可再生能源热潮的背后

张文韬/编译

可再生能源热潮的背后

张文韬/编译

中国的风力发电量正在上升

● 麻省理工学院工程系助理教授杰西卡· E·特兰西克（Jessika E.Trancik）认为，虽然低碳技术在不断取得进步，成本也在逐年下降，但仍然需要公共政策的持续扶持。

也许新型电池并不像智能手机或新药那样令人兴奋。公众一般认为，能源行业只是基本服务的提供者，或是缺乏创造力的传统产业。事实上，现实正在悄然发生变化，政府对能源技术发展的支持或已初显成效。

公共政策对鼓励可再生能源的开发应用是必不可少的。因为对于大部分消费者来说，短期内看不可见低碳能源其潜在的好处，包括在市场上也很难界定碳排放的价格，以及对于公共部门的创新努力缺乏信心，这或源于政府在挑选技术时所表现出的复杂心态。

一些国家正在考虑减少对可再生能源项目的支持。比如，未来美国对风能的税收减免政策已变得不确定了；英国正在讨论逐步缩减对一些可再生能源项目的补贴，或放宽碳排放的目标；西班牙则放弃了对可再生能源发电厂承诺的奖励电价；欧盟各国也不能就2030年应用可再生能源达成一个共同的约束性指标。

但是，目前还不是政府消减对可再生能源支持的时候。如果我们延迟一天应用低碳能源技术，人类受到气候变化伤害（风暴、洪水到森林火灾）的可能性就增加一分。

因此，如果采取适度的政策干预，全球能源产业就会有卓越的表现。在中国、欧美和日本等国家的推动下，替代能源（狭义的替代能源是指一切可以替代石油的能源；广义的替代能源是指可以替代目前使用的石化燃料——译者注）技术正在世界范围内蓬勃发展。30年来，太阳能和风能技术得到了飞速发展，与1975年相比，光伏技术成本已是当年的百分之一。

各国政府应采取措施助推这种发展势头，包括出台激励市场的政策和提供配套研究资金，以提振新能源产业的成熟，促进下一代低碳技术的出现。

鼓励创新

通过对30年多的数据分析，笔者发现可再生能源的成本已急剧下降：光伏组件的成本每年下降大约10%，风力涡轮机的成本每年下降约5%。上述两项技术的生产水平每年平均上升30%。

应该说，公共政策的引导和行业的反应推进了技术进步。但政府在可再生能源方面投入的研究经费相对较少，全球范围内约为每年50亿美元，不到健康研究经费的十分之一。然而，政府的激励机制对市场成长至关重要，推动了私企对清洁能源更大的投资，每年约2500亿美元。

尽管取得了这些成功，许多国家的立法者还是在质疑支持清洁能源的公共政策。比如，美国的一些政客要求，能源基础研究资金应该限制在大学和政府的实验室里，并列举了包括索林佐公司在内的一些能源公司的失败案例（索林佐公司曾获得政府补助和贷款）。也许他们忘了，尝试拓展高技术的企业同样存在高风险，失败是不可避免的。

相比其他技术的研发，如光伏等电子系统，其紧凑的模块化系统较为容易进行试验。改进的方法通常是通过替代设计或替换材料来实现其途径，以高效率钙钛矿太阳能电池为例，就是基于半导体的多样性而开发的。而要改进燃煤发电技术，其他技术一时难以奏效，成本也就很难降下来。

相比大型燃煤或核电厂，光伏发电和风力涡轮机则是较好的选择，成本能持续降低。目前，随着光电转化效率的提高，低价太阳能电池可以更少的成本，产生更大的经济效益。风力涡轮机也是如此，安装地点越高，风速则越大，就能产生更多的能量。与化石燃料发电厂相比，实际上在美国得克萨斯州等一些地区，风能是有竞争力的。在丹麦，风力发电已经占到总用电量的30%。

如今，在能源基础设施中，其设计、构建和集成技术的知识也在增长。与美国相比，由于德国采用了经验丰富的员工和简化的许可流程，安装一个太阳能系统只需美国一半的时间。

近期随着能源专利的增长，实验室和工厂的相关知识在增长。十年来，全球太阳能和风能专利平均每年增长约15%～20%，其足以与信息技术的增长速度媲美。从记录来看，政府投资与专利申请之间的关联是显而易见的。20世纪 70年代～80年代初，由于能源危机，欧美等国投入了大量资金以寻找石油替代品，期间，太阳能与风能专利每年分别以20%和15%的比例增长。而80年代～90年代，全球能源研究经费消减了70%，专利申请也随之放缓，这自然引起人们对可再生能源发展放缓的担忧。

直到21世纪初，相关能源专利申请比率再次呈现上升态势（见“能源创新”图）。原因既有来自行业自身投资的需求,更多的是顺应政府的节能减排法规和税收激励措施。

就目前而言，日本在能源专利数量方面占据主导地位。但在过去的十多年，中国和美国在推动着可再生能源的发展，两国每年的相关专利占全球的近60%，也是所有能源专利的60%。十五年来，中国一直是煤炭专利的领跑者，并在过去的十年中，风能和太阳能专利已经超越美国。十年来，欧洲可再生能源技术的专利增加了两倍，而与化石燃料有关的专利都有所下降。

在这些背后，是相关国家或地区出台了一些针对性的政策，包括研究经费的导向、市场激励机制、上网电价补贴和规范可再生能源的标准等。比如中国已制定目标，到2020年可再生能源生产的电力供应达到15%，德国计划在2020年前可再生能源生产35%的电力。在美国，29个州和哥伦比亚特区已通过可再生能源组合标准及指定的安装标准。

保持势头

为达到减排目标，即使采取极端的节能措施，发达国家也需要到2050年才可能用无碳能源满足其电力需求的75%～100%（全球目前只有30%的能源来自无碳能源），其余的则由洁净煤 （借助碳捕获和封存技术，将化石燃料中的碳以二氧化碳的形式从工业或相关能源的排放源中分离,输送到封存地点,并使之长期与大气隔绝——译者注）和天然气生产。

包括为促进用于电力、交通和供暖等低碳技术的进一步发展，政府在政策上仍需要给予支持，并监督其发展，直到能自负盈亏。迄今，风能和太阳能技术其性价比最高，政府还应在降低成本、专利申请和市场增长方面继续给予支持。由于这两种类型的能量来源是间歇性的，存储技术也应该是政府的投资重点。

以中国在这些领域的崛起为例证，告诫各个国家或企业应在这些变化快速的市场迅速积累经验。在中国保定，英利太阳能公司的高效组装生产线已经运行；在瑞典的加油站，可为司机提供天然气、生物燃料、柴油和汽油等多种选择。包括笔者所在大学的学生为投资者想出了清洁能源的点子，其精细复杂程度是十年前即使在专家之中都是罕见的。

衡量实现低碳目标的进展情况，需要分析家和政策制定者识别和制定表现最出色的技术和政策。技术改进可以使用 “成本碳曲线”（见 “效果评估”表）进行量化。不同技术的碳（或水或土地）强度可以与其竞争力进行比较，并根据预定指标进行评估。评估指标取决于全球性或区域性的特定问题，如排放（用水量、土地使用）性能指标。

任何重大的能源革命都可能会失误——从技术失败、公司倒闭到不完美的政策，如欧洲碳排放交易计划初期遭遇的困难。因此，鼓励多种创新或过程监测会降低以上风险。同时，各国政府应充分认识到能源技术发展的规律，继续支持它。就趋势而言，到本世纪中叶，能源技术的发展基本可以使世界能源供应摆脱碳的依赖。

[资料来源：Nature][责任编辑：则 鸣]