新能源包括哪些能源?
太阳能、风能、地热能、海洋能等。
新能源是相对于常规能源而言,以采用新技术和新材料而获得的,在新技术基础上系统地开发利用的能源。如太阳能、风能、海洋能、地热能等。与常规能源相比,新能源生产规模较小,使用范围较窄。常规能源和新能源的划分是相对的。
行业主要相关上市公司:宁德时代(300750)、比亚迪(002594)、国轩高科(002074)、亿纬锂能(300014)等。
本文核心数据:中国储能市场累计装机规模、中国储能市场装机结构、中国储能市场新增装机规模、中国储能市场新增装机结构
储能技术主要分为电储能、氢储能以及热储能
根据国家能源局的定义,储能是指通过解释或设备将能量存储起来,在需要时再释放的过程。根据能源存储形式的不同,储能又可以分为电储能、氢储能以及热储能,目前主要为电储能。而电储能又可以分为电化学储能和机械储能,其中电化学储能主要为我们熟悉的电池储能,包括锂电池、铅蓄电池、钠硫电池等。而机械能储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。
2021年中国储能市场累计装机规模达到43.44GW
2021年抽水储能在中国储能市场中累计装机规模占比超86%
在电力储能中,抽水蓄能是较为传统的储能方式,而电化学储能等属于新型储能方式。从2021年中国储能市场结构看,抽水储能累计装机规模达到37.57GW,占比超86%,而电化学储能累计装机规模达到5.12GW,占比达到11.8%。在电化学储能中,锂离子电池占比达到91%。
2021年中国新型储能市场累计装机容量超过5700MW
根据中国能源研究会储能专委会以及中关村储能产业技术联盟(CNESA)不完全统计,2021年中国新型储能市场累计装机规模达到5729.7MW,较2020年增长74.5%。
2021年中国新增储能装机项目中抽水蓄能仍占多数
2021年中国新增储能装机量为7397.9MW,其中抽水蓄能项目装机规模为5262.0MW,占比为71.1%,电化学储能装机规模为1844.6MW,占比为24.9%。在2021年中国电化学储能新增项目中,锂离子电池储能技术装机规模为1830.9MW,占比为99.3%。
综上所述,近年来,中国储能行业高速发展,2021年新增装机规模达到7.4GW,累计达到43.44GW。抽水蓄能是主要的储能形式,2021年电化学储能累计装机占比达到11.8%,其中锂离子电池占绝大多数。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国储能行业市场前瞻与投资预测分析报告》。
随着以风电、太阳能发电等新能源电力的开发利用,接入电网的新能源电力比重日益提高。众所周知,电力的基本特征是难以大规模储存,电力的生产与消费必须同步进行。电力系统通过统一的调度指挥,使电力的生产跟随负荷需求的变化,保证电能的实时供需平衡。对于传统的电力系统来说,电力调度中心根据用户负荷需求变化对发电单元发出调度指令,发电单元执行自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)调度指令改变发电负荷,满足用户负荷需求,维持电网安全稳定,保证电能质量。当发电侧的可调度容量难以达到负荷侧需求以及发生可能影响电网安全稳定的情况时,电力调度中心将采取切除用户负荷等措施,保证电网安全稳定运行。对于传统的火电、水电、核电、油/气发电而言,发电单元一般具有良好的可调度性能。发电机组在一定的容量范围内可以按照电网调度AGC指令变更发电功率。因此,在发电装机容量可满足用户最大负荷的前提下,整个电力系统是可调可控的。风电、太阳能发电区别于传统发电的一个重要特征在于它的随机波动性。由于产生电力的一次能源来自于自然界空气的流动与太阳光的辐射,不仅不可储存,而且受到季节、气候和时空等的影响,具有很强的随机波动性和间歇性,因此,对于具有一定装机容量的新能源发电单元来说,其实际出力首先取决于现时刻的风力、太阳光强度的约束。当风电、太阳能发电规模化接入电网后,电力系统就必须在随机波动的发电侧与随机波动的负荷侧之间实现电力的供需平衡,保持电网的安全稳定。
新能源电力的另外一个重要特征在于它的能量密度低。例如:当风速为3m/s时,其能量密度为20W/m2左右,而太阳能即使是在天气晴朗的正午,太阳垂直投射到地球表面的能量密度仅为1000W/m2左右,这样使得新能源发电设备的单机容量不可能过大。大量的小容量发电机组接入电网,使电力系统受控发电单元呈爆炸性增长趋势。截至2012年底,我国火电机组累计装机819.17GW,单机6MW及以上的火电机组总数约为6600台;同期,风电机组的装机总量仅为75.324GW,装机数量却达到了53764台,超过了火电机组数量的8倍。 按照我国风电装机2020年将达到200~300GW的预期,以目前风电的平均单机装机容量来计算,到时需要并入电网的风电机组数量将达到14万至21万台!随着新能源电力的规模化开发和电网中新能源电力比重的增加,使传统电力系统的基本特征发生了显著的变化,主要体现在以下几个方面:随机性、可控性、安全性、整体性、智能化。进而将推动电力系统的结构形态、运行控制方式以及规划建设与管理发生根本性变革,从而将逐步形成新一代电力系统,即新能源电力系统。
为了实现人类的可持续发展,我们必须减少CO2及其它有害气体的排放,创造一个绿色家园。从另外一个角度看化石能源的储量有限,根据有关数据分析,再过40年左右,石油将消耗所剩无几;再过60年左右,天然气也将宣布告竭而煤炭资源按目前的消耗量也只能供人类使用200年左右。从人类自身生存环境和能源消耗两方面看,都迫使我们寻找其它可再生能源替代现在的常规化石能源。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式。目前技术比较成熟,已经开始大规模利用的新能源是风能、太阳能、沼气、燃料电池这四种。本文介绍沼气、燃料电池等几种发电技术。
1燃料电池
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能,直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时,它可以连续发电。依据电解质的不同,燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。按燃料电池所用原始燃料的类型,大致分为氢燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池和汽油燃料电池。燃料电池不受卡诺循环限制,能量转换效率高,洁净、无污染、噪声低,模块结构、积木性强、比功率高,既可以集中供电,也适合分散供电。
使用燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,没有转动部件,理论上能量转换率为100%,装置无论大小实际发电效率可达40%~60%,可以实现热电联产联用,没有输电输热损失,综合能源效率可达80%,装置为集木式结构,容量可小到只为手机供电、大到和目前的火力发电厂相比,非常灵活。
燃料电池其原理与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此,限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。因此燃料电池是名副其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。
燃料电池具有高效率、无污染、建设周期短、易维护以及成本低的特点,它不仅是汽车最有前途的替代清洁能源,还能广泛用于航天飞机、潜艇、水下机器人、通讯系统、中小规模电站、家用电源,又非常适合提供移动、分散电源和接近终端用户的电力供给,还能解决电网调峰问题。随着燃料电池的商业化推广,市场前景十分广阔。人们预测,燃料电池将成为继火电、水电、核电后的第四代发电方式,它将引发21世纪新能源与环保的绿色革命。
2005年,从事燃料电池开发的公司总投资额已超过10亿美元。据统计,2005年全球拥有50万个固定的(静止式)燃料电池装置,到2010年,将有250万户家庭使用燃料电池,同时全球拥有60万台燃料电池汽车,占世界汽车生产量的1%。
2沼气发电
沼气具有较高热值,与其他燃气相比,抗爆性能较好,是一种可再生的清洁能源。沼气一般在农村比较多使用,传统上大多利用沼气取暖、炊事和照明。沼气发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项新型沼气利用技术,它将沼气用作发动机燃料,驱动发电机产生电能。由于城市化进程大城市,利用垃圾沼气发电也成为了可再生能源的一大热点。在我国,上海,北京,深圳等大城市正在或准备建立垃圾沼气发电厂。我国第一家垃圾沼气发电厂是在1998年10月,在杭州天子岭垃圾填埋场建成。在我国,目前拥有1000万座沼气池。但总体上沼气应用范围不够广,利用率也比较低。我国城市垃圾量以每年6%~7%的速度递增,而我国90%以上的城市处理垃圾的方式采取的是填埋方式,许多大城市垃圾填埋场日处理垃圾在千吨以上,如果能变废为宝,我国可以明显减少对化石能源的依赖,减少石油进口。
在国外,沼气发电也是蓬勃发展,在2006年12月12日,世界上最大规模的利用垃圾沼气发电站在韩国建成并正式投入运营,发电规模为50MW级,这座沼气发电站生产的电力可为18万户家庭供电,它将替代韩国每年50万桶重油进口。在此之前,全世界50MW级的沼气发电站仅在美国有1座。
随着沼气发电站的容量提高,沼气发电并网运行将会对整个电力系统造成冲击,继电保护相关问题也会随着容量提高而变得突出。文献[沼气发电机并网一次主接线及继电保护配置的探讨]阐述了沼气发电机并网的接线方式及保护配置问题。
3潮汐发电
潮汐能发电的工作原理与一般的水力发电原理差不多。它建筑一条大坝把靠海的河口或者海湾与大海隔开,形成一个大水库,发电机组安装在拦海大坝里面,大部分机器在地面下,利用潮汐涨落的位能差来推动水力涡轮发电机组发电。
潮汐发电与水力发电的原理相似,它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能,再把机械能转变为电能(发电)的过程。具体地说,由于潮水的流动与河水的流动不同,它是不断变换方向的,因此就使得潮汐发电出现了不同的型式,例如:(1)单库单向型,只能在落潮时发电。(2)单库双向型:在涨、落潮时都能发电。(3)双库双向型:可以连续发电,但经济上不合算,未见实际应用。
世界上第一座潮汐电站是法国的郎斯河口电站,其装机容量为240MW,年均发电量为544GWh。中国沿海已建成9座小型潮汐电站,1980年建成的江厦潮汐电站是我国第一座双向潮汐电站,也是世界上较大的一座,其总装机容量为3200kW,年发电量为10.70GWh。
世界较大的潮汐电站至今运行正常,证明潮汐发电在技术上是可行的,可是从20世纪80年代至今,近20年来几乎没有建新的潮汐电站,100MW级的潮汐电站没有一个建设投产。没建新的潮汐电站的原因主要是考虑电站的经济性和潮汐大坝对环境的影响。
4地热发电
地球是一个巨大的热仓库。其内部的热能根据科学家的推算,全球潜在地热能源的资源量约4×1013MW,相当于现在全球能耗的45×104倍。地热是一种洁净的可再生能源。地热发电是利用超过沸点的中、高温地热(蒸汽)直接进入并推动汽轮机,并带动发电机发电,或者通过热交换利用地热来加热某种低沸点的工作流体,使之变成蒸气,然后进入并推动汽轮机,带动发电机发电。最近发展起来的“热干研过程法”地热发电法不受地理限制,可以在任何地方进行地热开采。原理是首先将水通过压力泵压入地下4到6km深处,在此处岩石层的温度大约在200℃左右。睡在高温岩石层被加热后通过管道加压被提取到地面并输入一个热交换器中。热交换器推动汽轮发电机将地热转化成电能。而推动汽轮机工作的热水冷冻后再重新输入到地下供循环使用。
世界上第一座地热发电站要算是1904年在意大利的拉德雷诺建成的小型地热电站,它是用地热蒸汽推动涡轮机发电的,但功率很小,只点亮了5盏电灯。后来经过充实发展,目前该电站的装机容量已达548MW。当初这座电站虽然只能点亮5盏电灯,却开创了地热发电的历史。目前世界上最大的地热发电站装机容量已经达到了1000MW,位于美国加利福尼亚盖瑟尔斯。
我国地热发电在新中国成立后开始研究,于1970年,中国科学院在广东省丰顺县汤坑镇邓屋村建起了发电量60kW的地热发电站。这是我国第一座地热试验发电站。1976年,全世界海拔最高的地热发电站在我国羊八井盆地建成发电,现已兴起了一座崭新的地热城,地热开发利用正向综合性方向发展。目前,该电厂已有8台3000kW机组,总装机25MW,年发电量在拉萨电网中占到45%。羊八井地热发电站目前是我国最大的地热发电站。
结束语
本文综述了各种新能源发电技术的原理和研究现状,成本过高是限制它们大量推广应用的瓶颈,因此通过技术革新降低成本将是今后新能源发电技术的重要研究方向。虽然能源发电为未来人类解决能源短缺问题描绘了令人振奋的前景,但要使这幅蓝图真正成为现实的确还面临着诸多问题,需要科学家、研究人员和政府部门等来共同解决。相信随着科技的进步,电路电子器件的发展,新能源发电技术将会发挥出它们巨大的潜力,在电力系统中占据更重要的地位,为人类的持续发展铺平道路。
你好,中国新能源光伏发电新能源行业前景非常的好!
在最近召开的十四五计划会议中,明确出要:“推进能源革命”、“构建生态文明体系,促进经济社会发展全面绿色转型”和“加快推动绿色低碳发展”、“全面提高资源利用效率”等要求,为能源产业的持续健康发展指明了方向。
而光伏发电光技术降本空间大、技术进步快、产业化确定性强,是未来主要发展的低成本节能发电方式之一。
未来,我国很多城市农村家庭房屋、建筑的屋顶都会安装光伏电站,来推动清洁能源产业的发展。
按照我国2050年近零排放,深度脱碳的愿景目标,“十四五”能源转型的步伐还需要进一步的加快。大家可以看到,煤电基本要关门了,煤炭提前达峰是大概率的事件。另外,我们要力保非化石能源占比不低于20%的比例,是非常关键的一个指标,风电和光伏就要担当主力了。光伏发电在“十四五”期间,至少要新增2.5亿千瓦,要达到累计装机5亿千瓦。这样我们才能为2030年光伏累计不少于8亿千瓦,实现25%的非化石能源打下基础,进而再一步实现到2030年和2050年非化石能源占到35%和70%的高比例目标。所以我们要坚信并且看见光伏发电将成为未来最重要的发电电源。
所谓,新能源光伏发电的发展前景非常好!
而且,国家在推动光伏发电普及上,每年都会有补贴政策发布。
2020年3月10日,国家能源局发布文件《关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》,明确了2020年度新建光伏发电项目补贴预算总额度为15亿元。其中:5亿元用于户用光伏,补贴竞价项目(包括集中式光伏电站和工商业分布式光伏项目)按10亿元补贴总额组织项目建设。即是户用补贴总额为5亿元,工商业与地面竞价项目位10亿元。
2020年4月2日,国家发改委共同发布权威文件,明确说明里2020年光伏补贴政策。明确到:纳入2020年财政补贴规模的户用分布式光伏全发电量补贴标准调整为每千瓦时0.08元。即是,户用电站每发一度电的补贴是0.08元。
由这两个政策可以得出,2020年的户用补贴规模为:
按照户用光伏总补贴额度5亿元、年利用小时数1000小时和国家有关价格政策测算,并按照50万千瓦区间向下取整确定。
当户用光伏度电补贴强度为每千瓦时0.08元时,5亿元÷1000小时÷0.08元/千瓦时=625万千瓦。向下取整为600万千瓦。即6GW。即是2020年可纳入补贴的容量为6GW。
根据国家能源局的解读,2020年纳入规模的户用项目为:2020年1月1日~并网截止日。需要重点强调是:国家不允许提前抢户用指标,先建先得的行为。
所以,整个资本市场和社会对新能源发展非常看好,值得期待!
资讯来源:碳银网 碳盈协同
未来的生活是什么样子?打开电器,电能大多来自水电、风电等清洁能源,而非传统的火电走出家门, 马路上再难见到石化汽油车的身影,取而代之的更多是新能源 、清洁燃料 汽车 等……
自从2020年中国“双碳”目标后,随后,中央经济工作会议、中央 财经 委员会第九次会议等均提出做好碳达峰、碳中和工作。碳达峰、碳中和成为全 社会 热议的话题。
为实现2030年之前二氧化碳排放达峰的目标,各地陆续推出详细的进程规划,而像石化、煤炭等高污染、高能耗行业,将面临新的能源结构调整压力。近期,全国17省市(自治区)已发布的“十四五”规划和2035远景目标,均涉及新能源利好消息。规划文件均在绿色低碳发展、清洁能源转型方面进行了着重强调,其中,广东、江苏、河北等部分省市出台的文件中制定的目标水平整体较高。
河北省:
建设张家口国家可再生能源示范区、以及构建综合能源体系,加快清洁能源设施建设,强化能源安全保障能力推动绿色低碳发展,推进排污权、用能权、用水权、碳排放权市场化交易。实施清洁能源替代工程,不断提高非化石能源在能源消费结构中的比重。降低能源消耗和碳排放强度。
上海市:
在“十四五”规划期间,优先将节能环保产业做大做强,持续推进能源结构优化,推动重点行业和重点领域绿色化改造,加快培育符合绿色发展要求的新增长点,延展绿色经济产业链。在公共领域全面推广新能源 汽车 ,加快构建与超大城市相适应的绿色交通体系。
贵州省:
2021年,贵州省将抓好四个水风光一体化基地建设,利用现有水电站送出通道,大力发展光电、风电、氢能等非化石能源,加快清洁能源推广,可再生能源并网装机新增600万千瓦。
西藏:
十四五期间,西藏将加快推进“光伏+储能”研究和试点,推动清洁能源开发利用和电气化走在全国前列。到2025年底,装机容量将突破1000万千瓦水电建成和在建装机容量突破1500万千瓦。
甘肃省:
甘肃酒泉将加快建设风光水火核多能互补、源网氢储为一体的绿色能源体系,主攻千万千瓦级风电、光伏光热、电网升级、调峰电源、储能装置等八类工程,致力于建成千亿级规模的清洁能源产业链。
陕西省:
十四五期间,将大力发展风电和光伏,有序开发建设水电和生物质能,扩大地热能综合利用,提高清洁能源占比。
山西省:
全力培育生物基新材料、光伏、智能网联新能源 汽车 等潜力型新兴产业,打造一批全国重要的新兴产业制造基地。深化能源革命综合改革,促进可再生能源增长、消纳和储能协调有序发展,提升新能源消纳和存储能力。
青海省:
推进重点行业和重点领域绿色化改造,支持建立动力电池、光伏组件等综合利用和无害化处置系统,发展光伏、风电、光热、地热等新能源。建设多能互补清洁能源示范基地,促进更多实现就地就近消纳转化。发展储能产业,贯通新能源装备制造全产业链。打造海南、海西清洁能源基地,推进黄河上游水能资源保护性开发,开展水风光储等多能互补示范。
江苏省:
江苏将继续发展光伏产业,同时大力发展海上风电和“光伏+”产业。到2025年底,全省光伏发电装机将达到2600万千瓦。其中,分布式与集中式光伏发电装机分别达到12GW、14GW,江苏省在“十四五”期间预计新增光伏装机9.16GW。
浙江省:
大力发展生态友好型非水可再生能源。实施“风光倍增工程”,到2025年为止,光伏、风电装机容量分别达到2800万千瓦和630万千瓦的目标,新增光伏发电1300万千瓦,积极发展建筑一体化光伏发电系统。
四川省:
四川的“三州一市”光伏基地,即甘孜、阿坝、凉山州及攀枝花市,在“十四五”期间的总装机容量预计达到2000万千瓦。
基于在资源和政策方面的优势,成都将氢能产业的发展纳入“十四五”规划。为了完善氢能产业的基础设施,成都将在2022年之前建设加氢站15座以上1条氢能源新型轨道1个氢燃料发动机研究中心等。
山东省:
在“十四五”期间,新增光伏发电1300万千瓦,2021年山东新增可再生能源发电装机将达到409万千瓦以上。积极发展建筑一体化光伏发电系统,高质量推广生态友好型“光伏+农渔业”开发模式。近日,山东利津县刁口乡40MW渔光互补光伏项目并网。项目采用“渔光互补”光伏发电模式,提升了单位面积土地的经济价值。
云南省:
“十四五”期间,云南将优先布局绿色能源开发,以绿色电源建设为重点,加快金沙江、澜沧江等国家水电基地建设。统筹协调风能、太阳能等新能源开发利用,以金沙江下游、澜沧江中下游大型水电站基地以及送出线路为依托,建设“风光水储一体化”国家示范基地。
广东省:
十四五期间,要推进能源革命,积极发展风电、核电、氢能等清洁能源,建设清洁低碳、安全高效、智能创新的现代化能源体系。制定实施碳排放达峰行动方案,推动碳排放率先达峰。
江西省:
积极有序推进新能源发展,到2025年力争装机达到1900万千瓦以上,其中风电、光伏、生物质装机分别达到700、1100、100万千瓦以上。
内蒙古:
大力发展新能源,推进风光等可再生能源高比例发展,壮大绿色经济,推进大规模储能示范应用。“十四五”期间,新能源项目新增并网规模达到5000万千瓦以上。到“十四五”末,自治区可再生能源发电装机力争超过1亿千瓦。
辽宁省:
培育壮大氢能、风电、光伏等新能源产业,推动能源清洁低碳安全高效利用,推动能源消费结构调整。“建议”指出要打好关键核心技术攻坚战,聚焦洁净能源等产业部署一批创新链。