世界資源研究所網(wǎng)站發(fā)表署名Joel Jaeger的文章，題目是：Explaining the Exponential Growth of Renewable Energy（如何解釋可再生能源的指數(shù)增長）。
近年來太陽能和風(fēng)能的快速增長為全球減少溫室氣體排放和限制氣候變化最危險影響的努力帶來了希望。2010年，太陽能和風(fēng)能加起來僅占全球發(fā)電量的1.7%。到去年這一比例已經(jīng)攀升到8.7%——遠遠高于此前主流能源模型的預(yù)測。例如，2012年國際能源署預(yù)計2030年全球太陽能發(fā)電量將達到550太瓦時（TWh），但到2018年這一數(shù)字已經(jīng)被超過。這些模型通常假設(shè)太陽能和風(fēng)能的增長是線性的，但實際上的增長是指數(shù)型的。
基于可再生能源在過去的指數(shù)增長，我們有理由對其在未來達到氣候目標(biāo)的速度更加樂觀。本文試圖解讀太陽能和風(fēng)能增長背后的原因、已經(jīng)取得了多大的進展，以及需要進一步做些什么。
為什么可再生能源增長如此之快？
成本下降是可再生能源爆炸性增長的最大因素。自2010年以來，太陽能光伏發(fā)電的成本下降了85%，陸上和海上風(fēng)力發(fā)電的成本都降低了約一半。這兩種可再生能源現(xiàn)在都具有與化石燃料電力相比的成本競爭力。由于規(guī)模經(jīng)濟和競爭性供應(yīng)鏈等因素，可再生能源技術(shù)的應(yīng)用越多，成本就越低。這些成本的下降反過來刺激了更多的應(yīng)用場景。例如，在過去10年中全球太陽能發(fā)電量每增加一倍，安裝太陽能發(fā)電的價格就下降了34%。由于可再生能源技術(shù)是模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的，一個國家的成本改進或技術(shù)進步可以很快復(fù)制到其他地方。
隨著可再生能源越來越具有經(jīng)濟競爭性，其社會影響力不斷擴大，并吸引了更多的資金。金融機構(gòu)越來越熟悉可再生能源的技術(shù)和項目風(fēng)險，資本成本已經(jīng)降低。此外，大量證據(jù)表明，可再生能源的傳播具有社會“傳染性”——當(dāng)一所房子安裝屋頂太陽能時，看到并談?wù)撍泥従痈锌赡茏约阂舶惭b屋頂太陽能。
政策支持對于可再生能源的增長也至關(guān)重要?？稍偕茉炊愂盏置夂脱a貼、固定上網(wǎng)電價和競爭性拍賣都有助于降低成本。通過政策支持，中國、歐洲和美國已經(jīng)成為太陽能和風(fēng)能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，全世界有165個國家制定了增加可再生能源的目標(biāo)，全球600多個城市也都有100%的可再生能源目標(biāo)。
理解S曲線增長動力學(xué)
為了與1.5攝氏度的路徑保持一致，可再生能源需要在2030年達到全球電力的55%至95%，在2050年達到98%至100%，讓太陽能和風(fēng)能占主導(dǎo)地位，其他可再生能源則起到補充作用。
達到如此高比例的可再生能源聽起來令人畏懼，但當(dāng)我們考慮指數(shù)增長的力量時，這是可望又可及的目標(biāo)。2015-2020年間，太陽能和風(fēng)能在全球發(fā)電中的市場份額以15%的復(fù)合年均增長率增長。如果繼續(xù)以這種速度呈指數(shù)級增長，到2030年太陽能和風(fēng)能發(fā)電量將達到發(fā)電量的45%，到2033年將達到100%。
如果是這樣我們就可以高枕無憂了嗎？不完全是這樣。從歷史上看，呈指數(shù)增長的技術(shù)具有“最高增長速度”——達到的最大增長率，持續(xù)一段時間，然后隨著其接近100%采用率而放緩。這種模式稱為S曲線。
《自然·能源》（Nature Energy）上的一篇新文章試圖找出太陽能和風(fēng)能增長的最高速度是多少，方法是觀察那些走在前列的國家，以及那些已經(jīng)達到太陽能或風(fēng)能S曲線最陡部分的國家。研究人員發(fā)現(xiàn)，在太陽能增長率穩(wěn)定在最高水平的國家，年平均增長率為總電力供應(yīng)的0.6%，低于全球?qū)崿F(xiàn)巴黎協(xié)定1.5攝氏度目標(biāo)所需的1.4%的年增長率。在全球范圍內(nèi)，擁有成熟太陽能市場的智利是全球唯一最大增長率高于需求的國家。
與此同時，在陸上風(fēng)電增長已穩(wěn)定在最高水平的國家，該增長平均每年占總電力供應(yīng)的0.8%，低于全球所需的1.3%的年增長率。只有少數(shù)擁有成熟風(fēng)電市場的國家的最大增長率高于所需水平，包括愛爾蘭、葡萄牙和巴西。這些的國家例子證明，如此快速的增長是可以實現(xiàn)的——但關(guān)鍵將是使得最大增長率并在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)，而不僅僅是在某幾個條件理想的國家。
可再生能源在未來會發(fā)生什么？
盡管勢頭明顯，但可再生能源的增長速度必須進一步加快，而具體需要加快多少仍存在很大的不確定性。下圖說明了太陽能和風(fēng)能如何達到將全球變暖限制在1.5攝氏度所需的氣候目標(biāo)的一個潛在途徑。
各國需要提供更多的政策支持，以確保可再生能源的發(fā)展遵循S曲線，以足夠快的速度增長以滿足巴黎協(xié)定的目標(biāo)。政府應(yīng)為可再生能源的使用設(shè)定目標(biāo)和要求。目前，這些措施在電力部門最為普遍，但也應(yīng)適用于其他終端使用部門，如供暖和制冷、工業(yè)和運輸。政府還需要增加電網(wǎng)的靈活性，以適應(yīng)可再生能源，例如通過投資長距離輸電線路和引入新的儲能技術(shù)。
盡管存在需要克服的挑戰(zhàn)，但非線性變化是一股強大的力量。如果我們回到10年前，能源專家會對今天實現(xiàn)的可再生能源成本下降幅度感到震驚，而且每年的新增裝機量增加了4倍。
2030年我們會有多驚喜？這取決于我們今天做什么。
