引言：碳中和是指國(guó)家、企業(yè)、產(chǎn)品、活動(dòng)或個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的二氧化碳或溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，以抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳或溫室氣體排放量，實(shí)現(xiàn)正負(fù)抵消，達(dá)到相對(duì)“零排放”。目前已有120多個(gè)國(guó)家承諾“碳中和”。
當(dāng)前，全球正處于從高碳向低碳及凈零碳轉(zhuǎn)型的重要?dú)v史時(shí)期，圍繞碳中和將開啟一輪新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的競(jìng)賽。碳中和在推動(dòng)綠色經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的同時(shí)，將促進(jìn)包括能源、制造、科技、消費(fèi)等眾多行業(yè)的價(jià)值鏈重構(gòu)。就當(dāng)前全球形勢(shì)看，實(shí)現(xiàn)清潔低碳發(fā)展既是當(dāng)前發(fā)展的迫切需要，也是未來的必然要求。
2020年9月22日，中國(guó)政府在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出：“中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！蔽覈?guó)對(duì)清潔能源發(fā)展高度重視，投資額連續(xù)多年位居全球第一，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)容量穩(wěn)居全球首位。碳中和承諾，無疑將為清潔能源產(chǎn)業(yè)注入長(zhǎng)期發(fā)展動(dòng)力，并帶來圍繞清潔能源的各種新興機(jī)遇。
一、太陽能產(chǎn)業(yè)
中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界第一，中國(guó)是太陽能熱水器生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)，也是重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國(guó)。
太陽能光伏電池包括晶體硅電池和薄膜電池兩類，晶體硅電池占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額，占比超過90%。中國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈條較為成熟，全球市場(chǎng)地位突出，2019年中國(guó)硅料、硅片、電池和組件產(chǎn)量分別達(dá)到34.3萬噸、135GW、110GW和100GW，全球占比分別達(dá)到66.9%、97.8%、82.7%、76.9%。
薄膜電池為近些年發(fā)展起來的技術(shù)，市場(chǎng)占比較小。隨著新一代產(chǎn)品成本大幅下降，碲化鎘電池出貨量有望迎來高速成長(zhǎng)期，2019年First Solar公司組件產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)到5.7GW。銅銦鎵硒薄膜電池轉(zhuǎn)換效率提升較快，國(guó)內(nèi)己有漢能、中建材、國(guó)家能源集團(tuán)等企業(yè)布局薄膜電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。
太陽能與建筑結(jié)合相關(guān)產(chǎn)業(yè)不斷拓展。隨著中高溫太陽能熱水器的開發(fā)，太陽能熱水器的應(yīng)用領(lǐng)域不再局限于提供熱水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工業(yè)應(yīng)用方向拓展。太陽能與建筑一體化技術(shù)日益完善，主、被動(dòng)太陽房，太陽能熱發(fā)電和太陽能制冷等技術(shù)快速發(fā)展，已形成不同規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈。
二、風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)
近年來，中國(guó)風(fēng)電連續(xù)多年新增裝機(jī)居全球首位，成為全球第一風(fēng)電大國(guó)。風(fēng)電超越核電，成為僅次于火電、水電的中國(guó)第三大主力電源。
中國(guó)已成為全球最大的風(fēng)電零部件制造供應(yīng)鏈基地。就國(guó)內(nèi)來看，中國(guó)風(fēng)電起步于“三北”地區(qū)，經(jīng)歷“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的快速發(fā)展。目前，陸上風(fēng)電受限于風(fēng)資源和電力需求區(qū)域錯(cuò)配的問題，“三北”等風(fēng)電資源區(qū)存在一定的消納問題和棄風(fēng)現(xiàn)象。
在風(fēng)電資源區(qū)之外，中國(guó)在國(guó)際上創(chuàng)新發(fā)展出低速風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，低風(fēng)速開發(fā)引領(lǐng)世界風(fēng)電向著更長(zhǎng)葉片、更高塔筒、定制化設(shè)計(jì)、全生命周期的方向發(fā)展。中國(guó)中東部和南部地區(qū)可開發(fā)低風(fēng)速風(fēng)資源達(dá)10億千瓦，目前開發(fā)量不到兩成，未來拓展空間巨大。近年來，開發(fā)低風(fēng)速風(fēng)資源的分散式風(fēng)電項(xiàng)目布局加速。
海上風(fēng)電是風(fēng)力發(fā)電的重要領(lǐng)域，是推動(dòng)風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要力量。海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電相比，具有距離負(fù)荷中心近、風(fēng)機(jī)利用效率高、不占土地資源等優(yōu)勢(shì)。截至2019年底，全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量27.2GW，比2018年增長(zhǎng)24%；全球已投運(yùn)海上風(fēng)電場(chǎng)共146個(gè)，其中英國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量9.7GW。
近年來，山東、江浙、福建、廣東等中東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、負(fù)荷集中地區(qū)，海上風(fēng)電市場(chǎng)得到快速發(fā)展。大功率風(fēng)機(jī)已成為海上風(fēng)電未來的發(fā)展方向，運(yùn)輸?shù)跹b運(yùn)維設(shè)備和船舶進(jìn)一步專業(yè)化，帶動(dòng)了新的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
三、氫能源產(chǎn)業(yè)
氫能源發(fā)展仍處于商業(yè)化初期，隨著技術(shù)突破和規(guī)?；瘧?yīng)用，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈有望迎來發(fā)展爆發(fā)期。日本是氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)的掌握者，專利第一，三菱、松下、豐田等具有全產(chǎn)業(yè)鏈布局的綜合優(yōu)勢(shì)。
據(jù)預(yù)測(cè)，到2050年世界能源邁入天然氣、石油、煤炭和新能源“四分天下”時(shí)代，氫能約占18%，創(chuàng)造年均2.5萬億美元的市值，未來10-20年全球氫能產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展的重大機(jī)遇期。未來備用電源、船舶、有軌電車及分布式發(fā)電等場(chǎng)景豐富，相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域有望掀起產(chǎn)業(yè)新浪潮。日本正在加速渦輪氫氣發(fā)電機(jī)、氫燃料電池商用車、氫能冶金的開發(fā)與應(yīng)用。
氨氣可能成為未來氫氣大規(guī)模運(yùn)輸?shù)闹匾d體，氨燃料產(chǎn)業(yè)已受到世界多個(gè)國(guó)家的關(guān)注，歐洲、日本、韓國(guó)、中國(guó)都已開展氨燃料船舶研發(fā)。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省日本高度重視氨燃料產(chǎn)業(yè)鏈布局，打造涵蓋船舶建造、設(shè)備研制、燃料加注的全產(chǎn)業(yè)鏈；計(jì)劃到2030年用氨與煤炭混燒，替代日本燃煤發(fā)電站20%的煤炭供應(yīng)，最終目標(biāo)是建設(shè)氨氣發(fā)電廠，作為新的低碳電力結(jié)構(gòu)的一部分。
四、核能產(chǎn)業(yè)
核電主要有核裂變發(fā)電和核聚變發(fā)電兩種路徑，核聚變發(fā)電尚處于前期研究，核裂變發(fā)電技術(shù)不斷成熟，目前已發(fā)展到第三代核電技術(shù)，核電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是安全水平更加卓越、經(jīng)濟(jì)性更好、核燃料利用率更高、廢物產(chǎn)生量更少。
近年來，國(guó)內(nèi)外核能綜合利用相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，小型堆作為一種新興機(jī)組逐漸引起各國(guó)關(guān)注。小型核電能夠滿足直接面向用戶的分布式能源系統(tǒng)在供電、城市供熱、工業(yè)供汽和海水淡化、同位素生產(chǎn)等各種領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
過去20多年，為適應(yīng)全球能源低碳化大趨勢(shì)，各核能大國(guó)努力擴(kuò)大核能應(yīng)用范圍，多用途核電小堆開發(fā)逐漸成為發(fā)展重點(diǎn)。比爾·蓋茨創(chuàng)辦的核能企業(yè)TerraPower，計(jì)劃建造小型先進(jìn)的核電站，以補(bǔ)充由太陽能和風(fēng)能等間歇性能源供應(yīng)的電網(wǎng)。在國(guó)內(nèi)，國(guó)家電投在齊齊哈爾市推動(dòng)核能供熱小堆落地，打造東北地區(qū)冬季取暖“無煤化、零碳化”典范。
隨著人類技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是在超導(dǎo)材料、量子計(jì)算機(jī)等一些先進(jìn)技術(shù)的帶動(dòng)之下，未來可控核聚變技術(shù)有可能成為現(xiàn)實(shí)，到時(shí)核聚變電站將可以為人類帶來非常豐富的能源。2021年4月，中國(guó)“人造太陽”工程實(shí)現(xiàn)核聚變達(dá)到一分鐘燃燒，對(duì)于可控核聚變發(fā)展具有里程碑的意義。
五、地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)
地?zé)崮茏鳛樾履茉粗械膬?yōu)勢(shì)能源之一，再次進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流趨勢(shì)，而其利用模式，也由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)初期的地?zé)釡厝?，逐步向能源為主的利用模式轉(zhuǎn)型，使可貴的地?zé)豳Y源得到充分、高效的利用。
進(jìn)行大型集中供暖是地?zé)崮芄┡l(fā)展的必然趨勢(shì)。地?zé)崮芗泄┡芴嵘龑?duì)能源本身的高效利用，降低小片區(qū)應(yīng)用造成的能源損耗。冷熱站將深層的地?zé)峋┡c淺層地源熱泵制冷結(jié)合起來，不僅可以集中供暖，也可以集中制冷，不僅提高了生活的舒適度，也極大地提高能效。
地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崮芾玫母呒?jí)形式，是一種新能源整體實(shí)力的體現(xiàn)，2019年全球地?zé)岚l(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量增長(zhǎng)至13.93GW。目前的地?zé)岚l(fā)電，依舊受資源條件和開發(fā)水平的限制，我國(guó)能夠進(jìn)行高溫地?zé)岚l(fā)電的淺層區(qū)域并不多，而更多的地?zé)崮芴N(yùn)藏在幾千米深處的干熱巖中，儲(chǔ)量很大，開采成本較高。
六、生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)
生物質(zhì)是一種碳中性能源，它在生長(zhǎng)過程中吸收二氧化碳，然后在燃燒過程中重新釋放到大氣中，達(dá)到二氧化碳排放凈平衡。生物質(zhì)能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣。
生物質(zhì)能綜合利用模式包括發(fā)電、供熱、制氣、制油、制生物質(zhì)碳等，工業(yè)文明所需的所有能源商品，生物質(zhì)能均可提供。從全世界可再生能源利用來看，生物質(zhì)能源終端使用占比超過了50%，尤其是在歐洲生物質(zhì)能源在新能源中的比重超過60%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過風(fēng)能、太陽能。
生物質(zhì)發(fā)電可分為直接燃燒發(fā)電、混合燃燒發(fā)電、垃圾發(fā)電、沼氣發(fā)電和氣化發(fā)電。中國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展主要以發(fā)電利用為主，非電利用為輔。在縣域、農(nóng)村地區(qū)，利用秸稈、畜禽糞污和有機(jī)生活垃圾，通過生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣及生物天然氣，可很好地解決縣域、農(nóng)村清潔供暖難題。
七、分布式儲(chǔ)能
儲(chǔ)能是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量?jī)?chǔ)存起，分布式儲(chǔ)能是指分布在用戶側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，與分布式發(fā)電系統(tǒng)共同構(gòu)成分布式能源網(wǎng)絡(luò)。隨著我國(guó)大力推動(dòng)“新基建”的建設(shè)，通信系統(tǒng)、商業(yè)園區(qū)、工業(yè)廠房、社區(qū)住宅、海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)等場(chǎng)景對(duì)穩(wěn)定供電的需求增大，分布式儲(chǔ)能擁有巨大的市場(chǎng)藍(lán)海。
截至2020年3月底，全球已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)184.7GW，同比增長(zhǎng)1.9%。其中抽水蓄能項(xiàng)目主要用于發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能，一般由電力公司投資用于削峰填谷穩(wěn)定電力供應(yīng)，已投運(yùn)抽水蓄能項(xiàng)目占比達(dá)92.6%。
分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)依賴的設(shè)備、解決方案，主要有各類儲(chǔ)能設(shè)備以及智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，其中未來市場(chǎng)前景較大的主要有燃料電池、固態(tài)電池、超級(jí)電容器、液流電池等。目前，主要細(xì)分領(lǐng)域普遍面臨技術(shù)不成熟、成本高昂難以大規(guī)模商業(yè)化推廣、產(chǎn)業(yè)生態(tài)缺失等問題，制約了行業(yè)的發(fā)展，也為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展提供了巨大的想象空間。
八、智慧能源管理
隨著清潔能源和新能源在能源增量中的比重逐步增大，多能互補(bǔ)、協(xié)調(diào)發(fā)展將有助于提高新能源和清潔能源的使用量和消納水平。未來風(fēng)電、光伏等行業(yè)將進(jìn)一步融入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，智能化和信息化將成為新能源行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。
能源互聯(lián)網(wǎng)以智能電網(wǎng)為核心、可再生能源為基礎(chǔ)、互聯(lián)網(wǎng)為紐帶，通過能源與信息高度融合，將分布式發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷等組成眾多的微型能源網(wǎng)絡(luò)。能源互聯(lián)網(wǎng)將顛覆現(xiàn)有的能源格局與能源體系，也催生新興商業(yè)模式和機(jī)遇的不斷涌現(xiàn)，包括燃?xì)夥植际?、光伏分布式、增量配電網(wǎng)、電動(dòng)汽車及需求側(cè)管理等。
在智慧能源管理領(lǐng)域，已涌現(xiàn)出不少成功的企業(yè)。例如遠(yuǎn)景智能構(gòu)建的能源物聯(lián)操作系統(tǒng)EnOS，目前連接協(xié)同全球超過100GW的能源終端與5000萬智能設(shè)備。遠(yuǎn)景智能可以為智慧新能源、智慧工廠、綜合能源管理、智慧出行、智慧城市等領(lǐng)域提供解決方案和智能產(chǎn)品，通過智能軟件解決方案與服務(wù)智慧賦能發(fā)電、樓宇、園區(qū)、交通、城市等多個(gè)場(chǎng)景，推動(dòng)從電力生產(chǎn)側(cè)到消費(fèi)側(cè)的協(xié)同成本降低。
小結(jié)
綜上分析，在碳中和的引領(lǐng)下，清潔能源將成為一個(gè)確定性強(qiáng)、長(zhǎng)期的、廣泛的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，呈現(xiàn)出多樣化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)，包括成熟技術(shù)的產(chǎn)能擴(kuò)張、成果產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落地、清潔能源運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目、新的技術(shù)方向研發(fā)等。在清潔能源產(chǎn)業(yè)鏈上搶占先機(jī)固然重要，但更重要的是切準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向，做長(zhǎng)遠(yuǎn)的謀劃，把握好發(fā)展節(jié)奏。
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