中国低碳技术创新需求评估-以储能行业为例--碳信托.pdf-solarbe文库

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中国低碳技术创新需求评估以储能行业为例 2021.5 碳信托是一家全球领先的独立专业咨询公司，以推动低碳经济转型为使命。我们的商业活动遍布世界各地，来自 30多个国家的 300余名员工分布在英国、中国、新加坡、墨西哥、南非、巴西和美国。我们为知名品牌设计减少碳排放和提升资源效率的发展战略，为政府规划并实施节能低碳创新项目，并协助跨国公司在低碳创新及清洁技术领域进行投资。碳信托于 2009年成立了中国办公室。中关村储能产业技术联盟是中国第一个专注在储能领域的非营利性国际行业组织。储能联盟致力于通过影响政府政策的制定和储能应用的推广促进储能产业的健康有序可持续发展。储能联盟聚集了优秀的储能技术厂商、新能源产业公司、电力系统以及相关领域的科研院所和高校，覆盖储能全产业链各参与方，共有国内、国际 200成员单位。储能联盟在协同政府主管部门研究制定中国储能产业发展战略、倡导产业发展模式、确定中远期产业发展重点方向、整合产业力量推动建立产业机制等工作中，发挥着举足轻重的先锋作用。作者张楠碳信托中国办公室高级分析师赵立建碳信托中国办公室首席代表岳芬中关村储能产业技术联盟副秘书长 /研究总监孟海星中关村储能产业技术联盟研究经理特别感谢钟丽锦能源基金会总裁办公室主任辛嘉楠能源基金会气候变化国际事务主管董钺能源基金会气候变化国际事务研究员张笑寒能源基金会总裁办公室项目经理俞振华中关村储能产业技术联盟创始人兼副理事长感谢能源基金会中国为本报告提供资金支持，同时也诚挚地感谢为本报告提出宝贵意见与建议的业内专家与同事。本报告由能源基金会资助。报告内容不代表能源基金会观点。目录项目背景 . 1 背景 1 技术创新需求评估的必要性 2 英国低碳能源技术创新 2 中国低碳技术创新 3 报告结构 . 5 技术创新需求评估（ TINA） . 6 TINA 背景 . 6 评估方法 . 9 产出与影响 . 15 TINA 在墨西哥的应用 19 能源创新需求评估（ EINA） . 22 简介 22 评估方法 . 23 产出与影响 . 27 经验与建议 31 英国经验总结 . 31 对中国的建议 . 32 中国低碳技术创新需求评估方法学框架 34 重点技术领域识别 34 重点技术领域创新需求识别和评估 . 36 储能在未来能源系统中的作用与应用规模 . 39 中国清洁电力发展及温室气体排放趋势 . 40 储能在电力系统中的作用 41 储能应用规模预测 43 储能技术创新的价值评估 . 45 储能技术创新对成本降低的影响 . 48 储能技术经济价值潜力 51 储能技术创新和发展的市场障碍 . 54 市场壁垒和挑战分析 54 储能行业技术创新障碍 54 国际合作机会 . 55 不同储能技术创新机会 . 56 锂离子电池 . 56 钠离子电池 . 56 铅碳电池 . 56 全钒液流电池 . 57 压缩空气储能 . 57 钠硫电池 . 57 飞轮储能 . 58 超级电容器 . 58 其它因素影响评估 59 安全性因素评估 . 59 原材料可获得性与成本 59 技术优选和政策建议 61 技术优选建议 . 61 储能技术创新机会建议 62 加速储能技术创新的政策建议 . 63 低碳技术创新政策建议 . 65 1 项目背景背景工业化革命以来，由于化石燃料的大量燃烧导致的全球气候变化为人类社会带来了一系列环境和社会问题。气候变化已经成为全球各国所面临的的共同挑战。 2015 年，各国在巴黎气候变化大会上签订巴黎协定，提出将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在 2 摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在 1.5 摄氏度以内的长期目标。低碳技术创新对于全球各国实现低碳经济转型以及巴黎协定 2°C 甚至 1.5°C 的目标至关重要。目前，我们距离实现巴黎协定中提出的全球平均温度不超过 2°C 的目标仍有很大差距（见图 1）。联合国气候变化框架公约（ UNFCCC）的分析表明，在基准情景下（不采取额外减排行动），全球温度将上升 3.8°C；而即使各个国家的气候承诺都得到落实，全球气温仍将上升 2.7°C。因此，要实现巴黎协定中的 2°C 目标必须加快低碳技术的创新和大规模应用。事实上，创新技术和解决方案的研发和应用已经成为以相对较低的成本实现全球应对气候变化目标最重要的机会。图 1 全球年温室气体排放量（单位十亿吨） 1 1 World Economy Forum, 2018. Accelerating Sustainable Energy Innovation. 2 能源生产和消耗约占全球温室气体排放的三分之二以上，同时造成了严重的区域空气污染。根据 BP 的研究报告，在渐进转型情景下，能源使用造成的碳排放在展望大部分期间仍然逐渐上升，到 2040年增长约 7；同时报告认为电力行业将成为碳排放增长最多的行业，到 2040年，电力行业碳排放占全球能源系统的约 40 2。未来电力行业碳减排的潜力巨大。通过加快创新步伐和大规模部署可再生能源技术，可以实现能源领域的减排潜力，大大减少温室气体排放并减缓全球气候变化。因此，能源技术创新已成为低碳技术创新最重要的领域。技术创新已经开始重塑全球的能源格局。得益于成本的快速降低，包括太阳能光伏和风能在内的可再生能源大规模部署已经显著降低了电力部门的碳排放强度。电动汽车的普及也为交通运输行业的去碳化提供了技术路线。然而，根据国际能源署 IEA的研究，只有少数能源技术的发展速度能够匹配全球的可持续发展目标。高风险、低回报、系统惯性以及较长的研发和商业化周期使私营公司的技术创新较为困难。为应对这些挑战，更加有力和高效的政策支持以及公共研发投入是必不可少的。技术创新需求评估的必要性技术的发展一般遵循从概念到商业化的路径，技术创新过程通常包括以下几个阶段研发、示范和应用。在研发初期，公共资金通常具有关键作用。当技术进入具有商业化机会的应用研究和示范阶段时，私人投资将成为关键驱动因素，但仍然需要直接或间接的公共资金支持政策作为激励并降低投资风险，从而帮助企业克服市场障碍，例如较高的前期成本、有限的融资渠道以及系统转型惰性等。为了加快技术应用、降低成本和推进商业化进程，公共部门需要在低碳技术的研发过程中投入大量资金。然而将有限的公共资金分配给所有重要的低碳技术是非常困难且无法实现的，而公共部门投资应该聚焦于那些对实现碳排放目标和经济增长目标影响最大的技术领域。因此，对技术创新进行评估和优先级排序分类是十分有必要的。英国低碳能源技术创新 2008 年气候变化法案为英国设定了雄心勃勃的目标，即到 2050 年将其温室气体排放量与 1990 年的水平相比至少减少 80。 2019 年 6 月，新修订的气候变化法案生效，正式确立英国到 2050 年实现温室气体 “净零排放 ”的目标。 2020 年底，英国发布了最新减排目标，到 2030 年温室气体排放量与 1990 年相比，至少降低 68。为实现其中长期气候目标，并保障安全、清洁和经济的能源供应，英国政府致力于支持和促进低碳技术创新。为了协调政府部门和其他公共资助机构的低碳技术创新支持资金，英国成立了低碳创新协调小组（ LCICG），召集了英国提供低碳技术创新资金支持的公共部门，包括政策制定者、监管机构、公共预算利益相关方，以及公共资金支持的机构和项目。 LCICG 的成员通过一系列的项目 2 BP p.l.c. 2019. BP Energy Outlook 2019 edition. 3 和机制，为英国技术创新需求评估（ Technology Innovation Needs Assessment, TINA）所识别的创新需求以及其他能源技术体系中创新需求提供支持。 2016 年，能源创新委员会（ Energy Innovation Board）取代 LCICG，为英国能源创新公共资金的使用提供战略层面的监督和建议。根据清洁增长战略，英国已经大幅增加了对低碳创新的投资。从 2015 年到 2021 年，预计将有超过 25 亿英镑投资于低碳能源、交通、农业和废弃物领域的研发和示范，包括来自英国商业、能源和产业战略部（ BEIS）能源创新项目的 5.05 亿英镑，旨在加速创新清洁能源技术和工艺的商业化来自英国研究委员会和 “创新英国 ”联合投资的 12 亿英镑，现在成立了 “英国研究与创新 ” 组织（ UKRI），主要投资于能源系统和海上风电为法拉第挑战赛提供的 2.46 亿英镑的资金，旨在在动力电池的设计、开发和制造领域建立英国的优势和领先地位其他来自多个部门的 6.2 亿英镑资金，包括 BEIS，运输部（ DfT），国际发展署（ DfID）和环境、食品及农村事务部（ Defra）为了给英国技术发展计划提供科学依据并优化公共资金投入， LCICG 领导了英国技术创新需求评估（ TINA）项目（ 2010-2016），该评估已经成功建立了对技术创新需求的共识，并影响了公共资金的研发投资决策。 2018 年，为支持和优选能源系统的低碳创新，英国商业、能源和产业战略部（ BEIS）启动了能源创新需求评估（ Energy Innovation Needs Assessments, EINA）项目，以确定在英国能源系统中的关键创新需求。在本报告中，我们将主要关注这两个创新技术需求评估项目，包括其方法学和项目结果，为中国的低碳技术创新提供借鉴。中国低碳技术创新自上世纪 70 年代以来，我国经济一直保持较快的发展速度，对各类能源，尤其是化石能源的需求量持续增加。目前，中国是全球最大的能源消费国和温室气体排放国。按照当前的发展趋势，到 2050 年能源消费预计高达 66.6 亿吨，届时二氧化碳排放将高达 128 亿吨 3。中国已经做出承诺并持续开展气候行动。 2020 年 9 月 22 日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布， “中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和 ”。这是中国首次在国际社会上提出碳中和目标。 12 月 12 日，习近平总书记在巴黎协定五周年 “气候雄心峰会 ”上进一步细化了 2030 年碳排放强度、减排幅度、非化石能源占比等目标细则。低碳技术创新是中国发挥创新潜力并履行气候承诺的重要路径。在强化应对气候变化行动中国国家自主贡献中明确提出了低碳技术创新，特别是在能效提升、可再生能源、核能和碳捕集与封存 CCUS等领域。 2016 年，中国发布国家创新驱动发展战略纲要，提出到 2020 年进入创新型国家行列，基本建成中国特色国家创新体系；科技进步贡献率提高到 60以上，研究与试验发展（ R 减少其他过程（例如工业或农业）排放的温室气体。 2.1.3 TINA 目标由于很多低碳技术都可以帮助英国实现其能源和减排目标，但考虑到有限的公共资金，必须对低碳技术的创新需求进行评估和优选。因此，在 2010年，低碳创新协调小组（ LCICG）成员共同发起了技术创新需求评估项目（ TINA），旨在识别和评估特定低碳技术领域的关键创新需求，为公共部门低碳创新投资的优先级提供依据。评估方法 TINA 方法学从两个层面对技术进行优选宏观层面，对各个技术类别进行评估以确定重点技术类别；微观层面，对识别的重点技术领域进行详细分析。英国 TINA 项目基于政府、行业和学术界已有的研究和经验，采用了一致的方法来识别和评估给定技术领域内的创新潜力。对于每个选定的技术领域，都考虑了该技术领域内的细分技术和主要组件，并识别实现英国长期减排目标所需要的关键创新需求。 2.2.1 技术领域筛选和识别宏观层面的研究主要从两个维度对技术进行评估碳减排潜力和经济价值潜力。图 3 为 TINA 宏观层面技术领域筛选方法的示意图。 10 图 3 TINA 宏观层面技术领域筛选方法（示意图）基于 2010 年所进行的宏观层面的研究以及低碳创新协调小组成员机构的意见， TINA 项目框架筛选和识别了以下低碳技术领域生物能源、碳捕集与封存、住宅建筑、电网和储能、供热、工业部门、非住宅建筑、核裂变、海上风电、太阳能光伏、海洋（波浪和潮汐）、交通领域氢燃料。宏观层面的技术类别筛选识别了要深入研究的重点技术领域（例如，生物能源、海上风电、核能等）。微观层面需要对每个技术领域中的具体技术进行详细分析。在进行技术范围界定和应用情景定义时，通常需要有一位协调员统筹所有技术领域的研究，以避免各个领域之间出现技术的重叠。 2.2.2 特定技术领域评估框架 7 针对特定技术领域， TINA 项目框架包括建立技术和市场应用情景、评估对英国的潜在价值、评估公共部门资金支持的需求以及提出潜在解决方案。 TINA 项目在各个技术领域采用了一致的方法学。 7 Carbon Trust. 2015. Technology Innovation Needs Assessment TINA Critical Assessment. 11 图 4 TINA 项目的主要组成部分基于一致的方法学， TINA 不仅可以对比特定技术领域内创新机会的价值，也可以对比不同技术领域之间创新机会的相对价值。 TINA 项目的分析框架由碳信托（ Carbon Trust）开发和实施，并得到了 LCICG 所有核心成员的贡献以及其他专家和机构的意见与建议。针对每个选定的技术领域，创新需求评估主要内容包括分析技术在英国能源系统中的潜在作用（应用情景预测）估算通过创新降低技术成本可以给英国带来的价值估算通过出口给英国带来的商业机会（经济价值潜力）评估英国公共部门干预创新的现状识别能为英国带来最大收益的潜在创新重点 2.2.3 英国技术应用情景英国技术应用情景采用了能源技术机构（ ETI）能源系统建模环境（ ESME）中的一组模型， TINA 项目从中选择了不同的模型来分析不同技术领域的潜力。这种方法既保证了基本假设和参数的一致性（例如碳目标、能源系统约束等），也可以对每种技术领域进行深入分析。考虑到不同技术在政府能源和减排战略中潜在作用的不确定性，该方法的价值在于它可以充分探索成本降低的潜力。但是，这种针对每个技术领域单独开发技术应用情景的方法，可能会导致在不同技术领域模型中所设置的不同技术的应用水平不同，进而导致不同领域之间技术的对比较为困难。 12 情景差异到 2025 年左右，不同技术领域模型中的技术应用情景都非常相似。但随着技术重要性的变化，情景设定开始出现差异。例如，到 2050 年，在核裂变技术领域模型中，中心情景将部署约 20GW 的海上风电；而在海上风电技术领域模型，约部署了 30GW 海上风电。在电力行业 CCS 模型中，中心情景 CCS 的部署水平显著高于太阳能技术模型中的情景设定。根据对 TINA 项目的一项评估，建议在不同技术领域采用统一的英国技术应用情景。这将提高技术之间的可比性，有助于评估不同技术的系统优势，也便于理解和沟通。 2.2.4 技术评估 TINA 项目框架通过以下维度进行具体技术评估创新价值创新带来的经济价值（ GVA）和就业机会英国市场壁垒 /市场失灵多大程度上可以依赖进口或海外创新针对不同的技术领域， TINA 项目框架采用了相同的评估指标，因而可以在各技术领域内以及技术领域之间进行技术优选。项目通过定量分析评估了支持特定技术创新对英国的价值，随后从定性角度评估了政府干预和公共资金支持的必要性。该框架为政策决策提供了关键证据，同时尽量简化了指标。创新价值 TINA 项目采用单位产品成本度量创新的价值（公式如下），创新将降低技术成本，从而降低部署成本。创新价值没有技术创新的应用成本 – 技术创新后的应用成本在各类降低成本的措施中（例如供应链改进、标准化、融资创新等），研发创新是一个重要的成本降低驱动因素。 TINA 项目将创新推动成本降低归类为两个驱动因素研发（ Learning by Research Development, LbRD）和 “边做边学 ”（ Learning by Doing, LbD）。 LbD 被认为是除技术研发外的一系列创新活动的汇总。在某些情况下， LbD 带来的成本降低潜力可能大于技术研发。例如，海上风电约 50的成本降低来自于供应链和融资方面的机会。对创新带来的成本下降进行建模是一个较为复杂的过程。 TINA 采用自下而上的建模过程评估了技术组件水平可能的成本降低，进而分析了技术领域整体的成本降低潜力。项目利用学习曲线来评估创新的成本降低假设全球技术应用每提高一倍，技术成本就会降低一定数值。项目使用了研发成本降低与 “边做边学 ”成本降低的比例，将创新成本降低拆分为研发带来的成本降低和 “边做边学 ”的降低成本。该比例根据技术的成熟度而随时间变化。 13 参数设定在很大程度上基于技术专家的意见。参数的选择通过对一系列专家访谈进行数据收集，其中学习曲线的确定需要对该技术领域以及相似技术领域有非常深入的了解。学习曲线更适用于相对成熟的技术。对于应用水平较低的新生或早期技术，技术成本可能并不会随着应用的增加而稳定下降，其学习曲线可能更像阶跃函数而非线性曲线。因此，在分析成本降低的建模过程中需要注意所涉及的技术细节。然而，这种方法在评估非电源侧技术时存在一定的困难，它无法评估某些技术（例如需求侧响应或储能技术）所带来的巨大的潜在系统收益。因此，针对不同技术领域， TINA 项目采用了单位成本或系统收益指标来衡量技术的创新价值。经济价值（ GVA）和就业机会 TINA 项目采用以下方法计算创新所能带来的经济价值（ GVA）和就业机会 1）确定技术的应用情景预测技术在英国国内的应用情况（使用 ESME 模型）；预测技术在全球范围内的应用水平（ IEA能源技术展望报告 8）； 2）基于技术组件的应用水平和成本下降路径预测技术在英国国内和全球的市场规模； 3）确定可交易市场规模和不可交易市场规模的比例； 4）评估英国的竞争优势英国能够获得的全球可交易规模的比例；假设英国企业能够获得 100的国内不可交易市场规模； 5）基于经济价值与市场规模的比例系数计算经济价值（ GVA）； 6）采用替代系数来评估技术应用替代原有技术后的经济增加值； 7）基于就业与经济增加值的比例系数对就业机会进行估算。在步骤（ 2）中， TINA 项目采用了一个 “全球技术成本 ”的简化假设，即假设技术成本在全球范围内是相同的，不考虑地区差异。在步骤（ 3）中，需要评估市场中可交易和不可交易市场规模的比例。该参数一般通过专家访谈或与类似技术进行对比进行估算。在步骤（ 4）中，如果缺乏可靠的研究数据，一般也基于专家访谈和 /或与类似技术的比较进行评估。在 TINA 项目中，假设到 2050 年，英国占全球市场份额的比例保持不变。在研究过程中，由于部分数据缺失，具体参数的选择很大程度上取决于一系列的专家判断。图 5 计算步骤经济价值（ GVA）和就业机会 8 IEA. 2017. Energy Technology Perspectives report. 14 市场壁垒及海外创新在 TINA 项目中，市场壁垒和障碍的识别与评估通常通过价值链利益相关方研讨会进行，例如需求的不确定性、供应链的挑战、缺少价格信号、缺乏标准体系、市场需求受政策影响较大等。表 2 展示了针对电网和储能领域的部分市场壁垒和障碍分析。能否依赖进口或海外创新主要根据国际贸易前景、技术应用的特点以及英国的需求情况进行分析。表 2 电网和储能领域市场壁垒和障碍分析（部分） 9 细分技术领域市场壁垒和障碍评估储能各方（包括监管机构、电网运营商和技术提供商）都不确定储能在未来能源系统中将发挥的价值和作用，为储能技术的创新和部署带来了障碍；在目前的电力市场机制下，无法体现存储所能提供的部分服务的价值，例如电压支持或减少输配电投资；缺乏清晰的基础设施规划，没有给各方以足够的信心投资储能技术研发或部署。关键障碍 2.2.5 公共部门支持建议为优化和提高公共资金支持效率，项目为公共部门的创新支持提出了建议，主要基于以下三个要素技术创新的益处以及实现创新所需要的支持；梳理目前英国和全球已有的技术创新支持项目；分析潜在的干预措施对这些要素的分析以及综合考量都需要技术专家以及产业界的广泛参与。对较为成熟的技术， TINA 为创新项目计划提供了更明确的建议和时间表；对其他技术， TINA 则提供了更广泛的建议。 9 Low Carbon Innovation Coordination Group. 2012. Technology Innovation Needs Assessment TINA, Electricity Networks Storage ENS Summary Report. 15 产出与影响 2.3.1 主要产出与发现表 3 总结了 TINA 项目的主要结果，包括技术应用情况、创新成本降低潜力以及经济价值潜力。需要注意的是，技术应用的数值主要基于情景分析，为创新需求的评估提供参数，它们并不是实际预测值或目标值。创新在不同技术领域的成本降低潜力如图 6 所示。表 3 各个技术领域到 2050 年的创新潜力汇总（累计）技术领域全球技术应用英国技术应用英国成本降低潜力英国商业价值潜力生物能源 61 EJ 14-87 EJ 963 PJ 278-2586 PJ £42bn £6-101bn £19bn £6-33bn 碳捕集和封存（ CCS） 431 GW 202- 1011 GW 30 GW 11-60 GW £22bn £10-45bn £8bn £3-16bn 住宅建筑 – – £16bn £4.5-37.5bn £1.7bn £0.6-3.7bn 电力网络 – – £4.4bn £2-8.6bn £5.1bn £3-7.9bn 储能 – 27.4 GW 7.2- 59.2 GW 128 GWh 31- 286 GWh £4.6bn £1.9- 10.1bn £11.5bn £3.4- 25.7bn 供热 - - £30bn £14-66bn £6bn £2-12bn 交通领域氢燃料 12 of LDVs 0- 26 of LDVs 20 of LDVs 0- 50 of LDVs £35.7bn £0- 88.7bn £20.2bn £0- 48.1bn 工业部门 - - £20.3bn £14.4-26.9bn £3.9bn £1.5-6.5bn 海洋 -潮汐能 13 GW 0-52 GW 2.5 GW 0-5 GW £1.2bn £0-2bn £0.3bn £0-1.3bn 海洋 – 波浪能 46 GW 0-188 GW 4 GW 0-8 GW £1.6bn £0-3bn £0.9bn £0-£3bn 非住宅建筑 - - £12.6bn £3.9-23.8bn £1.7bn £0.5-3bn 核裂变 1223 GW 482-1973 GW 40 GW 16-75 GW £5.7bn £2-14.5bn £7.2bn £1.5-13bn 海上风电 439 GW 119-1142 GW 45 GW 20-100 GW £45bn £18-89bn £18bn £7-35bn 16 图 6 创新带来的英国成本降低潜力（ 2010-2050） TINA 项目在不同技术领域识别了 135 个创新项目，总投资额超过 28 亿英镑，涉及基础研发、试点示范、加速商业化等不同技术发展阶段。图 7 TINA 在各技术领域识别的创新优选项目投资 2.3.2 LCICG 战略框架基于 TINA 项目的研究以及广泛的利益相关方讨论， LCICG 在 2014 年制定了未来协调英国公共部门低碳技术创新支持的战略框架，确定了 44 个优先创新需求（表 4）。在进行项目开发时，这 44 个创新领域成为 LCICG 的支持重点。 17 表 4 各个技术领域到 2020 年的创新重点汇总技术领域公共资金支持重点所需资金规模参考（ £）生物能源提高边缘土地作物产量的研发改进的合成气合成、净化和柔性反应器的示范基于可持续作物的先进生物燃料技术研发和示范支持接近商业化的转换技术的效率提升和组件升级生物质 CCS研究项目测量和监控可持续标准合规性的研发千万级（高）千万级（高）千万级（低）千万级（高）千万级（高）百万级（低）碳捕集和封存（ CCS）海底储存、测量、监测和验证高级捕集技术开发 CCS 匀速和储存网络配置几亿级（低）千万级（高）百万级（低）住宅和非住宅建筑缩小预测和实际运行效果的研发识别和推动建筑高效运行的研发和示范建立一个制造商平台，使他们可以合作组合测试其产品公开传播 LCICG成员的各类项目结果千万级（高）百万级（高）千万级（高）千万级（低）电力网络技术集成平台的示范增强知识共享和协调电动汽车集成技术和安装方法的研发几亿级（低）百万级（低）千万级（高）储能适合网格的储能技术路线图网格级存储概念的研发技术集成平台的示范十万级（低）千万级（高）千万级（高）供热可再生能源供热技术的系统集成和涉及解决方案热泵的组件、设计和安装的研发和示范热 /冷存储的设计、运行和继承的研发和示范千万级（低）千万级（低）千万级（低）交通领域氢燃料汽车及组件生产的产业化低碳氢能生产的研发和示范加氢基础设施的研发和示范千万级（低）百万级（高）千万级（低）工业部门低碳替代品利用的研发和示范识别和试点替代工艺流程的项目工业 CCS 千万级（高）千万级（高）千万级（高）海洋 – 波浪和潮汐能波浪设备的示范第一个波浪能阵列的初步部署应对第一个阵列中所识别的挑战的研发工作运行优化健康与安全、资源特征、标准化第二代潮汐流技术和新型波浪装置项目的研发。争取部署第一个商业规模的农场百万级（高）千万级（高）千万级（低）百万级（低）百万级（高）千万级（高）核聚变未来核能技术先进组件制造燃料循环技术废弃物管理和设备退役建造、安装和调试小型模块化反应堆千万级（高）千万级（高）千万级（高）千万级（高）千万级（低）几亿级（低） 18 技术领域公共资金支持重点所需资金规模参考（ £）海上风电海上风电场示范项目以及项目推进远海风场输电减少每个风机安装时间提高风电厂发电量和风机可靠性的研发具有成本效益的基础的批量生产和制造千万级（高）百万级（低）千万级（高）千万级（高）千万级（低）针对每个创新重点， LCICG 还估计了充分满足创新需求所需的公共部门投资水平。据估计，要完成已确定的所有创新活动，英国政府需要在 5-7 年内投入 3040 亿英镑。目前的投资水平与所需要的资金量之间存在明显差距，即使将其他资金来源考虑在内，例如私营部门投资，仍需要进一步对项目进行筛选。 LCICG 成员还通过了一套筛选项目的通用标准对能源政策目标的影响加速和提高能源安全、推动低碳能源的供应、运输分配或使用的项目，以及能够降低能源系统成本的项目。对经济增长目标的影响帮助英国建立和维持强大的供应链；帮助英国公司获得更大的能源市场份额；促进国内投资，并有助于英国公司增加出口。对知识、技能和能力的影响针对优选的技术在英国建立世界一流的研究与创新中心，并培养创新人才。其他考虑因素政府资金的额外性、项目的时间周期和可行性、项目风险、杠杆作用和重要性、后续商业化的可能性等。 2.3.3 影响及改进潜力 TINA 项目已经成功实现了其目标，并在确定和优选政府研发项目方面产生了较大的影响力。在既定目标之外， TINA 项目还为更广泛的政策制定和其他研究提供了参考和依据。项目影响 TINA 项目成功建立了强大的共享知识库，指导政府的研发投资决策。对 LCICG 所支持的研发项目的分析表明，从 2012 年开始，超过 85的低碳技术研发项目聚焦于 TINA 确定的技术创新需求。公共资金支持不同技术领域的优先级也与 TINA 建议的优先级相一致。例如， TINA 在能源网络和储能技术领域的研究为创新英国（ Innovate UK）的储能研发竞赛提供了参考和依据。 TINA 为支持低碳创新领域的主要公共部门提供了一种协调机制，对创新支持的优先级达成一致。 TINA 的主要作用和价值是建立证据基础和科学依据，以保证政府对创新项目的投资是合理的。实际上，开展 TINA 项目的过程，也促进了 LCICG 成员之间广泛和密切的讨论。 TINA 框架将讨论的重点聚焦于对证据的科学分析，并基于此得到低碳技术创新重点。 TINA 提供了在技术领域内和技术领域之间的交叉比较和投资需求优先排序的可能性。 2014 年，碳信托与英国能源与气候变化部合作开展了不同技术领域创新需求对比分析，该分析汇总了 TINA 不同技术领域的发现，并在 TINA 总体框架下对所有细分技术进行了比较。需要注意的是由于技术进步和政府重点方向的变化， TINA 需要每 2-3 年更新一次，以保证其有效性。 19 除了为政府提供必要的科学依据， TINA 也向企业和技术研发机构传递英国技术发展重点的明确信号。在整个研究过程中，为收集数据和建立行业共识，在访谈和研讨会中都纳入了行业专家。 TINA 研讨会通常会邀请行业的所有主要参与方共同讨论。 TINA 也被其他学术研究参考和引用。到 2015 年， TINA 已经至少被各类学术出版物引用 49 次，其中超过 50％是以英国为重点的研究。这表明 TINA 不仅对英国的学术研究和行业研发创新产生了影响，同时也并为国际研究机构提供了参考信息。此外，也有其他政策报告引用 TINA 研究成果作为其参考资料。此外， TINA 也为英国减排和技术战略开发提供了关键的科学依据，例如 LCICG 战略框架、目标驱动创新计划（ ODIPs）、 2015 年综合支出审核报告，以及其他临时政策等。改进潜力 TINA 项目的影响评估报告提出了一系列改进和提高的意见。扩大 TINA 的研究范围，考虑研发以外的创新需求和成本降低潜力。目前， TINA 对研发、设计和示范创新进行了详细分析。但通过研发进行创新只是推动成本降低的驱动因素之一；经济规模和供应链改善，标准化程度的提高以及创新金融产品都可以推动技术成本的降低。进一步分析技术应用、创新和成本降低之间的关系。技术应用是创新和成本降低的关键驱动力，甚至可以说是决定创新投资水平的根本驱动因素。可以将技术应用水平应纳入 TINA 分析中，以便对降低技术成本的可能性有更实际的认识。增加对技术应用水平的分析可以提高 TINA 作为政策依据的可信度。设置一组对各个技术领域通用的中心部署情景。目前，一致性的 TINA 方法学可以实现技术之间的相互比较，但是每个 TINA 中技术的部署情况不同。随着政府对未来英国潜在的能源部署方案越来越有信心， TINA 可能会开始体现出更大的确定性。 TINA 可以假设一组中心情景，这些情景能够体现可能的能源发展情景，同时也需要足够多样化以体现所有技术的应用情况。在进行技术评估时转向能源系统视角。目前， TINA 仅考虑单个技术的成本降低。根据英国的经验，目前不断变化的能源结构（包括大量的间歇性低碳电源）表明，有必要整体考虑英国的能源系统。系统角度的研究也将使可再生能源发电等供给侧技术与低碳建筑或低碳交通等需求侧技术之间的比较更加容易。 TINA 在墨西哥的应用 2.4.1 背景和简介为减缓全球气候变化，墨西哥政府设定了雄心勃勃的减排目标。而低碳技术的创新和应用对目标的实现至关重要。考虑到有限的公共资金，需要对技术创新重点进行优选。基于此，碳信托与墨西哥国家生态与气候变化研究院（ INECC），全球绿色增长研究所（ GGGI）和英国外交部（ FCO）合作，将英国技术创新需求评估（ TINA）框架应用于墨西哥，希望将创新作为驱动力，通过一系列政策和干预措施帮助墨西哥实现其气候和绿色增长承诺。 20 该项目包括了两个层次的分析初步技术领域优选（宏观层面），主要基于技术领域的二氧化碳减排潜力和经济价值进行评估；以及对特定技术领域的详细分析（微观层面）。 2.4.2 评估方法项目选择了交通和电力供应的 13 个低碳能源技术领域进行评估交通生物燃料，压缩天然气汽车（ CNG）和液态天然气汽车（ LPG），电动汽车电力供应陆上风电、水电、生物质和垃圾发电、聚光太阳能发电、地热能、核能、太阳能光伏、燃气发电碳捕集与封存、海洋、热电联产技术领域优选采用两个主要指标对 13 个技术领域进行优先级评估碳减排潜力和对墨西哥的经济价值潜力。主要评估过程包括针对每个技术领域，设定国内和全球技术部署情景估算每个技术领域的成本和减排潜力针对每个技术领域和价值链的各个部分，分析墨西哥的竞争力基于以上分析，量化每个技术领域的减排潜力和创造经济价值的潜力，并基于这两个指标对技术进行优先级排序在对技术领域进行初步评估后，选择了太阳能光伏作为试点技术领域，应用 TINA 方法在组件级别对创新需求进行详细评估。主