全球可再生能源趋势 太阳能和风能已成首选1 太阳能和风能已成首选 目录 总结 | 2 关键驱动因素 | 4 需求 | 13 结语 | 20 尾注 | 212 全球可再生能源趋势 总结 首 先 ， 可再生能源逐步实现并网和离网的 价格和性能持平 。 第二 ， 太阳能和风能 能够经济实惠地并网并提升可靠性 。 第 三 ， 新科技不断优化风能和太阳能 。 在此推动 下 ， 太阳能与风能的价格和效能可与传统能源一 较高下 ， 脱颖而出 。 三 大 关 键因 素使 可 再 生 能 源 能 够最 有 效 地 实现 能 源 消 费者的 三 大 需 求 。 尽管 对 需 求 的 侧 重 程 度 不 同 ， 但 消 费 者 均 在 寻求 最 实 惠 、 最 低 碳 的可 靠 能 源 资源 。 其 中 主 要的消费者 包 括 将 可 再 生能 源 纳 入 其 智 慧城市 计划 的城市 ； 开 展 能 源 项目 ， 通 过 并网 和 离 网 可 再 生 资 源惠 及 大 众 的 社区 ； 引 领 可 再 生资 源部 署 推 动 城 市发 展 的 新 兴市 场 ； 以 及不 断 扩 大 太 阳能 与 风能 采购 范围 的 企 业 。 种种迹象表明 ， 可再生能源已经成为主流优选能源方案 。 受电网平价 、 并网以及技 术三大关键驱动因素影响 ， 太阳能与风能可逐渐与传统能源并驾齐驱 。 与此同时 ， 由于可再生能源价格实惠 、 低碳环保且稳定可靠 ， 城市 、 社区 、 新兴市场和企业等 广大消费者的可再生能源需求不断提升 。 这些驱动因素和需求趋势在全球发达和发 展中地区尤为明显 。 Renewable energy is rapidly becoming a preferred “mainstream” energy source. 23 太阳能和风能已成首选 Source Deloitte analysis. Deloitte Insights | technology  parity integration ENABLING TRENDS DEMAND TRENDS communities cities emerging markets corporations Reliability, affordability, and environmental responsibility FIGURE 1 Renewables are best able to meet demand for reliable, affordable and environmentally responsible energy 34 全球可再生能源趋势 关键驱动因素 长 期 以来 ， 可再生能源的大规模部署面临着 重重障碍 ， 而在电网平价 、 积极并网和技 术创新三大关键驱动因素的影响下 ， 这些 障碍正日渐消弭 。 太阳能和风能曾被认为太昂贵而 难以大范围采用 ， 而目前其正在凭借高性价比打败 传统资源 。 随着太阳能和风能并网能够助力解决电 网问题 ， 可再生能源存在诸多亟待解决的并网问题 这一观念已经发生转变 。 目前可再生能源可以充分 利用先进技术超越传统能源 ， 而无需等待配套技术 成熟 。 I. 实现并网和离网平价及性能持平 即便 是最乐观的业 内 企业和 观察人士 ， 仍对太 阳能 和 风能的 部 署 步 伐 及 其 成 本 下降 幅 度 之 大 感 到惊讶 。 风能和太阳能 不 仅 颠覆长久 以 来的印象 ， 而且 超 出预 期 ， 在 未 获 政 府 补 贴 的 情 况下也 能 在 全 球 主要市场与传 统 发 电技 术 展 开竞 争 。 风能 和太阳能已实现电网平价 ， 其性能也逐 步 与 传 统 能 源 不 相 上下 。 事 实上 ， 全 球 大部 分 地 区 ， 公 用事 业 规模 的 海 上 风能与太 阳能光 伏发 电 在在 未 获 政 府 补 贴 的 情 况下 ， 平 准 化 度电 成 本 不 断下 降 ， 与大 多 数 其他 发电 技 术 持 平或 更低 1 。 尽管 联 合 循 环 燃 气 轮 机等 资源能 够 按 需 调 配 ， 但 随 着日益平 价 的 蓄 电 池储 能和其 他 创 新技 术逐 步 解 决 风能和太 阳 能的间 歇 性问题 ， 风能 和 太 阳能的 可靠 性 不 断提高 ， 可与 传 统 能 源 一 较 高 下 。 从价 格 角 度 看 ， 陆上 风 能 已 成 为 全 球 发 电 价 格 最 低的能源 资 源 ， 在未 获政 府 补 贴 的 情 况下 ， 其 平 准 化 度电 成 本 为30美元至60 美元 ， 低 于 最 便 宜 的 化 石燃 料天 然 气价 格 区间 （42 美 元至78 美 元 ） 2 。 截至2017 年底 ， 以中 国 、 美国 、 德国 、 印度 、 西 班牙 、 法国 、 巴西 、 英 国 和加 拿大 为 首 的121 个 国家 共部 署 近485GW 陆上 风 能 3 。 而 这 九个 国 家 均 实 现 陆 上 风 能电 网 平 价 4 。 美国大 平 原和 德 克萨斯州等 风力 强劲的地区风能发 电成 本最 低 ， 而 东 北部成 本 最高 5 。 从 全 球 来看 ， 前 述 九个 领 先 国 家 地 区 、 欧亚大 陆 和 澳 大 利 亚 的 风 能 发电 成 本 最 低 6 。 公用 事业 规 模的光伏太阳能发 电成 本 也极其 低廉 ， 仅 次于 陆 上 风能 。 太阳能光伏的平 准化度 电成 本上限区 间 为43美元至53美元/MWh ， 远 低 于 任 何 其 他 发电 能源 7 。 2017 年 ， 全球187个 国 家 新 增 发电 装 机 容量 创 历史 新 高 ， 达93.7GW ， 总 容 量达到386GW ， 中 国 、 日本 、 德国 、 美国 、 意 大利 、 印 度和英国排 名 前 列 。 其中 ， 除 日 本 外 的其 他 国 家市场 均实现 太 阳能 电 网平 价 。 因 投资成 本 较 高 ， 日本 成 为 全 球 太 阳 能 发 电成 本最高的市场之 一 8 。 随 着日 本 向 竞 争 性 拍 卖过 渡 ， 太 阳能 电网 平 价 有 望 于2025 年至2030 年 期间实 现 9 。 45 太阳能和风能已成首选 西 南 部 各 州 和 加 利 福 利 亚是 美国 太 阳 能 光 伏 发 电成 本最 低的地区 10 。 从 全 球角 度 看 ， 澳 大利亚 是 太 阳能 光 伏 发 电 成 本 最 低 的国家 ， 非 洲 因 投资成 本 过 高 而 成 为成 本 最 高 的 国 家 11 。 随着风能 和太阳能与其他 发电能 源 之间的成 本差距 逐 渐 拉 大 ， 全 球 电 网 平 价 指日可 待 。 过去 八 年中 ， 除了 联 合 循 环 燃 气 外 ， 所 有传 统 能 源 和 非 风 能 及 太阳 能 可再生 能源的平 准 化度 电成 本或 保持 平稳 （ 生物 质 能 和 煤 炭）， 或 有所上 升 （ 地 热能 、 水 能和核能）。 由于组件成 本大幅 下跌和 效率的 提 升 ， 且这 两 大趋势预计 将持续下 去 ， 陆上 风能和 公 用事 业 规模的太阳能光 伏发 电的平 准化 度 电成 本分 别 下 跌67 和86 12 。 根 据彭博新 能源财 经 报 道 ， 2018 年上半 年 ， 陆 上 风 能 和 太阳 能 光 伏 发 电成 本 已经下 降18 13 。 竞争 性拍卖推动欧洲 、 日 本和 中 国 以较低价格 且无 补 贴 的 方式 开 展发 电 部署 ， 进一 步推动 发 电成 本降 低 14 。 发达 国 家通过 风 力 涡 轮 机升 级 改造 提 高 容 量系数 ， 促 进 全 球平均 发电 成 本 降 低 15 。 此外 ， 日 本 、 德 国和 英 国 太阳 能 资 源 最 匮 乏 但却 是 全 球 太阳 能 发电 的 领 先 国 家 ， 而 非 洲和 南 美 洲分别拥有 最 丰 富 的 太 阳能 和 风 能 资源 但 大部 分 却 尚未 开 发 。 随着 全 球开 发 公 司和国 际 组 织合 作 解 决 这 一 失 衡问题 ， 促 进项目发 展 ， 发 展中 世界 的 发电 成 本 将 有所下 降 。 风 能 和 太 阳 能 装 机 发电 容量不 断 增 大 ， 许 多 传 统能 源 将 开 始 以 较 低容量 系 数 运 行 ， 导致其平 准 化 度 电 成 本 升高 16 。 新太 阳 能和 风 能 发 电 厂 的成 本最 终 将 低于新建的传 统 发 电厂 ， 并 低 于 全 球 现 有发电 厂继 续运行的 成 本 。 意 大利国家 电力公 司Enel去年成 功 赢 取智 利 风 能 、 太阳 能 和 地热 能综 合 发 电厂 项 目 就 是 有力 证 明 。 智 利 综 合 发电 厂的电 力 销 售 价 格 将 低 于 现 有 煤 电厂 和 燃 气 发 电厂 的 燃 料 成 本 17 。 海上风能和聚光太阳能热发电也逐步实现电网平价 ， 其平准化度电成本区间与煤电上限范围重合 ， 但 仍高于燃气联合循环方式 18 。2017 年 ， 全球15个国家共4.9GW的海上风能装机容量上线运行 ， 创历 史纪录 ， 总容量达19.3GW ， 而大部分位于英国 、 德国 、 中国和丹麦 19 。 德国和丹麦已实现海上风能 电网平价 ， 英国预计将于2025年至2030年期间实现 ， 中国预计到2024年实现 20 。 美国仅有一座海上 风 电场 ， 但项目资源不断增多 ， 其中大 多 数位 于 竞争 激 烈的 北 大西 洋 沿岸 地 区 21 。 随 着越 来 越多 项 目 的部署 ， 美国海上风能的平准化度电成本有望降至欧洲和中国的成本区间 ， 且其海上风能预计在未来 十年内实现电网平价 22 。 在聚光太阳能热发电方面 ， 西班牙 （2.3GW ） 和美国 （1.8GW ） 引领15个国 家共4.9GW的市场 ， 但两个国家分别从2013 年和2015年起就未新增装机发容量 23 。 中国和南澳大利 亚的平准化度电成本最低 24 。 聚光太阳能热发电目前均未实现电网平价 ， 但近期一系列创历史新低的 拍卖结果表明 ， 这一发电方式能在2020年与化石燃料展开竞争 25 。 聚光太阳能热发电还可进行储能 ， 因此其性能可以达到传统能源资源相同水平 。 56 全球可再生能源趋势 可储能的公用事业规模太阳能和风能竞争力 不断增强 ， 除了电网平价后还推动实现电网性能 持平 。 风能和太阳能的可调度性大幅提升 ， 从而 弥补了其相较于传统能源的固有短板 。 尽管具备 储能功能的可再生能源成本较高 ， 但却可以提供 装机发电量和辅助电网服务 ， 从而提升自身价值 。 自2010年起 ， 锂离子电池成本下降近80 ， 太 阳能普及率提高 ， 推动这种组合模式实现电网平 价 26 。 由于具有储能功能 ， 所有重点太阳能市场 均开展了包含储能的公用事业规模项目 27 。 在美 国 ， 作为储能市场的领先领域 ， 太阳能储能已经 在部分市场具备一定竞争力 ， 电力开发公司Light- source宣布将在其西部地区的所有竞标项目中包 含储能 28 。 基于投资税减免 ， 美国明年初将在亚 利桑那州实现太阳能储能项目平价 ， 其次是内华 达和科罗拉多 ， 这些州还将实现风能储能平价 29 。 落基山研究所近期一项研究表明 ， 可再生能源储 能可结合分布式资源和需求响应 ， 建立清洁能源 组合 ， 以低于目前新建燃气电厂成本的价格提供 Note Top marts 10 GW urce Map based on IREN Renewable Capacity Statistics 2018LCOE comparison based on Lard, Levelized cost of energy analysisversion 11.0, November 2017. Deloitte Insights | 图 2 全球风能和太阳能装机发电容量及电网平价分布图。 仅有太阳能装机发电容量的所有国家 Top solar mart Top wind mart Top mart with both solar and wind capacity lar and wind capacity below 1 MW 北美 欧洲 南美 非洲 亚洲及 中东 大洋洲 Only solar capacity Only wind capacity th solar and wind capacity Top wind markets Top solar markets 中国 美国 德国 印度 西班牙 法国 巴西 英国 加拿大 中国 日本* 德国 美国 意大利 印度 英国 f the top marts, pan is the only country that hasn reached parity LCOE comparison in /MWh 风能 太阳能 Gas combined cycle 煤 30 60 43 53 42 78 60 143 67 太阳能和风能已成首选 相同电网服务 ， 且最早能在2026年实现价格低于 现有发电厂的运行成本 30 。 随着屋顶太阳能等分布式可再生能源逐步实现 离网平价和性能持平 ， 公用事业规模的电网平价 并非唯一考虑方案 。 在这种情况下 ， 自行发电成 本低于零售电费时将实现电网平价 。 商业太阳能 光伏在电网平价的部分重点太阳能市场实现了离 网平价且未获补贴 ， 印度除外 31 。 政府激励政策 也促使住宅太阳能光伏发电在这些市场具有一定 竞争力 ， 到2020年初 ， 加利福尼亚州将强制要求 新建相关设施 32 。 太阳能装置安装公司不断融合 蓄电池储能和住宅太阳能 。 今年第一季度 ， 美国 家庭安装的住宅储能系统是过去三年的总和 ， 大 部分位于加利福尼亚州和夏威夷 33 ， 住宅太阳能 储能目前低于19个州的费率 。 而在澳大利亚和德 国的部分地区 ，2017年安装的住宅太阳能光伏系 统中分别有40和50含储能功能 34 。 澳大利亚 和欧洲的住宅和商业屋顶太阳能装机容量高于公 共太阳能装机发电容量 ， 将在电网和离网平价实 现时 ， 极可能引发分布式和电网太阳能储能之间 的能源之争 。 35Note Top marts 10 GW urce Map based on IREN Renewable Capacity Statistics 2018LCOE comparison based on Lard, Levelized cost of energy analysisversion 11.0, November 2017. Deloitte Insights | 图 2 全球风能和太阳能装机发电容量及电网平价分布图。 仅有太阳能装机发电容量的所有国家 Top solar mart Top wind mart Top mart with both solar and wind capacity lar and wind capacity below 1 MW 北美 欧洲 南美 非洲 亚洲及 中东 大洋洲 Only solar capacity Only wind capacity th solar and wind capacity Top wind markets Top solar markets 中国 美国 德国 印度 西班牙 法国 巴西 英国 加拿大 中国 日本* 德国 美国 意大利 印度 英国 f the top marts, pan is the only country that hasn reached parity LCOE comparison in /MWh 风能 太阳能 Gas combined cycle 煤 30 60 43 53 42 78 60 143 Note Top marts 10 GW urce Map based on IREN Renewable Capacity Statistics 2018LCOE comparison based on Lard, Levelized cost of energy analysisversion 11.0, November 2017. Deloitte Insights | 图 2 全球风能和太阳能装机发电容量及电网平价分布图。 仅有太阳能装机发电容量的所有国家 Top solar mart Top wind mart Top mart with both solar and wind capacity lar and wind capacity below 1 MW 北美 欧洲 南美 非洲 亚洲及 中东 大洋洲 Only solar capacity Only wind capacity th solar and wind capacity Top wind markets Top solar markets 中国 美国 德国 印度 西班牙 法国 巴西 英国 加拿大 中国 日本* 德国 美国 意大利 印度 英国 f the top marts, pan is the only country that hasn reached parity LCOE comparison in /MWh 风能 太阳能 Gas combined cycle 煤 30 60 43 53 42 78 60 143 78 全球可再生能源趋势 II. 实惠且可靠的并网 长期以来 ， 间歇性一直被认为是制约太阳能和 风能大规模部署的最主要障碍之一 。 目前 ， 这一 局势正在发生逆转 风能和太阳能将不再是亟待 解决的问题 ， 而是保障电网平衡的有效手段 。 事 实上 ， 可再生能源并网的难度和成本并不如预期 高 。 此外 ， 这些能源不仅促使电网更加灵活可靠 ， 还可提供基本的电网服务 。 风能和太阳能的间歇性问题可能被言过其实 。 多数国家和地区目前正处于可再生能源的普及阶 段 ， 要求对电网进行最低限度的调整 可再生能 源较少进行系统层面登记 ， 仅要求对运行方式 和现有资源的使用做小幅变动 36 。 在可再生能源 普及率较高的国家或地区中 ， 则要求更复杂的系 统性改动 ， 并对传统能源进行调整以促进可再生 能源更大规模且更经济实惠地进行并网 37 。 在欧 盟 、 中国和印度 ， 运营商改造热电联产电厂生产 热而非电力 ， 改造煤电厂和联合循环燃气轮机电 厂以实现更灵活 、 更稳定的发电 38 。 与临近市场 互联是北欧成功推行的另一主要手段 ， 也是加利 福尼亚州ISO公司和西部能源平衡市场 （Western Energy Imbalance Market ） 正考虑在美国采取的 手段 ， 原因在于如果可再生能源聚合方式普及至 更多地区 ， 则能够经济有效地解决产出电量并解 决负荷削减量降低问题 39 。 风能和太阳能对电价构成下行压力 。 从理论上 讲 ， 由于边际发电成本为零 ， 太阳能和风能可以 置换更昂贵的发电机 ， 且电价更低 40 。 从全球看 ， 太阳能部署促使午间价格峰值降低 ， 同时降低了 夜间电价 41 。 美国太阳能和风能排名前20个州中 ， 四分之三的州电价低于美国全国平均水平 ， 四分 之一属于电价最低的10个州 ， 包括风能领先的德 克萨斯州 42 。 德国是欧洲最大的太阳能和风能市 场 ， 其批发价格在过去十年内下降过半 43 。 丹麦 拥有全球占比最高的间歇性可再生能源 （53 ）， 且其不含税费的电价全欧洲最低 44 。 据劳伦斯伯 克利国家实验室 （Lawrence Berkeley National Laboratory ） 预计 ， 一旦美国达到丹麦可再生能 源的普及率 （40-50 ）， 部分州将可能实现能 源价格下降至极低水平 45 。 Note it GW urce IREN Renewable capacity statistics 2018. Deloitte Insights | GE 3 Top onshore wind and solar PV markets ROW 88.7 Brazil 12.3 ROW 71.4 Japan 48.6 USA 41.1 Italy 19.7 India 19 UK 12.8 France 13.1 UK 13 Canada 12.3 China 161.4 India 32.9 Spain 23 Germany 50.5 USA 87.5 China 130.6 Germany 42.4 Solar Wind9 太阳能和风能已成首选 风能和太阳能的份额不断上升 ， 其电网可靠 性和灵活性也随之持续增强 。 美国停电频率最高 的州很少甚至没有风能和太阳能 ， 而停电最少的 州属于太阳能和风能最强劲的州 46 。 过去十年中 ， 德克萨斯州的风力发电量增长645 ， 因此该州的 电网可靠性指标得到大幅改 善 47 。 德国和丹麦的电网同样 在过去十年中变得更为可靠 ， 甚至一年中的五分之一时间 内 ， 丹麦为其西部地区贡献 了90的电力 48 。 互联的丹麦 和德国电网目前是全球电网 最可靠的两个国家 49 。 欧洲 数据显示 ， 非计划性停运占 陆上和海上风电停运的较小 比例 ， 而大多数煤电厂和燃 气发电厂停运均为非计划性 。 陆上风电停运几率较少且时 间较短 ， 恢复时间快于其他所有发电能源 50 。 极端 天气状况测试电网可靠性的情况下 ， 可再生能源 能够弥补燃料型能源的不足之处 。2018年 ， 暴风 雪席卷英国 ， 导致天然气短缺 ， 而风能打破发电 记录 ， 超过2014年极地涡旋期间美国煤堆冻结以 及2017年飓风哈维导致煤堆浸湿时的发电预期 51 。 风电和太阳能将成为重要的电网资产 。 间歇性 可再生能源有助于电网平衡 。 举例而言 ，2017年 ， 风能降低了美国中西部独立系统运营商 （MISO ） 北部大多数最陡峭的爬坡速率 52 。 但实际上 ， 传 统发电仍继续提供与频率 、 电压和爬坡速率相 关的所有基本电网可靠性服务 53 。 然而这一局面 将出现变化 。 借助智能逆变器与先进控制器 ， 风 能与太阳能亦能提供这些服务 ， 甚至略胜一筹 54 。 结合智能逆变器 ， 风能与太阳能的调整速度较传 统电厂更为迅速 ， 并可在日落或风停后继续保持 电网稳定 ， 而且太阳能光伏的响应精准度亦远胜 于其他能源 55 。 智能逆变器还能将分布式资源转化 为电网资产 ， 对消费者的影响微乎其微 ， 并推动 这些资源用于公用事业 56 。 能够运用这些能力的 地区较少 ， 但均对相关事宜做强制要求 ， 并允许 在市场上销售可再生能源配套服务和/或创建新的 电力服务市场 57 。 其间 ， 智能逆变器是助推可再生能源实现并网 的技术之一 。 Renewables have not been as difficult or costly to integrate as anticipated. What’ s more, they have demonstrated an ability to strengthen grid resilience and reliability and provide essential grid services. 10 全球可再生能源趋势 Note The average retail price per h is 10.41 cents. urce GTM Research and I US solar market insight, 2017 year in review, 2018, p. 8erican Wind Energy sociation, “Wind energy in the United States,” 2018; US Energy Ination Administration, “State electricity profiles,” January 25, 2018 ata for 2016 Deloitte Insights | GE 4 Three quarters of the top 20 US solar and wind states have electricity prices below the US national average l states have below-average electricity prices eept for Massachusetts, California, New York, New Jersey, and Kansas Top solar state Top wind state Top solar and wind state erage retail electricity price /h low national average ove national average 9.59 10.33 8.55 15.23 9.91 16.48 9.38 10.49 9.99 9.05 8.39 13.38 14.47 9.20 8.94 7.83 8.83 8.43 8.72 7.68 III. 促进可再生资源自动化 、 智 能化 、 区块链化和转型的技术 自动化 、 人工智能 、 区块链 、 先进材料和先进 制造等新技术加快可再生能源部署步伐 。 自动化 和先进制造等技术改进可再生能源的生产和运营 ， 人工智能进行天气预测 ， 优化可再生能源的利用 ， 区块链等技术改善可再生能源市场环境 ， 先进材 料等技术改造太阳能电池板和风力涡轮机的材料 。 这些技术进一步助力降低成本 ， 提高并网率 ， 有 力证明了前述两大趋势 。 自动化大幅度削减了太阳能电和风电的生产和 运营时间及成本 。First Solar去年实现美国制造厂自 动化 ， 将发电从一个持续多日的百步流程转型为 仅采取少数步骤和较少小时数 ， 太阳能电池板产 量增长两倍 ， 而成本却是低于竞争对手30 58 。 自 动化对海上风电运营产生重大影响 ， 每GW装机 容量中 ， 海上风电的计划性维护停运次数多于其 他发电技术 59 。7 月 ， 全球最大的海上风场部署全 自动化无人机 ， 将风场检查时间由两小时缩短至 20分钟 60 。 未来 ， 目前处于研发阶段的爬行机器 人将对太阳能电池板和风力涡轮机内部结构和材 料进行自动化微波和超声波检查 61 。 通过自动化流程搜集海量珍贵数据 ， 供人工智 能协助分析 ， 用作预测和说明 。11 太阳能和风能已成首选 人工智能更精准预报天气 ， 优化可再生能源 使用 。 由于天气情况严重影响风能和太阳能资源 的可用性以及拉动电力需求的消费者行为 ， 因 此 ， 天气预报是可再生资源并网的关键所在 。 寒 冷刮风的天气 ， 风电供需均会上升 ， 而在刮风的 夜晚 ， 供应会增加 ， 但需求保持不变 。 人工智能 系统能够处理卫星图像 、 气象站测量情况 、 过往 模式以及风力涡轮机和太阳能电池板感应器的详 尽数据 ， 预测天气情况 ， 对比预测和实况 ， 并利 用机器学习调整自身模式 ， 生成准确度更高的预 报信息 62 。 人工智能系统每天还能处理100TB以上 的数据 ， 每15分钟提供分辨率达到几百米的预测 63 。 太阳能和风能领先的市场中 ， 国家预测系统 已经借助人工智能大幅提升准确度 ， 协助运营商 节约巨额资金 64 。 西班牙国家风电预测系统人工智 能型Sipreolico在七年的运营中 ， 将24小时预测 的失误率降低了一半 。 利用这一技术 ， 超本地化 人工智能预测模式目前可于一周内在几乎所有地 区开展实施 65 。 此外 ，IBM目前与美国国家大气研 究中心展开合作 ， 联合建立首个全球天气预测模 型 ， 致力于将人工智能能力推广至服务水平不足 的市场 66 。 区块链是造福低水平市场的另一技术 。 推行能源属性证书亟需区块链技术的支持 。 区 块链可普遍应用于电力领域 67 。 最明确的用例包 括能源属性证书市场美国主要为可再生能 源证书和欧洲的来源保证 。 可再生能源证书概念 较为简单 ， 即各可再生能源信用证代表1MWh 可 买卖的可再生能源发电量 68 。 然而 ， 其跟踪流程 涉及多方之间发生的复杂 、 代价昂贵且耗时的相 互影响 ， 并存在欺诈风险 。 通过共享可靠的所有 交易总表 ， 区块链消除了注册提供商 、 经纪人和 第三方验证的需求 69 。 对于多小型公司而言 ， 这 一自动化流程更透明 、 更便宜 、 速度更快且更易 获取 70 。 正如 德勤洞察“区块链重塑新兴市 场电网 （Powered by blockchain reimagining emerging market electric grids ）” 一文中所述 ， 区块链能源属性证书还有助于破 除信任和制度性障碍 ， 这些问题 在新兴市场尤为严重 ， 并且一直 努力在能源属性证书市场取得进 展 71 。 初创公司和成熟企业纷纷开 始探索能源属性证书区块链 。 近 期一家电力公司和证交所达成合 作 ， 共同进行概念验证 72 。 Manufacturers are heavily investing in these new technologies because they anticipate growing demand for solar and wind power. 1112 全球可再生能源趋势 与此同时 ， 两大经过验证的概念为先进材料和 先进制造领域的重大变革奠定了坚实基础 。 先进材料和先进制造 钙钛矿和3D打印已 准备就绪 ， 即将掀起太阳能和风能产业重大变 革 。 钙钛矿今年将逐步实现效率提升 。6 月 ， 一 家英德初创公司研制出硅基钙钛矿太阳电池 ， 其 27.3的转换效率创历史纪录 ， 优于实验环境中 达最高效率的单晶硅电池 73 。7 月 ， 比利时研究 人员实现类似转换效率 ， 双方均声称有可能实现 转换效率高于30 74 。 自问世以来 ， 钙钛矿是发 展速度最快的太阳能技术 ， 在不到十年的时间里 就取得了硅半个多世纪才实现的效率提升幅度 75 。 相较于硅 ， 钙钛矿拥有更为简单的化学组成 ， 更 大的光谱以及更高的理论最高效率 76 。 钙钛矿还 能喷涂至物质表面并印至卷形物体上 ， 推动生产 成本下降并扩大应用范围 77 。 钙钛矿模块最早能 在2019 年实现商业化 78 。 风能方面 ， 增材制造正在为新材料的运用奠定 基础 。 美国两家国家实验室与行业合作生产首台 3D打印风力叶片模具 ， 大幅削减原型开发成本 ， 并将开发时间从一年以上缩短至三个月 79 。 下一个 前沿领域将是3D打印叶片 。 这将推动利用新的材 料组合和嵌入式感应器优化叶片成本和性能以及 现场生产 ， 以降低物流成本和风险 80 。 生产商计 划开始在风场按需进行零配件的3D打印 ， 减少成 本和维修停机时间 81 。 通用电气已经运用增材制 造维修并改进风力机叶片 82 。 生产商预计太阳能和风力发电需求将不断上 升 ， 因此对这些新技术投入重金 。1213 太阳能和风能已成首选 表 1 前十大可再生智慧城市 57 这个数字是之前英 文中的 ， 在中文翻译中没有 ， 在这里应该怎么写 城市 人口 百万 太阳能和风能 占比等指标 圣迭戈 1.4 33 洛杉矶 1 20 斋蒲尔 3 20 汉堡 1.8 14.8 多伦多 2.8 12 班加罗尔 11 10 圣地亚哥 7.3 9 首尔 10.3 6.6 台湾 1.9 5.1 巴黎 2.3 4.2 来源 德勤分析 。 需求 城 市 、 社区 、 新兴市场和企业正在寻求低 价 、 清洁 、 可靠的能源 ， 因此 ， 助推可再 生能源需求不断上升 。 在这些趋势的推动 下 ， 太阳能和风能最适合满足这三方要求 。 可再生 智慧城市认为可再生能源是其智慧城市战略中必不 可少的组成部分 ； 社区可再生能源让消费者按照自 身偏好实现电气化或获取电力资源 ； 新兴市场把太 阳能和风能作为其发展战略的最佳支持方式 ； 企业 获取可再生能源 ， 开展绿色经营并提高利润 。 可再生智慧城市 可再生智慧城市认为 ， 太阳能和风能可以推 动实现他们的智慧城市目标 。 目前 ， 随着城市 的不断扩张 ， 城市居民占据世界主导 。 其中有些 城市已经踏上 “ 智慧 ” 之旅 ， 借助联网传感技术 与数据分析进行基础设施管理 83 。 正如 德勤洞 察“ 变革 驱 动因素 智慧 城 市 （Forces of change smart cities ）” 所述 ， 领先智慧城市的核心要务 是改善生活质量 ， 提升城市竞争力与可持续性 84 。 太阳能和风能是实现上述目标的根本基石 ， 不仅 可有效防止污染 、 实现无碳发展 ， 提升城市恢复 力 ， 还可推动清洁电动出行 、 赋能经济增长 ， 同 时推动业务扩张 。 可再生智慧城市可充分利用这 一综合效应 。 规模最大的可再生智慧城市正在改 建现有基础设施 ， 而最新的可再生智慧城市则从 零开始建设 。 拥有百万人口的最大可再生智慧城市 。 可再生 智 慧城市 是指拥有 太阳 能和/ 或 风能 ， 以 及智 慧 城 市计 划 包 含 可 再 生能 源内 容 的 城 市 85 。 我们的最 大 可 再 生智慧 城 市 列 表 （ 表1 ） 按 城 市风 能 和 太 阳 能 所 占 发 电 比 例对 百万 人 口 以上的城市 进行 排名 86 。 圣 迭 戈 位 居 全 球 首位 。 其 太 阳 能 和 风 能 在电 力 结 构 的占 比 超 过三 分 之一 ， 并计 划 在2035 年达 到100 的 可 再 生 能 源占比 。 圣 迭 戈 还 是本 地主 导 的 可 再 生 智慧 城 市 。 尽 管 美 国 终止 履 行 气候 承 诺 ， 但 圣 迭戈 立志 于通过部署 可再生 能源继续 保持 其在这 一 方 面的 领 导 地 位 87 。 相 较 于 加 利 福 尼 亚 州 的 全 州目 标 ， 圣 迭 戈 的可 再 生能 源 目 标 更 为 宏 大 88 。 作为亚洲领 先城市 ， 斋蒲尔是一个由国家层面主导的可再生 智慧城市 。 印度中央政府制定了包含太阳能要求 的 “ 百座智慧城市 ” 目标 89 。 斋浦尔自身并未制 定可再生能源目标 ， 但今年将受益于州和国家制 定的远大目标 90 。 斋浦尔的主要可再生智慧城市 计划是屋顶太阳能支持基础设施电力 ， 首批建立 八个日间全由太阳能提供电力的地铁站 91 。 最后 ， 欧洲领先城市汉堡是一个本地和欧盟主导的可再 生智慧城市 。 由于未制定国家战略或支持资金筹 集 ， 德国被认为是较为落后的欧洲智慧城市 ， 而 欧盟为可再生智慧城市提供多个支持平台和筹资14 全球可再生能源趋势 渠道 92 。 汉堡加以充分利用 ， 开展可再生能源部 署 ， 并将城市定位成可再生能源研究和公司的欧 洲中心 93 。 这些可再生智慧城市