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美国智库ITIF发布2021全球能源创新指数

【摘要】2022110日,美国智库信息技术与创新基金会(Information Technology and Innovation FoundationITIF)发布2021年全球能源创新指数(GEII),通过低碳能源研发和示范(RD&D)公共投资、清洁能源技术(CETs)高价值专利、早期风险投资、清洁能源公司退市、清洁能源技术出口、清洁能源消费、有效碳价(ECR)审查全球总体表现。

GEII报告讨论每个指标全球的总体表现与差距,并总结了各国政府和私营部门致力于缩小这些差距的措施。报告认为全球在关键气候解决方案上取得进展,但从知识发展和传播、创业生态系统、贸易、市场准备和技术采用以及国家公共政策等关键指标显示,全球能源创新体系处于薄弱状态。

主要结论:(1)自巴黎会议以来,全球已经在一些关键的气候解决方案上取得了进展:风能和太阳能发电的成本大幅下降,电动汽车电池成本也呈现下降。(2)低碳能源研发和示范(RD&D)的公共投资自2015年以来适度增长(29%),大部分投资都流向了应用更广泛的技术集合,而其他清洁能源技术,尤其是对未来脱碳至关重要的新兴技术,并未获得同等规模的研发投资。(3)清洁能源高价值专利数量呈现下降,国际合作发明的比例仍然很低。(4)清洁能源技术出口(+8%)落后于全球GDP增长率(+13%)。(5)清洁能源消费正在上升,但速度不足以抵消化石燃料消费的增长。(6)绝大多数的有效碳价都低于60欧元的基准,无法促进主要经济体各领域的清洁能源转型。(7)唯一的亮点是创业生态系统,早期风险资本投资自2015年以来增长了165%,尽管大部分增长进入了汽车领域。


4  2015年以来全球清洁能源创新体系指标变化

1.     低碳能源研发公共投资

GEII涵盖的34个国家中只有智利、新西兰、捷克斯洛伐克和英国实现了低碳能源研发投资翻一番的目标。与2015年相比,最近一年包括丹麦和芬兰在内的10个国家的实际研发投资低于2015年。

全球低碳能源RD&D公共投资组合中,能源效率、可再生能源和核能是主要的类别,占2020年总投资的64%。尽管太阳能、风能部署显著增加,但化石燃料的消费并没有减退,且全球可再生能源的部署不平衡。虽然可再生能源领域的公共研发下降,但能源效率却相反,主要的增长来自交通领域投资——增加了近一倍(从2015年的16亿美元增加至2020年的30亿美元)。建筑是能源排放的主要驱动力,而工业是全球增长最快的排放源,全球对建筑、电器和设备以及工业能效的投资小幅增长。氢能和燃料电池以及碳捕集与封存(CCS)作为新兴技术,是目前公共研发投资水平最低的技术类别,仅占2020年公共研发总投资的8%,占私人研发投资的很小部分(不到4%)。20152020年,全球上市公司在能源领域的私人研发投资小幅增长(22%)。

2.     清洁能源技术的高价值专利

中等水平研发投资的专利申请趋于平稳。20102018年,高价值专利数量[[1]]基本持平,极高价值专利数量[[2]]2018年急剧下降。相对于所有高价值专利,CETs专利的份额随着时间的推移逐渐下降(从2010年的10%下降至2018年的 8%),表明能源以外的领域更受发明人关注。丹麦在这一指标上一直处于领先,2018年,CETs专利占丹麦所有高价值专利总量的21%

储能虽然是公共研发投资最少的类别,但电池是低碳能源专利数量占比最大的领域,2017年和2018年约7500项授权专利,自2015年以来大幅增长。道路运输是另一个主要类别,专利数量一直保持高位。从20102018年,可再生能源专利数量下降了近一半,公共研发投资和早期风险投资也出现了下降。CCS或碳捕获、利用和储存(CCUS)、电力传输和分配以及氢能、燃料电池技术的公共研发投资水平较低,与这些类别的专利数量较少相关。

清洁能源技术专利的国际合作发明仍然很少。日本和韩国拥有较多的CETs专利,但其国际合作发明率也一直最低。美国(21%)、中国(12%)、德国(14%)和巴西(7%)的比率也较低。加拿大、澳大利亚、新西兰以及其他欧洲国家(比利时、卢森堡、捷克斯洛伐克、瑞士以及印度,国际合作发明占比较高(至少超过50%)。

3.     早期风险投资

近年来,资金已重新流向了清洁技术初创企业。2020年,清洁能源初创企业的早期风险投资增加了近三倍,由2015年的120亿美元增加到2020年的317亿美元。

早期的风险投资越来越集中在大规模的工业领域。20152020年,风险投资增加了197亿美元,其中大部分(187亿美元)都流向了交通运输(电动、共享出行和自动驾驶交通),其占2020年投资总额的78%,显著高于2015年的49%。相比之下,之前吸引大量风险投资的清洁电力行业(地热、水力和海洋发电、核能、太阳能和风能)仅占2020年投资的3%。从绝对值来看,这些行业总共吸引了9亿美元风险投资,不到2015年(30亿美元)的三分之一。2020年,早期对CCS/CCUS及相关技术、储能、氢能和燃料电池技术的风险投资占全球风险投资的10.7%,是2015年(5.1%)的两倍多。按绝对值计算,这三项技术的风险投资从2015年的6亿美元跃升至2020年的34亿美元,增幅超过500%

中美在交通运输领域的风险投资竞赛加速了创新。中美两国早期在交通运输领域的投资迅速上升,中国在交通领域的早期风险投资占比甚至高于美国,每年超过95%。中国对电动汽车和其他零排放汽车的初创企业投资显著多于美国,而美国更倾向于其他清洁交通初创企业,例如使能技术和电动汽车平台。2020年,中国电动汽车市场份额达到5.4%,高于美国(2.2%),与美国相比,中国拥有相对完整的电池制造供应链。

4.     清洁能源公司的成功退出

成功退出标志着公司的增长潜力和高质量创新。通过私募股权交易、并购(M&A)或首次公开发行(IPO)成功退出的清洁能源公司数量一直在稳步增加。20152020年,并购占了成功退市的一半以上。太阳能技术公司占全球退市份额最高,但氢能和燃料电池、储能和运输公司退出的数量增长最快,表明这些技术在未来几年内可能会得到广泛应用。

5.     清洁能源技术出口

现有产品和服务的渐进式创新是能源领域良好创新系统的重要特征。与2015年相比,2020年全球CETs出口名义价值增长了8%,但同期全球GDP增长了13%

太阳能是CETs出口最大的类别,2020年占全球总量的41%,其次是风能(20%)。多年来,中国一直主导着太阳能技术的出口,稳定地占全球总量的三分之一。太阳能和风能在清洁能源出口的份额从2015年的59%上升到2020年的61%。尽管CCUS16%)和储能和电动动力系统(15%)分别排名第二、三位(各占约500亿美元的出口额),但其获得的公共研发和风险投资的投资相对较少。此外,氢能和燃料电池的出口额略低于60亿美元(2%)。

丹麦GEII的出口倾向[[3]]最高,2020年为1.6%,与2015年的2.4%相比呈现下降。中欧国家CETs出口占GDP的百分比较高,尤其是CCUS、能源效率和储能技术。中欧作为出口导向型国家,在全球供应链中具有很强的整合性。

6.     清洁能源消费

清洁能源消费通过对CETs供应方的需求拉动来推动创新。清洁能源消费的绝对值在增长,但是其增长速度并没有超过能源总需求,这意味着化石燃料消费在总量中所占的份额虽然有所下降,但仍在继续增长。从20102019年,清洁能源消费增长了23.6艾焦耳,而化石燃料消费增长了52.6艾焦耳。

全球大部分清洁能源消费来自水电和核能等相对成熟的技术。太阳能和风能技术虽然发展迅速,但主要局限于经济合作与发展组织(OECD)国家、中国和印度。

7.     有效碳价

ECR用于碳定价的标准测度,由三部分组成:燃料消费税、碳税和可交易的碳排放许可证。OECD研究提出,2020年每吨二氧化碳达到60欧元ECR,表明该国家有望在本世纪中叶实现《巴黎协定》目标。但GEII显示,各国当前ECR远低于这一基准:2018年,44OECDG20国家中不到19%的国家能达到每吨二氧化碳60欧元或以上。各国在交通运输领域ECR总体表现通常最好,电力和工业部门ECR最低。


杨璐霜  编译,李姝影  校译
来源:https://itif.org/publications/2022/01/10/mission-critical-global-energy-innovation-system-not-thriving
原文标题:New ITIF Report Finds Global Energy Innovation System Not Thriving. To Meet COP26 Promises, Countries Must Accelerate the Pace of Clean Energy Innovation
检索日期:2022年1月11日




[[1]] GEII报告中高价值专利指的是发明人在至少两个主要司法管辖区申请的专利数量。

[[2]] 极高价值专利指的是发明人在四个或以上司法管辖区申请的专利数量。

[[3]] 出口占GDP的百分比。

 


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