可再生能源熱潮的背后

張文韜/編譯

可再生能源熱潮的背后

張文韜/編譯

中國的風力發電量正在上升

● 麻省理工學院工程系助理教授杰西卡· E·特蘭西克（Jessika E.Trancik）認為，雖然低碳技術在不斷取得進步，成本也在逐年下降，但仍然需要公共政策的持續扶持。

也許新型電池并不像智能手機或新藥那樣令人興奮。公眾一般認為，能源行業只是基本服務的提供者，或是缺乏創造力的傳統產業。事實上，現實正在悄然發生變化，政府對能源技術發展的支持或已初顯成效。

公共政策對鼓勵可再生能源的開發應用是必不可少的。因為對于大部分消費者來說，短期內看不可見低碳能源其潛在的好處，包括在市場上也很難界定碳排放的價格，以及對于公共部門的創新努力缺乏信心，這或源于政府在挑選技術時所表現出的復雜心態。

一些國家正在考慮減少對可再生能源項目的支持。比如，未來美國對風能的稅收減免政策已變得不確定了；英國正在討論逐步縮減對一些可再生能源項目的補貼，或放寬碳排放的目標；西班牙則放棄了對可再生能源發電廠承諾的獎勵電價；歐盟各國也不能就2030年應用可再生能源達成一個共同的約束性指標。

但是，目前還不是政府消減對可再生能源支持的時候。如果我們延遲一天應用低碳能源技術，人類受到氣候變化傷害（風暴、洪水到森林火災）的可能性就增加一分。

因此，如果采取適度的政策干預，全球能源產業就會有卓越的表現。在中國、歐美和日本等國家的推動下，替代能源（狹義的替代能源是指一切可以替代石油的能源；廣義的替代能源是指可以替代目前使用的石化燃料——譯者注）技術正在世界范圍內蓬勃發展。30年來，太陽能和風能技術得到了飛速發展，與1975年相比，光伏技術成本已是當年的百分之一。

各國政府應采取措施助推這種發展勢頭，包括出臺激勵市場的政策和提供配套研究資金，以提振新能源產業的成熟，促進下一代低碳技術的出現。

鼓勵創新

通過對30年多的數據分析，筆者發現可再生能源的成本已急劇下降：光伏組件的成本每年下降大約10%，風力渦輪機的成本每年下降約5%。上述兩項技術的生產水平每年平均上升30%。

應該說，公共政策的引導和行業的反應推進了技術進步。但政府在可再生能源方面投入的研究經費相對較少，全球范圍內約為每年50億美元，不到健康研究經費的十分之一。然而，政府的激勵機制對市場成長至關重要，推動了私企對清潔能源更大的投資，每年約2500億美元。

盡管取得了這些成功，許多國家的立法者還是在質疑支持清潔能源的公共政策。比如，美國的一些政客要求，能源基礎研究資金應該限制在大學和政府的實驗室里，并列舉了包括索林佐公司在內的一些能源公司的失敗案例（索林佐公司曾獲得政府補助和貸款）。也許他們忘了，嘗試拓展高技術的企業同樣存在高風險，失敗是不可避免的。

相比其他技術的研發，如光伏等電子系統，其緊湊的模塊化系統較為容易進行試驗。改進的方法通常是通過替代設計或替換材料來實現其途徑，以高效率鈣鈦礦太陽能電池為例，就是基于半導體的多樣性而開發的。而要改進燃煤發電技術，其他技術一時難以奏效，成本也就很難降下來。

相比大型燃煤或核電廠，光伏發電和風力渦輪機則是較好的選擇，成本能持續降低。目前，隨著光電轉化效率的提高，低價太陽能電池可以更少的成本，產生更大的經濟效益。風力渦輪機也是如此，安裝地點越高，風速則越大，就能產生更多的能量。與化石燃料發電廠相比，實際上在美國得克薩斯州等一些地區，風能是有競爭力的。在丹麥，風力發電已經占到總用電量的30%。

如今，在能源基礎設施中，其設計、構建和集成技術的知識也在增長。與美國相比，由于德國采用了經驗豐富的員工和簡化的許可流程，安裝一個太陽能系統只需美國一半的時間。

近期隨著能源專利的增長，實驗室和工廠的相關知識在增長。十年來，全球太陽能和風能專利平均每年增長約15%～20%，其足以與信息技術的增長速度媲美。從記錄來看，政府投資與專利申請之間的關聯是顯而易見的。20世紀 70年代～80年代初，由于能源危機，歐美等國投入了大量資金以尋找石油替代品，期間，太陽能與風能專利每年分別以20%和15%的比例增長。而80年代～90年代，全球能源研究經費消減了70%，專利申請也隨之放緩，這自然引起人們對可再生能源發展放緩的擔憂。

直到21世紀初，相關能源專利申請比率再次呈現上升態勢（見“能源創新”圖）。原因既有來自行業自身投資的需求,更多的是順應政府的節能減排法規和稅收激勵措施。

就目前而言，日本在能源專利數量方面占據主導地位。但在過去的十多年，中國和美國在推動著可再生能源的發展，兩國每年的相關專利占全球的近60%，也是所有能源專利的60%。十五年來，中國一直是煤炭專利的領跑者，并在過去的十年中，風能和太陽能專利已經超越美國。十年來，歐洲可再生能源技術的專利增加了兩倍，而與化石燃料有關的專利都有所下降。

在這些背后，是相關國家或地區出臺了一些針對性的政策，包括研究經費的導向、市場激勵機制、上網電價補貼和規范可再生能源的標準等。比如中國已制定目標，到2020年可再生能源生產的電力供應達到15%，德國計劃在2020年前可再生能源生產35%的電力。在美國，29個州和哥倫比亞特區已通過可再生能源組合標準及指定的安裝標準。

保持勢頭

為達到減排目標，即使采取極端的節能措施，發達國家也需要到2050年才可能用無碳能源滿足其電力需求的75%～100%（全球目前只有30%的能源來自無碳能源），其余的則由潔凈煤 （借助碳捕獲和封存技術，將化石燃料中的碳以二氧化碳的形式從工業或相關能源的排放源中分離,輸送到封存地點,并使之長期與大氣隔絕——譯者注）和天然氣生產。

包括為促進用于電力、交通和供暖等低碳技術的進一步發展，政府在政策上仍需要給予支持，并監督其發展，直到能自負盈虧。迄今，風能和太陽能技術其性價比最高，政府還應在降低成本、專利申請和市場增長方面繼續給予支持。由于這兩種類型的能量來源是間歇性的，存儲技術也應該是政府的投資重點。

以中國在這些領域的崛起為例證，告誡各個國家或企業應在這些變化快速的市場迅速積累經驗。在中國保定，英利太陽能公司的高效組裝生產線已經運行；在瑞典的加油站，可為司機提供天然氣、生物燃料、柴油和汽油等多種選擇。包括筆者所在大學的學生為投資者想出了清潔能源的點子，其精細復雜程度是十年前即使在專家之中都是罕見的。

衡量實現低碳目標的進展情況，需要分析家和政策制定者識別和制定表現最出色的技術和政策。技術改進可以使用 “成本碳曲線”（見 “效果評估”表）進行量化。不同技術的碳（或水或土地）強度可以與其競爭力進行比較，并根據預定指標進行評估。評估指標取決于全球性或區域性的特定問題，如排放（用水量、土地使用）性能指標。

任何重大的能源革命都可能會失誤——從技術失敗、公司倒閉到不完美的政策，如歐洲碳排放交易計劃初期遭遇的困難。因此，鼓勵多種創新或過程監測會降低以上風險。同時，各國政府應充分認識到能源技術發展的規律，繼續支持它。就趨勢而言，到本世紀中葉，能源技術的發展基本可以使世界能源供應擺脫碳的依賴。

[資料來源：Nature][責任編輯：則 鳴]