本报告是国际能源署生物能源任务 36 框架内废物材料和能源增值领域先进废物分类技术的案例研究汇编。本报告的目的,以及任务 36 开展的所有工作,都是为了展示一些案例,各国可以从中获得灵感和支持,在废物/资源管理和废物转化为能源领域实施解决方案,从而促进其向循环经济转型。本汇编中介绍的案例研究之所以被选中,是因为它们与各自国家的废物分类技术领域相关。但是,国际能源署生物能源任务 36 不认可本报告中可能提及的任何商业产品。IEA 生物能源任务 36 致力于“循环经济中废物的材料和能源增值”,旨在提高公众对利用生物质残渣和包括 MSW 在内的废物成分进行可持续能源生产的认识,并增加技术信息的传播。正如 3 年工作计划中所述,任务 36 旨在了解废物转化为能源和材料回收在循环经济中的作用,并确定实现这一愿景所需的技术和非技术障碍和机会。请参阅 http://task36.ieabioenergy.com/ 获取 IEA 生物能源任务 36 所执行工作的链接。
• 清洁能源部署取得重大进展。“从 2019 年到 2023 年,清洁能源的增长速度是化石燃料的增长速度的两倍……如果没有部署太阳能光伏、风能、核能、电动汽车和热泵,同期全球二氧化碳排放量的增幅将是原来的三倍以上。”——国际能源署 • 需要取得更多进展来实现全球能源系统的脱碳。“2023 年,全球能源相关的二氧化碳排放量增长了 1.1%……达到 374 亿吨(Gt)的新高……干旱导致全球水力发电短缺,导致排放量增加了约 1.7 亿吨。”——国际能源署 • 技术进步和规模经济导致可再生能源技术成本大幅降低。自 2010 年以来,太阳能光伏 (PV) 和陆上风电的成本分别下降了约 85% 和 55%。海上风电也出现了大幅削减,同期成本下降了近 60%。”- IRENA • 电力系统在保持可靠且具有成本效益的运营的同时,实现了前所未有的清洁能源水平。“预计到 2024 年,风能和太阳能光伏发电量将超过水力发电量,到 2025 年和 2026 年,风能和太阳能光伏发电量将分别超过核能发电量。”- IEA
我们正在创造的能源未来是不可持续的。如果我们继续像以前一样,那么在未来 25 年内,由于投资不足、环境灾难或突然的供应中断,满足世界经济需求的能源供应将非常脆弱。这是过去几年《世界能源展望》的核心信息;2005 年在格伦伊格尔斯和 2006 年在圣彼得堡,八国集团领导人都认可了这一判断,并做出了改变的政治承诺。他们要求国际能源署绘制新的能源未来。本期《展望》回应了这一挑战。与之前的版本一样,它以参考情景开始,预测如果继续执行现有政策,能源需求和供应将如何变化。这并不是要质疑改变的意愿。相反,它是分析如何以及在多大程度上可以改变未来以及要付出什么代价的出发点。它提醒我们为什么必须这样做:尽管油价持续高企,但预测的能源未来几乎没有变化。国际能源署过去曾提出过其他选择——《世界能源展望-2002》中为经合组织国家提出的替代政策情景,以及《世界能源展望-2004》中全球替代政策情景,并在《世界能源展望-2005》中进行了更新。它们的基础是通过实施各国政府正在考虑的变革政策可以实现什么目标。我们由法提赫·比罗尔领导的敬业团队(我再次向他致敬)完成了这项工作
尽管面临这些挑战,可再生能源行业仍经历了全球显著增长,尤其是在太阳能光伏和电动汽车领域。国际能源署估计,到 2023 年,发电总投资的近 90% 1 将用于低排放电力,这一趋势已经持续了一段时间,这不仅是由于推动降低排放,而且是成熟的清洁能源技术不可否认的经济原因。这一转变背后的势头现在足以使全球对煤炭、石油和天然气的需求在 2030 年之前下降,标志着化石燃料时代的终结。
对于风能行业来说,寒冷气候是指可能经历长时间结冰、温度低于标准风力涡轮机运行极限或两者兼而有之的地点。在这些经常刮风且无人居住的寒冷气候地点,发电潜力巨大。因此,国际能源署风能协议自 2002 年以来一直运营国际工作组第 19 任务“寒冷气候下的风能”。此次合作的目标是收集和传播有关寒冷气候下风能的信息,并制定指导方针和最新信息。本报告介绍了寒冷气候下风能的可用技术。
要克服的关键障碍之一是降低生产成本。国际能源署报告称,根据地区天然气价格,从天然气生产 1 公斤氢气的平均成本在 0.5 至 1.70 美元之间,而从可再生能源生产 1 公斤氢气的成本在 3.00 至 8.00 美元之间。17 可再生电力的成本可占总生产费用的 50-90%,而且随着电解器老化和效率下降,这一成本还会增加。绿色氢气工厂和电解器也是资本密集型的,泵送和水处理设备占初始投资的很大一部分。
国际能源署在其可持续发展情景中设想全球二氧化碳排放量将下降至“净零”水平,这一设想受到联合国 (UN) 能源相关可持续发展目标的启发,这些目标涉及排放、能源获取和空气质量。该报告明确指出,如果没有 CCS,实现“净零”几乎是不可能的。在最近于格拉斯哥举行的联合国 COP26 气候峰会上,由 19 个国家组成的联盟同意创建零排放海上贸易航线,以加快航运脱碳,航运占全球二氧化碳排放量的近 3%。