能源转型 ： 我们到底在哪里 ？

全球能源与材料实践 能源转型：我们到底在哪里？ 扩大去碳化技术的部署规模对于实现净零目标至关重要，但存在现实差距——欧盟和美国缺乏明确的项目承诺可能会减缓进展速度。 本文由DiegoHernandezDiaz、HumayunTai和ThomasHundertmark合作撰写，MichielNivard和NicolaZanardi代表麦肯锡全球能源与材料实践的观点。 2024年8月 ©GettyImages 自里程碑式的巴黎协定宣布近九年，以及被称作气候变迁“决定性十年”的一半时间已过 ，世界正处于从化石燃料过渡的关键转折点 。 而能源效率投资（包括但不限于这些领域）是所有麦肯锡能源情景中减少温室气体（GHG）排放努力的核心。本世纪末前的这段时期是实施加速采纳进程的关键期，以满足国家和公司设定的2030年和2050年的目标。 将政府和公司制定的雄心勃勃的气候目标转化为行动取决于加速部署和采用几种相互关联的技术。其中包括可再生能源(RES)，电动汽车(EV)和热泵等电气化技术，以及相对较不成熟的技术，例如碳捕获，利用和存储(CCUS)，绿色和蓝色氢气以及可持续燃料。. 这些脱碳技术（与其他许多技术如核能、长期储能、电池储能系统等一同） 尽管在过去15年间，在太阳能和风能等部分这些技术的研发与部署上取得了显著进展，安装容量急剧上升，但实际成果与预期目标之间出现了明显的差距。大规模部署所有这些技术的速度仍然未能达到到2030年目标所需的水平（参见侧栏“技术差距”）。此外，这些技术还面临原材料、劳动力短缺以及漫长的审批程序风险。 技术差距 部署低碳技术所需的与已实现之间的差距巨大——截至2050年实现净零目标所需的全球低碳技术部署中，仅有约10 %得以实现，主要集中在较为简单的应用场景。缩小这一差距需要构建一个性能卓越、能与现有系统相匹敌或超越的能源系统，这将涉及开发和部署新的低碳技术，以及建立全新的供应链和基础设施以支持这些技术。 鉴于当今能源系统的规模和复杂性，这绝非易事。成功转变能源系统所面临的物理挑战重大，并且需要集中行动来解决。麦肯锡近期发布的报告《棘手之事：应对能源转型的物理现实》指出了能源系统七个领域中需要解决的25个物理挑战，以确保能源转型的成功。¹ 解决这些实际挑战将涉及提升低排放技术的性能、解决多个挑战之间的相互依赖性，并实现大规模升级，即使在尚未建立强大记录的技术领域也是如此。当然，这仅仅是问题的一方面。为了克服这些实际挑战，需要解锁大量企业对低排放技术的投资。 困难的东西：导航的物理现实的能源转型，麦肯锡全球研究所，2024年8月14日。 我们已识别出三个主要问题，这些问题是影响资本必要部署的关键因素：首先，商业案例— —即开发者所面临的经济回报和政策可预测性 ——往往较为薄弱；其次，尽管许多技术在消费者层面正日益但尚未达到成本竞争力，由于缺乏大规模制造能力或由部署驱动的学习率，这种情况尚未完全实现；第三，一些技术尚未经过大规模测试，需要多年的产品、项目和供应链发展，从而对它们的有效性和效率产生不确定性。最终，专注于技术的推动者尚未成功应对宏观经济冲击、地缘政治以及构建技术生态系统所需条件带来的挑战。 麦肯锡对能源转型领域的最新分析（参见侧栏“我们的分析”），涵盖了关键气候和去碳化技术的采纳以及项目宣布后的投资决策，表明企业、公共部门和私募股权投资者对于上述原因有所犹豫。投入的资金尚未达到满足部署目标所需的水平。目前，已宣布的项目中，相当大比例的项目还未达到最终投资决定（FID）阶段，即项目被正式批准的阶段，这意味着存在持续的风险，项目可能无法按计划推进。 取消或泄漏。而交货时间较长的项目(如海上风电)正在迅速达到一个阶段，即达到FID的容量将在2030年之后才上线。 1 维持现状，并且能源转型继续以必要的速度进行。本文——作为我们2024全球能源展望的序言——旨在提供一个详细（尽管并非全面）的评估，针对欧洲和美国特定低排放技术项目的执行情况。目标是解答关键问题：我们在能源转型中真正处于什么位置？ 尽管许多国家在能源转型方面取得了显著进展 ，本文仅专注于欧洲和美国这两个国家。这两个国家均设定了明确的2030年目标。 2 应注意的是，我们既不进行未来结果的建模也不进行预测，而是力求揭示尽可能明确的事实 ，以评估差距有多大以及需要采取什么措施来缩小这一差距。 承诺和热情上升 近年来，社会各界对净零承诺和气候行动的热情日益高涨。 在政策方面，签署历史性的2015年《巴黎协定》的所有195个国家都提出了所谓的国家自主贡献(NDC)-气候行动计划-今天有70多个国家制定了净零目标 在法律中规定或作为政策文件中的目标。超过155个国家签署了《全球甲烷承诺》，旨在减 少甲烷排放量。3 到2030年比2020年水平低30%。 面对这一残酷的事实，创新和政策调整将变得至关重要，以确保越来越多国家和公司的净零承诺能够付诸实践，推动项目进入最终决定（FID）阶段，并迅速推进至后续部署。 对现实世界进展进行严格、基于事实的评估是确保势头 4 在许多OECD经济体中，工业政策现已成为气候技术的核心支柱，并且大量的公共资金被划拨用于其发展。在欧洲和美国，新兴的工业政策重点在于构建具有竞争力的清洁技术价值链 。 1最终投资决定（FID）是项目开发者正式批准继续推进的节点，标志着承诺分配资本资源以执行项目。 本文分析中，欧洲指代的是欧盟、挪威、瑞士以及英国。数据可能存在缺口，具体取决于数据可用性。 2"NetZeroTracker,"访问于2024年6月;"巴黎协定下的国家自主贡献综合报告",联合国气候变化秘书处,2023年11月14日;2023年净零库存，新气候研究所、牛津净零、能源与气候情报单元以及数据驱动环境实验室联合发布的报告，2023年6月。 3“全球甲烷承诺”，气候与清洁空气联盟，2024年6月访问。 4 在欧洲，于2019年推出的欧洲绿色协议旨在使欧盟在2050年前实现碳中和，通过中期“适 实现能源电网现代化，扩大电动汽车基础设施，提高能源效率 合55”目标减少温室气体排放至少55%。 到2030年与1990年的水平相比。在美国，20 5 22年的《通胀削减法案》（InflationReductio 跨部门。7 nAct，IRA）是美国历史上最大的气候投资，预计在未来十年内总气候相关支出将达到近3700亿美元，目标是在2030年将从2005年的水平减少约40%的排放量。 levels.Inaddition,theInfrastructureInvestmentandJobsActhasallocatedbillionstowar d 随着持续的成本改进，包括通过创新，这些和其他政策举措正在推动进展。全球范围内 ，从2010年到2023年，可再生能源安装容量每年大约增长了20%，同时电动汽车的采用激增，复合年增长率约为80%。 百分比(附件1)。 6 8 5“欧洲绿色协议”，欧盟理事会，2024年6月17日。 6构建清洁能源经济：通货削减法案对清洁能源和气候行动投资的指南。白宫，2023年1月。“两党基础设施法指南”，白宫，2024年1月。 7可再生能源安装包括太阳能光伏，太阳能热，陆上风能和海上风能。 8 我们的分析 为了揭示能源转型的当前状况并提供一个基于事实的严格评估，我们进行了一个涉及多个步骤的全面分析。 研究范围：我们确定了关键的单一技术，这些技术共同占据了大部分去碳化潜力（陆上和海上风能、太阳能光伏、清洁氢气、可持续燃料、碳捕获与存储、电动汽车和热泵）。这意味着我们排除了其他一些去碳化技术，包括储能和电池储能系统（BESS），因为这些技术已经供应充足，有大量的项目管道，并且有众多参与者不仅宣布了项目，而且承诺实施。我们也排除了能源效率、低碳热电生成和核能，因为这些市场非常碎片化，受到监管限制。 数据收集：我们从各种来源收集了全面的数据，包括专有和商业项目跟踪数据库。这使我们能够获取不同脱碳技术领域众多项目的最新状态信息。 政策与历史能力回顾：我们回顾了现有政策、历史部署能力和增长趋势，以理解不同技术的更广泛背景和轨迹。这帮助我们通过历史数据和政策目标来衡量当前进展。 比较分析：我们对比了设定的目标与预期的部署容量，包括电动汽车和热泵等由客户需求驱动技术的项目状态和历史销售水平。这使我们能够评估雄心勃勃的气候目标与实际地面进展之间的对齐程度。 项目差距评估：通过审视项目状态，包括已达到最终投资决定（FID）阶段的项目，我们评估了目标体积、基于当前趋势预期的体积以及已达到FID的体积之间的差距。这一分析凸显了宣布项目与可能实际实现的项目之间的差异。 附件1 需要加速部署脱碳技术，以满足 需要加速部署脱碳技术 净零目标数量的增加。 按实国现家目净标零年目份和标状数况量划分的的上净升零目。标，占GDP的百分比 目标年 2030–40 2041–50 2050年之后 无目标 1 59 32 8 目标状态 在法律上在政策 质押/提议 无目标 33 51 7 8 >90% 按GDP计算的国家中有净零承诺-包括中国和印度 全球清洁技术部署 >10,000 公司是“零竞赛”活动的成员 风能和太阳能的装机容量，太瓦 电动汽车乘用车parc，²百万单位 热泵已安装库存,百万单位 太阳能PV 3 陆上wind Oshorewind 电池电 60 插电式混合动力车 250 每年+79% 每年+20% 每年+6% 50200 240 30 120 10 150 100 50 0 2010201520202023 0 2010201520202023 0 2010201520202023 注意：由于四舍五入，数字可能不会总和为100%。 2 1RacetoZero是一项全球运动，旨在立即采取行动，到2030年将全球排放量减少一半。 电池电动汽车和插电式混合动力汽车。来源:碳简报；IEA；IRENA 麦肯锡公司 从企业方面来看，66%的财富500强企业已经做出了气候承诺 无论是碳中和、净零排放还是基于科学的目标9 。总体而言，全球已有超过5000家公司加入了科学基础目标倡议（SBTi）——普遍认为这是自愿气候目标的金标准，并设定了已获批准的目标。 与1.5°C路径兼容。欧洲和美国的公共公司在越来越多地报告其可持续性影响10。 他们财务披露要求的一部分。 11 以下FID不仅适用于氢-在大多数关键的能源转型技术中都是如此(图表2)。 确实，去碳化技术项目历来具有较高的失败率 ，宣布的项目中只有很小一部分能够达到最终投资决定（FID）阶段，实际实现的项目数量更是少之又少。我们的分析显示，欧盟和美国的关键去碳化技术计划中，许多计划项目未能达到宣布的目标，部分项目的差距甚至相当显著 。 这些发展凸显了向清洁能源和减少碳排放这一更广泛趋势的转变，但如今却置身于日益复杂且充满不确定性的全球能源格局中。确保能源安全、经济性、稳定性和工业竞争力与实现可持续性并行并非易事，并且投资面临着挑战。更难安全。 12 此缺口的程度因技术和地区而异——可再生能源发电技术，尤其是太阳能，最接近实现短期目标；而电气化技术曾经历快速成长期但目前正失去动力。许多可能对“难以电气化”领域脱碳至关重要的创新技术拥有雄心勃勃的项目管道，但尚未大规模部署。这些技术需要被部署 ，因为电气化只是部分解决方案。 保持势头的挑战 问题在于，全球迫切需要的承诺能否转化为实际行动。麦肯锡对目标和公告的分析揭示了气候雄心与实际可实现成果之间可能存在的脱节 ——至少在当前的方向和速度下。例如，关于国家自主贡献（NDCs），联合国承认“质量和雄心” 就这一点而言，关于SBTi，许多签约公司已做出承诺但尚未明确阐述具体的减排目标和时间表。 计划13实现它们。 14 仅在美国，自2015年以来