。
西班牙电力巨头Iberdrola计划5年投入760亿欧元，将可再生能源装机增至60GW。 去年底Iberdrola公 布了调整后的新5年投资计划，将在2021-2025年间，投资750亿欧元大力发展可再生能源，到2025年将可再生能源装机从去年的32吉瓦增至60吉瓦。
以上只是我们列举的部分化石能源巨头在可再生能源领域的投资计划，更多的案例不胜枚举。
颇具前景的可再生能源，吸引的不只是能源巨头。 越来越多非能源企业也开始蜂拥而入。
比如澳大利亚铁矿石巨头FMG，去年底就宣布2022年或2023年开始生产风能、太阳能、氢气和氨水等可再生能源，最终目标是达到236吉瓦的清洁能源产能。又比如 日本电信巨头NTT宣布，到 2030年将可再生能源发电能力从现在的300兆瓦提高 到7.5吉瓦。
02
技术创新的力量
从目前公开资料统计，未来5年时间，全球至少有万亿美元以上资金将进入可再生能源领域。
相对于未来更为庞大的体量，目前投入的资金还只是冰山一角。国际可再生能源署预计到2050年，为了实现碳中和，全球需要在清洁能源领域累计投资130万亿美元。
这些资金大部分将投向风电和光伏相关 领域 。
十年前，这简直无法想象。
越来越多的企业将宝押向新能源，除了情怀，更多的因素是源于以风电、光伏为首的新能源竞争力越来越强。
在技术进步和规模效应推动下，风电和光伏已经成为全球最具竞争力的能源。
以风电为例，十几年前，陆上风电单位千瓦造价高达12000元，如今已经下降到7000多元。国内上网电价已经下降至0.29元/千瓦时（I类区域），部分地区成本已经下探至0.15元/千瓦时。
十几年来，风电技术不断推陈出新，目前已经进化到第四代风机——人工智能风机，这种风机为全球新能源加速开发创造了契机。
有兴趣的同学，可以观看B站上一条爆红的 讲述风机进化史的科普视频，为了方便大家观看，我们将视频上传至此。
远景能源工程师告诉我们，他们推出的伽利略超感知风机就是人工智能风机。 在前三代增加偏航、变桨、独立变桨基础 上，工程师们在风机中创造性融入了人工智能元素。
这种风机能够利用传感数据，结合人工智能模型，实时还原所在机位的风信息，并对比实际运行情况与设计的差异，进行不断的精细调整。 这样一来，风机不再是按照预设好的场景程式化的变桨，而是依据实际的气流特性求真务实的变桨。 就和伽利略一样，能够用实例来验证固有理论。
当成千上万台伽利略超感知风机遍布群山、平原、海洋，大量的实例验证信息将在云端刻画出风机该有的样子，然后传回每一台风机，进而使风机不断进化，将潜力发挥到极致，再次提升发电能力。 而且，这种进化不仅可以体现在某一台风机上，也体现在整个风电场上。 依托边缘计算技术，风电场集群的人工智能，可以回顾和预测数十台风机已经和将要经历的风况，协调各个风机的运行，实现风场整体发电能力的最大化。
除此之外，伽利略超感知风机还有很多进步，比如可以借助先进的趋势感知能力，在线规划风机的寿命策略，找到最优的运行模式，从而降低运维成本。可以通过大量结构受力样本，知道风机哪一部位需要进一步加强，哪一个部位可以优化减少材料，再运用到新风机的制造上，从而降低建设成本和度电成本。
风电如此，光伏创新更是层出不穷。
光伏转化率已经从十几年前的14%左右，上升到了目前的23%以上。晶硅组件价格从十几年前接近40元/瓦下降到目前1.4元/瓦左右。
技术创新和成本下降，让光伏成为近十年内降本速度最快的能源之一。 根据 国际可再生能源署 数据，全球光伏LCOE （平准化发电成本）由2010 年的0.378$/kWh快速下降至2020年的0.048$/kWh，降幅高达87%。
今年开始，不仅是风电， 国内大部分地区光伏项目都可以实现平价上网。在海外一些国家，由于非技术成本占比较低，一些光伏项目度电成本已经低至0.1元人民币以下。
虽然没有人能准确预测未来，但是新能源未来却是确定的。
在风电和光伏等可再生能源的驱动下，一个全新的时代序幕已经徐徐拉开。
/ END /
最近有许多朋友在询问风电、光伏和常规化石能源的度电成本相差多少，我梳理了一些资料，分国际和国内两个部分来做个比较。
（ 1 ）国际各种能源度电成本比较
国际可再生能源署(IRENA)在2018年1月发布的报告，全球陆上风电度电成本区间已经明显低于全球的化石能源，陆上风电平均成本逐渐接近水电，达到6美分/千瓦时，2017年以来新建陆上风电平均成本为4美分/千瓦时。
IRENA预计随着技术进步，2019年全球成本最低的风电和光伏项目的度电成本将达到甚至低于3美分/千瓦时，成为最经济的绿色电力。可再生能源相较化石能源已具备绝对的成本竞争力，将主导未来能源行业的新增投资。
（2）国内各种能源度电成本比较
由于全球范围内各个国家化石能源储量不一致、社会经济发展水平不一致，可再生能源资源不一致，能源政策不同等，各种能源的度电成本也有一定差异。
我们在各种发电形式电站满发、不限电的情况下来讨论当前技术水平下各种能源的度电成本。
火电的度电成本受煤炭价格影响很大，根据国内当前煤炭价格，大型火电站的度电成本约为0.2~0.3元。
陆上风电的度电成本受所在风电场的风能资源影响很大，根据当前项目造价，陆上大型风电场（I、II、III类资源区）的度电成本约为0.2~0.35。
集中式光伏的度电成本受所在区域的太阳能资源及技术路线影响较大，大型集中式、支架跟踪式光伏电站（I类资源区）的度电成本约为0.3~0.4。
而且随着竞价、平价上网、特高压线路的建设、促进消纳等政策的出台，我认为国内可再生能源的开发会趋于理性，风能及太阳能资源优越的地区才会有开发价值。可以看出，国内风能资源较好的陆上风电项目度电成本已经和火电十分接近，大型光伏电站的成本也在主要电气设备降价和技术提升的助力下快速下降。
可再生能源在国内相较化石能源也渐渐具备一定成本竞争力，而且火电对社会的环境成本也越来越是国家考量的重要方面，所以可再生能源在国内同样会主导未来能源行业的新增投资。
上述数据是在各途径收集、计算得出粗略的各种能源度电成本范围，欢迎大家给出专业的意见和指正。
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时隔25年，比尔•盖茨再次出手，他的新书《如何避免一场气候灾难》问世。在这个恰逢新冠病毒肆虐、全球升温、美国刚刚经历了暴雪灾难之时，该书的出版也似乎带着些使命感。
盖茨表示，二十年前，他绝不会料到有一天会公开谈论气候变化，甚至是写一本关于气候变化的书。但气候问题已经不是孤立的存在，也不再是各国政府机构单方面的责任，全世界每一个人都应为阻止气候变化而付出努力。
当下，碳减排已经成为全球的共同目标，为此，盖茨在书中给出了一个新概念——“绿色溢价”。
书中指出，“绿色溢价”是指产生碳排放的产品与不产生碳排放的替代品之间的成本差异。例如，目前航空燃料的平均价格为2.22美元/加仑（约4元人民币/升）。如果一家航空公司想将其替换为零碳的高级生物燃料替代品，那么使用者需要支付的价格是5.35美元/加仑（约9.6元人民币/升），涨幅高达140%。这个价格差别就是汽油的“绿色溢价”。
一件产品的“绿色溢价”越高，消除该产品碳排放的成本就越高，碳减排实现起来就越困难。所以，要么降低“绿色溢价”，要么找出突破口，实现零碳排放。
先来看降低“绿色溢价”。
其实，降低“绿色溢价”的本质并不陌生，目前，全球的风能、太阳能、天然气等可再生能源一直在 探索 更先进的发电技术，部分国家的发电成本也已经达到了可以和化石能源竞争的程度。
国际可再生能源署（IRENA）在2020年发布的最新报告显示，过去10年间可再生能源发电成本急剧下降。2019年IRENA从17000个项目中收集的成本数据显示，自2010年以来太阳能光伏发电、聚光太阳能热发电、陆上风电和海上风电的成本分别下降了82%、47%、39%和29%。2019年，在所有新近投产并网的可再生能源发电容量中，有56%的成本都低于最便宜的化石燃料发电。
再来看零碳排放。
自《巴黎协定》以来，零碳排放成为全球最终的发展目标，但这可能也仅仅是一个理想化状态，毕竟零碳排放之前，我们还要经历碳达峰和碳中和，仅做到这两点就不是件容易的事。
2006年，盖茨曾带着这样的问题拜访了不少美国的气候专家，希望探寻温室气体排放与气候变化之间的关系。但结果却令他难以接受。
“我知道温室气体正在使温度上升，但我曾经以为一些周期性的变化或其他因素会自然地阻止一场真正的气候灾难。但专家告诉我，只要人类不停排放温室气体，不论量大量小，气温都会持续上升。”
随后，微软开始了零碳排放尝试。
早在2012年，微软就在美国怀俄明州建立了一个用沼气驱动的绿色数据中心。据了解，数据中心以集装箱的形态被部署在靠近怀俄明州夏延的一个废水处理厂旁边。数据中心内部的服务器由燃料电池利用水处理厂产生的生物沼气所发的电能驱动。而工厂采用电化学反应，产生电和热。整个过程零碳排放，没有任何污染物的排放。每个燃料电池可以产生约300千瓦的可再生能源，其中数据中心使用的电量为200千瓦左右。该数据中心不仅可以独立于电网运行，还利用了废气，还将环境污染物转变为有用的电能驱动。
截至目前，比尔•盖茨已经在气候变化创新方面投资了大约20亿美元。
其实不仅仅是微软，亚马逊的首席执行官杰夫•贝佐斯在2020年为气候行动创建了一个100亿美元的基金，旨在应对气候变化。此外，埃隆·马斯克也在推特上表示，他将捐出1亿美元用于“最佳碳捕获技术”奖。
不过也有人质疑，这些钱到底是 科技 大佬的慷慨解囊，还是对其所犯错误的补偿，毕竟， 科技 公司尤其是其数据中心产生的碳排放在全球碳排放中贡献了很大一部分。
不过不管怎样，有总比没有要强，至少有了这些真金白银，各项有助于气候变化的研究才能真正动起来。
我国提出的碳达峰碳中和目标完成难度
我国提出碳达峰、碳中和目标（力争在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和），既是气候变化成为主流科学界的共识，更是大国担当的庄严承诺。但要实现这个目标，需要付出艰苦努力。
首先，欧盟CO2排放达峰是一个自然过程，而中国CO2排放达峰时间表是人为设定的。欧盟大部分国家是在90年代初，甚至有些国家是在70年代后期或80年代时就已达峰，平均达峰时间是在90年代，并且是通过事后计算才知道的。达峰后，欧盟的CO2排放有漫长的平台期，是从90年代开始一直到2000年左右，接近20多年。
有些国家的平台期达到30年，之后才开始快速下降，这一趋势下欧盟提出了2050年实现碳中和。中国的CO2排放达峰时间表是人为设定的，目前CO2排放仍在爬坡，没有看到峰顶。
各地对达峰概念的理解不一，现在仍处于研究阶段，很多地方把达峰安排为努力爬坡，而不是尽早达峰，尽可能把排放量基础做大，利用所谓的发展空间。显然我国CO2达峰还需付出艰苦努力。
其次，在碳中和问题上，欧盟承诺的碳中和时间和达峰时间间隔约为65-70年，个别国家是80年左右，而我们只有约30多年的时间。达峰后，我们几乎没有平台缓冲期，就要快速下降。
如：五中全会确定了2030年前CO2排放达峰，2035年就需要稳中有降，2035年到2060年只剩25年，要在这25年的时间实现碳中和。我们没有平台期的缓冲就需要下降，而且是快速下降。在缺乏足够时间的条件下我们如何实现碳中和，这是我们未来应该考虑的重要话题。
第三，二氧化碳排放主要来自于化石燃料的燃烧，与其他能源消费大国相比，中国能源结构以煤炭为主，我国能源结构中，煤炭占比高达57%，是所有工业大国中最高的。使用煤炭产生的二氧化碳排放比石油高30%，比天然气高70%，能源系统产生的碳排放71.7%来自煤炭使用。以煤炭为主体的能源结构决定了我国实现“双碳”目标必将付出艰苦努力。
因此，要实现双碳目标，大力发展以光伏、风电为代表的可再生能源就成为实现目标的重要路径。据测算，2060年实现我国提出的碳中和目标，需要将电力行业的碳排放量控制在40.2亿吨以内。因此，2021年及未来更长一段时期内，风电、光伏和核电在电力装机和发电量中的合计占比有望逐年提高。
根据能源局发布的统计数据测算，2030年我国风电、光伏和核电的合计发电量占比将超过26%。另外，国际可再生能源署预测，到2050年，中国风电、光伏发电合计占总发电装机量比重将超过70%。
