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2021-2022年我国低碳技能立异需求评价陈述pdf

发布时间:2022-09-26 10:46:09 来源:天博官网下载链接

  我国低碳技能立异需求评价 —以储能职业为例 2021.5 目录 项目布景 1 布景 1 技能立异需求评价的必要性2 英国低碳动力技能立异2 我国低碳技能立异3 陈述结构5 技能立异需求评价(TINA ) 6 TINA 布景6 评价办法9 产出与影响15 TINA 在墨西哥的运用19 动力立异需求评价(EINA) 22 简介22 评价办法23 产出与影响27 经历与主张 31 英国经历总结31 对我国的主张32 我国低碳技能立异需求评价办法学结构 34 要点技能范畴辨认34 要点技能范畴立异需求辨认和评价36 储能在未来动力体系中的效果与运用规划 39 我国清洁电力展开及温室气体排放趋势40 储能在电力体系中的效果41 储能运用规划猜测43 储能技能立异的价值评价 45 储能技能立异对本钱下降的影响48 储能技能经济价值潜力51 储能技能立异和展开的商场妨碍 54 商场壁垒和应战剖析54 储能职业技能立异妨碍54 世界协作时机55 不同储能技能立异时机 56 锂离子电池56 钠离子电池56 铅碳电池56 全钒液流电池57 紧缩空气储能57 钠硫电池57 飞轮储能58 超级电容器58 其它要素影响评价 59 安全性要素评价59 原材料可取得性与本钱59 技能优选和方针主张 61 技能优选主张61 储能技能立异时机主张62 加快储能技能立异的方针主张63 低碳技能立异方针主张 65 项目布景 布景 工业化革新以来,因为化石燃料的许多焚烧导致的全球气候改变为人类社会带来了一系列环境 和社会问题。气候改变现已成为全球各国所面临的的一起应战。2015 年,各国在巴黎气候改变 大会上签定《巴黎协议》,提出将全球平均气温较前工业化时期上升起伏控制在 2 摄氏度以内, 并尽力将温度上升起伏束缚在1.5 摄氏度以内的长时刻方针。 低碳技能立异关于全球各国完结低碳经济转型以及《巴黎协议》2°C 乃至 1.5°C 的方针至关重 要。现在,咱们间隔完结《巴黎协议》中提出的全球平均温度不超越 2°C 的方针仍有很大距离 (见 图 1 )。联合国气候改变结构条约(UNFCCC )的剖析标明,在基准情形下(不采纳额定减排 举动),全球温度将上升 3.8°C ;而即便各个国家的气候许诺都得到履行,全球气温仍将上升 2.7°C 。因而,要完结《巴黎协议》中的2°C 方针有必要加快低碳技能的立异和大规划运用。现实 上,立异技能和处理计划的研制和运用现已成为以相对较低的本钱完结全球应对气候改变方针 最重要的时机。 图1 全球年温室气体排放量(单位:十亿吨)1 1 动力出产和耗费约占全球温室气体排放的三分之二以上,一起形成了严峻的区域空气污染。根 据 BP 的研讨陈述,在渐进转型情形下,动力运用形成的碳排放在展望大部分期间依然逐步上 升,到2040 年添加约7% ;一起陈述以为电力职业将成为碳排放添加最多的职业,到2040 年, 电力职业碳排放占全球动力体系的约 40% 2 。未来电力职业碳减排的潜力巨大。经过加快立异 脚步和大规划布置可再生动力技能,能够完结动力范畴的减排潜力,大大削减温室气体排放并 减缓全球气候改变。因而,动力技能立异已成为低碳技能立异最重要的范畴。 技能立异现已开端重塑全球的动力格式。得益于本钱的快速下降,包含太阳能光伏和风能在内 的可再生动力大规划布置现已显着下降了电力部分的碳排放强度。电动轿车的遍及也为交通运 输职业的去碳化供应了技能道路。可是,依据世界动力署(IEA)的研讨,只要少量动力技能的发 展速度能够匹配全球的可继续展开方针。高危险、低报答、体系惯性以及较长的研制和商业化 周期使私营公司的技能立异较为困难。为应对这些应战,愈加有力和高效的方针支撑以及公共 研制投入是必不行少的。 技能立异需求评价的必要性 技能的展开一般遵从从概念到商业化的途径,技能立异进程一般包含以下几个阶段:研制、示 范和运用。在研制初期,公共资金一般具有要害效果。当技能进入具有商业化时机的运用研讨 和演示阶段时,私家出资将成为要害驱动要素,但依然需求直接或直接的公共资金支撑方针作 为鼓舞并下降出资危险,然后协助企业战胜商场妨碍,例如较高的前期本钱、有限的融资途径 以及体系转型慵懒等。 为了加快技能运用、下降本钱和推进商业化进程,公共部分需求在低碳技能的研制进程中投入 许多资金。可是将有限的公共资金分配给一切重要的低碳技能是十分困难且无法完结的,而公 共部分出资应该聚集于那些对完结碳排放方针和经济添加方针影响最大的技能范畴。因而,对 技能立异进行评价和优先级排序分类是十分有必要的。 英国低碳动力技能立异 2008 年《气候改变法案》为英国设定了大志壮志的方针,即到 2050 年将其温室气体排放量与 1990 年的水平比较至少削减80% 。2019 年6 月,新修订的《气候改变法案》收效,正式树立 英国到 2050 年完结温室气体净零排放” 的方针。2020 年末,英国发布了最新减排方针,到 2030 年温室气体排放量与 1990 年比较,至少下降68%。为完结其间长时刻气候方针,并确保安 全、清洁和经济的动力供应,英国政府努力于支撑和促进低碳技能立异。 为了和谐政府部分和其他公共赞助安排的低碳技能立异支撑资金,英国成立了低碳立异和谐小 组(LCICG ),召集了英国供应低碳技能立异资金支撑的公共部分,包含方针拟定者、监管机 构、公共预算利益相关方,以及公共资金支撑的安排和项目。LCICG 的成员经过一系列的项目 2 和机制,为英国技能立异需求评价(Technology Innovation Needs Assessment, TINA )所辨认 的立异需求以及其他动力技能体系中立异需求供应支撑。2016 年,动力立异委员会(Energy Innovation Board)代替LCICG,为英国动力立异公共资金的运用供应战略层面的监督和主张。 依据《清洁添加战略》,英国现已大幅添加了对低碳立异的出资。从2015 年到2021 年,估量 将有超越25 亿英镑出资于低碳动力、交通、农业和废弃物范畴的研制和演示,包含: • 来自英国商业、动力和工业战略部(BEIS)动力立异项目的 5.05 亿英镑,旨在加快创 新清洁动力技能和工艺的商业化 • 来自英国研讨委员会和“立异英国”联合出资的12 亿英镑,现在成立了“英国研讨与立异” 安排(UKRI),首要出资于动力体系和海优势电 • 为法拉第应战赛供应的 2.46 亿英镑的资金,旨在在动力电池的规划、开发和制作范畴 树立英国的优势和抢先地位 • 其他来自多个部分的6.2 亿英镑资金,包含 BEIS,运送部(DfT),世界展开署(DfID) 和环境、食物及乡村事务部(Defra) 为了给英国技能展开计划供应科学依据并优化公共资金投入,LCICG 领导了英国技能立异需求 评价(TINA )项目(2010-2016 ),该评价现已成功树立了对技能立异需求的一起,并影响了 公共资金的研制出资决议计划。2018 年,为支撑和优选动力体系的低碳立异,英国商业、动力和产 业战略部(BEIS)启动了动力立异需求评价(Energy Innovation Needs Assessments, EINA ) 项目,以确认在英国动力体系中的要害立异需求。在本陈述中,咱们将首要重视这两个立异技 术需求评价项目,包含其办法学和项目效果,为我国的低碳技能立异供应学习。 我国低碳技能立异 自上世纪70 时代以来,我国经济一向坚持较快的展开速度,对各类动力,尤其是化石动力的需 求量继续添加。现在,我国是全球最大的动力消费国和温室气体排放国。依照当时的展开趋势, 3 到2050 年动力消费估量高达 66.6 亿吨,到时二氧化碳排放将高达 128 亿吨 。我国现已做出 许诺并继续展开气候举动。2020 年9 月22 日,第七十五届联合国大会一般性争辩上宣告,“ 中 国将进步国家自主奉献力度,采纳愈加有力的方针和办法,二氧化碳排放力求2030 年前到达峰 值,尽力求取2060 年前完结碳中和” 。这是我国初次在世界社会上提出碳中和方针。12 月12 日,在《巴黎协议》五周年“气候大志峰会”进步一步细化了2030 年碳排放强度、减排起伏、非 化石动力占比等方针细则。 低碳技能立异是我国发挥立异潜力并实行气候许诺的重要途径。在《强化应对气候改变举动 — — 我国国家自主奉献》中明晰提出了低碳技能立异,特别是在能效进步、可再生动力、核能和 碳捕集与封存 (CCUS)等范畴。2016 年,我国发布《国家立异驱动展开战略大纲》,提出到 2020 年进入立异型国家队伍,底子建成我国特色国家立异体系;科技进步奉献率进步到60% 以 上,研讨与实验展开(R&D)经费开销占国内出产总值比重到达 2.5% 。2017 年,科技部发布 3 《“十三五”应对气候改变科技立异专项规划》,明晰应对气候改变的底子出路在于科技立异。 在 2020 年发布的《中共中央关于拟定国民经济和社会展开第十四个五年规划和二〇三五年远 景方针的主张》中,“要害核心技能完结严重突破,进入立异型国家前列”被设定为2035 年远景 方针之一;“坚持立异驱动展开,全面刻画展开新优势”被列为“十四五”要点作业范畴之一。 在动力技能范畴,绿色低碳被列为动力技能立异的首要方向。例如《动力技能革新立异举动计 划 (2016-2030 年) 》要求经过动力技能立异,加快构建绿色、低碳的动力技能体系,并提出了 包含“先进储能技能立异” 的 15 个要点使命。2020 年末,我国发布《新时代的我国动力展开》 白皮书,明晰提出发挥科技立异榜首动力效果,在动力范畴大力施行立异驱动展开战略,增强 动力科技立异才能,经过技能进步处理动力资源束缚、生态环境保护、应对气候改变等严重问 题和应战。 “十三五”期间,我国全社会研制(R&D)经费开销从1.42 万亿元添加到2.21 万亿元,研制投入 强度从2.06%添加到2.23% 。2019 年,全国共投入研制经费22143.6 亿元,比上年添加12.5%; 4 其我国家财务科学技能开销 10717.4 亿元,比上年添加 12.6% 。 依据世界常识产权安排 (WIPO )评价,我国立异指数位居世界第14 位,全体立异才能大幅进步。 2015 年以来,科技部联合环保部和工信部联合发布了两批次《节能减排与低碳技能效果转化推 广清单》,供工业企业、财务出资或工业技能资金、各类绿色低碳范畴的公益、私募基金及风 险出资安排等用户在进行节能和削减温室气体排放技能晋级改造和出资时参阅。自2008 年起, 国家发改委开端发布《国家要点节能技能推行目录》,以鼓舞动力密集型企业选用先进的节能 技能和新设备,进步动力运用功率,到2017 年末,已从4000 多项技能中挑选出260 项高能 效技能。自 2014 年起,现已发布三批 《国家要点推行的低碳技能目录》。清单和目录内容主 要由相关当地和职业协会引荐,经过职业专家评价评定后确认。为支撑国家科技规划和方针制 定,科技部现已展开了6 次国家技能猜测,现在第六次国家技能猜测现已完结。 我国科技立异作业首要由科技部统筹担任,包含拟定科技立异方针和战略方针,推进国家立异 体系制作,担任科研项目资金和谐、评价、监管,编制国家严重科技规划等。2015 年,树立了 5 国家科技计划 (专项、基金等)办理部际联席会议准则,对中央财务科技计划进行统筹和谐; 联席会议由科技部牵头,财务部、展开变革委等与国家科技计划办理亲近相关的31 个部分和单 位组成。在低碳展开和应对气候改变范畴,技能立异也首要由科技部统筹,生态环境部、工信 部、发改委、国家动力局等各部分一起参加。现在,我国正在安排编制面向未来15 年的科技发 展规划和“十四五”科技立异规划。 4 陈述结构 本项目针对低碳动力技能,旨在学习英国在低碳技能立异需求评价范畴的经历,协助我国方针 拟定者探究更有用的低碳技能立异评价办法和战略,推进我国加快完结温室气体减排和低碳发 展方针。 陈述由三部分组成:英国低碳立异需求评价事例剖析,我国低碳技能立异需求评价办法学结构, 我国储能技能立异需求评价。 首要,项目整理和总结了英国低碳技能立异的经历,要点聚集于技能立异需求评价(TINA )和 动力立异需求评价(EINA )两个项目,别离介绍了项目布景、办法学、评价效果及影响。依据 此,咱们总结了英国技能立异需求评价的要害成功要素,以及对我国的学习(第2-4 章)。 依据英国低碳技能立异需求评价,陈述第 5 章开端提出了我国低碳技能立异需求评价的办法学 结构,将定量评价与定性剖析相结合,并归入了或许适用于不同技能的特定考量要素。 最终,以储能职业为试点对办法学进行了测验,项目对七种储能技能的立异价值和经济价值进 行了定量评价,并结合专家研讨和打分,辨认了不同技能的要害立异需求(第6-11 章)。 5 技能立异需求评价(TINA ) TINA 布景 2.1.1 方针布景 英国将支撑立异作为其政府计划的重要组成部分,以为低碳立异将有助于确保英国安全、清洁 和经济的动力供应,完结相关的应对气候改变方针,一起有助于影响新的商业时机和作业时机。 • 《欧盟可再生动力指令》(2009 ):可再生动力在动力消费总量中的比重从2005年的 1.3%添加到2020年的15%; • 2008年《气候改变法案》:到2050年,温室气体排放量与1990年的水平比较至少削减 80% 。 在2011年11月发布的“碳计划” 6 中,英国政府进一步明晰了立异对完结2050年碳减排方针的重 要性。此外,英国还提出在应对气候改变和保护动力安全的一起,需求最大极限地下降本钱并 为英国带来经济利益。政府期望经过技能之间的比赛完结最经济高效地动力供应。完结这一目 标的动力情形将取决于可再生技能、核能、碳捕集与封存,动力需求侧以及能效方面的立异成 果。因而,英国政府明晰提出支撑:工业链协作以推进本钱下降,立异低碳发电技能的研制和 演示,以及削减动力需求相关的立异。 英国技能立异评价和优选首要由方针驱动。考虑到有限的公共研制资金,英国需求对低碳技能 立异需求进行评价,挑选最具立异价值和经济价值的技能范畴,进步公共资金支撑立异的功率。 此外,也需求经过科学坚实的评价办法使多个供应研制支撑的公共部分之间达到一起。 2.1.2 英国立异生态体系 2010 年,英国国家审计署(NAO)在检查可再生动力技能立异的公共资金履行状况和绩效时, 发现在不同公共部分之间存在较大的和谐应战。因为短少一起的履行结构和一起的办法学来评 估和陈述公共资金的绩效,无法评价政府公共资金的投入是否完结了其既定方针。因而,国家 审计署提出了八项进程,主张经过一种规范的办法来规划和办理对可再生动力技能立异的直接 资金支撑(图2 )。 6 图2 规划和办理可再生动力技能公共出资的规范办法(8 个进程) 对低碳立异公共资金的检查发现,除英国气候改变与动力部(DECC)以外,英国至少有八个公 共安排供应低碳立异资金支撑,其间包含商业立异与技能部(BIS )、动力技能安排(ETI)、 技能战略委员会(TSB )、工程和物理科学研讨委员会(EPSRC)、苏格兰商贸出资(Scottish Enterprise )和苏格兰政府。 因为技能立异的资金支撑安排较多,潜在的立异者或许难以充沛 了解并参加其间。并且各个安排选用不同的办法学挑选支撑项目,或许会导致资金缺口和重复 支撑。 因而,动力与气候改变部(DECC)引入了更规范的新办法来规划和办理对低碳立异的直接公共 支撑。英国成立了低碳立异和谐小组(LCICG ),以加强供应低碳技能立异支撑的不同公共部 门之间的和谐。表1列出了LCICG的核心成员及其效果。经过协作与和谐,这些安排能够进步创 新支撑的广度和深度,防止重复并进步资金功率。 7 表1 低碳立异和谐小组(LCICG )核心成员及其责任 LCICG 成员 责任 英国政府部分,领导英国动力与气候改变方针;其低碳立异要点是 动力与气候改变部 (DECC) 确保安全、清洁、经济的动力供应。 由英国政府部分直接履行的项目;聚集于动力方针引导的技能立异 动力与气候改变部-立异项目 的研制和演示,方针是供应安全、清洁、经济的动力。 英国政府部分,担任英国工业、技能和立异方针;其低碳立异要点 商业、立异与技能部 (BIS) 是推进经济继续添加。 代表研讨委员会的英国动力项目,其低碳立异要点是支撑英国的能 工程与物理科学研讨委员会 源方针方针。委员会支撑各类抢先的研讨、研讨生训练和活动,以 对英国经济和社会发生积极影响。 英国立异安排,非政府部分的公共安排;努力所以经过影响和支撑 技能战略委员会 从概念到商业化的企业立异来加快经济添加。 公私协作伙伴联系;其要点是动力体系剖析以及对严重工程和技能 动力技能安排(ETI) 演示项目的出资,努力于以最低的本钱完结动力方针。 非股息公司;供应有关低碳立异需求剖析、开发和运用方面的专业 碳信任(Carbon Trust ) 技能支撑;与不同安排协作来加快低碳技能的商业化。 苏格兰政府的行政部分; 领导苏格兰的动力方针;其低碳立异要点 苏格兰政府 是确保立异有益于苏格兰经济。 苏格兰政府支撑的非政府部分的公共安排;影响经济添加、工业创 苏格兰商贸出资 新和出资,以促进苏格兰经济展开。 8 低碳立异和谐小组(LCICG )的支撑要点是“低碳技能立异” ,即具有低碳特征的技能: • 防止或削减温室气体排放的技能; • 以可继续的办法供应动力,且温室气体排放量显着低于现在技能的平均水平; • 确保低碳技能运用的支撑性技能,例如输配电技能或体系平衡技能; • 削减动力的耗费量; • 协助顾客削减动力消费量,例如智能电表和需求侧办理技能; • 削减其他进程(例如工业或农业)排放的温室气体。 2.1.3 TINA 方针 因为许多低碳技能都能够协助英国完结其动力和减排方针,但考虑到有限的公共资金,有必要对 低碳技能的立异需求进行评价和优选。因而,在2010年,低碳立异和谐小组(LCICG )成员共 同发起了技能立异需求评价项目(TINA ),旨在辨认和评价特定低碳技能范畴的要害立异需求, 为公共部分低碳立异出资的优先级供应依据。 评价办法 TINA 办法学从两个层面临技能进行优选:微观层面,对各个技能类别进行评价以确认要点技能 类别;微观层面,对辨认的要点技能范畴进行具体剖析。 英国 TINA 项目依据政府、职业和学术界已有的研讨和经历,选用了一起的办法来辨认和评价 给定技能范畴内的立异潜力。关于每个选定的技能范畴,都考虑了该技能范畴内的细分技能和 首要组件,并辨认完结英国长时刻减排方针所需求的要害立异需求。 2.2.1 技能范畴挑选和辨认 微观层面的研讨首要从两个维度对技能进行评价:碳减排潜力和经济价值潜力。图3 为TINA 宏 观层面技能范畴挑选办法的示意图。 9 图3 TINA 微观层面技能范畴挑选办法(示意图) 依据2010 年所进行的微观层面的研讨以及低碳立异和谐小组成员安排的定见,TINA 项目结构 挑选和辨认了以下低碳技能范畴:生物动力、碳捕集与封存、住所修建、电网和储能、供热、 工业部分、非住所修建、核裂变、海优势电、太阳能光伏、海洋(波涛和潮汐)、交通范畴氢 燃料。 微观层面的技能类别挑选辨认了要深化研讨的要点技能范畴 (例如,生物动力、海优势电、核 能等)。微观层面需求对每个技能范畴中的具体技能进行具体剖析。在进行技能规划界定和应 用情形界说时,一般需求有一位和谐员统筹一切技能范畴的研讨,以防止各个范畴之间呈现技 术的堆叠。 2.2.2 特定技能范畴评价结构7 针对特定技能范畴,TINA 项目结构包含树立技能和商场运用情形、评价对英国的潜在价值、评 估公共部分资金支撑的需求以及提出潜在处理计划。TINA 项目在各个技能范畴选用了一起的方 法学。 10 图4 TINA 项目的首要组成部分 依据一起的办法学,TINA 不只能够比照特定技能范畴内立异时机的价值,也能够比照不同技能 范畴之间立异时机的相对价值。TINA 项目的剖析结构由碳信任(Carbon Trust )开发和施行, 并得到了LCICG 一切核心成员的奉献以及其他专家和安排的定见与主张。 针对每个选定的技能范畴,立异需求评价首要内容包含: • 剖析技能在英国动力体系中的潜在效果(运用情形猜测) • 预算经过立异下降技能本钱能够给英国带来的价值 • 预算经过出口给英国带来的商业时机(经济价值潜力) • 评价英国公共部分干涉立异的现状 • 辨认能为英国带来最大收益的潜在立异要点 2.2.3 英国技能运用情形 英国技能运用情形选用了动力技能安排(ETI )动力体系建模环境(ESME )中的一组模型, TINA 项目从中挑选了不同的模型来剖析不同技能范畴的潜力。这种办法既确保了底子假定和参 数的一起性(例如碳方针、动力体系束缚等),也可 以对每种技能范畴进行深化剖析。考虑到不同技能在 政府动力和减排战略中潜在效果的不确认性,该办法 的价值在于它能够充沛探究本钱下降的潜力。 可是,这种针对每个技能范畴独自开发技能运用情形 的办法,或许会导致在不同技能范畴模型中所设置的不同技能的运用水平不同,然后导致不同 范畴之间技能的比照较为困难。 11 情形差异: 到 2025 年左右,不同技能范畴模型中的技能运用情形都十分相似。但跟着技能重要性的变 化,情形设定开端呈现差异。例如,到 2050 年,在核裂变技能范畴模型中,中心情形将部 署约20GW 的海优势电;而在海优势电技能范畴模型,约布置了30GW 海优势电。在电力行 业CCS 模型中,中心情形CCS 的布置水平显着高于太阳能技能模型中的情形设定。 依据对 TINA 项目的一项评价,主张在不同技能范畴选用一起的英国技能运用情形。这将进步 技能之间的可比性,有助于评价不同技能的体系优势,也便于了解和交流。 2.2.4 技能评价 TINA 项目结构经过以下维度进行具体技能评价: • 立异价值 • 立异带来的经济价值(GVA )和作业时机 • 英国商场壁垒/商场失灵 • 多大程度上能够依靠进口或海外立异 针对不同的技能范畴,TINA 项目结构选用了相同的评价方针,因而能够在各技能范畴内以及技 术范畴之间进行技能优选。项目经过定量剖析评价了支撑特定技能立异对英国的价值,随后从 定性视点评价了政府干涉和公共资金支撑的必要性。该结构为方针决议计划供应了要害依据,一起 尽量简化了方针。 立异价值 TINA 项目选用单位产品本钱衡量立异的价值(公式如下),立异将下降技能本钱,然后下降部 署本钱。 立异价值= 没有技能立异的运用本钱– 技能立异后的运用本钱 在各类下降本钱的办法中(例如供应链改进、规范化、融资立异等),研制立异是一个重要的 本钱下降驱动要素。TINA 项目将立异推进本钱下降归类为两个驱动要素:研制 (Learning by Research & Development, LbR&D)和“边做边学” (Learning by Doing, LbD )。LbD 被以为是除 技能研制外的一系列立异活动的汇总。 在某些状况下,LbD 带来的本钱下降潜力或许大于技能 研制。例如,海优势电约50%的本钱下降来自于供应链和融资方面的时机。 对立异带来的本钱下降进行建模是一个较为杂乱的进程。TINA 选用自下而上的建模进程评价了 技能组件水平或许的本钱下降,然后剖析了技能范畴全体的本钱下降潜力。项目运用学习曲线 来评价立异的本钱下降:假定全球技能运用每进步一倍,技能本钱就会下降必定数值。项目使 用了研制本钱下降与“边做边学”本钱下降的份额,将立异本钱下降拆分为研制带来的本钱下降 和“边做边学” 的下降本钱。该份额依据技能的老练度而随时刻改变。 12 参数设定在很大程度上依据技能专家的定见。参数的挑选经过对一系列专家访谈进行数据搜集, 其间学习曲线确实认需求对该技能范畴以及相似技能范畴有十分深化的了解。学习曲线更适用 于相对老练的技能。关于运用水平较低的重生或前期技能,技能本钱或许并不会跟着运用的增 加而安稳下降,其学习曲线或许更像阶跃函数而非线性曲线。因而,在剖析本钱下降的建模过 程中需求留意所触及的技能细节。 可是,这种办法在评价非电源侧技能时存在必定的困难,它无法评价某些技能(例如需求侧响 应或储能技能)所带来的巨大的潜在体系收益。因而,针对不同技能范畴,TINA 项目选用了单 位本钱或体系收益方针来衡量技能的立异价值。 经济价值(GVA)和作业时机 TINA 项目选用以下办法核算立异所能带来的经济价值(GVA )和作业时机: 1)确认技能的运用情形: • 猜测技能在英国国内的运用状况(运用ESME 模型); 8 • 猜测技能在全球规划内的运用水平(IEA 《动力技能展望》陈述); 2 )依据技能组件的运用水平缓本钱下降途径猜测技能在英国国内和全球的商场规划; 3 )确认可买卖商场规划和不行买卖商场规划的份额; 4 )评价英国的比赛优势:英国能够取得的全球可买卖规划的份额;假定英国企业能够获 得100%的国内不行买卖商场规划; 5)依据经济价值与商场规划的份额系数核算经济价值(GVA ); 6 )选用代替系数来评价技能运用代替原有技能后的经济添加值; 7 )依据作业与经济添加值的份额系数对作业时机进行预算。 在进程(2 )中,TINA 项目选用了一个“全球技能本钱” 的简化假定,即假定技能本钱在全球范 围内是相同的,不考虑区域差异。在进程(3 )中,需求评价商场中可买卖和不行买卖商场规 模的份额。该参数一般经过专家访谈或与相似技能进行比照进行预算。在进程(4 )中,假如 短少牢靠的研讨数据,一般也依据专家访谈和/或与相似技能的比较进行评价。在TINA 项目中, 假定到 2050 年,英国占全球商场份额的份额坚持不变。在研讨进程中,因为部分数据缺失, 具体参数的挑选很大程度上取决于一系列的专家判别。 图5 核算进程:经济价值(GVA )和作业时机 13 商场壁垒及海外立异 在 TINA 项目中,商场壁垒和妨碍的辨认与评价一般经过价值链利益相关方研讨会进行,例如 需求的不确认性、供应链的应战、短少价格信号、短少规范体系、商场需求受方针影响较大等。 表 2 展现了针对电网和储能范畴的部分商场壁垒和妨碍剖析。能否依靠进口或海外立异首要根 据世界贸易远景、技能运用的特色以及英国的需求状况进行剖析。 9 表2 电网和储能范畴商场壁垒和妨碍剖析(部分) 细分技能范畴 商场壁垒和妨碍 评价 各方(包含监管安排、电网运营商和技能供应商)都不确认 储能在未来动力体系中将发挥的价值和效果,为储能技能的 立异和布置带来了妨碍; 储能 在现在的电力商场机制下,无法表现存储所能供应的部分服 要害妨碍 务的价值,例如电压支撑或削减输配电出资; 短少明晰的根底设施规划,没有给各方以满意的决心出资储 能技能研制或布置。 2.2.5 公共部分支撑主张 为优化和进步公共资金支撑功率,项目为公共部分的立异支撑提出了主张,首要依据以下三个 要素: • 技能立异的好处以及完结立异所需求的支撑; • 整理现在英国和全球已有的技能立异支撑项 目; • 剖析潜在的干涉办法 对这些要素的剖析以及归纳考量都需求技能专家以及工业界的广泛参加。对较为老练的技能, TINA 为立异项目计划供应了更明晰的主张和时刻表;对其他技能,TINA 则供应了更广泛的建 议。 14 产出与影响 2.3.1 首要产出与发现 表3 总结了TINA 项目的首要效果,包含技能运用状况、立异本钱下降潜力以及经济价值潜力。 需求留意的是,技能运用的数值首要依据情形剖析,为立异需求的评价供应参数,它们并不是 实践猜测值或方针值。立异在不同技能范畴的本钱下降潜力如图6 所示。 表3 各个技能范畴到2050 年的立异潜力汇总(累计) 技能范畴 全球技能运用 英国技能运用 英国本钱下降潜力 英国商业价值潜力 963 PJ (278- 生物动力 61 EJ (14-87 EJ) £42bn (£6-101bn) £19bn (£6-33bn) 2586 PJ) 碳捕集和封 431 GW (202- 30 GW (11-60 £22bn (£10-45bn) £8bn (£3-16bn) 存(CCS ) 1011 GW) GW) £16bn (£4.5- 住所修建 – – £1.7bn (£0.6-3.7bn) 37.5bn) 电力网络 – – £4.4bn (£2-8.6bn) £5.1bn (£3-7.9bn) 27.4 GW (7.2- 59.2 GW) £4.6bn (£1.9- £11.5bn (£3.4- 储能 – 128 GWh (31- 10.1bn) 25.7bn) 286 GWh) 供热 - - £30bn (£14-66bn) £6bn (£2-12bn) 交通范畴氢 12% of LDVs (0- 20% of LDVs (0- £35.7bn (£0- £20.2bn (£0- 燃料 26% of LDVs) 50% of LDVs) 88.7bn) 48.1bn) £20.3bn (£14.4- 工业部分 - - £3.9bn (£1.5-6.5bn) 26.9bn) 2.5 GW (0-5 海洋-潮汐能 13 GW (0-52 GW) £1.2bn (£0-2bn) £0.3bn (£0-1.3bn) GW) 海洋– 波涛 46 GW (0-188 4 GW (0-8 GW) £1.6bn (£0-3bn) £0.9bn (£0-£3bn) 能 GW) £12.6bn (£3.9- 非住所修建 - - £1.7bn (£0.5-3bn) 23.8bn) 1223 GW (482- 40 GW (16-75 £5.7bn (£2- 核裂变 £7.2bn (£1.5-13bn) 1973 GW) GW) 14.5bn) 439 GW (119- 45 GW (20-100 海优势电 £45bn (£18-89bn) £18bn (£7-35bn) 1142 GW) GW) 15 图6 立异带来的英国本钱下降潜力(2010-2050 ) TINA 项目在不同技能范畴辨认了135 个立异项目,总出资额超越28 亿英镑,触及根底研制、 试点演示、加快商业化等不同技能展开阶段。 图7 TINA 在各技能范畴辨认的立异优选项目出资 2.3.2 LCICG 战略结构 依据TINA 项目的研讨以及广泛的利益相关方评论,LCICG 在2014 年拟定了未来和谐英国公共 部分低碳技能立异支撑的战略结构,确认了44 个优先立异需求(表4 )。在进行项目开发时, 这44 个立异范畴成为LCICG 的支撑要点。 16 表4 各个技能范畴到2020 年的立异要点汇总 技能范畴 公共资金支撑要点 所需资金规划参阅(£ ) • 进步边际土地作物产值的研制 • 千万级(高) • 改进的组成气组成、净化和柔性反应器 • 千万级(高) 的演示 • 依据可继续作物的先进生物燃料技能研 • 千万级(低) 生物动力 发和演示 • 支撑挨近商业化的转化技能的功率进步 • 千万级(高) 和组件晋级 • 生物质CCS研讨项目 • 千万级(高) • 丈量和监控可继续规范合规性的研制 • 百万级(低) • 海底贮存、丈量、监测和验证 • 几亿级(低) 碳捕集和封存( • 高档捕集技能开发 • 千万级(高) CCS ) • CCS 匀速和贮存网络装备 • 百万级(低) • 缩小猜测和实践运转效果的研制 • 千万级(高) • 辨认和推进修建高效运转的研制和演示 • 百万级(高) 住所和非住所建 • 树立一个制作商渠道,使他们能够协作 • 千万级(高) 筑 组合测验其产品 • 揭露传达LCICG成员的各类项目效果 • 千万级(低) • 技能集成渠道的演示 • 几亿级(低) 电力网络 • 增强常识同享和和谐 • 百万级(低) • 电动轿车集成技能和设备办法的研制 • 千万级(高) • 合适网格的储能技能道路图 • 十万级(低) 储能 • 网格级存储概念的研制 • 千万级(高) • 技能集成渠道的演示 • 千万级(高) • 可再生动力供热技能的体系集成和触及 • 千万级(低) 处理计划 供热 • 热泵的组件、规划和设备的研制和演示 • 千万级(低) • 热/冷存储的规划、运转和承继的研制和 • 千万级(低) 演示 • 轿车及组件出产的工业化 • 千万级(低) 交通范畴氢燃料 • 低碳氢能出产的研制和演示 • 百万级(高) • 加氢根底设施的研制和演示 • 千万级(低) • 低碳代替品运用的研制和演示 • 千万级(高) 工业部分 • 辨认和试点代替工艺流程的项目 • 千万级(高) • 工业CCS • 千万级(高) • 波涛设备的演示 • 百万级(高) • 榜首个波涛能阵列的开端布置 • 千万级(高) • 应对榜首个阵列中所辨认的应战的研制 • 千万级(低) 作业 海洋– 波涛和潮 • 运转优化:健康与安全、资源特征、标 • 百万级(低) 汐能 准化 • 第二代潮汐流技能和新式波涛设备项目 • 百万级(高) 的研制。 • 争夺布置榜首个商业规划的农场 • 千万级(高) • 未来核能技能 • 千万级(高) • 先进组件制作 • 千万级(高) • 燃料循环技能 • 千万级(高) 核聚变 • 废弃物办理和设备退役 • 千万级(高) • 制作、设备和调试 • 千万级(低) • 小型模块化反应堆 • 几亿级(低) 17 技能范畴 公共资金支撑要点 所需资金规划参阅(£ ) • 海优势电场演示项目以及项目推进 • 千万级(高) • 远海风场输电 • 百万级(低) 海优势电 • 削减每个风机设备时刻 • 千万级(高) • 进步风电厂发电量和风机牢靠性的研制 • 千万级(高) • 具有本钱效益的根底的批量出产和制作 • 千万级(低) 针对每个立异要点,LCICG 还估量了充沛满意立异需求所需的公共部分出资水平。据估量,要 完结已确认的一切立异活动,英国政府需求在5-7 年内投入30~40 亿英镑。现在的出资水平与 所需求的资金量之间存在显着距离,即便将其他资金来源考虑在内,例如私营部分出资,仍需 要进一步对项目进行挑选。LCICG 成员还经过了一套挑选项目的通用规范: • 对动力方针方针的影响:加快和进步动力安全、推进低碳动力的供应、运送分配或使 用的项目,以及能够下降动力体系本钱的项目。 • 对经济添加方针的影响:协助英国树立和保持强壮的供应链;协助英国公司取得更大 的动力商场份额;促进国内出资,并有助于英国公司添加出口。 • 对常识、技能和才能的影响:针对优选的技能在英国树立世界一流的研讨与立异中心, 并培育立异人才。 • 其他考虑要素:政府资金的额定性、项目的时刻周期和可行性、项目危险、杠杆效果 和重要性、后续商业化的或许性等。 2.3.3 影响及改进潜力 TINA 项目现已成功完结了其方针,并在确认和优选政府研制项目方面发生了较大的影响力。在 既定方针之外,TINA 项目还为更广泛的方针拟定和其他研讨供应了参阅和依据。 项目影响 TINA 项目成功树立了强壮的同享常识库,辅导政府的研制出资决议计划。对 LCICG 所支撑的研制 项目的剖析标明,从2012 年开端,超越85%的低碳技能研制项目聚集于TINA 确认的技能立异 需求。公共资金支撑不同技能范畴的优先级也与TINA 主张的优先级相一起。例如,TINA 在能 源网络和储能技能范畴的研讨为立异英国(Innovate UK)的储能研制比赛供应了参阅和依据。 TINA 为支撑低碳立异范畴的首要公共部分供应了一种和谐机制,对立异支撑的优先级达到一 致。TINA 的首要效果和价值是树立依据根底和科学依据,以确保政府对立异项目的出资是合理 的。实践上,展开TINA 项目的进程,也促进了LCICG 成员之间广泛和亲近的评论。TINA 结构 将评论的要点聚集于对依据的科学剖析,并依据此得到低碳技能立异要点。 TINA 供应了在技能范畴内和技能范畴之间的穿插比较和出资需求优先排序的或许性。 2014 年, 碳信任与英国动力与气候改变部协作展开了不同技能范畴立异需求比照剖析,该剖析汇总了 TINA 不同技能范畴的发现,并在TINA 全体结构下对一切细分技能进行了比较。需求留意的是 因为技能进步和政府要点方向的改变,TINA 需求每2-3 年更新一次,以确保其有用性。 18 除了为政府供应必要的科学依据,TINA 也向企业和技能研制安排传递英国技能展开要点的明 确信号。在整个研讨进程中,为搜集数据和树立职业一起,在访谈和研讨会中都归入了职业专 家。TINA 研讨会一般会约请职业的一切首要参加方一起评论。 TINA 也被其他学术研讨参阅和引证。到2015 年,TINA 现已至少被各类学术出版物引证49 次, 其间超越50%是以英国为要点的研讨。这标明TINA 不只对英国的学术研讨和职业研制立异产 生了影响,一起也并为世界研讨安排供应了参阅信息。此外,也有其他方针陈述引证 TINA 研 究效果作为其参阅资料。 此外,TINA 也为英国减排和技能战略开发供应了要害的科学依据,例如 LCICG 战略结构、目 标驱动立异计划(ODIPs )、2015 年归纳开销审阅陈述,以及其他暂时方针等。 改进潜力 TINA 项目的影响评价陈述提出了一系列改进和进步的定见。 扩展TINA 的研讨规划,考虑研制以外的立异需求和本钱下降潜力。现在,TINA 对研制、规划 和演示立异进行了具体剖析。 但经过研制进行立异仅仅推进本钱下降的驱动要素之一;经济规 模和供应链改进,规范化程度的进步以及立异金融产品都能够推进技能本钱的下降。 进一步剖析技能运用、立异和本钱下降之间的联系。技能运用是立异和本钱下降的要害驱动力, 乃至能够说是决议立异出资水平的底子驱动要素。能够将技能运用水平应归入 TINA 剖析中, 以便对下降技能本钱的或许性有更实践的知道。添加对技能运用水平的剖析能够进步 TINA 作 为方针依据的可信度。 设置一组对各个技能范畴通用的中心布置情形。现在,一起性的TINA 办法学能够完结技能之 间的彼此比较,可是每个 TINA 中技能的布置状况不同。 跟着政府对未来英国潜在的动力布置 计划越来越有决心,TINA 或许会开端表现出更大确实认性。 TINA 能够假定一组中心情形,这 些情形能够表现或许的动力展开情形,一起也需求满意多样化以表现一切技能的运用状况。 在进行技能评价时转向动力体系视角。现在,TINA 仅考虑单个技能的本钱下降。依据英国的经 验,现在不断改变的动力结构(包含许多的间歇性低碳电源)标明,有必要全体考虑英国的能 源体系。体系视点的研讨也将使可再生动力发电等供应侧技能与低碳修建或低碳交通等需求侧 技能之间的比较愈加简单。 TINA 在墨西哥的运用 2.4.1 布景和简介 为减缓全球气候改变,墨西哥政府设定了大志壮志的减排方针。而低碳技能的立异和运用对目 标的完结至关重要。考虑到有限的公共资金,需求对技能立异要点进行优选。依据此,碳信任 与墨西哥国家生态与气候改变研讨院(INECC),全球绿色添加研讨所(GGGI )和英国外交部 (FCO)协作,将英国技能立异需求评价(TINA )结构运用于墨西哥,期望将立异作为驱动力, 经过一系列方针和干涉办法协助墨西哥完结其气候和绿色添加许诺。 19 该项目包含了两个层次的剖析:开端技能范畴优选(微观层面),首要依据技能范畴的二氧化 碳减排潜力和经济价值进行评价;以及对特定技能范畴的具体剖析(微观层面)。 2.4.2 评价办法 项目挑选了交通和电力供应的13 个低碳动力技能范畴进行评价: 交通:生物燃料,紧缩天然气轿车(CNG )和液态天然气轿车(LPG),电动轿车 电力供应:陆优势电、水电、生物质和废物发电、聚光太阳能发电、地热能、核能、太阳能光 伏、燃气发电碳捕集与封存、海洋、热电联产 技能范畴优选选用两个首要方针对13 个技能范畴进行优先级评价:碳减排潜力和对墨西哥的经 济价值潜力。首要评价进程包含: • 针对每个技能范畴,设定国内和全球技能布置情形 • 预算每个技能范畴的本钱和减排潜力 • 针对每个技能范畴和价值链的各个部分,剖析墨西哥的比赛力 • 依据以上剖析,量化每个技能范畴的减排潜力和发明经济价值的潜力,并依据这两个 方针对技能进行优先级排序 在对技能范畴进行开端评价后,挑选了太阳能光伏作为试点技能范畴,运用 TINA 办法在组件 级别对立异需求进行具体评价。首要评价进程包含: 墨西哥光伏技能运用情形—— 定量剖析 依据墨西哥《气候改变底子法》中规则的方针以及其国家自主奉献(NDC ),项目考虑了三种 太阳能光伏运用情形,反映了墨西哥电力部分的三种(低、中、高)不同光伏运用水平的展开 途径。 本钱下降潜力—— 定量剖析 项目对全球层面技能立异的本钱下降潜力进行了剖析,太阳能光伏技能的本钱下降潜力首要来 自“边做边学” (经过技能运用添加完结)以及研制和演示。例如,作为一种较为老练的技能, 晶体硅的本钱下降首要归因于“边做边学” ,而研制在薄膜技能本钱下降上起着更重要的效果。 依据本钱下降潜力和技能运用情形,项目预算了墨西哥到 2050 年经过太阳能光伏技能的研制 能够完结多少运用本钱的下降。 经济价值潜力—— 定性剖析和定量剖析 依据世界动力署(IEA)《动力技能展望》中的三种情形来设置了2050 年太阳能光伏的全球应 用情形。墨西哥在全球太阳能商场中的比赛力首要依据专家访谈和文献总述取得。随后依据 TINA 办法学对其国内和出口经济价值潜力进行了建模剖析。 20 商场壁垒和立异妨碍—— 定性剖析 依据专家访谈和文献研讨,定性剖析了墨西哥在太阳能光伏技能展开中的商场壁垒和立异妨碍。

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