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终端使用行业脱碳：绿色氢认证
随着各国寻求实现气候中和，绿色氢能（由可再生能源生产的氢能）和由绿色氢能衍生的合成燃料将在能源转型中发挥关键作用，特别是在难以减排的行业。更具体地说，绿色氢能可以在非能源工艺和产品（如钢铁、化肥和塑料生产）中取代化石燃料方面发挥重要作用。根据《世界能源转型展望》（IRENA，2021 年）中描述的 IRENA 1.5°C 情景，到 2050 年，绿色氢能及其衍生物将占最终能源使用量的 12%，与电力一起，将占最终能源消费的 63%。要实现全球脱碳，到 2050 年需要安装 5000 吉瓦（GW）的氢电解器容量，而 2020 年的装机容量仅为 0.3 GW（IRENA，2021 年）。
脱碳非洲电网发电
公用事业尺度可再生能源的成本下降了，例如太阳能光伏（PV）和风能，以及电池等能源存储技术，对非洲国家可以直接转移至100％的可再生能力。迅速采用可再生能源将使非洲避免对其他人陷入困境的化石燃料的严重依赖，但是当今的现实是，许多非洲国家还不能仅凭可再生能源而获得所需的一切。随着电力系统接近100％的无化石，Sepulveda等人（2018年）认为，电池和需求管理不能代替他们所谓的“牢固”清洁资源（这意味着可以依靠按计划产生的电力），例如使用碳捕获或碳水化合物或储层的气体。此外，如果没有企业资源，储能成本就越来越快地上升，即设计具有零排放的可靠网格。随着存储技术的发展，促进促进非常高可变的可再生能源（VRE）渗透所需的投资成本将下降，但是那些没有清洁公司资源（Hydro，Biomass and Geotermal）的非洲国家迫不及待地等待。
南非电力系统脱碳
巴黎协定实施战略伙伴关系 (SPIPA)：气候变化是一种全球威胁，需要所有社会做出果断而自信的应对，特别是占全球温室气体排放量约 80% 的主要经济体。2015 年巴黎协定与 2018 年卡托维兹气候一揽子计划相辅相成，为应对气候变化的全球行动提供了基本框架，并引导全球向气候中立和气候适应性转变。在此背景下，政策实践者热衷于利用各种平台相互学习，加速传播良好做法。为了改善变得更加动荡的地缘政治格局，欧盟于 2017 年开始加倍加强气候外交努力和与欧洲以外主要排放国的政策合作，以促进巴黎协定的实施。这导致了 SPIPA 计划的建立，以调动欧洲的专业知识来支持同行学习。该计划建立在与欧盟主要经济体的气候政策对话和合作的基础上，并对其进行了补充。
全球能源系统脱碳的新视角
对能源技术历史成本趋势的严格分析表明，几十年来，关键可再生能源和存储技术（如太阳能、风能、电池和氢能）的部署不断增加，而这些技术的成本也持续大幅下降。例如，随着过去 50 年太阳能光伏发电的广泛应用，其成本下降了三个数量级（下降了 1000 多倍）——下降幅度如此之大，以至于国际能源署最近宣布某些地区的太阳能光伏发电是“历史上最便宜的电力来源”（IEA，2020 年）。这种成本降低是设计、制造、融资、安装和维护方面积累的经验的结果——因此，整体发展模式被称为“经验曲线”。
全球能源系统脱碳的新视角
对能源技术历史成本趋势的分析表明，数十年来可再生能源技术部署的增长与成本的大幅下降相一致。例如，太阳能光伏的成本在过去 50 年中下降了三个数量级。风能、能源储存和电解器（氢能）也呈现出类似的趋势。这种下降趋势将持续下去，并将使这些可再生能源技术中的几种成本远低于目前化石燃料发电的成本基础。尽管这些趋势相当一致且可预测，但为 IPCC 和国际能源署制作的大多数主要气候缓解模型一直低估了这些趋势。通过将这些趋势纳入简单、透明的能源系统模型，我们产生了新的气候缓解情景，这些情景提供了与标准模型截然不同的视角。这些新情景提供了一个机会来重新评估普遍的说法，即符合巴黎协议的排放路径将是昂贵的，需要降低能源可靠性或经济增长，并且需要依赖目前昂贵或未经证实的规模技术。这项研究为那些致力于实现经济脱碳、同时提供经济增长机会和廉价能源的政府提供了令人鼓舞的证据。
PPA 在英国电网脱碳中的作用
此外，第五轮差价合约分配拍卖未能满足海上风电开发商的需求，导致此类项目没有投标，这也表明当前的差价合约结构可能无法为开发商和更广泛的供应链提供正确的动态激励，以支持该行业的高效增长。政府已经在审查差价合约的作用和结构，作为其电力市场安排审查 (REMA) 的一部分，我们欢迎这一举措。审查应确保改革后的差价合约机制为可再生能源的市场化增长留出足够的空间，仅在市场无法单独实现政策结果的情况下部署补贴。它还应减少差价合约对远期市场流动性的负面影响——如果在远期时间范围内抑制交易量的增长，这种影响将变得不可持续。
脱碳和数字化背景下暖通空调企业的机会和当务之急
Harpreet Singh 是 LEK Consulting 伦敦办事处的合伙人。Harpreet 自 2013 年起就职于该公司，主要关注工业/B2B 领域，包括工业技术、建筑产品和商业服务。Harpreet 在 HVAC 领域拥有深厚的专业知识，并领导了整个生态系统中的多个战略、转型和交易服务项目。他为高管提供增长、绩效转型、高级分析主导的决策和市场颠覆方面的建议。Harpreet 是 LEK 工业业务中可持续发展和数字计划的倡导者。
转型中的能源成本：西澳大利亚的脱碳……
在减少排放方面，SWIS 迄今为止取得了一些令人欣喜的进展。下图显示，自 2018 年以来，可再生能源发电的比例已从 15% 增加一倍多至 35%，这反映了随着新的大型风能和太阳能发电场的发展，家庭大量使用屋顶太阳能电池板。可再生能源发电的增加在很大程度上取代了燃煤发电（降至总发电量的 30%），而燃气发电的比例保持相对稳定，约为 35%。反映这些发展，SWIS 的排放强度（以二氧化碳排放量除以总发电量兆瓦时 (MWh) 来衡量）自 2018 年以来也下降了四分之一。³
利用可再生能源电加热降低陶瓷工艺的碳排放
发电机类型 全碳 混合 全电动 电力份额 % 0 30 100 总额定功率 kW 8,720 8,720 8,720 燃气燃烧器额定功率 kW 8,720 6,100 0 电气元件额定功率 kW 0 2,620 8,720 环境空气流速 kg/h 63,300 63,300 63,300 运行温度 °C 550 550 550 喷雾干燥粉末产量 (*) kg/h 21,200 21,200 21,200 总用电量 kW 7,850 7,850 7,850 热负荷系数 % 90 90 90 燃气燃烧器用电量 kW 7,850 5,230 0 CO 2 排放量 (**) t/年11,460 7,630 0 （*）泥浆含水量为 34%，粉末输出含水量为 6% （**）每年运行时间为 7,000 小时
到2035年，威尔士能源系统的挑战和机遇
近年来，电池存储的成本已大大降低，但是在电动汽车中使用（EV）和部署的面临竞争会受到锂短缺的影响，需要生产最常见的电池类型（Nilsson and Dempsey，2023年）。这是由于需要显着增加部署的需求而加重：为了到2050年达到净零，来自国际能源机构（IEA）的分析表明，每年需要在2023年至2030年之间在全球范围内安装近120吉瓦（GW）的额外电池存储，而在2030年之间，仅在2022年仅安装了11 GW，而在2022年（IEA，20223年）中仅安装了11 GW。长期存储的效率往往不如电池效率低，尽管诸如盐洞中的氢存储之类的选择可以提供弹性并增强能源安全性（Royal Society，2023年）。