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光伏正在改变能源格局 实现低碳能源转型挑战多

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来源:admin    发布日期:2020-01-02

  在不久前举办的光伏行业顶级科技盛会第29届国际光伏科学与工程会议(PVSEC29)暨第18届中国光伏学术大会活动上,面对千余位来自全球的光伏资深人士,新特能源董事长张建新在致辞中指出:“得益于光伏科学与工程技术的快速发展,使得光伏发电成为成本下降最快的可再生能源。2022年,中国将迎来光伏产业全面平价上网,全球年新增装机量也即将进入200GW时代。”

  而同期,隆基股份总裁李振国则更为乐观,他认为五年内光伏产能将达到400GW,并且“不用担心”市场问题。

  经过笔者与业内多位资深人士进行沟通了解,他们普遍认为“光伏200GW时代”是值得期待的,当然,行业与世界都会发生一些变化:

  ●首先,光伏市场将呈现去中心化而变得更加多元。2017、2018年,中国光伏新增装机约战全球光伏市场的一半,是无可争议的核心。随着光伏成本下降,越来越多的国家与地区实现了光伏平价上网,而中国面临政策调整,2019年这一比例将下降到原来的四分之一,但更多的新兴市场稳定了市场需求,而多元化的光伏市场格局会让产业更稳定。

  ●其次,光伏属于能源行业,平价后仍然不会完全摆脱政府的宏观调控和地缘政治的影响,但从售价方面,由于不再有刚性的倒逼机制,市场选择不再以成本为唯一要素,变得更加灵活,在以成本为基础的前提下,光伏应用将得到大规模发展。同时部分国家与地区光伏将作为能源价格的天花板,倒逼传统化石能源价格下调,因此可能形成新一轮的“平价目标”。

  ●第三,随着光伏发电在能源结构中的地位越来越重,国际上各个国家出于能源安全的考虑,保护性条款会随之增多。光伏的生产与销售将从中国更多的延展到海外市场,以规避这些风险。

  ●第四,随着光伏发展带来的能源便捷化,建立电力、交通网络等基础设施将更加容易,发展中国家与地区的发展将变得更加容易。以越南为例,每年GDP10%的增长带来超过13%的电力需求,因此使用光伏发电成为该国最有效也是最经济的手段。

  ●第五、光伏等新能源正在推动电网进行一场深层次的变革,电网的结构、管理方式以及配套部件都在发生变化。同时随着高比例新能源装机的实现,电网的工作重心将更多的向其转移和倾斜,相应的会做出重大调整。

  200GW时代的开启,将重新定义光伏的地位与价值,从替代能源逐步走向主流的过程中,电网与社会都会随之进行重大的变革。

  联合国环境规划署、德国法兰克福财经管理大学和彭博新能源财经日前共同发布的2019《全球可再生能源投资趋势报告》有力的证明了“光伏200GW时代”的观点:报告综述了从2010-2019年十年间可再生能源发展历程,光伏在这十年中远远领先其它任何形式的能源技术。

  2018年可再生能源发电继续走强。据估计,全球安装了181GW(吉瓦、千兆瓦),略高于2017年的新增量,总装机容量增长超过8%。经过多年的稳定增长,该比率年内新增产能持平,全球可再生能源总容量约为2378 GW。2018年底增加约100 GW太阳能光伏,又是一次可再生能源装机容量的领先者。太阳能光伏发电的增加占新可再生能源的55%。其次是风力发电(28%)和水力发电(11%)。连续第四年增加可再生能源发电量超过了化石燃料的净安装量和核容量之和。

  报告指出,2018年全球前十主要国家电力生产量为26614.8TWh,按光伏每瓦每年发电1300小时计算,主要国家电力可以折算成20000GW的光伏电站。而截至2018年光伏电站总装机为505GW,发电量占比2.4%。

  以此为基础推算,光伏平均发电年小时数1266小时,但考虑到一些非主要前十国家的光伏装机不应计算在内,因此仍然以1300小时做粗略估算。如果每年新增光伏装机200GW,约占全球发电总量的1%,而随着光伏发电成本进一步下降,这个速度还会进一步增加,如果达到400GW,那么每年光伏新增装机将占全球主要国家发电量的2%。

  2018年水力发电仍然霸占再生能源发电的主导地位,占再生能源发电的15.8/26.2=60.3%,其次是风力发电5.5/26.2=21.0%、太阳能光伏2.4/26.2=9.2%和生物质发电2.2/26.2=8.4%。2018年底再生能源发电量足以供应全球发电量的26.2%。而未来三十年,风电与光伏每年将至少以占全球电力装机1%-1.5%的比例增长,而随着光伏、风电成本的进一步下降,这一速度是逐步加快的,2050年,光伏在全球能源的占比必然会超过30%甚至50%。

  日前,在以“低碳能源转型,赋能经济发展”的国是论坛上,多位业内专家对我国目前的能源结构及下一步转型任务展开了讨论。与会专家认为,目前我国面临低碳能源转型的巨大压力,控煤反弹、政策机制不健全、清洁能源出力有限等难题也亟待解决。同时,还需在市场机制、政策等方面进一步完善,从而实现低碳能源转型,及能源结构的优化。

  自2018年12月以来,《巴黎协定》已进入全面实施阶段。清华大学气侯变化与可持续发展研究院学术委员会主任何建坤指出,要实现《巴黎协定》中全球平均气温升高控制在2摄氏度之内的目标,就必须尽快扭转温室气体排放趋势,令其快速下降。但按照各国提出的国家自主贡献目标,到2030年,温室气体排放还将处于上升状态,这距离2摄氏度控温目标仍有100多亿吨的二氧化碳当量减排缺口。

  同时,在《巴黎协定》的基础上,我国也提出了自主贡献目标:到2030年单位GDP的二氧化碳排放比2005年下降60%-65%,非化石能源的比重提升到20%。到2030年左右,二氧化碳排放达到峰值,并尽早实现达峰。针对这些目标,何建坤认为,我国亟待加速能源结构转型,加强节能降碳力度。

  国家发改委能源研究所原所长戴彦德认为,我国目前面临着从“高碳到低碳,低碳到无碳”两条腿并行的巨大压力。“我国还没有完成从高碳能源到低碳能源的第一次能源转型,目前能源消费中60%仍是煤炭,而全球其他主要国家已经完成了由高碳到低碳的转型。” 戴彦德指出,“现阶段,其他国家的转型目标是进一步提高可再生能源占比,实现由低碳到无碳,而我国是既要实现由高碳到低碳,又要同时实现由低碳到无碳。”

  对此,戴彦德进一步分析,我国要控制能源消费总量,通过能效提升严控煤炭消费量,同时优化能源结构。“最理想的能源结构是非化石能源占比50%,天然气占20%-25%,油气占比为35%,煤只占到10%-15%。”与会专家表示,就我国目前的能源结构来说,无疑还有着巨大差距。

  在我国能源低碳转型压力巨大的情况下,多位与会专家分析,目前我国实现能源结构优化还面临着用煤反弹、清洁能源发展缓慢、政策机制不健全等多重挑战。

  何建坤表示,2005年-2013年期间我国能源消费和二氧化碳排放快速增长的形势,已经得到了抑制,但近年来又出现了用煤反弹的情况。据他分析,在2013年前,我国能源消费年增长率约为6%,2013年-2018年下降为2.2%左右,二氧化碳排放年增长率也从2013年之前的5.4%下降到不足1%。但值得注意的是,2017年后,我国能源消费和二氧化碳排放的增长又有所反弹。2018年和2017年比,能源消费增长3.4%,二氧化碳排放的增长也超过了2%。“在这样的形势下,我国面临更严峻的挑战。在当前经济增速下行的情况下,某些地方又扩张了高耗能产业和基础设施建设、拉升了高耗能原材料产品的需求,因此使能源消费的增长有所反弹。”

  戴彦德认为,清洁能源可持续开发能力有限也是我国实现能源结构优化的挑战之一。“目前,在我国可再生能源发电量中,水电占比约为66%,但水电不像其他能源那样可持续增长。理论上,我国水电可开发容量是5亿千瓦,现在已经开发了3.5亿千瓦。另外,虽然这几年核电有所发展,但其后续发展也面临着不少困难。”

  能源基金会首席执行官兼中国区总裁邹骥指出,目前我国能源低碳发展的诸多瓶颈并不在技术,而在于体制本身。“体制问题已经阻碍了可再生能源的发展,现阶段必须深化改革。” 邹骥认为,目前我国能源的投资回报机制和利益分享机制都存在问题。“投资回报来源于政府补贴,而政府补贴就会导致地方政府债务升高,这些是我们改革需要解决的问题。”

  邹骥指出,要实现能源转型,降低煤电利用小时数,就要解决转型成本如何分担、转型措施是否到位、地方财政来源以及是否有足够资金进行青年职工的转型培训等问题。

  对此,中国社会科学院能源经济研究室主任朱彤认为,我国能源政策制定和实施应该在能源转型的大框架下去考虑,应符合能源转型的逻辑、方向和要求。“现在很多以推进能源转型为目标的政策,实际上并不符合能源转型的逻辑和方向。比如,为了实现20%的非化石能源占比目标,就要想办法提高可再生能源的比重,哪个地方有可再生能源就去开发。除了市场的自然替代,如果以补贴的方式来实现优化能源结构,就要考虑哪种方式更合适,更符合未来的转型方向和成本。”

  国际级能源署中国办公室项目官员李想分析称,电力转型需要从市场机制、电力灵活性等方面着手。“我国目前的电力体系还是计划体系,由政府部门确定发电计划,这造成了新能源发电小时数的流失。比如,在发电出力较大情况下,火电要承担一定的发电小时数,新能源反而无法大力发电,就会导致一定的弃光弃风率。”李想表示,“在西方国家成熟的电力市场中,存在一种经济调度机制。在这一机制下,每次调度都会选择调度系统里成本最低的电源。“这对于可再生能源的发展有非常大的促进作用,并且支持了电力系统转型。”

  李想认为,电力灵活性也不应局限于发电侧。“实际上从电源、电网、用户侧以及储能等环节都可以加强灵活性。比如,电网方面的智能电表装置、需求侧的响应等。目前的电力系统还在将传统的火电、核电作为基荷电源,而未来电力系统的基荷概念会发生变化,比如煤电机组,将来会作为调峰。”

  “如果把灵活性作为未来电力系统转型的基石,再辅以储能、需求侧响应等手段,高比例的可再生能源结构就可以实现。”李想称。

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