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2024年5月,国际能源署(IEA)发布《推进清洁技术制造》报告,该分析报告是应2023年G7领导人要求而编写。报告撰写受益于2023年11月在巴黎IEA总部举行的清洁技术制造多元化高层对话期间收集的见解,还建立在作为 IEA 最新版旗舰技术出版物《能源技术展望》的一部分进行的分析的基础上,以及2023年关于清洁技术制造主题的两场特别简报。旨在为决策者提供一套分析工具,用以制定和评估其清洁技术制造战略。
报告聚焦于五种关键的清洁能源技术:太阳能光伏、风能、电池、电解槽和热泵。该报告的主要内容如下:
(一)清洁技术制造业日益受到关注
制造业一直是经济增长和发展的引擎,越来越成为各国能源、气候和经济政策考虑的重点。各国都在竞相利用清洁技术制造为经济安全、就业和清洁能源转型带来的好处。清洁技术制造的投资重要性正日益凸显,2023年,它占全球所有经济部门投资的0.7%左右,带动的支出超过钢铁等成熟行业(0.5%)。就对经济增长的贡献而言,气效果更为明显:2023年仅清洁技术制造业就占全球GDP增长的4%左右,占全球投资增长的近10%。
(二)近期投资激增的势头将持续
报告中首次进行的全新分析显示,2023年清洁技术制造业的投资约为 2000亿美元,较2022年增长70%以上。太阳能光伏和电池制造厂的投资处于领先地位,合计占总量的90%以上。到2023年,太阳能光伏制造业的投资将增长一倍多,达到约800亿美元,而电池制造业的投资将增长约60%,达到1100亿美元。
2023年,中国占全球清洁技术制造业投资的四分之三,低于2022年的85%,主要因为美国和欧洲的投资强劲增长,尤其是电池制造领域,这些地区的投资增长了两倍多。在太阳能光伏制造方面,2022-2023年,中国的投资增长了一倍以上。在这三大制造中心之外,印度、日本、韩国和东南亚国家在特定领域做出了重要贡献,而非洲、中美洲等地区的投资南美洲可以忽略不计。
清洁制造的近期势头强劲。2023年约40%的投资的设施于将于2024年上线;对于电池制造设施来说,这一比例接近70%。根据国际能源署的2050 年净零排放情景(NZE),到2025年,已承诺的项目(正在建设或已做出最终投资决定的项目)加上现有产能,将超过2030年全球太阳能光伏发电部署需求的50%,并满足55%的电池芯的要求。这种势头也蔓延到了邻近行业——美国近一半的电池制造商承诺将通过与汽车制造商的合资企业进行。
(三)虽然项目储备不均衡,但仍然在迅速扩大
目前,太阳能光伏组件和电池的现有制造能力可以达到 2030 年 NZE(净零排放) 情景下的需求所需的水平,比原计划提前六年,而上游硅片和多晶硅制造步骤仅剩下适度的差距。然而,目前全球电池和组件制造设施的平均利用率相对较低,约为 50%。造成这一现象的关键因素是太阳能光伏组件供应过剩以及制造能力的快速扩张。虽然供应急剧增加压低了组件价格,支持了更广泛的消费者购买,但太阳能光伏组件的库存正在增加,并且有迹象表明计划的产能扩张有缩减和推迟的迹象,特别是在中国。
2023年全球电池制造业也创历史新高。产量总计超过800吉瓦时(GWh),较2022年增长45%。产能增加也激增,电池制造产能增加近780GWh,比2022年增加约四分之一,这使得总装机容量达到2.5太瓦时(TWh)左右,几乎是当前需求的三倍。如果所有规划均得以实现,到2030年,全球电池产能可能会超过9太瓦时(TWh)。在NZE情景下,可以实现2030年电池制造部署需求:超过90%的产能可以通过已宣布的、已达成最终投资决策的扩张来满足。
2023年风能和电解槽的新增产能也有较快增长,但增幅并不显著。到 2030年,现有风电容量可满足NZE情景需求的近50%,而已宣布的项目还可满足另外12%。与此同时,由于大多数主要市场的停滞不前,热泵制造的产能增长放缓。在NZE情景中,现有产能只能满足2030年需求的三分之一左右,但考虑到该行业产能扩张通常周期较短,这种情况可能会迅速改变。
(四)清洁能源技术制造在地理上呈高度集中态势
中国、美国和欧盟合计约占太阳能光伏、风能、电池、电解槽和热泵制造产能的80%至90%。即使所有宣布的项目都取得成果,预计到2030年,这种总体集中度不会有太大变化。仅中国就占全球太阳能光伏组件产能的80%以上,以及硅片产能的95%以上。这种情况在十年内不太可能发生重大变化,因为中国的产能增量将达到或超过美国和印度等其他国家计划的产能增量。对于电池制造而言,情况有所不同:欧洲和美国规划的产能增加,似乎将降低中国目前在全球产能中的份额,如果所有宣布的项目都得以实现,到2030 年,这两个地区的份额将达到15%左右。在欧洲和美国,已公示的电池制造产能足以满足与本国气候目标相关的2030年国内部署需求。
到2030年,风能、电解槽和热泵制造业的地理集中度也几乎没有变化。除了主要生产国之外,中美洲和南美洲在主要风力涡轮机部件的全球产量中所占份额很小(4%-6%)用于机舱、叶片和塔架。然而,如今非洲几乎没有进行任何清洁技术制造。上游太阳能光伏和电池组件的集中度更为明显,但产能过剩的前景可能为该领域的生产更加多元化带来可能性。
(五)生产成本差距很大,但并非一成不变
报告分析表明,在考虑明确的支持性政策措施之前,中国是本报告中强调的所有技术成本最低的生产国,尽管它也指出了缩小成本差距的机会。占总生产成本的主要前期成本是建立清洁能源制造工厂的资本支出以及相关的融资成本。在考虑地区间资本成本差异之前,美国和欧洲的太阳能光伏、风能和电池制造设施每单位产能的成本通常比中国高70%-130%。印度的资本成本比中国高出20%-30%左右,但明显低于美国和欧洲。
然而,前期成本对总体制造成本的贡献很小。年化资本支出仅占太阳能光伏组件生产总成本的15%-25%,资本成本为8%。电池 (10%-20%)、风力涡轮机和热泵 (2%-10%) 的比例相似,碱性电解槽堆栈 (15%-30%) 的比例稍高。运营成本包括能源、材料、零部件和劳动力成本,总体上的贡献要大得多。使用全球平均商品价格以及能源投入的区域劳动力和最终用户价格,持续运营成本占总制造成本的 70%-98%。因此,降低能源、材料和零部件的成本是缩小成本差距的重要杠杆。
(六)成本不是影响投资的唯一因素
除了制造成本之外,还有许多因素影响着公司的投资决策:国内市场的规模、拥有必要技能的工人的数量、基础设施的准备情况、许可程序和其他监管制度、与客户的接近程度以及与现有行业的协同效应。只是一些例子。因此,政策干预可以提高特定地区投资的吸引力,而无需直接补贴制造成本。工人培训和认证计划、在保持环境标准的同时压缩项目交付时间、扩大国内市场以及通过强有力、稳定的气候政策减少不确定性是一些关键的“低后悔”措施,无论直接激励措施的作用如何,这些措施都可以增加投资动力在产业战略方面。
创新是工业战略设计中的一个关键焦点。随着能源技术产品组合转向大规模制造设备,能源领域可能会吸引更多研发密集型公司,这些公司不仅在本国拥有工厂和研发中心,而且在全球范围内也建有相应的设施。保持在创新前沿对于市场竞争至关重要。私营部门的研发可以通过促进制造业投资和经验积累的政策得到激励,但同时也需要直接的创新支持。政府可以采取包括研发补助或贷款、项目融资、快速原型设计支持、初创企业扶持和生产规模扩大等措施,并将这些措施针对性地用于推动特定创新任务,以促进制造业的进步。
(七)支持工业战略设计的主要原则
该报告的目的不是提出单一的产业战略方法或向特定国家提出建议,而是为决策提供支持。除了对竞争力、创新和其他具体政策领域的分析外,该报告还提炼出一套指导政策制定者的关键原则,为决策者提供参意见。在考虑国内行动时,各国政府应:
1、确定优先顺序并发挥优势,通过明确定义的目标和衡量成功的指标,以及内置的实验和改变路线的能力。
2、吸引和支持创新者,包括在制造业与更广泛的创新系统的每个组成部分之间建立牢固的联系。
3、从战略上和长期角度弥补成本差距,包括采取措施缩短交货时间和提高劳动力技能。
各国政府还应开展国际合作,从而增加国内投资和全球进步的机会。为此,各国政府应:
1、收集数据并跟踪进展情况,包括清洁技术及其组件的贸易和生产。
2、协调整个供应链的努力,通过分享经验和合作来增强弹性。
3、在明确的合作框架的支持下,确定并建立战略伙伴关系。
参考文献:
[1] Advancing Clean Technology Manufacturing.[EB/OL].(2024-5).https://iea.blob.core.windows.net/assets/7e7f4b17-1bb2-48e4-8a92-fb9355b1d1bd/CleanTechnologyManufacturingRoadmap.pdf