全球正在迈入可再生能源时代 - 可再生能源管理展览会

2024深圳国际电力元件、可再生能源管理展览会将行于8月28日至8月30日在深圳国际会展中心（宝安新馆）举行，邀您关注今日深圳电子展新资讯：

能源是进步的基石。我们的生活质量与获取和利用外部能源密不可分。电是我们可获得的最实用、用途最广泛的能源形式。我们可以在煤、石油、天然气的长期短缺下苦苦捱日，但是却不能忍受电的短缺，因为它支撑起当今社会各种现代化功能。想象一下，一个大城市突然断电势必发生混乱。幸运的是，世界大部分地区都已经建立了强大的电力系统，为我们提供可靠且经济高效的全天候电力。

我们正在摆脱肮脏的煤炭等化石燃料时代，迅速向更清洁的电力能源过渡。2023 年，太阳能和风能发电量占全球发电量的 14% 以上，十年间增长了近四倍。在同一时期，全球太阳能发电装机容量的部署达到了惊人的413 GW。2023 年，全球风力发电装机容量接近 105 GW，达到创纪录水平。

正如国际能源署（IEA）在其 2050 年净零排放路线图中所概述的那样，我们的前进道路涉及社会大规模的电气化。重点是用清洁电力取代化石燃料，并实施能效措施。两者之间的协同作用拥有光明的前景。例如，电动汽车和热泵比内燃机或煤气炉效率高得多。这种效率的提高可减少能量损失、降低燃料成本、并减少二氧化碳排放。在衡量了工业、建筑、电器和交通的效率措施之后，显然，IEA 的净零情景是可以实现的。令 IEA 猝不及防的是，以太阳能为先导的可再生能源时代革命即将缓缓走来。

潜力巨大

从全球来看，地球表面平均每平方米接收约170 W 的太阳光能量，热带高压区每平方米接收超过 250 W。鉴于现代太阳能技术，我们假设太阳能的转换效率为 20%，如果有效利用的话，我们可以用撒哈拉沙漠大小的面积满足全球能源需求。

从理论角度来看，太阳能似乎是世界的完美解决方案。它提供免费、无限、清洁的能源。太阳能为生物燃料的生长提供能源，是风能、水能的主要能量来源；甚至对于历经数百万年才形成的化石燃料而言，其最终能量来源也是太阳能。

我们有能力以低成本将太阳能转化为最有用的能源形式——电。光伏发电的适用性强，既适用于小型发电设施，也适用于大型发电设施。光伏发电设施既可以轻松安装在屋顶和外墙，也可以部署在大型发电厂中。其安装简单，只需要很少的维护或不需要维护。

这也解释了为什么在 2023 年，全球太阳能发电设施比其他所有发电设施加起来还要多。从这个角度来看，2023 年太阳能的安装规模超过了全球核电的累计规模，而全球核电是经过了50 多年才发展成如今的规模。太阳能正在创造前所未有的记录，其安装率不断打破专家的预估。一年前，BloombergNEF 的分析师预测 2023 年太阳能装机容量为 320 GW，这一数字很可能会被打破。

2024 年，全球太阳能市场的年装机容量将达到 500 GW。在过去的五年里，我们的太阳能装机容量将相当于世界煤炭发电机组的装机容量。这标志着一场太阳能革命的到来，尽管这场革命以间歇性能源生产为标志，因此也受到诟病。

神经网络

这种间歇性挑战的解决方案是“神经网络”，这是分析师 Guidehouse Insights 几年前创造的一个术语。在神经网络中，数据和智能主要存放在云中。网络利用了广泛的连接性、人工智能和越来越多连接到互联网的设备，实现了发电资产和配电网络与消费者、建筑、交通设施、风光及储能等资产的交互。

本质上，“神经网络”赋予了世界最大的机器——智能电网。这是一个难得的进步机遇，将释放巨大的消费价值，推动脱碳，重塑社会。

储能的作用

储能也很关键。在过去的一个世纪里，我们建立了广泛的储能能力。例如，美国的原油战略储备足以满足全美一个多月的需求。煤和天然气也有很大的储存能力。电就不一样了。与其他能源形式不同，电必须立即使用或转换成另一种形式才能再利用。常见的方法包括带动涡轮转动（惯性）、抽水蓄能和电池。全球的储电能力缺乏，备用电力连一天都不足以维持。因此，我们的电力系统依赖化石燃料作为备用。电池革命是可再生能源时代转型的下一个关键组成部分。

电池是我们生活中至关重要的一部分，但也经常被忽视。我们的数字生存依赖于电池，电池为我们的电子设备提供所需的便携式电源。我们周围的电池数量惊人。比如小到手表上的纽扣电池，大到 120 公斤的家用蓄电池等。

对高性能电池（如锂离子电池）的需求正以前所未有的速度激增。2013 年，高性能电池市场的储能容量达到了 45 GWh，主要服务于移动设备和笔记本电脑。2023 年，这个市场扩大到近 1.1 TWh，扩张了 24倍。与此同时，电池组价格暴跌了80%，电池性能继续提高。电池大多用于为汽车和其他车辆供电。电池已经是可再生能源时代革命的基础元素，随着时间的推移，它们的重要性只会越来越大。

电池在交通电气化中发挥着关键作用，就拥有成本而言，我们已经达到了一个临界点。未来的创新和规模经济将进一步降低费用，以实现内燃机和电动汽车之间基于标价的价格平价。这些电动汽车将作为电网资源，在可再生能源峰值时充电，低谷时放电。

性能的持续增强和成本的降低将打开新的市场，从离网解决方案开始，扩展到住宅和工商业建筑。德国是一个典型例子，去年德国几乎 70% 的住宅太阳能业主安装了储能系统来补充他们的太阳能电池板。这是因为将多余的自发电内部消费比输出到电网具有经济优势。

我们还将见证大规模固定储能站点的激增，以使电网运营商全天候保证电力可靠性。这些储能设施将缓解批发能源市场的价格波动，并有助于具有成本效益的间歇性可再生能源的扩张。

我们期待重大创新，特别是在更长时的储能解决方案中，锂离子电池可能不是最终选择。钠离子电池等技术可能会获得突出地位。最终，电网的低成本储能将会普及。

热泵行动

可再生能源时代的最后一项关键技术是热泵。热泵拥有很高的效率，每消耗一单位电能就能提供三到五个单位的热能，这要归功于它们从室内外温差中获取“自由能量”的能力。在挪威等北欧国家，热泵已经是家庭供暖的主要方案。许多热泵也可以配置用于制冷。虽然热泵本身并不是新技术，但围绕制冷剂、循环和传热流体的创新正在推进。热储以及热泵的控制和管理方面的创新也在进行，创新打开了新市场，刺激了增长机会。大规模生产能力正在全球范围内扩大，进一步降低了成本。热泵将为建筑物采暖和制冷提供高效、经济的多功能解决方案。

历史重演

能源革命是历史的轮回。上一次重大事件是 20 世纪初的石油繁荣。1900 年，石油日产量为 15 万桶，今天超过 1 亿桶。由此产生的财富对美国、沙特阿拉伯和许多其他国家的繁荣起到了重要作用。

目前，我们正处于另一场能源革命之中：可再生能源时代的革命。对于全球的公司和国家来说，这既是一个重大的机遇，也是一个挑战。四项关键技术——太阳能、电池、数字连接和热泵——将促进全球脱碳。拥抱它们就是拥抱财富。

    文章来源：电力国际汇epintl

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