在历史的转折点上：能源革命与低碳经济课件

在历史的转折点上段伟常新能源革命与低碳经济P1在历史的转折点上段伟常新能源革命与低碳经济P1哥本哈根气候大会开幕如果《哥本哈根议定书》不能在今年的缔约方会议上达成共识并获得通过，那么在2019年《京都议定书》第一承诺期到期之后，全球将没有一个共同文件来约束温室气体的排放。这将导致人类遏制全球变暖的行动遭到重大挫折。也因为这个原因，本次会议被喻为“拯救人类的最后一次机会”。2哥本哈根气候大会开幕如果《哥本哈根议定书》不能在今年的缔约第一个被海水淹没的国家-图瓦卢3第一个被海水淹没的国家-图瓦卢3人间天堂-马尔代夫向全球呼救4人间天堂-马尔代夫向全球呼救4国家战略现在的西方世界特别是传统的欧洲国家，他们已经站在了道德的制高点上。他们打着拯救地球的旗号要求别的国家减排，如果你按照他的要求去减排的话，对经济的发展不利，因为生产成本提高了，而且还要花极大的资金去买欧洲的环保技术和设备。现在欧盟的环保技术是世界上最好的，美国的也比不过欧盟。因此环保政治家和学者呼吁建立一套全球排放贸易体系：即每个国家都有与之相配的二氧化碳排放权，那些想要更大排放权的国家，必须从温室气体排放量小的国家购买排放权。5国家战略现在的西方世界特别是传统的欧洲国家，他们已经站在了道低碳经济国家战略6低碳经济国家战略6全球气候变化基本原理示意图CO2,CH4,N2O,…地表吸收大气层太阳短波辐射7全球气候变化基本原理示意图CO2,CH4,N2O,…地表吸收大气中CO2浓度变化趋势8大气中CO2浓度变化趋势81988年11月成立了政府间气候变化专业委员会(IPCC)

2019年IPCC第三次科学评估报告的部分主要结论:过去的1000年中，20世纪增温最大，达0.6℃，海平面升高0.1-0.2米。预计21世纪全球平均气温升高1.4-5.8℃，海平面上升0.09-0.88米。即使温室气体浓度达到稳定，其影响也还将持续若干世纪。人类采取适当措施，可以减缓气候变化的不利影响。必须采取行动，减少人为温室气体排放，保护全球气候系统。

IPCC评估报告9IPCC评估报告9人类面临着气候和能源问题二氧化碳的当量浓度（PPM）全球平均气温上升

(ºC)全球CO2排放回到2000年水平相对于2000年，2050年全球CO2排放的变动（%）445–4902.0–2.42000-2030-85to-50490–5352.4–2.82000-2040-60to-30535–5902.8–3.22020-2060-30to+5590–7103.2–4.02050-2100+10to+60710–8554.0–4.9+25to+85855–11304.9–6.1+90to+140如果到了450PPM（百万分之一），全球温度会上升2度，北冰洋的冰层都会融化，导致海平面上升，全世界会出现一个450政策。10人类面临着气候和能源问题二氧化碳的当量浓度（PPM）全球平均节能与全球气候变化减少CO2排放减少化石燃料消费企业节能减少全球气候变化11节能与全球气候变化减少减少化石企业节能减少全球11落脚点：年底的《哥本哈根议定书》2009年12月在哥本哈根召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第15次会议上达成一个新的《哥本哈根议定书》，以代替2019年到期的《京都议定书》。1992年，《联合国气候变化框架公约》；2019年，《京都议定书》，议定书正式生效。2019年，克林顿签署《京都议定书》，参议院拒批；2019年，布什退出了《京都议定书》。《京都协议书》中明确约定：2019年－2019年，所有签署联合国气候变化框架公约的发达国家要将其温室气体排放量在1990年的基础上减少5.2%，而发展中国家没有减排义务。12落脚点：年底的《哥本哈根议定书》2009年12月在哥本哈根召2019年制定的《京都议定书》为《公约》附件一国家(发达国家)规定了具有法律约束力的减排义务：在2019年至2019年，需将其人为温室气体排放水平，在1990年基础上平均减少5.2%。其中，欧盟为8％，美国7％，日本6％，澳大利亚增长8％。

《京都议定书》-1132019年制定的《京都议定书》为《公约》附件一国家(发达国家《京都议定书》-2由于减排成本(美元/吨)在发达国家和发展中国家有着巨大的差别，即100美元量级相对于10美元或几美元量级，《京都议定书》允许发达国家通过境外减排方式，履行在京都议定书下承诺的义务，即京都三机制：

清洁发展机制(CDM)联合履行(JI)排放贸易(ET)14《京都议定书》-2由于减排成本(美元/吨)在发达国家和发展中《京都议定书》限定的六种温室气体

温室气体

全球增温潜力(GWP) CO2（二氧化碳） 1 CH4（甲烷） 21 N2O（氧化亚氮） 310 HFCs（氢氟碳化物） 140-11,700 PFCs（全氟化碳）6,500-9,200 SF6（六氟化硫） 23,900《京都议定书》-315《京都议定书》限定的六种温室气体 温室气体减少温室气体排放的主要途径

提高生产效率尤其是提高能源效率新能源与可再生能源,削减化石燃料消费燃料替代(低碳和非碳能源体煤炭)植树造林(碳汇)二氧化碳的收集和储存《京都议定书》-416减少温室气体排放的主要途径《京都议定书》-416什么是CDM？发达国家发展中国家投資、技术減排活动減排量17什么是CDM？发达国家发展中国家投資、技术減排活动減排国际碳交易市场总体架构--排放贸易(ET)

配额交易市场为有温室气体排放上限的国家或企业提供碳交易平台以满足减排目标自愿交易市场则是从其他目标出发(如企业社会责任、品牌建设、社会效益等)自愿进行碳交易以实现其目标18国际碳交易市场总体架构--排放贸易(ET)何为碳交易？碳交易(即温室气体排放权交易)也就是购买合同或者碳减排购买协议(ERPAs)，其基本原理是，合同的一方通过支付另一方获得温室气体减排额。买方可以将购得的减排额用于减缓温室效应从而实现其减排的目标。CDM:清洁发展机制,CleanDevelopmentMechanism，是《京都议定书》中引入的三个灵活履约机制之一。根据“共同但有区别的责任”原则，已完成工业革命的发达国家应对全球变暖承担更多的历史责任，因此,《京都议定书》只给工业化国家制定了减排任务，但没有对发展中国家作这个要求。19何为碳交易？碳交易(即温室气体排放权交易)也就是购买合同或者配额碳交易市场

最典型的此类交易为清洁发展机制CDM及联合履行机制(JI)下分别产生核证减排量(CERs)和减排单位(ERUs)20配额碳交易市场最典型的此类交易为清洁发展机制CDM及联合履EU-ETS依然主导全球碳交易市场

EU-ETS依然是全球碳交易市场的引领者自运行以来，碳产品交易量与交易额一直占全球总量的3/4以上2019年EUA的成交量是20亿，价值超过500亿美元21EU-ETS依然主导全球碳交易市场EU-ETS依然是全球碳全球其他碳交易市场发展迅速

目前世界上还没有统一的国际排放权交易市场，在区域市场中，也存在不同的交易商品和合同结构，各市场对交易的管理规则也不相同。

22全球其他碳交易市场发展迅速目前世界上还没有统一的国际排放权低碳经济产业链动力源产生、储存、运输、分配消费产业链：化石燃料：高碳石油天然气煤炭等清洁能源：低碳化水电太阳能、风能、核能生物能源、地热、沼气等输配：电网智能化；特高压等节能建筑节能照明新能源汽车(V2G)消费：智能电网储能：电池低碳化：工业节能碳交易替代23低碳经济产业链动力源产生、储存、运输、分配消费产业链：化石燃中国的碳排放密度位居前列中国远高于平均水平，而且碳密度位居前列。碳密度：百万吨能源消费排放的CO2/1000美元GDP24中国的碳排放密度位居前列中国远高于平均水平，而且碳密度位居前中国能源的现状中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消费比例低于世界平均水平25中国能源的现状中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消中美碳减排目标将成为哥本哈根议定书的焦点26中美碳减排目标将成为哥本哈根议定书的焦点26哥本哈根会议展望发展中国家未来温室气体减排行动（NAMAs）：发展中国家自主的行动，不是强制减排以发达国家提供资金、技术转让和能力建设为前提条件要能够测量、核实和报告产生的减排量不能够用来冲抵发达国家的减排义务（中国政府的立场）27哥本哈根会议展望发展中国家未来温室气体减排行动（NAMAs）减排交易机制《京都协议书》规定了三种减排交易机制：减排交易机制区别清洁发展机制（CDM）发达国家与发展中国家交易，因为发达国家成本高联合履行（JI）集团内部解决方式，如欧盟内部的许多国家可视为一个整体，采取有的国家削减、有的国家增加的方法，在总体上完成减排任务排放贸易（ET）类似于CDM，区别是交易主体只能是发达国家28减排交易机制《京都协议书》规定了三种减排交易机制：减排交易机CDM减排规定目前CDM规定减排的温室气体有：CO2（二氧化碳）、CH4（甲烷）、N2O（氧化亚氮）、HFCs（氢氟碳化物）、PFCs（全氟化碳）、SF6（六氟化硫）。CDM分布的行业和领域：1、能源工业（可再生能源/不可再生能源）2、能源分配3、能源需求4、制造业5、化工行业6、建筑行业7、交通运输业8、矿产品9、金属生产10、燃料的飞逸性排放（固体燃料，石油和天然气）11、碳卤化合物和六氟化硫的生产和消费产生的逸散排放12、溶剂的使用13、废物处置14、造林和再造林15、农业。29CDM减排规定目前CDM规定减排的温室气体有：CO2（二氧化碳交易市场的规模

2019201920192019E2020E碳交易量（亿吨，Gt）162742100440市场价值（亿欧元）22040063015004440碳交易市场的成交量和市场价值估算来源：证券市场周刊30碳交易市场的规模2019201920192019E2020清洁能源光伏发电的未来战略地位31清洁能源光伏发电的未来战略地位31综述—中国需要改变我国现有能源结构我国已探明的煤炭将在81年内采光石油将在15年左右枯竭天然气也将在30年用尽根据中国电力科学院预测，我国电力供应缺口在2019年和2020年分别为3700万千瓦和1亿千瓦发展可再生能源是未来能源发展的必由之路小水电和风电已经达到了商业化发电的水平，但它们的资源量毕竟有限，即使全部开发也可能满足不了未来的需要，太阳能光伏发电是有潜力的电力来源。32综述—中国需要改变我国现有能源结构32综述—得天独厚的优势我国太阳能资源分布太阳能在三分之二的国土上，年辐射量超过60万焦耳／平方厘米，每年地表吸收的太阳能大约相当于17万亿吨标准煤的能量，开发利用前景广阔33综述—得天独厚的优势我国太阳能资源分布33工业用电8.8%电厂消耗1.2%低碳化过程中节能需求大动力源比例煤炭51.6%天然气15.2%石油3.5%核能20.8%可再生8.8%其它0.1%化石类70.3%能源消费到电力100%无效的转换损耗65.4%电力34.6%传输损耗3.1%居民用电10.6%商业用电10.6%终端用电30.3%交通及直接使用损耗0.3%来源：AnnualEnergyReview2019,EIA,Page21934工业用电8.8%电厂消耗1.2%低碳化过程中节能需求大动力新能源是一场革命新能源发生革命的地方主要在三个领域：一是能源的提供方式：由化石燃料（石油、煤炭）转向清洁能源；二是能源的运输方式：由电网、固网运输向智能（分布式）电网过渡，包括互动、虚拟的电网形式，以及电池汽车入网（V2G）等。第三是在消费端，由用油过渡到用电，减少工业能耗，以及降低建筑和照明能耗，大力发展新能源汽车。低碳化的途径高碳采用节能技术和市场化减排机制实现低碳化清洁能源替代高碳能源35新能源是一场革命新能源发生革命的地方主要在三个领域：35低碳产业链分析：技术的突破方向未来可能突破的技术：清洁能源（风电、核电、水电等制造技术）智能电网电池技术（包括新能源汽车）36低碳产业链分析：技术的突破方向未来可能突破的技术：36光伏发电基本原理37光伏发电37光伏产业链38光伏产业链38从人类能源演化史看21世纪能源变革

39从人类能源演化史看21世纪能源变革39

前工业化时代－社会财富和能源消耗水平很低，－人力、畜力、风能、薪柴等为主初级绿色能源。工业化时代

－化石燃料+工业革命-以高能源、高资源消耗为代价赢得了物质财富和科学技术高度发展；－同时造成资源极大浪费，生态环境恶化和破坏。后工业化时代－可再生能源为主的能源体系体系；－单位能耗的物质财富极大增加；－可持续发展是一切活动准则；－人和大自然友好相处。

40前工业化时代40工业化时代◆能源结构发生剧烈变化：化石能源达到顶峰并逐步走向枯竭，可再生能源逐步替代成为必然。◆能源变革必将发人类社会、政治、经济、文化的变革。变革中孕育了下一个更高的文明时代。◆只有把握这种变革国家和民族，才能争得发展的主动权。41工业化时代41

化石燃料生产(消耗)的峰值存在一个高峰，

高峰在什么时间？离峰离现在还有多远？留给可再生能源技术发展的时间足够吗？！42化石燃料生产(消耗)的峰值存在一个高峰，42世界油气资源峰值2019,AssociationforStudyofPeakOil(ASPO):峰值位于2019(图)；

2019,BP，WorldEnergyForuminDavos,峰值位于2019,30-40之后将消耗尽；

2000，WorldResourcesInstituteinWashington:峰值位于2019.化石能源峰值位置研究43世界油气资源峰值化石能源峰值位置研究43初步结论化石燃料峰值到来之前还有二、三十年,加紧开发、培育以太阳能为代表的可再生能源非常必要、十分紧迫。44初步结论44太阳能是人类未来最重要的战略能源在能源结构中的比例，％20502100可再生能源～52%～86%太阳能～28%～67%太阳能发电(光伏＋热电)～24％～64％◆欧盟JRC预测2019EUR21087EN45太阳能是人类未来最重要的战略能源在能源结构中的比例，％205技术发展：太阳电池效率持续提高

实验室电池：单晶硅24.7%，多晶硅20.3%硅基薄膜电池：>13%CdTe：16.5%;CIGS:19.5%

46技术发展：太阳电池效率持续提高46光伏发电是发展最快的可再生能源发电技术47光伏发电是发展最快的可再生能源发电技术47并网发电的意义

标志着光伏发电由边远地区和特殊应用向城市过渡，由补充能源向替代能源过渡，人类社会向可持续发展的能源体系过渡。48并网发电的意义48我国能源形势－比世界平均水平严峻各种一次能源资源量均低于世界平均水平

除太阳能外我国各种能源储采比与世界比较49我国能源形势－比世界平均水平严峻49能源结构性矛盾特别突出－煤炭比例过高2019年一次商品能源消耗结构世界中国煤炭24.71％67.0%石油38.47％23.6%天然气23.72%2.5%核能6.59％0.4%水电6.51%6.5%50能源结构性矛盾特别突出－煤炭比例过高世界中国煤炭24.71％2019年2020年◆电力缺口大51◆电力缺口大51我国环境形势比世界平均水平严峻

◆煤的大量直接燃烧是造成我国大气污染的主要原因：

我国煤炭排放的SO2占全国的87%,CO2……………71%,NOx……………67%烟尘……………60%

据估计，我国由于环境造成的损失已经超过总GDP的10％。52我国环境形势比世界平均水平严峻522019年我国成为世界排放最严重的国家

2019年我国不但SO2排放持续占世界第一；而且CO2排放将超过美国，成为世界第一(2019年美国CO2排放59.1亿吨，我国为60.2亿吨－世界能源组织首席经济学家比罗尔(Fatih.Birol)－环球时报2019.4.27)。虽然我国人均排放、历史排放还远低于美国等其它国家，但单位GDP能耗和排放居世界高位，采取更加有效的减排节能措施和大力发展可再生能源也是我国可持续发展之必须和造福于国家和民族的千秋大计。532019年我国成为世界排放最严重的国家53中国发展光伏内需市场是大势所趋中国是传统资源匮乏的国家，但太阳能资源全球第2制约中国市场发展的是发电成本和国内产业链的成长情况日本政府从从1994年补贴太阳能，13年来成本不降反升，07年取消补贴08年上海、内蒙古两家审批上网电价4元/度历史上中国的电池企业集中在低毛利率的下游，设备、原材料和系统集成技术都掌握在国外中国主要常规能源储量和世界的对比中国光伏产业链集中在中游制造环节54中国发展光伏内需市场是大势所趋中国是传统资源匮乏的国家，但太中国的光伏产业链走向完备中国的光伏电池产量08年占全球27%硅原料2019年实现自给中国大陆2019年占全球电池市场的27％，含台湾则占比超过40％；中国的多晶硅产能将在2019年底实现自给；在目前国产设备及进口设备混搭的主流建线方案中，国产设备在数量上已占多数。逆变器等系统关键部件国内已有生产，光伏系统集成商正在产生55中国的光伏产业链走向完备中国的光伏电池产量08年占全球27%度电成本大幅下降敦煌项目合理电价屋顶系统合理均价对单位MW项目造价的测算8％收益率要求下合理上网电价的测算56度电成本大幅下降敦煌项目合理电价屋顶系统合理均价对单位MW项光伏内需市场发展必将远超规划2020年规划目标必被超出“规划”:2020年20GW国际光伏发电目标：2020年1%中国同等比例，则需装机70GW4年复合增长率100％市场驱动力较07年风电更强：政府的驱动因素：产业拯救和地方经济拉动形象工程（1GW的补贴申报）设备厂家的游说用户的驱动因素：