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煤电短缺,风电和光伏发展迅猛,未来风、光哪个才能成电力支柱?

时间:2021-10-19    来源:贤集网    点击:

  国家统计局发布的今年1至8月数据显示,我国各类能源发电占比依次为:火力发电71.9%、水力发电14.1%、风力发电6.8%、核能发电5%、太阳能发电2.2%。火力发电是最主要来源,煤是火电的主要原料。

  据统计,截至2020年底,我国电力装机总容量达22亿千瓦,其中火电机组为12.5亿千瓦。2020年全国发电量为7.63万亿千瓦时,这些电量如果全部用火电机组供应,折算利用小时数约为6104小时,只占全年8760小时的69.68%。也就是说,假设全国发电量都由火电机组供应,平均负荷率也还不到70%。

  从这个角度看,现在拉闸限电肯定不是发电装机容量的原因。据中国电力企业联合会发布数据,今年1至8月我国燃煤发电利用小时3089小时,燃煤发电机组远未达到设计的经济运行小时数5500小时。一边是发电产能出力不足,一边则是电力用户缺电严重,这个问题值得探讨。

  据了解,我国标煤价格从1200元/吨跃升到目前的2000元/吨,导致担当电力生产主力军的大型燃煤发电厂亏损严重,面对高企的煤价,大型燃煤发电企业自然就失去了“求煤保电”的积极性。

  水电、风电、光伏等可再生能源虽然发展迅速,但暂时还难担重任。去年水电、风电、光伏发电装机容量分别为3.7亿千瓦、2.82亿千瓦、2.54亿千瓦,但是发电量分别为1.36万亿千瓦时、0.47万亿千瓦时和0.26万亿千瓦时,占比分别为17.77%、6.12%和3.42%。可以看出,可再生能源装机容量占比尽管超过了40%,但是发电量只占总发电量的27.3%。尤其是风电和光伏发电,装机容量占比接近25%,但发电量占比不足10%。

  部分地区盲目上马“两高”项目,一定程度上影响了电力供应,“挖矿”项目的巨大能耗加剧了地方的缺电程度

  作为全球最大的发展中国家,既要实现高质量发展又要减碳显著,这是我国“双碳”工作的难点。经济稳定增长离不开能源消费,而实现碳达峰碳中和目标需要节能减碳,这样的两难选择就是发展中的阵痛。打个比方,我国在2030年实现碳达峰的路上,就好比登峰在望的汽车,既要收油门又要登顶,拿捏不好,就会熄火溜车、不进则退。要统筹协调社会经济发展、经济结构转型、能源低碳转型,难度很大。

  这种艰难从我国能源消费结构可窥一斑。2020年,我国能源消费总量约49.8亿吨标煤,化石能源占比超过80%。规模如此巨大的化石能源消费,任何“跃进”式的“换赛道”都会导致社会生产和生活用能的供应问题。

  此外,我国能源产出率与发达国家仍存在明显差距。党的十八大以来,我国单位GDP能耗累计降低24.4%,节能量占同时期全世界节能量一半左右。但与其他国家相比,我国经济增长的能源投入代价仍明显偏高。2018年,我国能源产出率是世界平均水平的74%,仅为发达国家平均水平的48%。同时,我国地区之间能源产出率差距较大,最发达省份与最不发达省份之间相差达8倍以上。

  考虑到发达国家能源效率还在持续进步,我国要缩小与发达国家的差距,到2035年基本实现社会主义现代化发展目标,必须持续大幅提升能源产出率。

  国际能源署(IEA)于今年6月发布的《全球能源行业2050净零排放路线图》指出,到2050年,全球近90%的发电将来自可再生能源,风能和太阳能光伏发电合计占近70%,其余大部分来自核电。届时,风能、太阳能、生物能、地热能和水能将占能源供应总量的2/3。

  那么,2030年之前风电和光伏发电哪个更有前途呢?

  一、我国与美国风电光伏发展现状

  从我国来看,从2013年出台光伏上网标杆电价后,国内光伏行业出现跨越式发展,2017年新增光伏装机高达53GW,光伏界出现爆发式增长。2018年的“531新政”对之前光伏界的膨胀发展进行一个宏观调控,对装机规模进行一定的管控,装机同比呈现下滑趋势。

  而风电方面来看,我国的风电装机也随着光伏装机的跌宕起伏而起起伏伏,加上市场环境的变化,弃风现象严重,国内的风电主战场一度从三北地区转移至东部地区,无疑是加大了风电开发的难度。从风电以及光伏的整体发展来看,我国这两大清洁能源发展亦步亦趋,没有很明显的政策倾向性,未来这两者的发展潜力都相当巨大。

  美国从2011年开始,光伏装机的势头发展迅猛,特别是2017年得到政策的支持,加上美国拥有较好的光照资源,光伏发展势不可挡。而风电方面,随着国内的政策波动而发展着,因为支持风电发展的政策到期以及延期等因素的影响,2012-2013年风电发展波动较大,据调查显示,随着光伏技术不断进步以及成本的下降,支持风电发展的政策也随之退去,从这一方面来看,光伏发展势头好过风电。

  二、事关重要的储能技术

  数据显示,按照目前全球的用电量,只要4万平方公里的太阳能光伏面板,就足够供应全球用电了。4万平方公里听起来挺吓人的,其实只有两个半北京那么大,整个地球肯定不缺这点地方,之所以人类用电还不能全靠太阳能,主要就是储能技术跟不上。

  显而易见,制约风力发电、光伏发电产业发展的重要原因就是储能技术,储能技术不发达,相当于电力这个产品没有“库存”作为缓冲,任何一次供求关系的大幅波动,都会对电力系统造成冲击。尤其是随着全球的能源结构从传统能源转向新能源,这个短板会越来越突出。

  三、什么是长时储能技术

  迄今为止,长时储能的时长尚无明确定义,一种说法是在额定功率下连续放电10小时及以上,业界更认可的说法则是可实现跨天、跨月乃至跨季节充放电循环的储能系统。现阶段长时储能以锂电储能为主,但从目前技术来看,锂离子电池只能循环2000次左右,并不符合长时储能的特点。

  构建以新能源为主体的新型电力系统,离不开长时间将可再生能源发电设施的电力转移到电力需求峰值期间,应对用户的电力需求,长时储能系统的应用,主要是为了应对“能源供应转移”的一种形式。

  四、光伏发电或胜一筹

  随着光伏技术不断进步以及成本的下降,世界各国支持风电发展的政策渐渐退去,从这一方面来看,光伏发展势头好过风电。

  2030年,随着储能技术的不断进步、储能成本的不断下降,光伏发电+长时储能就可以直接取代煤、天然气等传统能源,达到全天候新能源发电的目标。

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