IEA：能源创新 | 能源进步的关键驱动力

能源创新对全球能源体系至关重要，它推动着能源生产、消费和分配方式的变革。从17世纪第一台蒸汽机的诞生，到当今多种现代能源技术的发展，能源创新始终是推动进步的关键催化剂——为构建更安全、可负担且可持续的能源未来奠定基础。

五十年来，国际能源署（IEA）持续促进决策者与国际专家间的能源技术发展交流。通过能源创新论坛、技术合作计划等项目，我们推动重要对话与信息共享以加速能源创新。我们广泛的能源创新数据与分析报告，为学术界、研究人员、初创企业、成熟公司、投资者、慈善组织、政策制定者和监管机构等众多利益相关方提供关键洞见，助力其制定有效决策并追求宏伟目标。

2025年4月，国际能源署发布最新报告《能源创新现状》，以数据为驱动对能源技术创新的最新进展与新兴挑战进行全面评估。

全球范围内，公共部门和企业能源研发支出持续增长

能源创新对全球能源体系至关重要，它推动着能源生产、消费和分配方式的变革。从17世纪第一台蒸汽机的诞生，到当今多种现代能源技术的发展，能源创新始终是推动进步的关键催化剂——为构建更安全、可负担且可持续的能源未来奠定基础。

五十年来，国际能源署（IEA）持续促进决策者与国际专家间的能源技术发展交流。通过能源创新论坛、技术合作计划等项目，我们推动重要对话与信息共享以加速能源创新。我们广泛的能源创新数据与分析报告，为学术界、研究人员、初创企业、成熟公司、投资者、慈善组织、政策制定者和监管机构等众多利益相关方提供关键洞见，助力其制定有效决策并追求宏伟目标。

2025年4月，国际能源署发布最新报告《能源创新现状》，以数据为驱动对能源技术创新的最新进展与新兴挑战进行全面评估。

根据国际能源署（IEA）数据，2023年，IEA成员国在能源研发与示范（RD&D）领域的公共预算增长了6%，达到约265亿美元。这是连续第五年增长，此前曾连续五年下降。这也是连续第七年实现增长。

2023年，在IEA成员国中，美国在能源研发与示范方面的投入最多，其次是法国、日本、英国、德国和加拿大。数据还包括欧盟在“地平线2020”（Horizon 2020）计划和“创新基金”下的能源研发与示范预算，在2023年，这一预算规模仅次于美国和法国，高于其他所有成员国。

2023年，IEA成员国每单位国内生产总值（GDP）对应的公共能源研发与示范预算差异很大，范围从GDP的千分之0.0001到千分之1.07不等。其中法国最高（1.07‰），其次是西班牙（1.00‰）。

过去五十年来，IEA成员国在能源研发与示范领域的投资变得日益多样化。核能在1974年曾占总投资的76%，此后逐步下降，到2023年已降至21%。化石燃料的研发与示范预算在20世纪80年代和90年代初达到峰值，但自2013年以来，其占比从14%下降至2023年的5%。

在1990年代和2000年代，能源效率和可再生能源的预算增长显著加快，二者在1990年各占总预算的7%，到2010年分别上升到23%和22%。此后，能源效率的占比进一步上升，至2023年达到24%；而可再生能源的占比则下降至14%。氢能与燃料电池的预算占比在2012至2018年期间维持在3%左右，但到2023年已增长至9%。

此外，IEA在《世界能源投资报告》和“清洁能源转型计划”（CETP）中的能源创新相关工作，也补充了对IEA成员国数据的收集。2023年，全球公共能源研发与示范（RD&D）预算估计达到约497亿美元，确认了自2017年以来，在连续几年下降后出现的增长趋势。这一增长主要由欧洲、美国和中国推动。

在“使命创新”（Mission Innovation）倡议下，十五个IEA成员国及欧盟，以及巴西、中国、印度和印度尼西亚等主要新兴经济体于2015年承诺在五年内将公共清洁能源研发支出翻倍。根据IEA的数据，在低碳能源研发与示范领域，自经历两年下降后，全球公共支出于2017年恢复增长，并自那以后持续上升，到2023年达到约382亿美元的历史新高。值得注意的是，低碳能源研发与示范的公共支出增速相较于整体能源研发与示范预算有所放缓，年增长率约为2%，主要原因是中国在过去一年降低了其在低碳能源研发与示范中的投入占比。

雄心勃勃的政策吸引了私人资本，但阻力正在加大从2015年到2022年，能源技术领域的风险投资（VC）资金激增了六倍以上，达到与全球公共能源研发（R&D）投入总额相当的水平。这一新一轮融资热潮，得益于政府政策预期的增强（支撑低排放技术市场）、低利率环境，以及太阳能光伏和电池等关键产品成本的下降。（以当前的政策设定为基础，预计未来十年清洁技术市场的总价值将超过2万亿美元。）

这一波私人资本的涌入支持了大约1800家能源初创企业。即使只有一部分公司成功，它们也有可能在2030年代对全球能源系统产生重大影响。然而，在2023年和2024年，受金融环境收紧影响，风险投资资金出现下滑，降幅超过20%。对于那些需要进行示范规模或更大规模项目的公司而言，资金收紧尤其令人担忧，因为这类项目运营成本更高。

全球能源创新格局正在变化在过去一个世纪里，美国、日本和欧洲一直引领着能源技术创新。但如今，这一创新格局已经发生了转变。中国在2021年成为全球能源专利申请量最大的单一国家，超过了日本和美国。根据目前可获得的数据，2022年，中国超过95%的能源专利申请与低排放技术相关。

在全球范围内，从2000年到2022年，低排放技术的专利申请数量是化石能源相关技术的四倍半。

公共政策的三个战略领域——能源、工业和贸易——日益交织正在兴起的新型能源经济为希望制造清洁技术、其组件及相关材料的国家带来了重大机遇。但它也为各国政府带来了挑战性的决策，因为根据所选择的产业和贸易政策，不可避免地会出现矛盾和取舍。

各国政府一方面需要兑现其对良好运行市场和高效清洁能源转型的承诺，另一方面又必须建立安全、具有韧性的清洁技术供应链。这要求政府在选择扶持哪些产业、如何构建贸易关系、以及在哪些领域优先推动创新方面作出艰难抉择。

《2024年版能源技术展望》（ETP）作为全球清洁能源技术的权威指南，描绘了制造业和国际贸易在能源转型推进过程中不断变化的角色，旨在为相关领域的决策提供支持。ETP-2024是首个基于独特的自下而上数据集，并结合各国产业战略定量评估的分析报告，能够细致呈现供应链各环节的行业变化情况。

清洁能源技术制造相关的巨大经济机遇已成为政府和产业界的优先事项2015年至2023年，六大批量制造清洁能源技术（太阳能光伏、风能、电动汽车、电池、电解槽和热泵）的全球市场价值增长了近四倍，2023年超过7000亿美元，相当于当年全球天然气产值的大约一半。清洁技术部署的迅猛增长，尤其是在电动汽车、太阳能光伏和风电领域，是这一趋势的主要驱动力。按照当前政策设定，到2035年，这些清洁技术的市场规模预计将接近三倍增长，达到2万亿美元以上，接近近年来全球原油市场的平均规模。

清洁技术制造领域正在经历一波大规模投资浪潮，全球范围内有大量新工厂正在建设2023年，全球清洁技术制造领域的投资增长了50%，达到2350亿美元。这一增长量几乎占到了全球经济整体投资增长的10%。其中，2023年约80%的清洁技术制造投资流向了太阳能光伏和电池制造，电动汽车工厂又占了另外15%。

新增的制造产能已经远远超过了当前的实际部署需求。尽管最近部分太阳能光伏和电池制造项目出现了取消或延期的情况，但预计2024年清洁技术制造设施的投资仍将维持在接近历史高位，约为2000亿美元左右。

钢铁、铝和氨等材料的重要性日益上升钢铁和铝不仅是清洁技术制造的直接原材料，也是建筑、交通工具和电站等清洁技术应用场景中的关键材料。同时，氨主要用于生产化肥，目前也在航运和电力行业中作为燃料的应用开始兴起。

目前，全球正在加速开发实现近零排放的钢铁、铝和氨生产关键技术。若要在2050年实现净零排放目标，部署这些技术平均每年需要超过800亿美元的投资。而且，潜在市场规模远超当前水平。到2050年，相关市场有望达到约1.2万亿美元，取代现有大量传统材料市场。即使在当前政策设定下，到2035年，近零排放材料的市场规模也将超过目前全球太阳能光伏组件市场的规模。

清洁技术供应链高度依赖贸易，未来也将持续如此目前清洁技术贸易额大约为2000亿美元，约占其全球市场价值的30%。其中规模最大的是电动汽车贸易——自2020年以来，电动汽车贸易额已翻倍，到2023年占到全球汽车贸易总额的大约五分之一；太阳能光伏排在第二位。按照当前政策设定，到2035年，清洁技术整体贸易规模预计将达到5750亿美元，比目前全球天然气贸易额高出约50%。

尽管其他国家正在陆续推行各自的产业战略，但基于当前政策设定，预计到2035年，中国的清洁技术出口总额将超过3400亿美元，接近2024年沙特阿拉伯和阿联酋两国石油出口收入之和。不过，全球各国依然有大量机会，能通过加速清洁能源部署和制定有效政策，分享清洁能源制造与贸易带来的红利。

随着能源体系转型，能源相关贸易也正向清洁技术领域转移，未来将产生深远影响。化石燃料在使用后需要不断补充，而进口清洁技术则能形成长期耐用的能源设备存量。举个例子，一艘满载太阳能光伏组件的大型集装箱船，所承载的发电潜力，相当于超过50艘大型液化天然气（LNG）运输船或100艘大型煤炭运输船所携带燃料的发电量。

欧洲联盟的贸易平衡变化预期也体现了这一转变的趋势。根据当前政策设定，到2035年，欧盟化石燃料与清洁能源技术的净进口总额预计将达到约4000亿美元。但清洁能源技术在进口总额中的占比将从2023年的不到10%，上升到2035年的35%，取代化石燃料的比重。这一变化有望增强能源韧性。

成本竞争力是制造业投资的重要驱动力，但并非唯一因素在本报告所考察的主要清洁能源技术中，中国目前是制造成本最低的地区，且未考虑政府的直接财政支持。相比之下，在美国生产太阳能光伏组件、风力涡轮机和电池技术的平均成本要高出最多40%，在欧盟高出最多45%，在印度高出最多25%。

成本竞争力是解释中国在当前清洁技术制造领域占据主导地位的关键因素之一。与其他国家相比，中国在这些技术领域拥有更大的规模经济、更广阔的国内市场，以及高度整合的企业和供应链设施。然而，国际能源署（IEA）为《能源技术展望2024》（ETP-2024）开展的针对50多家主要制造商的调查显示，除成本之外，还有其他因素同样影响投资决策，包括各类政策支持、市场准入条件、工业基础的人才与知识水平，以及基础设施状况。

新型能源经济的大门仍向新兴市场敞开目前，拉丁美洲、非洲和东南亚的新兴和发展中经济体，在清洁技术制造中创造的总价值占比不到5%。要实现公平正义的能源转型，需要让更多地区分享清洁和现代能源技术供应链扩张带来的经济红利。

要吸引更多投资，这些地区需要应对政治与货币风险、技能人才短缺、基础设施落后等问题。不过，潜力巨大：除了关键矿产的开采与加工之外，拉丁美洲、非洲和东南亚各国也有望凭借自身的竞争优势，在价值链中攀升。为帮助识别这些机会，ETP-2024收集了涵盖60多个指标的各国数据，评估了商业环境、能源与交通基础设施、资源可用性和国内市场规模等因素。

供应链集中度增加了对繁忙海运航道的压力目前，全球约一半的清洁能源技术海运贸易要经过连接印度洋和太平洋的马六甲海峡。而相比之下，大约20%的化石燃料贸易经过霍尔木兹海峡。

未来10年，随着清洁能源转型加速，通过马六甲海峡的清洁技术货运量将大幅增长，尽管它们在总体海运贸易中的占比仍然很小。但对海上关键通道的高度依赖，确实为供应链韧性带来了值得关注的风险，特别是考虑到每吨清洁技术货物的平均价值是化石燃料货物的十倍以上。

良好设计的产业与贸易政策将对加速清洁能源转型至关重要能源政策与产业政策目标之间存在一定的紧张与权衡，因此，制定恰当的政策措施对于清洁能源转型至关重要。贸易措施——包括关税和非关税措施——已经在提高清洁技术的成本。以太阳能光伏组件为例，如今若征收100%的关税，将抵消过去五年中技术成本下降所带来的所有收益。

精心设计的产业战略可以帮助弥补竞争力差距，或加速达到创新前沿，但在制定时必须仔细权衡其与贸易政策措施之间的相互作用。同时，贸易政策也需要根据新兴清洁能源经济体制下的角色定位，并兼顾当前的产业竞争力来设计。这些政策没有统一的模板可循，但《能源技术展望2024》（ETP-2024）中的分析，旨在为这一领域的政策讨论和制定提供助力。

来源：黑门碳汇