《可再生能源》课件

可再生能源专题课件欢迎参加这节关于可再生能源的专题课程在接下来的内容中，我们将深入探讨可再生能源的定义、分类、全球发展现状以及未来趋势根据年最2024新的数据和行业动态，我们将全面分析可再生能源在全球能源转型中的重要意义本课件旨在帮助您理解可再生能源的基本概念，了解当前全球可再生能源的发展情况，以及中国在可再生能源领域的成就与挑战我们也将深入讨论各种可再生能源类型的技术原理、应用案例和未来前景什么是可再生能源可再生能源的定义与不可再生能源的区别可再生能源是指那些能够在短时间内通过自然过程再生补充的能不可再生能源如煤炭、石油和天然气，形成于数百万年的地质过源形式这些能源源于持续不断的自然过程，如阳光、风力、流程，一旦消耗就不可恢复而可再生能源则可以通过自然循环不水、生物生长和地热热量等断再生与传统化石能源不同，可再生能源在人类可预见的时间范围内不不可再生能源燃烧会释放大量温室气体和污染物，而大多数可再会耗尽，可以持续利用且基本无污染这一特性使其成为解决全生能源的利用过程则几乎不产生碳排放，对环境友好此外，不球能源危机和环境问题的重要手段可再生能源分布不均，而可再生能源则普遍存在于各个地区能源分类总览未来能源氢能、核聚变等可再生能源太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能不可再生能源煤炭、石油、天然气、核能能源可以大致分为可再生能源和不可再生能源两大类不可再生能源主要包括煤炭、石油、天然气等化石燃料以及核能，这些能源在地球上的储量有限，一旦使用就会减少总量可再生能源则包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等，这些能源可以通过自然过程不断再生当前，全球能源结构仍以不可再生能源为主，但可再生能源的比例正在逐年提高未来能源还包括氢能和核聚变等，这些新型能源形式正处于研发和试验阶段，有望成为未来能源的重要补充全球能源结构变化中国可再生能源发展概况亿千瓦万亿元

1.

31.41320GW年新增装机年度投资额总装机容量2023全球第一连续十年全球第一占全球三分之一中国已成为世界最大的可再生能源投资国和应用市场截至年初，中国可再生能源总装机容量达到，约占全球总量的三分之一20241320GW2023年，中国新增可再生能源装机亿千瓦，创历史新高，继续保持全球第一的地位

1.3在投资方面，中国连续十年保持全球最大可再生能源投资国地位，年投资总额达万亿元人民币中国已建成世界最大的水电、风电和太阳能发

20231.4电体系，并在技术创新、成本降低方面取得显著成就同时，中国正积极推进可再生能源与氢能、储能等新技术的融合发展，努力构建清洁低碳、安全高效的能源体系可再生能源的优势清洁低碳可再生能源在利用过程中几乎不产生温室气体和污染物，是实现碳中和的关键手段相比化石能源，它们的全生命周期碳排放可低以上90%可持续性可再生能源来源于自然循环过程，理论上取之不尽，用之不竭，不会像化石燃料那样面临枯竭问题能源安全发展可再生能源有助于减少对进口石油、天然气的依赖，提高能源自给率，增强国家能源安全保障能力经济效益随着技术进步，多种可再生能源已具备经济竞争力，且能创造大量就业机会，促进相关产业发展可再生能源的这些优势使其成为全球能源转型的核心选择特别是在碳中和目标日益迫切的背景下，其清洁低碳特性显得尤为重要随着技术进步和规模化发展，可再生能源的成本优势也将更加明显可再生能源的挑战间歇性与不稳定性太阳能和风能等可再生能源受天气和季节影响大，发电具有间歇性和波动性，难以保证稳定供应这要求配套发展储能技术和智能电网，以平衡供需波动初期投资高尽管运行成本低，但可再生能源项目前期投资较大，回收期长例如，一个的光伏电站初期投100MW资可达亿元人民币，需要年才能收回成本4-58-10土地资源占用大规模发展可再生能源需要占用大量土地资源以光伏发电为例，每生产电力需占用约平方1GW20-25公里土地，比传统发电方式占地多技术与政策制约关键技术仍需突破，如高效光电转换、大型风机等同时，电网接入、补贴政策等制度性障碍也影响可再生能源的快速发展面对这些挑战，各国正采取多种措施应对例如，发展多能互补系统减少单一能源的间歇性影响；推动储能技术创新降低成本；开发光伏模式实现土地多功能利用；完善市场机制和政策支持等随着技术进步和政策+完善，这些挑战正逐步得到解决可再生能源的主要类型可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能和地热能五大类型太阳能利用太阳辐射产生电能或热能；风能通过风力发电机组将风的动能转化为电能；水能利用水流动的势能和动能发电；生物质能通过生物质材料转化产生热能、电能或燃料；地热能则利用地球内部的热量此外，还有海洋能（包括潮汐能、波浪能、温差能）等发展中的可再生能源类型每种可再生能源都有其独特的应用场景和技术特点，在全球能源转型中发挥着不同的作用在接下来的内容中，我们将逐一深入介绍这些可再生能源类型太阳能基础能量来源资源分布来自核聚变反应释放的辐射能全球普遍存在，但强度因地区而异环境友好能量转换利用过程几乎零排放、零污染光电转换或光热转换两种主要方式太阳能是地球上最丰富的可再生能源，源于太阳内部的核聚变反应每小时到达地球表面的太阳能约为，远超人类当前能源消耗173,000TW太阳能资源分布广泛，几乎覆盖全球所有地区，但受地理位置、气候条件和季节变化影响，辐射强度存在差异太阳能的利用主要有两种方式光电转换（如光伏发电）和光热转换（如太阳能热水器）相比其他能源，太阳能具有清洁无污染、取之不尽、分布广泛等优势，但也面临能量密度低、受天气影响大等挑战随着技术进步，太阳能利用效率不断提高，应用领域不断扩大光伏发电光子吸收阳光中的光子被半导体材料吸收电子激发光子能量使电子脱离原子轨道电荷分离在结作用下形成电势差PN电能输出产生直流电，经逆变器转为交流电光伏发电是将太阳能直接转换为电能的技术，核心是光伏电池当阳光照射到硅等半导体材料上时，光子能量使电子脱离原子轨道，在结作用下形成电势差，从而产生电流多个光伏电池串并联形成组件，PN再由组件构成光伏阵列，最终通过逆变器将直流电转换为交流电输送到电网或直接使用截至年，全球光伏总装机容量已达约，年发电量约万亿千瓦时光伏技术不断进步，20241300GW

1.8晶硅电池效率已突破，组件成本持续下降，已成为最具经济性的发电方式之一中国是全球最大的光26%伏市场和制造国，光伏组件产量占全球以上70%太阳能热利用太阳能热水器利用太阳辐射加热水的装置，主要由集热器、水箱和支架系统组成通过真空管或平板收集太阳热能，直接加热水或导热工质作为最成熟的太阳能应用，全球安装量超过亿平方米，中国占比超5过70%聚光太阳能发电利用抛物面镜或定日镜聚集阳光，产生高温热能发电的系统温度可达°，通过热工转换发电主要包括槽式、塔式和碟式三种技术路线，适合太阳辐射强度高的地区300-1000C太阳能供暖利用太阳能集热器收集热能，通过储热系统为建筑提供暖气或热水的系统可与常规供暖系统结合，形成复合能源系统在欧洲北部和中国北方地区应用广泛，可节约的采暖能源30%-50%太阳能热利用是将太阳辐射能转换为热能的应用，相比光伏发电，其能量转换效率更高，成本更低，但应用场景较为局限除上述应用外，太阳能烹饪、太阳能干燥和太阳能海水淡化等小型应用在发展中国家也有广泛应用，为无电地区提供了清洁能源解决方案光伏产业链上游硅材料与硅片从石英砂提炼多晶硅，经过拉晶或铸锭制成单晶或多晶硅棒，再切割成硅片中国已掌握高纯度多晶硅生产技术，产能占全球以上，硅片产量占全球以上75%90%中游电池片与组件将硅片加工成具有光电转换功能的电池片，再封装成组件近年来，、PERC、等新型电池技术快速发展，电池效率持续提升中国电池片和组TOPCon HJT件产能分别占全球的和以上85%80%下游系统集成与应用将光伏组件与逆变器、支架、线缆等配套设备集成为完整发电系统，应用于地面电站、分布式屋顶发电和等场景光伏应用市场正从补贴驱动向市BIPV场驱动转变，与储能、氢能等技术融合发展光伏产业已形成完整的产业链和全球分工体系近年来，在技术创新和规模效应推动下，光伏发电成本持续下降，目前已降至元千瓦时以下，在多数地区实现平价上网未

0.3/来，随着新材料、新工艺的应用，光伏产业链将向更高效、更低成本方向发展，助力全球能源转型太阳能应用案例宁夏沙漠地区大型光伏基地是中国沙漠光伏的典范，总装机规模超过，年发电量约亿千瓦时该项目采用跟踪系统和双面组件，发电效率提升以上，2GW3015%同时通过光伏模式实现治沙、养殖和旅游等多元价值+在分布式应用方面，家庭屋顶光伏系统已成为城市能源自给的重要方式典型的家庭系统每年可发电度，覆盖家庭用电需求，投资回收期约10kW1200080%7-8年此外，光伏建筑一体化、漂浮式光伏和农光互补等创新应用形式也在快速发展，拓展了太阳能利用的场景和方式BIPV太阳能未来趋势转换效率提升通过钙钛矿硅叠层电池等新技术，商业化电池效率将从目前的提升至以上，大/23%30%幅提高单位面积发电量成本持续下降随着新材料应用和生产规模扩大，光伏发电成本预计到年将降至元度以下，

20300.15/使其成为最经济的能源选择智能化运维基于人工智能和物联网技术的智能诊断和预测性维护系统将广泛应用，提高发电效率和系统可靠性多能互补与融合光伏与储能、氢能的深度融合将成为主流，解决间歇性问题，构建更加灵活可靠的能源系统未来十年，太阳能发电将迎来加速发展期技术创新将持续提高光伏系统性能并降低成本；与数字技术融合将实现智能化管理；新型应用模式如和漂浮式光伏将拓展安装空间；光储协同发展将提高系统灵BIPV活性和可靠性预计到年，全球光伏累计装机容量将超过，成为全球最大的电力来源20305000GW风能基础风能形成原理风能资源分布风能是太阳能的间接形式由于太阳对地球表面的不均匀加热，全球风能资源丰富但分布不均理论上，地球上可开发的风能总导致大气温度、气压差异，形成空气流动，产生风能风能是一量约为，远超当前人类能源需求陆地风能主要集中在400TW种动能形式，其大小与风速的三次方成正比沿海地区、高原和山口地带；海上风能资源更为丰富且稳定理论上，通过风力发电机，可将风的动能转化为机械能，再转换中国风能资源丰富，技术可开发量约亿千瓦，主要分布在三30为电能根据贝兹定律，风能的最大理论转换效率为，北地区（西北、华北、东北）和东南沿海风能资源评估通常

59.3%实际利用效率约为使用风功率密度和年平均风速两个指标，开发价值高的区域风速35%-45%一般在以上5m/s风能具有可再生、无污染、资源丰富等优点，但也存在间歇性、随机性和低能量密度等特点，需要结合储能技术或多能互补系统使用随着技术进步，现代风力发电已成为最具经济竞争力的可再生能源形式之一陆上风电海上风电发展优势海上风电相比陆上风电具有风速更高更稳定（发电量高）、占地影响小、靠近沿海负30%-50%荷中心等优势，但面临设备防腐蚀、运维难度大等挑战技术特点海上风电设备需适应海洋环境，采用特殊防腐涂层；基础形式包括固定式（单桩、导管架等）和浮式两大类；风机单机容量更大，已达以上16MW区域分布中国海上风电主要集中在江苏（占比）、广东（占比）、福建和浙江等东南沿海省份45%22%初期以近海固定式为主，逐步向深远海浮式风电发展发展趋势技术路线向大型化、深远海、智能化发展预计到年，中国海上风电装机将达到2030100GW以上，成为能源供应的重要组成部分中国海上风电产业发展迅速，已形成完整的产业链江苏如东海上风电基地装机超过，是全球最10GW大的海上风电集群广东阳江深远海风电场采用了抗台风设计，可抵抗级台风随着技术进步和规模17扩大，海上风电成本持续下降，从年的约元千瓦时降至目前的元千瓦时，逐步具备

20151.5/

0.6-

0.7/商业化开发条件风能技术进步大型化风机单机容量从早期发展到目前的，未来将突破叶片长度1-2MW8-16MW20MW已超过米，风轮直径达米以上，相当于两个足球场大型化趋势显著降低了度100220电成本智能化应用数字孪生、诊断等技术实现风机智能运行与维护通过大数据分析优化叶片角度和AI偏航控制，提高发电量预测性维护技术可减少停机时间，提高可利用率3%-5%新材料应用碳纤维复合材料在大型叶片中的应用提高了强度并减轻重量；超导材料在发电机中的应用提高了发电效率；新型涂层材料增强了设备抗腐蚀能力和使用寿命风能技术创新还体现在多项关键技术的突破上直驱永磁技术大幅提高了传动效率和可靠性；柔性叶片技术通过主动变形减轻载荷，延长叶片寿命；风电场群控技术实现了整场发电量最大化中国在高海拔、低温、高温等极端环境风电技术方面取得突破，提高了风电的适应性随着技术进步，风电度电成本显著下降，在资源条件好的地区已低于元千瓦时，成为最经济

0.2/的发电方式之一未来风电技术将向更高效、更可靠、更智能的方向发展风能创新应用风光互补发电分散式小型风电风电制氢利用风能和太阳能在时间和季节上的互补性，针对城市、农村及偏远地区分散用能需求开发利用风电通过电解水方式制取绿氢的创新应用设计融合发电系统风光互补系统可提高土地的小型风力发电系统包括垂直轴风机和水平可有效解决弃风问题，实现能源跨季节存储利用效率，降低电网消纳压力，在中国新能源轴微型风机，功率通常在之间中国已建成多个兆瓦级风电制氢示范项目，如100W-10kW基地建设中广泛采用内蒙古乌兰察布风光储适用于建筑屋顶、高速公路照明、通信基站供河北张家口风电制氢项目年产氢气吨，4000一体化示范项目装机总规模达，是全球最电等场景，可实现分散式就近供能为年冬奥会提供了清洁氢能8GW2022大的风光互补基地除上述应用外，风能还在海水淡化、储能充电、农业灌溉等领域有创新应用风电与其他能源形式的融合正成为重要趋势，多能互补系统将成为未来能源系统的重要组成部分这些创新应用极大地拓展了风能的利用场景，提高了风能的综合利用价值风能产业现状万亿400GW+

1.2中国风电总装机年产业规模约占全球装机的人民币40%万80+就业人数覆盖制造、安装、运维等领域截至年初，中国风电累计装机容量超过，连续年位居世界第一年，中2024400GW132023国风电新增装机约，创历史新高，其中海上风电新增约风电年发电量约亿70GW10GW8000千瓦时，占全国总发电量的左右，已成为继煤电、水电之后的第三大电源

8.5%中国风电产业链完整，自主创新能力显著增强国内风机制造企业已占据全球市场份额的以50%上，金风科技、明阳智能等企业跻身全球前五在叶片、轴承、控制系统等关键部件领域，国产化率超过风电标准体系日益完善，技术水平与国际先进水平接轨年世界风能大会90%2023的热点话题包括超大型海上风机、浮式风电技术和风储协同等，显示出行业创新活力水能基础能量来源资源特点太阳能驱动水循环，形成位能与地形条件密切相关，分布不均开发历史能量转换人类最早利用的可再生能源之一水势能机械能电能→→水能是通过水循环积累的势能，本质上是太阳能的间接转化形式当太阳加热地表水体，水蒸气上升、凝结成云，降水后形成河流，水从高处流向低处的过程中积累势能水能开发就是通过水轮机将水流的势能和动能转换为机械能，再通过发电机转化为电能水能资源与降水量、地形落差密切相关，全球分布不均理论上全球水能资源约为年，技术可开发量约为年水能是40,000TWh/16,000TWh/效率最高的可再生能源，能量转换效率可达，同时具有调峰调频能力，在能源系统中发挥着重要作用80%-90%水电类型常规水电抽水蓄能电站根据装机规模分为大型（）、利用电力负荷低谷时的富余电力将水从300MW中型（）和小型下水库抽到上水库，高峰时再放水发电50-300MW（）水电站大型水电站一般建的特殊水电形式抽水蓄能具有调峰、50MW有大坝和水库，具有防洪、灌溉等综合调频、调相和应急备用等功能，是电网功能；中小型水电站多建在支流上，结的稳定器和调节器，也是大规模风光构相对简单常规水电是目前最主要的发电并网的重要支撑水电形式，占水电总装机的以上85%无坝径流式水电不建设水坝或仅有小型拦河坝，利用河流天然落差发电的水电形式径流式水电站对生态环境影响小，但发电量受季节性河流流量变化影响大适合建在生态敏感区域和落差大的山区河流上此外，还有潮汐电站（利用潮汐涨落差发电）、波浪能电站（利用海浪动能发电）和海流能电站（利用洋流动能发电）等海洋水能形式，但目前尚处于试验和小规模应用阶段水电技术路线的多样化，使其能够适应不同的地理条件和应用需求，在全球能源结构中发挥重要作用水电的作用稳定电力供应提供基础负荷和调节电能平衡电网负荷快速响应负荷变化，调节电网频率保障能源安全本地资源，减少进口依赖综合效益显著防洪、灌溉、航运、旅游等多功能水电是最具调节能力的可再生能源，在电力系统中扮演着关键角色常规水电站可根据电力需求调整出力，提供稳定可靠的电力供应；抽水蓄能电站能够实现能量的时间转移，平抑负荷波动，为电网提供调峰、调频、调相和黑启动等多种辅助服务随着风电、光伏等波动性可再生能源比例增加，水电的调节价值愈发凸显在中国南方电网，水电调峰能力可达装机容量的，有效支撑了高比例可再生能40%-60%源消纳此外，水电工程通常具有防洪、灌溉、供水、航运、养殖、旅游等综合效益，对区域经济社会发展具有重要促进作用中国水电发展世界知名水电工程三峡水电站（中国）位于长江中游湖北省宜昌市，总装机容量，是世界最大的水电站大坝高米，长米，水库总库容亿立方米年发电量约亿千瓦时，相当于节约标准煤万吨，减

22.5GW185233539310005000少二氧化碳排放亿吨除发电外，还具有防洪、航运等综合效益1伊泰普水电站（巴西巴拉圭）/位于巴西与巴拉圭边境的巴拉那河上，总装机容量，曾长期保持世界最大水电站地位大坝高米，长公里，是巴拉圭电力供应的主要来源，也为巴西东南部提供约的电力年发14GW

1967.717%电量约亿千瓦时，是全球单座电站年发电量最高的水电工程900大古力水电站（美国）位于美国华盛顿州哥伦比亚河上，总装机容量，是美国最大的水电站和发电量最高的电站始建于年，大坝高米，长米除发电外，还为当地提供灌溉用水，支持约万

6.8GW1933168159227公顷农田灌溉，并创造了罗斯福湖这一重要休闲场所此外，加拿大的詹姆斯湾工程（装机）、俄罗斯的萨彦舒申斯克水电站（装机）、委内瑞拉的古里水电站（装机）等也是世界著名的大型水电工程这些工程不仅为当地提供了清洁电力，也成为了展示水电技术和工程建设成就的典

16.5GW-

6.4GW

10.2GW范水能发展前景数字化转型应用大数据、技术实现智能调度和预测性维护，提高运行效率数字孪生技术将在水电AI10%-15%站全生命周期管理中广泛应用生态友好型水电注重生态流量保障、鱼类通道建设和水质保护，将环境影响降至最低开发低水头、低生态影响的创新水电技术和工程方案水风光互补推进水电与风电、光伏的协同运行，构建多能互补的清洁能源体系抽水蓄能将成为可再生能源大规模发展的关键支撑综合效益最大化水电工程将更加注重发电、防洪、灌溉、航运、旅游等综合效益，提高水资源利用率和工程整体价值水电作为最成熟的可再生能源，未来发展将更加注重质量和效益在设备方面，大型水轮机组将向高效、大容量、宽负荷、长寿命方向发展；在工程方面，将加强既有水电站的智能化改造，延长使用寿命；在调度方面，将实现水电与其他可再生能源的优化协调，最大化系统价值全球范围内，非洲、东南亚和南美等地区仍有较大的水电开发潜力中国未来水电开发将主要集中在西南地区的金沙江、雅砻江、大渡河等流域，同时加快抽水蓄能电站建设，满足新能源大规模并网的调节需求生物质能基础能源来源与形成能量转换机制生物质能是通过光合作用将太阳能转化为化学能，储存在生物体生物质能的转换方式主要有三种内的能量形式其主要来源包括农林废弃物（秸秆、木屑等）、热化学转换通过燃烧、气化或热解将生物质转化为热能或

1.能源作物（甜高粱、芒草等）、畜禽粪便、城市生活垃圾和工业燃气有机废水等生化转换利用微生物发酵将生物质转化为沼气或液体燃料

2.生物质能形成过程中，植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧物理化学转换通过压榨、萃取等方式提取植物油脂制成生

3.气，因此利用生物质能理论上不会增加大气中二氧化碳净含量，物柴油具有碳中和的特点不同转换方式适用于不同种类的生物质原料，形成了多样化的生物质能利用技术路线生物质能是人类最早使用的能源形式之一，也是目前唯一可再生的碳氢化合物能源与风能、太阳能等间歇性可再生能源不同，生物质能可储存和按需使用，具有良好的稳定性和可调度性同时，生物质能利用还能有效解决农林废弃物和城市垃圾处理问题，具有显著的环境效益生物能应用形式直接燃烧生物质气化最简单的利用方式，产生热能用于供暖或发电转化为燃气用于发电或作为化工原料液体生物燃料生物燃气生物乙醇、生物柴油等替代石油燃料通过厌氧发酵产生甲烷为主的气体燃料直接燃烧是最传统的生物质能利用方式，包括薪柴炉灶、生物质锅炉和生物质直燃发电等现代生物质直燃电厂采用先进的循环流化床锅炉技术，热效率可达28%-，单机容量从几兆瓦到数百兆瓦不等32%生物质气化是将生物质在高温缺氧条件下转化为可燃气体的过程产生的燃气可用于发电、供热或合成液体燃料和化学品生物燃气主要通过厌氧发酵产生，含的甲烷，可直接燃烧或提纯后注入天然气管网液体生物燃料包括生物乙醇（主要用于汽油替代）和生物柴油（主要用于柴油替代），是交通领域重要的60%-70%低碳替代能源此外，生物质热解油、纤维素乙醇和生物航空燃料等新型液体生物燃料也在快速发展典型生物质能项目农村沼气工程生物质发电厂垃圾焚烧发电中国农村沼气工程是全球最大规模的分布式生物质以安徽颍上生物质发电厂为例，该电厂装机容量深圳宝安垃圾焚烧发电厂日处理生活垃圾吨，5000能应用典型的家庭沼气池容积立方米，利，年消耗农林废弃物约万吨，年发电量装机容量，年发电量约亿千瓦时采用8-1030MW25165MW8用畜禽粪便和农作物秸秆等有机物，通过厌氧发酵约亿千瓦时采用循环流化床锅炉技术，实现先进的焚烧炉和尾气处理技术，排放达到欧盟

2.1产生沼气用于炊事和取暖目前全国有超过高效清洁燃烧电厂建设带动了当地秸秆收集和运标准该项目不仅解决了垃圾处理问题，还40002010万户农户使用沼气，年产沼气约亿立方米，相输产业链发展，创造就业岗位余个，年增加实现了废物资源化利用，是典型的城市矿山项目1503000当于替代标准煤万吨农民收入约万元12004000此外，中国还建有多个大型生物燃料乙醇生产基地，如吉林燃料乙醇有限公司年产燃料乙醇万吨；广西建设了一批木薯燃料乙醇和甜高粱燃料乙醇项目生60物柴油产业也有长足发展，主要利用地沟油和酸化油等废弃油脂为原料，年产能超过万吨这些项目展示了生物质能多元化、规模化利用的发展趋势200生物质能现状生物质能面临挑战原料收集与运输生物质资源分散，收集难度大；密度低，运输成本高例如，秸秆收集半径超过公里则难以经50济运行需要建立高效的收集运输体系，提高机械化水平经济性制约与传统能源相比，生物质能转换效率相对较低，成本较高生物质发电度电成本约元，

0.6-

0.8高于煤电和风光发电；生物天然气成本为元立方米，高于常规天然气需政策扶持和技术创3-4/新降低成本与粮食安全平衡部分生物燃料（如玉米乙醇）可能与粮食生产竞争土地和水资源需优先利用非粮原料和废弃物资源，发展不与粮争地的生物质能技术路线技术瓶颈关键技术如高效气化、纤维素乙醇等尚未完全成熟；设备可靠性和自动化水平有待提高需加强基础研究和工程化技术攻关，提高转换效率此外，生物质能项目建设还面临环保标准严格、融资难度大、专业人才缺乏等挑战解决这些问题需要政策、技术、市场等多方面协同发力完善补贴和税收政策，加大科技创新投入，建立原料收集保障机制，健全碳交易市场，才能促进生物质能产业健康可持续发展地热能基础地热能的来源资源分布特点地热能是储存在地球内部的热能，主要来源于地核、地幔的放射地热资源分布与地质构造密切相关，主要集中在板块边界、火山性元素衰变和地球形成时的热量地球内部温度极高，核心温度活动区和地壳裂隔带全球著名的地热带包括环太平洋火山带、约为°，地幔温度为°，这些热量不断地中海喜马拉雅地热带和大西洋中脊地热带6000C1000-3000C-向地表传导中国地热资源丰富，理论蕴藏量相当于亿吨标准煤，主要2560根据地质构造特点，地热能可分为浅层地热（地下米，分布在西藏、云南、四川、广东、福建等地浅层地热能资源覆100-200温度°）、中深层地热（地下米，温度盖全国大部分地区，具有广阔的开发前景20-25C1000-3000°）和深层地热（地下米以上，温度°25-150C3000150C以上）地热能是唯一不受气候条件影响的可再生能源，全天候可稳定利用相比其他可再生能源，地热能具有能量密度高、稳定性好、占地少等优势地热能的开发利用方式主要包括地热发电和地热直接利用（供暖、制冷、温泉等），适用温度范围广泛地热能开发利用地热直接供暖地源热泵利用地下热水或通过换热器将地热能用于利用浅层地热能（米）通过热泵10-200建筑供暖包括地热水暖气片供暖（温度技术实现建筑供暖和制冷地源热泵系统°）和地板辐射供暖（温度包括地下换热器、热泵机组和室内末端系60C40-°）等形式典型案例如天津武清地统三部分每消耗度电可获得度的60C13-4热供暖项目，供暖面积达万平方米，热量或冷量，能效比高，运行成本低适400替代燃煤锅炉余台地热供暖具有零排用于温带地区全年供暖制冷需求，具有一40放、高效率（可达）的特点套系统、两种功能的优势95%地热发电利用高温地热资源（通常°）发电的技术包括干蒸汽发电、闪蒸发电和双循环发150C电三种主要类型全球地热发电装机约，主要分布在美国、印尼、菲律宾等国中国17GW青海共和地热电站是亚洲最大的中低温地热发电项目，采用双循环发电技术50MW此外，地热能还广泛应用于温室种植、水产养殖、工业用热、医疗康养等领域多级利用（梯级利用）是地热能开发的重要方式，即根据不同温度需求，将地热能按温度从高到低依次用于发电、高温工业、供暖、农业种植等，大幅提高能源利用效率，经济和环境效益显著地热典型示范中国西藏羊八井地热电站位于西藏拉萨市西北约公里处，海拔米，是世界上海拔最高的地热电站该电站利用当地高温地热资源（地下温度高达°），采用闪蒸发电技术，装机容量年发电量约874300329C

25.18MW亿千瓦时，占拉萨电网供电量的左右，为西藏首府拉萨提供了可靠的电力保障125%雄安新区地热供暖项目河北雄安新区规划建设无烟城市，地热能是其清洁供暖的主力能源雄安地区地热资源丰富，米深度地热水温度为°，适合供暖利用项目采用取热不取水的封闭循环技术，50-150040-80C保障地下水资源安全目前已建成地热供暖面积超过万平方米，计划到年实现以上建筑使用地热供暖300203080%美国盖泽地热田位于美国加利福尼亚州，是世界上最大的地热发电基地该地热田面积约平方公里，包含座地热电站，总装机容量约采用干蒸汽直接发电技术，地下蒸汽温度约为°运78221517MW240C行超过年，证明了地热发电的长期可靠性项目还创新采用城市废水回注技术，解决了蒸汽减少问题，实现资源可持续利用60这些典型项目展示了地热能在不同地区、不同应用场景下的开发利用模式，为全球地热能可持续发展提供了宝贵经验随着技术进步和政策支持，地热能将在全球能源转型中发挥越来越重要的作用地热能未来潜力增强型地热系统EGS通过水力压裂等技术在热岩层中创造人工裂隔，实现热能高效提取理论上可在任何地区开发深层地热资源，极大扩展地热能开发范围中国正在四川攀枝花建设首个商业化EGS电站超临界地热发电开发超临界条件下（温度°，压力）的地热资源，发电效率可提高374C22MPa2-3倍冰岛、日本、美国已启动相关研究项目，预计年前实现商业化应用2030地热城市网络构建以地热能为主的城市供热制冷网络，实现大规模清洁供能中国雄安新区和德国慕尼黑等地已开始实践，预计年地热供暖面积将达亿平方米203550多能互补系统地热能与太阳能、风能等其他可再生能源协同利用，形成互补系统地热能提供基础负荷，其他可再生能源满足峰值需求，大幅提高系统效率和可靠性从全球来看，地热能开发利用仅占其技术可开发潜力的左右，发展空间巨大国际能源署预计，到6%年全球地热发电装机将达到，地热直接利用规模将达到中国地热能发展目标2050200GW1500GW是到年地热发电装机达到，直接利用规模达到，替代标准煤亿吨20302GW800GW2海洋能简介海洋能是蕴藏在海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能五种形式潮汐能利用海水涨落的势能发电；波浪能利用海浪运动的动能发电；海流能利用洋流的动能发电；温差能利用海水表层与深层的温度差发电；盐差能利用海水与淡水盐度差产生的渗透压发电海洋能资源丰富，理论储量约为，但分布不均目前，潮汐能开发最为成熟，全球装机约；波浪能、温差能仍处于示范阶段，装机容量约；海流2-8TW500MW100MW能和盐差能尚处于研发阶段海洋能具有资源量大、清洁环保、可预测性好等优点，但也面临技术难度大、初投资高、海洋环境恶劣等挑战潮汐能利用案例法国拉朗斯潮汐电站建于年，位于法国布列塔尼地区拉朗斯河口，是世界上第一座大型潮汐电站，也是运行时间最长的潮汐电站装机容量，由台水轮发电机组组成，年发电量约亿千瓦时电站1966240MW

245.4采用潮汐坝式结构，坝长米，拦截了整个河口，形成了一个面积平方公里的水库拉朗斯电站已安全运行超过年，证明了潮汐能技术的可靠性和持久性7502255韩国始华湖潮汐电站建成于年，位于韩国京畿道安山市，是目前世界上最大的潮汐电站，装机容量电站利用已有的防潮堤建设，减少了工程投资，被视为潮汐能与环境保护协调发展的典范始华湖潮2011254MW汐电站年发电量约亿千瓦时，同时改善了始华湖的水质，实现了发电和环境双重效益

5.5中国舟山潮汐试验电站位于浙江省舟山市鱼山岛，始建于年，是中国最早的潮汐能试验基地电站经多次扩建和技术改造，目前装机容量，年发电量约万千瓦时电站采用单水库式结构，是国内潮汐

19754.1MW600能开发和技术研究的重要平台通过舟山电站，中国掌握了潮汐能发电的关键技术，为更大规模开发积累了经验此外，英国的梅尔塞河口潮汐能项目（计划装机）、加拿大芬迪湾潮汐流发电项目（试验装机）等新型潮汐能项目也在积极推进随着技术进步，特别是潮汐流发电技术的发展，潮汐能开发将进入新阶段，有望成为沿海地区重要的清洁能源选340MW10MW择可再生能源与碳中和达成碳中和目标年实现碳中和2050-2060碳排放达峰年达到峰值2025-2030产业结构转型高碳向低碳产业转变能源结构重构化石能源向可再生能源转型可再生能源是实现双碳目标的核心支撑中国承诺年前实现碳达峰、年前实现碳中和，这一目标的实现需要能源结构根本性转变据测算，要实现碳20302060中和目标，到年中国非化石能源占比需达到以上，可再生能源装机容量需达到亿千瓦以上，比年增长倍多206080%5020205可再生能源的大规模发展将带来显著的碳减排效益以年为例，中国可再生能源发电量约万亿千瓦时，相当于替代标准煤约亿吨，减少二氧化碳排放约

20232.99亿吨未来，随着可再生能源在电力、工业、建筑、交通等领域的深度应用，其对碳减排的贡献将更加显著同时，可再生能源还将促进能源安全、环境改善、18经济增长等多重目标的实现，助力构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系绿色电力市场绿证交易可再生能源绿色电力证书市场化交易绿电直购用户直接购买可再生能源电力电力现货市场灵活电价反映可再生能源供需变化碳市场联动绿电与碳交易市场协同发展绿色电力市场是推动可再生能源大规模发展的重要机制绿证交易是其核心组成部分，每个绿证代表可再生能源电力及其环境属性中国于年启动绿证自愿1MWh2017认购试点，年开始推行全国统一绿证制度，累计交易超过万个，交易金额超过亿元2021200010绿电直购允许终端用户直接与可再生能源发电企业签订购电协议，是国际流行的绿电消费模式中国已在多个省份开展绿电交易试点，年交易电量超过PPA20231000亿千瓦时同时，电力现货市场建设也在加速推进，通过实时电价反映可再生能源的波动特性，提高系统灵活性随着全国碳市场的建立和完善，绿电与碳市场的联动将进一步增强可再生能源的经济竞争力，形成多元化、市场化的绿色电力消费机制储能技术进展物理储能抽水蓄能是最成熟的大规模储能技术，全球装机超过，中国装机约压缩空气、飞轮等物160GW45GW理储能技术也在发展电化学储能锂离子电池为主导，全球装机约钠离子、液流、固态等新型电池技术快速发展，成本持续下降40GW化学储能以氢能为代表，通过电解水制氢、燃料电池发电实现能量存储和转换适合长周期、大规模储能需求热储能利用熔盐、相变材料等存储热能适合配合光热发电、工业余热利用等场景，具有成本低、容量大优势储能是大规模可再生能源并网的关键支撑技术随着风电、光伏等间歇性可再生能源比例提高，电网对灵活调节能力的需求日益增长储能通过削峰填谷，平滑可再生能源的输出波动，提高电网稳定性和可再生能源消纳能力近年来，全球储能技术进步显著，成本快速下降锂离子电池组价格从年的美元降至年的约20101000/kWh2023美元，预计年将降至美元以下中国储能产业发展迅速，已形成完整产业链，电化学储能150/kWh2025100/kWh装机规模超过，在建规模超过未来，随着新型储能技术商业化和规模化应用，储能将成为能源互联网的10GW30GW重要节点，推动能源系统向清洁、低碳、智能方向转型智能电网与可再生能源智能电网的核心功能智能调度技术智能电网是支撑高比例可再生能源并网的关键基础设施通过先智能调度是高比例可再生能源消纳的核心技术，主要包括进的感知、通信和控制技术，实现电力系统的智能化运行其核新能源功率预测提高预测精度，降低不确定性•心功能包括源网荷储协调优化统筹各类资源，最大化系统效益•分布式能源接入支持大量分散式风电、光伏并网•虚拟电厂聚合分散资源，提供集中调控能力•双向能量流动实现源网荷储的双向互动•人工智能应用利用技术提升调度决策水平•AI自愈能力快速识别故障并自动恢复•青海省年实现连续天清洁能源供电，证明了智能调度202230需求响应调动用户侧资源参与系统调节•支撑高比例可再生能源的能力智能电网建设已成为全球趋势中国提出建设泛在电力物联网，投资超过亿元建设坚强智能电网欧盟智能电网战略50002030计划投入亿欧元，构建跨国智能电网美国也在推进电网现代化计划，支持可再生能源大规模接入未来，随着、物联网、10005G区块链等新技术的应用，智能电网将进一步提升可再生能源的消纳能力和利用效率创新型应用场景零碳园区乡村能源微网清洁能源数据中心零碳园区是将多种可再生能源技术集成应用的综合示乡村能源微网是解决偏远地区能源供应的创新模式数据中心是耗电大户，使用可再生能源是降低其碳足范以浙江衢州零碳工业园为例，该园区建有典型案例是青海省玉树藏族自治州的光伏储能微迹的重要途径贵州省贵安新区的绿色数据中心采用+屋顶光伏、分散式风电和电网项目，为海拔米以上的牧区提供可靠电力直接供电储能模式，通过专线获取周边水电、风100MW10MW30MWh4000+储能系统，配套智能微电网和能源管理平台园区实系统包括分布式光伏、锂电池储能电和光伏电力，自备储能系统保障稳定性该中心50kW100kWh现年清洁电力消费超过，碳减排超过万吨，和智能控制系统，满足户牧民的基本用电需求值低至，每年减少碳排放万吨以上类80%2080PUE

1.2510同时电力成本降低零碳园区模式已在全国多地该模式已在西藏、新疆等地推广，有效提高了偏远地似模式正在全国多个数据中心集群推广，推动数字经15%推广，成为产业低碳转型的重要路径区电气化水平和生活质量济绿色发展此外，可再生能源还在智慧社区、绿色交通、生态旅游等领域有创新应用例如，北京亦庄的光储充检一体化站点，集成光伏发电、储能和电动汽车充电功能；青海茶卡盐湖旅游区的盐湖光伏走廊，将光伏发电与旅游景观融为一体这些创新应用不仅扩大了可再生能源的使用场景，也提高了公众对清洁能源的认知和接受度可再生能源在交通领域光伏交通基础设施生物燃料交通工具可再生能源充电基础设施将光伏技术与交通基础设施结合，利用生物燃料乙醇、生物柴油等替光储充一体化是电动汽车与可再生如光伏高速公路、光伏声屏障、光代传统石油燃料中国已在全国能源结合的典型模式北京亦庄智11伏停车场等江苏常熟光伏高速公个省份推广使用乙醇汽油能充电站配备光伏系统和E10350kW路示范段长公里，安装光伏组件（乙醇含量），年消费量约储能系统，可同时为辆电

3.710%1MWh30约万平方米，年发电量约万千万吨天津市公交集团运营的动汽车快充，减少峰时电网负荷，1100400瓦时，可为高速公路照明和服务区辆生物柴油公交车，年减降低充电成本约100B2020%供电碳约吨1500氢能交通应用利用可再生能源电解水制氢，为燃料电池汽车提供能源张家口氢能示范城市建有座风电制氢加氢站，10服务辆氢燃料电池公交车和物444流车，实现全链条零碳排放，为年冬奥会提供了绿色交通保障2022交通领域是碳排放的主要来源之一，占全国碳排放总量的约可再生能源在交通领域的应用，不仅可以减少碳10%排放，还能提高能源安全，降低对石油进口的依赖预计到年，中国交通领域可再生能源替代比例将从目前2030的约提高到以上，成为实现双碳目标的重要途径5%20%未来能源结构蓝图国际主要国家政策对比国家地区主要政策目标支持机制特点/欧盟年可再生能源占比碳排放交易、上网电价、市场机制与政策引导并重，2030，年碳中和绿色补贴强调跨境合作

42.5%2050美国年电力部门零碳排税收抵免、生产税抵免、联邦与州分级政策，以税2035放，年碳中和州级配额制收激励为主2050中国年非化石能源占比补贴、配额制、绿证交易从政策补贴转向市场机制，2030，年碳中和强调规模化发展25%2060印度年可再生能源装机电价补贴、税收优惠、强注重农村电气化与能源普2030，占比制采购及，推动国际合作500GW50%日本年可再生能源占比固定电价收购、碳税、绿技术创新导向，关注海上2030，年碳色创新基金风电和氢能发展36-38%2050中和全球主要国家普遍加强可再生能源政策支持，但具体路径各有侧重欧盟以欧洲绿色协议为核心，建立了最完善的政策框架和市场机制；美国通过《通胀削减法案》提供亿美元支持清洁能源发展；中国十四五规划将可再生能源作为3690能源转型主力，提出构建以新能源为主体的新型电力系统在支持机制上，全球呈现从固定补贴向市场化机制转变的趋势早期以固定电价补贴为主，现逐步过渡到竞争性招FIT标、绿证交易、碳定价等市场化机制同时，各国越来越注重政策协同，将能源、环境、产业、创新等政策有机结合，形成政策合力推动可再生能源发展关键技术瓶颈与攻关高效转换技术现有技术转换效率仍有较大提升空间如商业化晶硅光伏电池效率左右，理论极限为；风力发电效率23%

29.4%约，贝兹极限为突破方向包括新型高效光伏电池（钙钛矿硅叠层、钙钛矿叠层等）、大型45%

59.3%//CIGS智能风机、高效生物质转化等大规模储能现有储能技术成本高、容量不足锂电池成本仍在美元以上，寿命一般不超过年；抽水蓄能受地理150/kWh10条件限制重点攻关方向包括新型储能材料（钠离子电池、固态电池等）、压缩空气储能、液流电池等长时储能技术，以及降低系统成本的集成技术电网友好并网高比例可再生能源并网带来电力系统稳定性挑战主要瓶颈是功率波动性大、惯性支撑不足、系统调节能力有限关键技术包括虚拟同步机、柔性直流输电、高精度功率预测、源网荷储协调控制等，以提高系统灵活性和可靠性氢能与跨领域耦合可再生能源电力难以直接用于工业、交通等高碳领域氢能作为关键载体面临效率低、成本高挑战重点攻关高效电解水制氢（效率）、规模化储运氢技术、低成本燃料电池，以及可再生能源与工业流程深度融合的技80%术路径针对这些技术瓶颈，中国已启动多项重大科技攻关项目十四五国家重点研发计划新能源专项投入超过亿元，重100点突破高效光伏、大型风电、先进储能等关键技术；国家能源局组织实施可再生能源与氢能技术攻关行动，加速突破制约产业发展的技术瓶颈未来，随着基础研究深入和产学研协同创新加强，这些瓶颈有望得到有效解决，支撑可再生能源大规模、高比例发展可再生能源产业带动万万亿

12205.4全球就业人数中国产业规模年数据人民币2023700+上市企业数量全球范围可再生能源产业已成为全球经济增长的重要引擎据国际可再生能源署统计，年全球可再生能2023源就业人数达万，其中中国占约按产业链分布，太阳能光伏就业人数最多，达万；122040%480其次是生物能源万和风能万在中国，可再生能源产业链年产值已超万亿元，占

3601405.4GDP比重约，是名副其实的支柱产业

4.5%可再生能源产业链长、覆盖广，带动效应显著上游设备制造带动材料、机械、电子等产业发展；中游工程建设拉动建筑、交通、物流等行业；下游运维服务创造稳定就业岗位以光伏产业为例，每投资亿元可直接创造约个就业岗位，间接带动约个就业机会此外，可再生能源产业也是创1200600新密集型产业，专利申请量年均增长超过，对促进技术创新和产业升级具有重要作用20%公众参与和社会影响绿色电力消费能源公民教育与意识提升消费者可通过绿电直购、绿证认购能源公民概念正在兴起，指公众从将可再生能源纳入国民教育体系，等方式参与可再生能源消费单纯的能源消费者转变为能源生产提高公众认知和参与度中国已在年，中国已有超过家企者和管理者分布式光伏是典型途多所中小学设立新能源实验20233002500业参与绿电交易，交易电量超过径，目前中国约有万户家庭安室，开展可再生能源科普教育；各300亿千瓦时；超过万个家庭通装了屋顶光伏系统此外，能源合类媒体平台开设能源专栏，宣传可10005过阳光伙伴等平台认购分布式光伏作社等新型社区能源组织也在探索再生能源知识和案例绿电发展社区能源建设在社区层面推动可再生能源应用光储充一体化社区已在北京、上海等地建设，居民可共享屋顶光伏收益；农村能源革命示范县建设带动超过个村庄实现清洁能源替2000代可再生能源发展不仅是技术和经济问题，也是深刻的社会变革过程通过公众参与，可再生能源正从集中式发展模式向大中小并举、集中分散结合的多元化模式转变，能源生产和消费关系也从单向供给转向双向互动这一转变不仅提高了能源系统的弹性和民主性，也增强了社会对能源转型的认同和支持当前热点与未来趋势可再生能源基地化开发在资源富集区域建设大型风光基地，通过特高压输电送至负荷中心十四五期间，中国规划建设约亿千瓦大型风光基地，平均单个基地规模超过

4.510GW能源互联网构建以电力系统为核心，多种能源形式协同互补的综合能源网络通过数字技术和智能控制，实现能源的高效配置和灵活调度，提高系统整体效率跨国电网互联建设跨国跨洲电网，优化全球可再生能源配置中国提出的全球能源互联网倡议，旨在构建亚欧非亚太美洲三大洲际电网互联系统——双碳数字平台应用大数据、区块链等技术，建立能源碳排放监测和交易平台支持碳足迹追踪、碳资产管-理和碳市场交易，促进碳减排目标实现可再生能源与数字经济、低碳发展深度融合是未来主要趋势新能源新技术将催生新业态，如虚拟电厂、需求响应聚合商、绿电交易平台等；新能源新材料将提升能源转换效率，如钙钛矿光伏、高温超导材++料等；新能源新模式将创新商业和服务模式，如能源金融、合同能源管理等+能源转型正从单一技术创新向系统性变革深化，涉及技术、经济、社会等多维度协同演进未来，随着可再生能源成本持续下降、储能技术突破和数字化转型加速，能源互联网愿景将逐步实现，构建清洁低碳、安全高效、开放共享的能源新生态总结与展望规模化发展大型基地与分布式并举系统化推进源网荷储协调发展市场化机制完善价格和交易体系国际化合作构建全球能源互联网可再生能源已进入规模化发展新阶段，成为全球能源转型的主导力量技术进步和成本下降使可再生能源在多数地区已具备经济竞争力；数字技术与能源深度融合正在重塑能源系统形态；绿色低碳理念日益深入人心，推动能源消费方式变革这些趋势共同驱动可再生能源加速发展未来，可再生能源发展将遵循高质量发展路线从规模速度型向质量效益型转变，从单一技术突破向系统集成创新转变，从政策驱动向市场驱动转变通过技术创新降低成本、提高效率；通过体制机制改革激发市场活力；通过国际合作实现优势互补可再生能源将引领全球能源绿色革命，为应对气候变化、实现可持续发展作出更大贡献。