可再生能源驱动绿色工业化研究报告

可再生能源驱动绿色工业化研究报告 日期2025年11月7日 0794652参考文献 签名页 可再生能源驱动绿色工业化研究报告 0794652 费尔南达·布里托咨询合作伙伴 伊莎贝尔·卡斯特罗·布兰科咨询高级分析师 ERM巴西 特拉企业塔阿维纳恩让路易斯卡洛斯贝里尼街105-171套171伊塔姆比比圣保罗圣保罗巴西04571-010 执行摘要 研究可再生能源驱动绿色工业化, 由 ERM 为全球风能理事会 (GWEC) 进行的研究评估了海上风电作为补充消费来源的战略作用，同时不影响巴西能源矩阵的可再生性质。 从巴西电力部门已经实现高度脱碳化的观察出发——装机容量中约有89%基于可再生能源——该报告提出了核心的长期挑战：在电力市场增强其对其他经济部门脱碳化的贡献的同时，保持并扩大这种清洁特性。 巴西的国家气候目标强化了这一发展轨迹的需要。该国的国家自主贡献 (NDC) 设定了温室气体减排目标：到 2025 年减少48%，到 2030 年减少 53%，到 2035 年在 2005 年水平的基础上减少 59% 至 67%，并力争在 2050 年实现气候中和。为履行这些承诺，联邦政府根据《气候变化国家政策》（第 12.187/2009 号法律）制定了部门减缓计划，这些计划推动投资并加速在能源、工业和交通等关键部门采用可再生和低碳解决方案。 在需求侧，国家能源计划2050（PNE 2050）预计将实现显著增长：电力需求可能到2040年达到约1,600太瓦时，到2050年达到2,100太瓦时——大约是2015年（基准年）需求的三倍。为了支持这一水平的消费，装机容量需要增长约50%，优先发展可再生能源。同时，水电的相对份额预计将下降，而风能和太阳能等其他可再生能源的份额将增加。 这个过程面临重大的结构性挑战：间歇性电源的日益普及对电力平衡提出了更高的要求——尤其是在高峰时段——并增加了对扩大储能容量和电网基础设施的需求以适应发电。储能和备用系统当前的局限性、输电扩展不足以及水电部门在干旱年无法单独应对，这些瓶颈可能影响供应可靠性。此外，大型连续负荷的进入——例如数据中心和绿色氢能（H2V）项目——对电力系统提出了压力，要求其提供可靠的供应解决方案，并保证能源获取。 在此背景下，海上风电成为一种战略替代方案。巴西的技术潜力非常显著：该研究巴西海上风电发展情景(WORLD BANK, 2024)估计海上风电为水电提供了重要的互补性——通常具有季节性逆周期性和较低的年际波动性——这将允许海上风电在干旱期间作为能源安全措施，并在干旱期间减少对化石热力发电厂的依赖。这项研究还指出，“某些预测表明，未来25年内净水电发电能力不会显著扩张”，水电的份额可能在2050年下降到46%，为其他能源创造增长机遇。 从运营角度来看，海上风电的容量因子和小时/月发电曲线往往在许多地区与其他能源（水能、陆上风电、太阳能）互补，提高区域能源可用性，并降低在需求高峰期出现供应短缺的风险。 时间，大规模部署带来了挑战和机遇：设备运输物流，利用靠近主要消费中心的港口枢纽（这减少了传输损耗并促进了集成），以及需要监管框架来消除障碍并确保投资的法律确定性。此外，大型海上可再生能源发电与港口基础设施的结合，可以使巴西在绿色氢气的生产、消费和出口方面具有竞争优势，将港口转变为连接发电、工业和国际可再生能源贸易路线的工业和物流枢纽。 因此，为了在未来的几十年中维持并扩大巴西以清洁能源为主的能源矩阵，同时满足预测的需求增长，海上风电必须被视为能源政策中的战略组成部分。其潜在的贡献——无论是在规模上，还是在与水力的互补性上——都使其成为一项宝贵工具，用以降低对严重干旱的暴露，并在关键时期减少对化石热力电厂的依赖。 从定量角度来看，目前的估计表明，海上风电将从2020年代的边缘贡献演变为从2030年代中期开始发挥重要作用。基于对二手资料（能源研究办公室——EPE和世界银行）的联合分析，此处呈现了海上风电的以下预测： 巴西电力矩阵展望：需求、可再生能源目标及海上风电参与度（2024-2050） 定义和缩写 电力需求：消费者在给定时期内所需的电能数量。 能源需求：支持经济和社会活动所需的总能量（电力、热能、石油、天然气等）。 脱碳化：在能源矩阵和经济中减少化石温室气体（GHG）排放的过程。 绿色走廊：低碳排放的物流和商业路线，通常涉及清洁能源和运输。 一个旨在最小化温室气体排放的经济模型。低碳经济：可再生能源：源自可持续补充的自然能源，例如阳光、风、水和生物质。 清洁能源或发电：低污染物和温室气体排放的能源生产。 碳中和：一种温室气体排放被抵消或消除的状态，导致没有净气候影响. 能量矩阵：一个国家或地区的能源来源集合。电路矩阵：代表仅用于发电的能源矩阵子集。 能源转型：从基于化石燃料的能源矩阵逐渐转向可再生和可持续来源。 ANEEL – 巴西电力监管机构温室气体巴西发展银行 – 国家经济和社会发展银行平均 GW – 平均一段时间内产生的或消耗的功率CRVE——自愿减排证书IBAMA——巴西环境与可再生自然资源研究院CCAT——高压直流ITMO—国际转移动作成果FNE Sol – 东北宪法融资基金 – 太阳能线路DLS——可持续性限制声明IPI——工业品税EPE – 能源研究所碳边境调节机制GW—吉瓦（1 GW = 1,000兆瓦） MMA——环境保护部 ndc——国家自主贡献 ons—国家电网运营商 Paten——国家能源转型加速计划 PCH—小型水电站 PELP –长期战略规划：一种公共政策工具，用于指导一个国家能源部门在长期时间范围内的战略发展——通常为30年。 PIS/COFINS – 社会融合计划 / 社会保障融资贡献 Pde—十年能源扩张计划 PNE –国家能源计划：由巴西能源研究局（EPE）在矿业能源部（MME）的指导下制定的战略文件。它概述了巴西能源部门发展的长期愿景，通常展望未来30年。 SBCE – 巴西排放交易体系 TR – 参考利率（或回报率，视具体情况而定） TWh –太瓦时。用于表示大量发电或用电量的单位，例如一个国家的年产量。1太瓦时等于10亿千瓦时。 1. 引言 本研究由ERM为全球风能理事会（GWEC）进行，命名为可再生能源驱动绿色工业化,为海上风电作为巴西满足日益增长的电力需求战略解决方案的作用提供了技术评估。其目标是在保持能源矩阵可再生性的同时，促进能源转型和系统可靠性。海上风电的整合特征是传统能源与新兴能源的共存，由公共基础设施和可持续发展政策、气候变化和技术创新驱动。其最终目标是建立一个低碳经济，实现更高的能源效率、减少对化石燃料的依赖，并提升可再生能源的价值。 本项目具有双重目标：首先，量化并分析巴西可再生电力需求的演变——由工业和交通脱碳进程、数据中心扩展以及其他高能耗负荷驱动——其次，评估海上风电作为满足这一需求战略解决方案的技术、经济和系统潜力。这包括其与水力发电的互补性、系统整合（输电和储能）的要求，以及其监管、物流和基础设施影响。据此，该研究围绕以下工作流展开： 1. 映射可再生能源需求：涵盖当前和预计的电力需求、2035年和2050年可利用和规划的供应量、可再生能源在国家电力矩阵中的占比，以及与输电和配电相关的内容。本节考察了该领域为满足经济日益增长的电气化需求所面临的主要挑战和瓶颈，包括绿色氢能项目和数据中心的建设。 2. 气候计划评估：分析部门减排计划，考虑两大类行动：(i) 具有影响力的措施，能直接且可衡量地减少温室气体排放，如化石燃料替代、生物燃料使用、可再生能源电气化和能源效率；(ii) 结构性措施，为实施这些行动创造必要的制度、监管和技术条件。 3. 海上风电资源分析：评估发电潜力、所需基础设施、与工业/技术枢纽的协同效应、绿色走廊以及巴西电力矩阵的利益。 4. 监管框架和法律机遇：回顾国家能源转型加速计划、海上风电和绿氢的法律框架以及该领域其他相关技术法规。 5. 与碳定价机制整合：讨论海上风电在巴西排放交易体系（SBCE）和欧盟碳边境调节机制（CBAM）中的作用，并考虑其对巴西国际竞争力的影响和机遇。 6. 结论：整合了之前的分析，以呈现巴西海上风电融入其能源矩阵和国际经济的挑战、机遇和战略途径的综合性观点。 7. 时间表：基于以上所有分析，描述了巴西海上风电的预期演变。本报告旨在突出研究的关键要素，并为在COP30上发表的演示文稿的开发奠定基础。 1.1 方法论 本研究完全基于二手数据研究进行。所使用的信息于2025年8月至10月期间从公共来源、机构数据库、技术报告以及巴西能源转型、脱碳化和海上风电相关的官方文件中收集。ERM团队未为此报告产生任何原始数据。 内部会晤了能源、基础设施和公共政策领域的ERM专家，以解读可用数据并确保分析的技术的连贯性。所采用的方法使对可再生能源在绿色工业化中作用的战略观点得以整合，重点在于将海上风电作为可持续发展驱动力的作用。 分析遵循由一般到具体的结构，从能源转型和脱碳的概念开始，经过电力行业规划和气候计划的概述，最后以海上风电分 2. 巴西的能源转型和脱碳化 2.1 概念和目标 能源转型是一个复杂且渐进的过程，不同地区进展速度不同。它以传统能源和新能源共存为标志，并由公共基础设施、可持续性政策、气候变化和技术创新等因素驱动。其总体目标是建立一个低碳经济，提高能源效率，减少对化石燃料的依赖，并增加太阳能和风能等可再生能源的价值。 巴西电力行业随时间推移的结构导致了高度脱碳化，约89%的装机容量来自可再生能源。主要挑战，尤其是在长期内，是维持这种可再生能源特性，并增强该行业对其他经济领域脱碳的贡献潜力。 必须强调的是，能源转型必须是公正的——这意味着它不应仅仅被理解为一次技术转变，还应以社会目标为指导。这包括承认和解决能源获取方面的历史不平等，确保脱碳进程与社会包容同步进行。 公平转型概念起源于20世纪70年代的北美工会，后来扩展到气候变化背景。2015年，在《巴黎协定》中得到正式认可，涵盖了不平等、脆弱性和机遇等多个维度，并将能源转型与更广泛的人权、社会包容和平等议程联系起来。 在巴西，重点有两个：能源矩阵脱碳，同时普及优质电力接入1. 尽管该国实现了高水平的电力普及率（2022年家庭覆盖率99.8%）2), 由于基础设施、数量、质量和可负担性方面的不足，差距仍然存在。因此，连接与拥有足够的能源生活水平之间存在区别。这一现实可以通过体面生活标准（DLS）的视角进行分析，DLS定义了为确保体面生活所需的最少能源量——涵盖住房、交通、营养、健康、教育和通信。根据如国际应用系统分析研究所（IIASA）等研究机构的分析，巴西的总最终能源消耗略低于20 GJ/人/年，使该国处于19至21 GJ/人/年的操作要求最低阈值，该阈值被定义为保证为全体人口提供最低体面服务（包括交通和住房）的门槛。 关于巴西政策中的脱碳，在cop29上该国建立了一个国家自主贡献目标，到2035年将其温室气体净排放量减少59%至67%（基于2005年水平）。为实现这一目标，电力部门将发挥关键作用：尽管已拥有以可再生为主体的能源结构（装机容量约89%为可再生能源），但经济脱碳将要求大幅扩大清洁发电以支持新高需求领域的增长，例如 提升公共服务供给、数据中心、电动汽车车队以及产业转型本身。 *注意：此表格基于文件《国家自主贡献》(NDC)编制。 巴西政府在其脱碳计划中设定了可再生能源参与目标，海上风电成为该战略支柱之一（EPE/MME，2020）。除了满足不断增长的国内消费和普及化接入外，可再生能源容量的扩张也为通过多种途径实现能源出口铺平了道路，响应了欧洲日益增长的进口低碳氢气的需求。 2.2 法律文件与巴西气候规划 2024年至2025年间，巴西一直在完善能源转型相关法规体系，特别着重于制定国家能源转型政策（PNTE）。PNTE确立了到2050年实现碳中和的指导方针，并构建了部