創(chuàng)新是引領(lǐng)科技發(fā)展的第一動(dòng)力，更是推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的重要突破口。當(dāng)前，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾，能源科技創(chuàng)新進(jìn)入持續(xù)高度活躍期。其中，氫能和核能成為支持清潔能源發(fā)展和碳中和進(jìn)程的重要力量。在氫能方面，美國(guó)發(fā)布首個(gè)國(guó)家清潔氫戰(zhàn)略路線圖，明確了清潔氫能的戰(zhàn)略性地位，并提出了加速清潔氫能生產(chǎn)、加工、交付、存儲(chǔ)和使用的綜合發(fā)展框架。其他國(guó)家也在加大氫能支持力度，積極搶占發(fā)展先機(jī)。在核能方面，以先進(jìn)核能技術(shù)、可控核聚變等為代表的新技術(shù)新方向成為熱點(diǎn)。此外，鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能等儲(chǔ)能技術(shù)在能源領(lǐng)域也占據(jù)了重要地位。這些技術(shù)的應(yīng)用和推廣需要我們持續(xù)研究和探索。本文在梳理新形勢(shì)下全球能源投資現(xiàn)狀及趨勢(shì)基礎(chǔ)上，分析主要經(jīng)濟(jì)體能源技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)，研判能源領(lǐng)域低碳前沿技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，并提出對(duì)我國(guó)的啟示與建議，供參考。
（來(lái)源：中能傳媒研究院 作者：邱麗靜中能傳媒能源安全新戰(zhàn)略研究院）
一、2023年全球能源投資現(xiàn)狀及趨勢(shì)
當(dāng)前，全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇進(jìn)程放緩，綠色投資全面增長(zhǎng)成為重要亮點(diǎn)。隨著全球氣候變化問(wèn)題日益嚴(yán)重，各國(guó)政府和企業(yè)紛紛加大對(duì)清潔能源的投入，以減少溫室氣體排放，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。成本、氣候和能源安全目標(biāo)以及工業(yè)戰(zhàn)略共同推動(dòng)了清潔能源技術(shù)投資的強(qiáng)勁增長(zhǎng)。
（一）清潔能源技術(shù)投資強(qiáng)勁增長(zhǎng)，太陽(yáng)能投資將首次超過(guò)石油
2021年以來(lái)清潔能源投資增長(zhǎng)了24%。2022年，受經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、能源危機(jī)以及化石能源市場(chǎng)劇烈波動(dòng)等影響，全球能源投資和相關(guān)技術(shù)部署得到一定提振。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的《2023年全球能源投資報(bào)告》，2022年全球能源投資總額為2.6萬(wàn)億美元，這一增長(zhǎng)主要受到天然氣投資的推動(dòng)，因?yàn)楦鲊?guó)紛紛尋求更清潔的能源替代煤炭作為發(fā)電燃料。而到2023年，IEA預(yù)計(jì)全球能源投資將達(dá)到約2.8萬(wàn)億美元，其中清潔能源投資將超過(guò)1.7萬(wàn)億美元，比2021年增長(zhǎng)24%，包括可再生能源電力、核能、電網(wǎng)、儲(chǔ)能、低排放燃料、能效提升以及終端可再生能源和電氣化；剩余部分將用于化石能源供應(yīng)和電力，其中約15%用于煤炭，其他為石油和天然氣。
（來(lái)源：IEA）
圖1 2015—2023年全球?qū)η鍧嵞茉春突剂系耐顿Y情況
清潔能源與化石燃料投資之間的差距拉大。由于全球能源危機(jī)引發(fā)的可負(fù)擔(dān)性和安全擔(dān)憂，選擇更可持續(xù)能源的趨勢(shì)進(jìn)一步加強(qiáng)，清潔能源技術(shù)的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)化石燃料支出，兩者投資的差距正在擴(kuò)大。IEA指出，五年前，清潔能源與化石能源的投資比為1:1，如今這一比例已擴(kuò)大至1.7:1。一方面，太陽(yáng)能和風(fēng)能等清潔能源的成本越來(lái)越低；另一方面，許多國(guó)家都認(rèn)為，發(fā)展清潔能源不僅可以應(yīng)對(duì)氣候變化，還是解決能源安全問(wèn)題的持久方案。
太陽(yáng)能投資將在2023年首次超過(guò)石油生產(chǎn)投資。全球清潔能源投資增長(zhǎng)具體體現(xiàn)在以太陽(yáng)能為主導(dǎo)的可再生能源和電動(dòng)汽車(chē)兩個(gè)方向，清潔能源投資增長(zhǎng)由可再生能源和電動(dòng)汽車(chē)引領(lǐng)，電池、熱泵和核能等領(lǐng)域也作出了重要貢獻(xiàn)。IEA預(yù)計(jì)，2023年，低排放電力投資將占發(fā)電總投資的近90%。其中，太陽(yáng)能表現(xiàn)最佳，其投資將達(dá)到3800億美元，首次超過(guò)石油上游投資。另外，消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的需求正在快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量在2022年創(chuàng)下歷史新高后，今年將增長(zhǎng)三分之一以上。對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的投資自2021年以來(lái)翻了一番多，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到1300億美元。此外，全球熱泵銷(xiāo)售額自2021年以來(lái)實(shí)現(xiàn)了10%以上的增長(zhǎng)。
（來(lái)源：IEA）
圖2 2015—2023年全球清潔能源投資情況
（二）全球清潔能源投資不均衡，區(qū)域較為集中
清潔能源投資雖然增長(zhǎng)強(qiáng)勁，但極不平衡。2021年以來(lái)超過(guò)90%的清潔能源投資增長(zhǎng)來(lái)自發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體和中國(guó)，其增長(zhǎng)額超過(guò)了其他地區(qū)的投資總額。印度的太陽(yáng)能投資、巴西和中東部分地區(qū)的可再生能源投資也有所增長(zhǎng)，但這些國(guó)家和地區(qū)對(duì)太陽(yáng)能投資增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)很小。如果其他國(guó)家的清潔能源轉(zhuǎn)型不加速進(jìn)行，全球能源可能面臨新的不平衡發(fā)展。清潔能源投資中最大的短板存在于新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國(guó)家，主要的制約因素包括政策框架和市場(chǎng)設(shè)計(jì)不明確、電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、利率等資本成本高等。在這些地區(qū)，由于清潔能源投資回報(bào)率低，私人投資涉足意愿低，因此需要國(guó)際社會(huì)做更多的工作，特別是在推動(dòng)私營(yíng)資本一直不愿冒險(xiǎn)的低收入經(jīng)濟(jì)體的投資方面。
（來(lái)源：IEA）
圖3 2019—2023年主要國(guó)家和地區(qū)清潔能源投資情況
（三）投資正流向關(guān)鍵礦產(chǎn)領(lǐng)域，由電動(dòng)汽車(chē)和電池研發(fā)制造引領(lǐng)
電動(dòng)汽車(chē)和電池是需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年，電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)60%，超過(guò)1000萬(wàn)輛，儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量增加了一倍，太陽(yáng)能光伏裝機(jī)繼續(xù)打破之前的紀(jì)錄，風(fēng)電裝機(jī)在經(jīng)歷了兩年的低迷后恢復(fù)上升勢(shì)頭。這導(dǎo)致對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)的需求顯著增加，根據(jù)IEA《關(guān)鍵礦產(chǎn)市場(chǎng)評(píng)估2023》報(bào)告，2017—2022年，能源行業(yè)的發(fā)展推動(dòng)全球鋰需求增長(zhǎng)2倍，鈷和鎳的需求分別增長(zhǎng)70%、40%。關(guān)鍵礦產(chǎn)中的清潔能源技術(shù)應(yīng)用占比也在上升，到2022年，清潔能源應(yīng)用占全部鋰、鎳、鈷需求比重分別較五年前提升了26%、10%、23%。清潔能源技術(shù)關(guān)鍵礦產(chǎn)需求將迅速增加，IEA預(yù)測(cè)，在2050年凈零排放情景中，到2030年關(guān)鍵礦物需求將增長(zhǎng)3.5倍，達(dá)到3000多萬(wàn)噸。電動(dòng)汽車(chē)和電池是需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，其次低排放發(fā)電和電網(wǎng)也是重要驅(qū)動(dòng)因素。
（來(lái)源：IEA）
圖4 清潔能源應(yīng)用占鋰、鎳、鈷需求比重
清潔能源制造、關(guān)鍵礦物和金屬供應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)是確保彈性轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。IEA發(fā)布《2023年世界能源展望》預(yù)測(cè)，2030年，全球主要清潔能源技術(shù)市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到約6500億美元，是目前水平的三倍多。清潔能源安全轉(zhuǎn)型取決于彈性和多樣化的清潔能源供應(yīng)鏈，要實(shí)現(xiàn)全球氣溫上升控制在1.5攝氏度，IEA認(rèn)為，2030年還需在清潔能源制造和關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)方面投資約1.2萬(wàn)億美元。其中，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)利好、儲(chǔ)能電池的強(qiáng)勁投資以及本土供應(yīng)鏈政策，將推動(dòng)全球新的鋰離子電池制造項(xiàng)目部署，到2030年有望達(dá)到5.2太瓦時(shí)的新產(chǎn)能。但由于資源勘探到開(kāi)采加工需要十年以上時(shí)間，關(guān)鍵礦產(chǎn)投資將成為清潔技術(shù)制造和部署的制約因素。礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)也需要大量的資金投入，包括采礦權(quán)許可費(fèi)、勘探費(fèi)用、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用、勞動(dòng)力成本等。繼2021年同比增長(zhǎng)20%后，2022年關(guān)鍵礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)投資再次大幅增長(zhǎng)30%。IEA通過(guò)對(duì)20家大型礦業(yè)企業(yè)投資水平進(jìn)行詳細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，在清潔能源部署強(qiáng)勁勢(shì)頭刺激下，關(guān)鍵礦產(chǎn)的資本支出大幅增加。專(zhuān)門(mén)從事鋰開(kāi)發(fā)企業(yè)的支出增長(zhǎng)了50%，其次是專(zhuān)注于銅和鎳的企業(yè)。2022年，中國(guó)企業(yè)的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)投資支出幾乎翻了一番。除礦產(chǎn)開(kāi)采外，鈉離子電池在2023年初實(shí)現(xiàn)了飛躍，計(jì)劃產(chǎn)能超過(guò)100吉瓦時(shí)，且主要集中在中國(guó)。雖然絕大多數(shù)電池回收產(chǎn)能位于中國(guó)，但各國(guó)已宣布的制造計(jì)劃將在一定程度上降低中國(guó)市場(chǎng)的占有率。
二、世界主要經(jīng)濟(jì)體能源科技戰(zhàn)略與政策動(dòng)態(tài)
隨著全球應(yīng)對(duì)氣候變化和能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的不斷推進(jìn)，能源產(chǎn)業(yè)成為大國(guó)博弈的重要領(lǐng)域。歐美大力發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源技術(shù)；美日相繼更新國(guó)家氫能戰(zhàn)略，釋放出氫能產(chǎn)業(yè)化加速信號(hào)；先進(jìn)的小型模塊化反應(yīng)堆、第四代核能系統(tǒng)以及熱核聚變堆，已經(jīng)成為全球先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)焦點(diǎn)；新產(chǎn)品、新技術(shù)已成為全球碳減排技術(shù)的競(jìng)技場(chǎng)；不斷擴(kuò)張的能源行業(yè)推動(dòng)了全球?qū)﹃P(guān)鍵礦物的需求，歐美正通過(guò)一系列新政策實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)供應(yīng)的多樣化，包括歐盟《關(guān)鍵原材料法案》、美國(guó)《通脹削減法案》等。
（一）光伏風(fēng)電技術(shù)
在強(qiáng)有力的政策支持、具有吸引力的價(jià)格以及模塊化特性的推動(dòng)下，光伏系統(tǒng)繼續(xù)快速滲透到全球能源系統(tǒng)中。歐美等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體出臺(tái)一系列政策措施和規(guī)劃：加速實(shí)現(xiàn)光伏供應(yīng)鏈本地化；不斷完善促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施，加快風(fēng)電技術(shù)水平提升和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)；建立可再生能源中心，推進(jìn)海洋能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的研究、應(yīng)用和示范工作；通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)基金或研發(fā)稅減免提供支持，為清潔能源中小企業(yè)提供必要的創(chuàng)新條件。
1.加速光伏供應(yīng)鏈本地化
美國(guó)開(kāi)始加快光伏制造業(yè)的發(fā)展。根據(jù)Wood Mackenzie發(fā)布的《美國(guó)太陽(yáng)能市場(chǎng)洞察報(bào)告》，2023年美國(guó)新增光伏裝機(jī)將同比增長(zhǎng)50%以上，再創(chuàng)歷史新高，這得益于《通脹削減法案》《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案》等提出的財(cái)政激勵(lì)措施等多種因素。美國(guó)能源部通過(guò)《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案》投入4500萬(wàn)美元資助太陽(yáng)能晶硅制造和兩用光伏孵化器示范項(xiàng)目，用于持續(xù)降低太陽(yáng)能成本，同時(shí)開(kāi)發(fā)下一代太陽(yáng)能技術(shù)和促進(jìn)美國(guó)太陽(yáng)能制造業(yè)發(fā)展，推動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電安全、穩(wěn)健和可靠并入國(guó)家能源網(wǎng)絡(luò)。美國(guó)能源部還發(fā)布《推進(jìn)聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電定日鏡技術(shù)的路線圖》，對(duì)聚光太陽(yáng)能的重要部件定日鏡的研究和部署進(jìn)行了規(guī)劃，目標(biāo)是降低聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)成本，到2030年使其發(fā)電成本降到每千瓦時(shí)0.05美元。為促進(jìn)美國(guó)國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能制造業(yè)發(fā)展，美國(guó)能源部宣布一系列研發(fā)項(xiàng)目，例如投入3600萬(wàn)美元資金推進(jìn)鈣鈦礦和碲化鎘（CdTe）光伏等薄膜太陽(yáng)能技術(shù)；投入5200萬(wàn)美元強(qiáng)化美國(guó)本土太陽(yáng)能供應(yīng)鏈，投入3000萬(wàn)美元資助太陽(yáng)能并網(wǎng)技術(shù)；啟動(dòng)400萬(wàn)美元“美國(guó)制造太陽(yáng)能獎(jiǎng)”第七輪項(xiàng)目，激勵(lì)太陽(yáng)能硬件和軟件技術(shù)創(chuàng)新。此外，美國(guó)公用事業(yè)規(guī)模的光伏系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商也在政府2024年6月取消新關(guān)稅禁令之前安裝更多的光伏系統(tǒng)。
歐洲發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)加速能源轉(zhuǎn)型。由于歐洲天然氣和電力能源價(jià)格飛漲，歐洲各國(guó)從2022年開(kāi)始出現(xiàn)新一輪安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的熱潮。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，歐盟2022年的光伏新增裝機(jī)容量比前一年增長(zhǎng)了47%，預(yù)計(jì)2023年裝機(jī)量將實(shí)現(xiàn)40%的增長(zhǎng)。同時(shí)由于光伏組件價(jià)格上漲，2022年市場(chǎng)拍賣(mài)活動(dòng)嚴(yán)重減弱，但現(xiàn)在歐洲的拍賣(mài)參與率已開(kāi)始再次上升。在德國(guó)政府2023年8月最新招標(biāo)中，采購(gòu)的光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1.7吉瓦。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)關(guān)鍵原材料的本土化生產(chǎn)，并反制美國(guó)的《通脹削減法案》，歐洲開(kāi)始加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)支持計(jì)劃以確保光伏產(chǎn)業(yè)回流。歐盟2022年5月發(fā)布REPowerEU計(jì)劃，提出到2025年將太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)量翻一番，到2030年達(dá)到600吉瓦的發(fā)電能力，投資價(jià)值高達(dá)1950億歐元。歐盟委員會(huì)在2022年底成立了歐洲太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，支持歐洲到2025年在整個(gè)太陽(yáng)能光伏價(jià)值鏈上達(dá)到30吉瓦本土制造能力的目標(biāo)。此外，歐盟還計(jì)劃到2030年將光伏和電池等關(guān)鍵綠色工業(yè)的本土產(chǎn)能提高到40%。同時(shí)也要看到，歐洲光伏市場(chǎng)依然存在挑戰(zhàn)，例如在歐洲生產(chǎn)太陽(yáng)能電池板的成本是目前現(xiàn)貨價(jià)格的兩倍多；一些地區(qū)的電網(wǎng)容量瓶頸在增加。在西班牙，2023年上半年運(yùn)營(yíng)的光伏項(xiàng)目在批發(fā)市場(chǎng)實(shí)際獲得的價(jià)格下降幅度超過(guò)了歐洲其他市場(chǎng)。從中短期看，受本土制造規(guī)模、生產(chǎn)成本和生態(tài)鏈等限制，歐洲難以在短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模實(shí)現(xiàn)光伏供應(yīng)鏈本土化。