Who is leading in renewable energy? - CNBC Explains
誰在可再生能源領域處於領先地位？ - CNBC 的闡釋
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摘要
如今，世界上的能源需求正在進一步超出可安裝發電容量的限制。因此，未來的能源需求應該得到有效和安全的滿足和改善。應利用可再生能源來支持能源解決方案。目前，可再生能源對世界一次能源的貢獻不高，無法滿足一次能源和電力供應。發達國家和發展中國家在未來幾十年都必然會繼續依賴化石燃料。
在發展中國家，情況比發達國家更不方便。許多發展中國家顯然一直在努力重組其能源部門。似乎很難實現創新。成本、市場佔有率和政策，是可再生能源發展的主要障礙。在許多國家的策略計劃中，與經濟、社會和工業等參數相關的永持續發展，得到了其能源政策的支持。與可再生能源相關的新賦能技術，也將有助於降低環境成本，因此能源系統將安全、經濟地運行，不會出現環境問題。
批發和零售市場肯定需要新的可再生能源市場。因此，能源系統將既安全又經濟地運行，不會出現環境問題。批發和零售市場肯定需要新的可再生能源市場。因此，能源系統將既安全又經濟地運行，不會出現環境問題。批發和零售市場肯定需要新的可再生能源市場。
一、簡介
對能源的需求急劇增加。如 [ 1 ] 所示，工業國家擁有世界 28% 的人口，消耗了世界能源產量的 77%。預計今天的世界人口將成長 1.26 倍，到 2050 年將達到 97 億。佔人口成長 90% 的世界人口，大部分屬於發展中國家。到 2050 年，發達國家雖然將採取更加有效的節能政策，但其能源消耗量不會增加。然而，在發展中國家，人們普遍都有建設自己的發電設施的目標。
根據參考文獻中給出的數據。[ 2 ] 2016 年約 75% 的終端能源需求和 67% 的電力供應將由化石燃料滿足。煤炭作為世界上的基本能源資源非常重要，預計 20 年內其使用量將增加 27%。
預計化石燃料的儲備，將自然告一段落。因此，在不久的將來，替代能源和可再生能源將成為最重要的能源資源。這種情況將成為創造新就業機會，和發展未來產業的理由。
由於快速的工業化和人類工作，環境正日益受到污染。可持續發展主要涵蓋可再生能源的利用、能源安全、能源定價、能源政策、可再生能源應用和智慧電網技術。
目前有兩個趨勢，與化石資源的消耗和全球氣候變化有關。可再生能源正迅速出現在這兩個問題上。對於一個國家的發展水準和生活品質，能源消耗是最可靠的指標之一。
參數數據 —— 如經濟、政治、部分環境和人類生活 —— 與當前的能源系統有關。根據大多數能源政策，基本參數是節約能源和使用國內能源。然而，未來能源使用與環境之間將存在密切的關係。
在規劃和建設所有工業廠房時，應考慮其對環境的影響，以提高經濟、支持生態和節約能源。與環境保護相關的能源投資需要大量的財力。任何新技術的成功都將由改善環境的成本效益參數來衡量。因此，世界日益成長的能源需求，將透過清潔發電來滿足。事實上，清潔和負擔得起的能源，將推動實現可持續發展目標的進程。
新興趨勢和新見解為能源領導者和組織，開闢了重要的新商機，以告知更好的決策和啟用新技術 [ 3 ]。根據對技術趨勢進行的審查，結果可以確定並歸類為可再生能源、先進材料和奈米技術、先進製造技術、資訊社會技術、生命科學、航空航太技術和生物技術、全球變化、綠色能源和生態系統。為了獲得高市場成長和解決社會問題，這些技術也支持策略部門[ 4 ]。
二、能源資源總體分佈
目前，可再生能源在滿足一次能源和電力供應方面的貢獻不高。適當降低成本、增加可再生能源產業和技術改進，首先與政府政策的精準度、私營部門的創造性和投資有關。在表1中，石油在一次能源供應總量中的比重為第一級，化石燃料約佔總量的 81%。其目標是使用可再生能源取代化石燃料，因為它既環保又經濟可持續。
表格1。
燃料在世界一次能源供應總量中的比率（2017 年）[ 5 ]。
在發展中國家，全球可再生能源（包括固體燃料、生物燃料和木炭）的最大可再生能源佔 60.7%，因為它用於住宅供暖和烹飪。從表 2 中可以看出，第二大來源是水電，它提供了 18.5% 的可再生能源。其餘的可再生能源所佔份額較小。
表 2。
世界可再生能源供應中的產品比率（2017）[ 5 ]。
另一方面，如表 3 所示，大部分可再生能源消耗在住宅、商業和公共服務部門。
表3。
世界可再生能源行業消費量（2017 年）[ 5 ]。
可再生能源佔世界電力生產的 24.5%，是全球電力生產的第二大貢獻者（表 4）。
表 4。
2017 年世界電力生產中的燃料比率 [ 5 ]。
2017年世界各行業最終消費總量平均值見表5。工業、交通和住宅能源使用部門分別佔 37%、29% 和 22%。
表 5。
按部門劃分的世界最終消費總量（2017 年）[ 6 ]。
根據表 6 中給出的數據，可再生能源將成為電力行業成長最快的領域，2023 年將提供 29.4% 的電力需求，高於 2017 年的 23.9%。
表 6。
2017 年和 2023 年的可再生能源比率 [ 7 ]。
然而，生物能源（作為固體、液體或氣體燃料）是 2018-2023 年期間可再生能源消費成長的最大來源，由於使用熱能和運輸中的生物能源。另一方面，可再生能源的其餘部分，包括最終能源消費總量的 80%，在熱能和交通領域的影響較小。正如預測的那樣，雖然太陽能光伏和風能在電力領域繼續成長，但生物能源仍將保持第一水準。在此期間（2018-2023 年），太陽能光伏、風能、水電和生物能源等可再生能源預計將滿足全球約 70% 的發電量成長。到2023年，水電（16%）、風電（6%）、太陽能光伏（4%）和生物能源（3%）將滿足全球電力需求。7 ]。
3. 能源與可持續發展
能源系統可能是發展中國家，和已開發國家環境影響的一個重要原因。因此，一個可持續的全球能源系統，應該能夠優化效率並限制排放。科技與全球經濟也必須協調發展，持續穩定發展。
隨著能源消耗，尤其是化石燃料消耗的增加，全球環境問題不可避免。已開發國家和發展中國家都計劃啟用最合適的能源系統並改善人類、經濟、社會和環境條件，以促進可持續發展。目前，全球能源系統的長期可持續性可能面臨若干挑戰，例如人口、社會、經濟和技術趨勢。
正如參考文獻中總結的那樣。[ 2 ]，要獲得可持續的能源系統，應在能源多樣性和效率、供應可靠性、公眾信任、市場敏感干預、基於市場的氣候變化應對、成本反映價格、技術創新和能源系統的發展和區域一體化。
政府應認真規劃能源的生產、替代、運輸、分配和使用等方面的政策。由於能源相關的環境問題和挑戰，各國應以保護氣候系統為目標，完善政策並實施相關預防措施。因此，減少本地空氣污染的標準，也應該得到有效和高效的加強和執行。
由於依賴傳統化石資源，而這些資源大多產自政治不穩定的國家，當前的能源供應和使用極不可持續。為了滿足當前和未來改善條件（例如人類、經濟、社會和環境）的需求，所有地方都需要對技術進行根本性變革。應考慮創新、投資、工作、組織和領導等主題。
影響能源未來的關鍵因素有三組，即全球政治和經濟形勢、技術和能源政策以及市場發展[ 8 ]。為了確保一個國家的能源需求，應利用環境、文化遺產和豐富的自然資源。另一方面，還應使用標準化的設備和材料來支持能源的生產、傳輸、分配和貿易。
雖然煤炭的使用在當地環境污染和溫室氣體排放方面帶來了風險，但它在某種程度上提高了能源安全。煤炭在使用點每單位功率的二氧化碳排放量很高。然而，煤炭和天然氣等資源仍將是重要的 [ 6 , 8 ]。
國家資源的多樣化和利用，始終是確保可持續性和低成本能源供應的關鍵組成部分。下一次工業投資應該用於清潔技術。根據技術的發展，更清潔的環境的品質，也會受到經濟和政治因素的影響。為提供資源多樣性，應使用國內可再生能源，如水力、風能、太陽能、地熱和生物質能產生更多電力。
然而，到 2040 年，世界能源供應結構將由石油、天然氣、煤炭和低碳資源組成。正如預期的那樣，為了解決污染和減少 CO 2排放，應該限制煤炭的使用。與化石能源相比，可再生能源既環保又經濟可持續。
水電的使用可以確保供水和農業灌溉的許多利潤，但它對水生生態系統產生影響。
與傳統的化石燃料發電廠相比，地熱發電廠是可持續的，排放量低。如果污染物從發電廠釋放，可能會造成環境破壞。因此，冷卻的地熱流體被注入地球，從而降低了環境風險。
與化石燃料的環境影響相比，風能的環境影響相對較小。根據具體情況，風力渦輪機的選址和運行可能會對居住在風力渦輪機附近的人們的健康造成負面影響。
太陽能的使用在全世界迅速增加。然而，光熱和光伏裝機功率有很多安排，預計聚光太陽能發電系統也是如此。
生物能源是由生物質生產的，生物質是一種清潔能源，與所使用的生物質類型和轉化技術有關。
4. 能源安全、永續性挑戰和期望
簡而言之，能源是永續性挑戰的主要社會、經濟和環境參數。因此，各種環境、經濟和發展需求與向永續能源資源和系統的過渡相關。當地的可再生資源、安裝成本和政策結構將是主要因素。
儘管能源生產和使用對環境的影響是局部的，但與大氣中污染物遷移相關的重大影響可能發生在區域、大陸甚至跨大陸尺度上。
在全球電力需求和可持續發展快速增長的同時，還應制定考慮能源組合、效率、市場和環境標準的能源政策目標，以對無牌發電和可再生能源進行若干修復。政策的幾個主要要素如下：
確保比上網電價更好的自由市場價格
給予額外鼓勵的銷售電價或可再生能源發電廠的國產部分
並網優先考慮可再生能源
發展中國家面臨著重大且日益增加的能源挑戰。然而，許多發展中國家在試圖重組其能源部門方面具有一些優勢，並且可以有機會建立更清潔、更高效的技術。很明顯，發展中國家的情況在很多方面，都比已開發國家更加困難。由於資源限制，很大一部分人口在獲得基本能源服務方面，可能會遇到一些困難。許多傳統技術可能仍然比可持續能源技術便宜。
為了任何國家的可持續發展，由於化石燃料水平的消耗，世界各地化石燃料價格的上漲以及減少對環境的影響，都應該提供可再生能源。為了應對未來的能源挑戰，具有巨大潛力的主要可再生能源類型是太陽能、風能、水力和生物質 [ 9 ]。擁有可持續的能源供應，詳見參考資料。[ 10 ] 應滿足氣候適應性、節約資源、低風險、社會公平和公眾接受等幾個要求。
5. 可再生能源的障礙
在發展可再生能源的同時，也面臨著很多問題和障礙。一些技術已經實現了一定程度的商業化和產業化，在技術、產業規模和發展速度等方面，與發達國家相比是不可避免的，存在較大差距。可再生能源發展的以下障礙可分為三類：
成本壁壘。傳統能源的成本和價格低於可再生能源。由於可再生能源的生產成本高於相同技術的化石燃料，因此可再生能源的商業化和分銷存在嚴重障礙。可再生能源生產成本高的主要原因是規模小、生產技術低。
市場占有率壁壘。當前可再生能源的發展包括成本障礙。然而，系統運行的可靠性和降低的生產成本可以透過先進的市場來獲得。
政策壁壘。政策制定和實施是政策過程的獨特要素。未來，可再生能源應發展到產業規模。因此，在政策的支持下，可再生能源的市場佔有率必須增加。
為了擁有更可持續的生活方式，必須防止與社會和文化模式相關的障礙，因此需要可取的和更可持續的替代方案和各種激勵措施。由於現有對無限自然資源和持續經濟成長的信念，當前的經濟體系仍然是改變的障礙。
另一方面，現有的建築業是一個相當保守的行業。眾所皆知，新的、更永續的設計、建築材料和施工方法，才剛剛出現並實施緩慢。建築能效面臨的另一個挑戰與翻修成本高和投資回收期長有關。
六、可再生能源發展的策略、政策和措施
在實施永續策略方面，可再生能源已成為各國的關鍵選擇。能源成為推動社會經濟發展的關鍵因素是必然趨勢。然而，由於化石能源的普遍使用，經濟和環境的可持續性受到影響。
可再生能源清潔無污染。他們支持和推動可持續發展的目標。因此，透過形成具有根本性激勵的政策和立法，來加速可再生能源的發展。實現可再生能源的策略目標，基本上是提高能源競爭力、保障供應和保護環境。
還選擇可再生能源替代化石燃料，以組織能源結構，提高能源供應安全。由於可再生資源是本地資源，它們可以直接或間接轉化為電力或液體燃料。
在農村，開發可再生能源可以解決能源消耗問題，與農業生產環節相結合，增加農民收入。預計到 2050 年，可再生能源將約佔世界能源結構的30%。
可再生能源的發展依賴於屬於產業化和商業化的技術創新，和高新技術水準的提高。可再生能源的開發成本，在某種程度上是高的，這是事實。如果政府的支持和政策出台不能保證大規模發展，各國將無助於降低成本、增加利潤、保持可靠性和提高可再生能源的價值。
可再生能源是未來能源系統的基礎，為其環境影響、可持續發展和利用提供迫切需求。由於當前能源問題和環境問題，需要推動可再生能源的發展和趨勢[ 11 ]。
7. 全球可再生能源未來趨勢
在參考。[ 12 ]，詳細指出全球能源趨勢及其可能影響與供需、能源獲取和環境，以及空氣污染等問題有關。目前的政策目的在實現《巴黎協定》下的長期氣候目標，它們將有助於減少空氣污染，並確保普遍獲得能源。由於成本下降和政府支持政策，可再生技術正成為電力市場的首選。有進取心的公用事業公司可能更願意，以固定的低價提供可再生能源以吸引投資。
到 2040 年，預計全球電力結構，將在發電中共享可再生能源，比例將上升至 40% 以上。但煤炭和天然氣仍將是最大的能源資源。
未來電力市場取決於供應和電力系統的可變性，將具有靈活性和適應性。市場改革、電網投資和新的使能技術需要積極參與可再生能源的共享[ 12 ]。
如參考文獻中所述。[ 13 ] ，能源技術重點關注清潔能源技術的傳播機遇和挑戰。產業的競爭力和未來發展，受到全球技術趨勢的影響。應通透過辨識創新和技術問題，來減少工業對外國技術的依賴。目前，為了提高技術的發展，基本的國際趨勢可以是：
技術聯盟
信息和通信技術
數位化
重視高新技術產業
承認跨國公司的重要性
雖然在能源組合中選擇合適的能源，但技術創新、成本效率、儲能技術和不斷成長的消費者需求等因素，對於處理可再生能源和替代資源很重要。另一方面，海上風電日益增長的影響力，也將吸引新的投資者，並可能看到更多陸上風電供應商和開發商轉向該行業。
8. 使能技術和應用
在全球能源需求不斷成長、需要安裝新發電廠的同時，應提高能源安全性和可靠性，並應研究替代能源。
正如[ 14 ]中總結的那樣，為開發使能技術提供了高研發強度、快速創新周期、高資本支出和高技能就業等要素。商品和服務創新的過程由支持技術來滿足，這些支持技術也是多學科的，支持技術領導者進行研究嘗試。使能技術的選擇基本上如下：
應對低碳能源或資源效率等全球性挑戰
支持新產品的開發
刺激經濟成長和提供就業機會
為實現全球可再生能源趨勢，提出了使能趨勢和需求趨勢相結合的要求，以降低成本和提高整合度。目前的使能技術如下：
先進材料
先進製造系統
微奈電子學
奈米技術
工業生物技術
光子學
正如 [ 14 ] 中所述，為了應對社會挑戰，並加快經濟發展和能源轉型，先進材料、先進製造系統和工業生物技術必不可少。由於當前的數位化發展和巨大的好處，數位技術被整合到工藝技術、材料開發和商業模式創建中。賦能技術還將加速新市場、成長和就業機會的創造。需要以下主要技術開發和計劃：
為使用能源效率（例如輕質）、可再生能源發電和能量儲存（例如電池組件）或響應興奮劑的智慧功能（例如自我修復）創造先進材料。先進材料還為建築、能源、行動、食品、健康和電子產品創造材料。3D 列印聚合物材料用於汽車領域、輕量化設計、醫療領域和 3D 列印。
為更永續的發電和替代能源，開發先進的工藝技術和工業生物技術。
利用數位技術使用先進的過程控制，支持商業模式並創造新的客戶體驗。數位技術實現了從批量到靈活的連續強化過程的轉變。
另一方面，開發將 CO 2轉化為寶貴資源，並在聚合物製造中實施的技術，有助於減少石油的使用。工藝技術能夠將原材料，轉化為具有與輸入原材料不同的化學成分結構和特性的材料。先進工藝技術是一種特定類型的使能技術，使化學工業能夠為所有工業價值鏈（例如建築、汽車、醫療、電子、能源）提供生產所需的材料（固體、氣體和液體）和新特性廣泛的用戶產品。
如 [ 15 , 16 ] 中所述，太陽能可以透過混合光伏/熱能 (PV/T) 系統，同時轉換為電能和熱能，該系統還可以維持建築物的能源需求。在設計與運行條件相匹配的 PV/T 系統時，對此類系統的性能分析很重要。應該使用能量流分析，來考慮經濟限制和應用。正如預期的那樣，太陽能有幾個優勢，並且比其他能源更具競爭力。對於陸上風力發電機的安裝，可能存在土地充足率問題。因此，如果選址合適，經濟成本較高的海上風力渦輪機是當今的替代發展。
風能面臨的主要挑戰是技術、社會和環境。然而，無論是已開發國家還是發展中國家，風能也成為維護綠色環境的有效選擇。
未來可持續生活方式的基本新興願景可概括如下：
將設計、規劃和行動的重點從個人轉移到社區，使社區能夠承擔責任。例如，如果一個社區建立在公平、相互支持和利益相關者參與的基礎上，則可以形成一個聯繫更緊密的社區和永續發展的社區。
共享商品和服務支持協作基礎設施。因此，基於社區的消費減少了個人消費的高影響。例如，與智慧可再生能源支持分佈式可再生能源發電，和消費相關的應用。
在不限制人民選擇自由的前提下，永續的選擇需要常態化。幾種選擇可以使可持續的選擇變得容易和可取，並改變對個人行為的需求。例如，人們會根據消費水平和資源使用情況來協調他們的行為。
主要強調可以幫助將可變可再生資源整合到電力系統中的使能技
9. 行銷可再生能源的一些方面
隨著可再生能源的比率穩步增加，能源市場似乎需要更大的靈活性。大型電力終端用戶（例如零售商、製造商和科技公司）是直接購買可再生能源的重要客戶。獨立電力生產商、公用事業和商業和工業用戶之間存在著不同的互動。透過開發新模型，公用事業在每筆交易中的作用都會發生變化。
結論是，在不同行業越來越受歡迎的可持續商業模式致力於解決方案，例如設計市場模型以確保利益相關者的收益 。這些模型的應用可以分為許多不同的組，例如能源、創新、行銷、創業、發展中國家、工程、建築、行動和運輸 。
為了鼓勵可再生能源市場，最常用的政策工具是上網電價。因此，在協議期內，每單位售電的固定價格得到保證。雖然上網電價可以快速降低可再生能源的成本，但存在政府長期補貼可再生能源的風險。另一方面，過去幾年發生了從政府管理的上網電價向拍賣系統的轉變。透過確定可再生能源合同的價格，目的在大幅降低可再生能源的成本。融資是可再生能源技術佈署的一個重要因素。主要的融資來源是公共金融機構、私人投資者和機構投資者。
B2B營銷被稱為產業營銷，其產品基於價格和質量等功能性消費價值。B2B 公司向其他公司銷售、出租和供應商品。在全球化市場條件下，本地客戶並非簡單地從本地供應商處購買產品。面對日益激烈的全球競爭，B2B 公司需要找到新的方法來保持市場相關性。公司還必須將客戶視為具有價值的人，以滿足他們的個人需求。相比之下，企業對消費者營銷的目的是直接向消費者銷售產品或服務。
對於可持續解決方案，企業對企業的可再生能源公司可以擁有行銷優勢。然而，行銷可再生能源是複雜的。購買可再生能源產品是一項投資。為了幫助為投資提供資金，客戶經常依賴於不固定，且在不同國家/地區可能有所不同的支持計劃。
預計投資於可再生能源的公司，可以透過支持可再生能源的使用，將其環境認證用於營銷目的。對可再生能源及其好處感興趣的政府，確保了不同的支持計劃，例如稅收抵免和補貼。另一方面，為了使可再生能源更具吸引力，減少了對化石燃料的補貼。
在一些能源市場，可變可再生能源佔比較高的電力系統的需求，得到體現和響應，以適應數位化、去中心化和電氣化的趨勢。能源市場定價的逐步改善是進口的。套餐一般可以包括電力的實時價值、新的調度規則、靈活性、經濟能源、自我消費和市場鏈接。為了加快能源轉型，需要針對電力系統中不斷變化的模型，進行適當的電力市場設計。目前，電力終端用戶有更多的供應商和創新交易可供選擇，並且可以輕鬆切換資費和供應商。然而，零售市場無法為所有最終用戶帶來預期的結果。
10. 結論
在世界範圍內，化石燃料仍然保持著能源消費的最大比率，並保持成長趨勢。在這種情況下，環境污染在某種程度上，是不可避免的，而可再生能源工廠並沒有直接貢獻。
未來的目標是，主要能源將成為新能源和可再生能源。雖然化石燃料不可避免地會耗盡，但可再生能源將變得更加重要。它們在許多領域都很有效，例如持續降低成本、創造就業機會、發展未來產業，以及實現能源和環境目標。
可再生能源的開發和利用將改善能源安全、環境、經濟、機械製造、建築、交通和工業，並有助於創造新的就業機會。太陽能、風能和生物質能滿足當地能源需求，有助於改善環境保護。與能源需求相關的現狀鼓勵了可再生能源的巨大市場。正如預測的那樣，可再生能源在滿足全球能源需求方面的比率，將在 2023 年成長到 12.4%。
從長遠來看，如果繼續對可再生技術進行投資，可再生能源將有可能對能源需求，做出重大貢獻。此外，還有包括生物燃料在內的多種技術，燃料電池也可以為供熱、運輸和電力市場做出貢獻。
預計到 2023 年化石燃料在一次能源供應總量中的比重，將達到 81% 左右。到 2050 年，可再生能源將約佔全球能源結構的 30%。
透過為一次能源提供均衡的國家資源多樣化，可以最大限度地提高國內和可再生能源在發電系統中的比率。正如許多國家當前的策略計劃所針對的那樣，應即時實現支持、發展和鼓勵新的發電和服務環境友好型做法的目標。最大的市場佔有率和最先進的可再生能源技術屬於美國、日本和歐洲等領先的已開發國家。
為了在發電廠、建築、工業設施和交通系統中，使用更少和更清潔的能源，應用了許多節能的使能技術。這些技術可以將成本削減高達 80%，確保節能高達 30%，並有助於在未來減緩全球變暖。因此，這些國家可以保持成本效益，並取得永續進展。行銷可再生能源也可以定義為了解消費者及其需求的藝術。
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