太阳能发电还有市场需求吗?
行业主要企业:东方日升(300118)、隆基股份(601012)、中利集团(002309)、正泰电器(601877)、晶科科技(601778)、拓日新能(002218)、中环股份(002129)、太阳能(000591)
本文核心数据:全球光伏发电累计装机量、全球光伏发电年装机量、光伏发电装机量区域分布
2020年全球光伏累计装机容量破70万MW
在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下,可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视,大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。《巴黎协定》在2016年11月4日生效,凸显了世界各国发展可再生能源产业的决心,太阳能光伏技术作为绿色能源中的一种,也受到了世界各国的大力支持。
根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示,2010-2020年全球光伏累计装机容量维持稳定上升趋势,2020年为707494MW,较2019年增长21.8%,预计未来一段时间还会继续维持增长趋势。
单年光伏新增装机容量突破12万MW
根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示,2011-2020年全球光伏新增装机容量维持上升趋势,2020年新增装机容量为126735MW,较2019年增长29.9%,预计未来一段时间还会继续维持增长趋势。
累计装机量:亚洲、中国市场领衔全球
根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示,2020年全球光伏累计安装容量市场份额主要来自于亚洲,亚洲累计安装容量为406283MW,占比为57.43%。欧洲累计安装容量为161145
MW,占比为22.78%北美累计安装容量为82768 MW,占比为11.70%。
从国家来看,2020年世界主要光伏发电国家累计装机容量中前三分别为:中国、美国、日本。合计占比达到55.78%,其中中国占全球比重为35.88%。
年度装机量:亚洲占比超60%
2020年全球光伏新增安装容量市场份额主要来自于亚洲,亚洲新增安装容量为77730MW,占比为61.33%。欧洲新增安装容量为20826MW,占比为16.43%北美新增安装容量为16108MW,占比为12.71%。
从国家来看,2020年新增装机容量国家中前三分别为:中国、美国和越南。合计占比达到59.77%,其中中国占全球比重为38.87%。
总体来说,全球亚洲与中国市场在全球光伏发电装机量方面具有领先地位。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
德国、美国、日本三个国家是主要的利用太阳能的国家,西班牙则发展迅速。德国太阳能装机容量在2007 年达到1328MW,占世界新增容量的47%。是目前全球最大的太阳能发电市场,而西班牙是增长最快的市场之一,2007 年新增太阳能光伏发电装机容量640MW,同比增长480%,成为全球新的第二大市场。美国市场新增220 MW,同比增长57%,只有日本在政府取消了一定的政策补贴后增速下降了22%。清洁能源包括核能和“可再生能源”。可再生能源包括水能、太阳能、风能、生物能、地热能、海洋能、核能等。目前,新能源里只有水、核、太阳能、风能得到较多的推广,太阳能和风能因资源地域分布广,可以采用集中式和分布式利用方式进行较大范围的应用,尤其是太阳能,正逐步走进居民日常生活,其他大多新能源则因条件限制未能得到大规模利用。在中国目前的能源结构里面,煤炭占了70%,水电、核能等新能源加起来才只占8%,我国能源消费仍严重依赖传统能源。而在德国,可再生能源发电比重由2000年的不足7%上升至近25%。而且在能源转型计划下,德国的目标是到2050年将可再生能源比重增加至80%,并将能源消耗减少50%。同时,计划到2020年和2050年分别将温室气体排放减少40%和80-95%。在我国光伏市场仍以大型光伏电站为主,分布式发展较晚,从2013年才得到较大推广。大型地面电站主要集中在西北等荒漠地带,虽然发电效益好,但经济落后,电量无法就近消纳,造成很大资源浪费和电网负担。分布式则集中在经济发达地区,目前新增装机量虽很大,但总体比例仍较小,电力不够消纳。
目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与新能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据预测研究,在未来30年能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
世界可再生能源发展的现状
从20世纪70年代开始,尤其是近年来,新能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模,逐渐成为常规能源的一种替代能源,世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。国际能源机构(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自新能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的新能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%,在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。2002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤,约相当于全球一次能源消费总量的1/3,其中传统可再生能源约占85%,新的可再生能源约占15%。在新的可再生能源中,风力发电是发展最快的。在过去的6年里,风电的年平均增长率达到了22%,2004年新增装机797.6万千瓦,全球累计风电装机达到4731.7万千瓦。欧洲是世界风电发展最快的地区,2004年全球新增风电装机的72.4%在欧洲,15.9%在亚洲,6.4%在北美。2003年,欧洲风力发电量达到600亿千瓦时(相当于欧盟15国2.4%的电力),满足1400万户家庭的电力需求。太阳能发电也发展很快。2004年,全球光伏电池的生产首次超过了100万千瓦,比2003年增长了60%。太阳能热水器是完全商业化了的可再生能源技术,我国是世界上最大的太阳能热水器生产国者和消费国。国际能源机构(IEA)的一项研究提供的2001年统计数据表明,太阳能集热器的全球总计安装面积为1亿平方米,排在前位的国家是中国(3200万平方米)、美国(2340万平方米)、日本(1210万平方米)和欧洲(1120万平方米)。无论是光伏发电还是太阳能热水器产业,未来的主流趋势是发展太阳能一体化建筑技术。
生物质资源是多样化的,在全世界应用广泛。2002年底全球生物质能源发电装机超过5000万千瓦,生物液体燃料超过2000万吨。德国在利用厌氧发酵(沼气工程)处理废弃物发电技术方面走在了世界的前列,目前已建成1900个沼气工程,2004年沼气发电装机27万千瓦。与此同时,地热能和海洋能的开发利用也都取得新的进展,为进一步发展奠定了基础。
世界可再生能源发展的趋势
纵观世界可再生能源发展,有以下几大趋势:
(1)技术水平不断提高,成本持续下降。以风力发电为例,自20世纪80年代初以来,风力发电的单机容量从10千瓦,上升到几千千瓦。2003年世界安装的风机平均单机容量已经达到1300千瓦,风电成本从80年代初的每千瓦时20美分,下降到目前的每千瓦时5美分,其中自20世纪90年代以来,成本就下降了50%。据预测,2000至2010年风电成本还可以下降30%。届时,风电成本基本上可以和常规能源发电相当。
(2)发展速度加快,市场份额增加。进入20世纪90年代,以欧盟为代表的地区集团,大力开发利用可再生能源,取得了积极的成果,连续十多年来,可再生能源的年增长速度在15%以上。近年来,以德国、西班牙等国为代表,一些国家通过立法等方式,进一步加快了可再生能源的发展步伐,1999年以来年均增长速度达到30%以上。发展较快的西班牙,2002年风力发电占到全国电力供应量的4.5%,德国在过去的11年间,风力发电增长了21倍,2003年占全国发电量的4%;瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中的比例高达15%以上;巴西生物液体燃料替代了50%的石油进口。
(3)可再生能源已成为各国实施可持续发展的重要选择。可再生能源,由于其清洁、无污染、可再生,符合可持续发展的要求而受到发达国家的青睐。世界各发达国家都制定并实施了一系列宏大的计划和工程。欧盟是世界可再生能源发展最快的地区,也是受益最多的地区。北欧部分国家甚至提出了利用风力发电和生物质发电逐步替代核电的战略目标。
(4)可再生能源是一种朝阳产业,孕育着巨大的潜在经济利益。当今世界上,新能源作为新兴产业在国民经济中的作用和影响已越来越大。据欧洲风能协会统计,2002年全世界风电市场产值在70亿欧元,开发出的电力可以满足4000万人的需求;预计2020年全世界风机规模将达到12亿千瓦,年营业额在670亿欧元。光伏发电市场发展前景也很广阔,据欧盟估计,全球光伏市场到2020年将增加到7000万千瓦,光伏发电将解决非洲30%、经合组织(OECD)国家10%的电力需求。澳大利亚在新世纪能源规划中,提出2010年前建立年销售额40亿美元的可再生能源市场;美国进一步加强了光伏发电技术开发与制造,估计到2020年美国将占领全球太阳光伏电池的一半。另外,全世界生物质能源的商业化利用将达到1亿吨油当量,并形成千万吨级规模的生物液体燃料的生产能力。根据欧洲太阳能协会的预测,到2020年,全球可能拥有14多亿平方米的宏大市场。欧盟计划到2015年安装大约1.9亿平方米的太阳能热水器,相当于提供3700万千瓦和930亿千瓦时的电力和电量。
可再生能源不仅拥有良好的经济前景,而且,随其产业化的发展,将提供越来越多的就业机会。美国学者认为,投资于能源效率和太阳能等技术所创造的就业机会大约是石油、天然气的2倍。在欧洲已经形成了相当数量的可再生能源方面的就业人口。据欧盟的估计,当2010年欧洲风力发电达到约4000万千瓦、光伏发电300万千瓦、生物质能发电1000万千瓦和太阳能集热器1亿平方米时,总计可提供约150万个就业机会,而且这还不包括每年可能有170亿欧元商业出口所创造的、额外的潜在35万个就业机会。由此可见,可再生能源产业对经济发展的潜在影响和作用是巨大的。
从去年开始,全球能源行业已经发生大逆转。 全球最大的可再生能源供应商美国NextEra能源公司市值飙升至1500亿美元,一度超越埃克森美孚公司和雪佛龙,成为全球价值最高的能源企业。 到了年底,随着油价有所回升,埃克森美孚才勉强挽回了些许尊严。
在与气候变化的对抗中,2020年是有史以来最关键的一年。 这一年,世界开始行动起来,努力修复几个世纪以来对气候的破坏。 全球最大的几个经济体都做出了净零排放、碳中和的承诺。
这一年,传统能源巨头在对新能源的态度上发生了翻天覆地的转变。
01
传统能源巨头蜂拥进新能源领域
2020年,全球化石能源巨头经历了有史以来最为痛苦的一年。
油价暴跌,巨额亏损。以往,他们总能在低谷后再次攫取复苏后的暴利。与往年不同,这次不再是简单的周期性经营亏损。他们 必须面对一个新的残酷现实—— 承诺大幅甚至全部减 少温室气体排放。
在这种要求下,未来石油需求和煤电需求都将大幅下降。 大力发展可再生能源,成为传统化石能源巨头转型最为清晰的发展路径。
我们看到,过去一年,全球化石能源巨头不约而同的疯狂涌入新能源领域,并斥以数以万亿的资金。这几乎颠覆了想象。
美国能源巨头杜克能源欲斥资4000亿砸向风电、光伏等领域。 杜克能源去年宣布,未来5年计划斥资560亿美元(折合3920亿元人民币)的资本投资计划, 希望到2025年将可再生能源发电指标翻一番,设定的目标是自行投资或购买16000MW可再生能源装机量 。 并计划到 2050年,新增40000MW太阳能和风电装机量,这将占到杜克能源公司2050年夏季总装机 量的40%。
西班牙石油巨头雷普索尔计划将可再生能源产能扩大五倍。 去年底,雷普索尔宣布,在未来十年内将可再生能源产能扩大五倍,并从石油业务中筹集资金,将可再生能源发电能力从目前的2.95吉瓦扩大到15吉瓦,包括风能和太阳能。
法国石油巨头道达尔计划未来十年内,每年在可再生能源上投入30亿美元。 道达尔未来10年能源产量将增长三分之一,其中大约一半将来自液化天然气,另一半来自电力——主要来自太阳能和风能的增长。
英国石油巨头BP将可再生能源产能从2019年的2.5GW拉升至50GW。 BP打算在2030年底前,将在低碳能源的投资总额拉升10倍达到50亿美元,并将可再生能源产能从2019年的2.5吉瓦拉高至50吉瓦。
葡萄牙石油巨头GalpEnergía计划到2030年,将其可再生能源的规模扩大到10吉瓦 ,计划将集团10%至15%的投资用于可再生能源发电。
欧洲最大电力公司之一Enel拟投资700亿欧元扩大太阳能、风能业务。 去年底,Enel宣布2021-2030年的战略重点是加速能源转型。其中,约700亿欧元用于扩大其风能和太阳能业务,可再生能源发电规模将从目前的45GW增至120GW。
西班牙最大电力公司Endesa拟在未来三年将太阳能等发电总容量增加50%。 Endesa表示将在2021-2023年期间筹措79亿欧元投资用于脱碳,新可再生能源产能等。其中,可再生能源将获得33亿欧元,用于投资约3000MW的太阳能和900MW的风电。
西班牙电力巨头Iberdrola计划5年投入760亿欧元,将可再生能源装机增至60GW。 去年底Iberdrola公 布了调整后的新5年投资计划,将在2021-2025年间,投资750亿欧元大力发展可再生能源,到2025年将可再生能源装机从去年的32吉瓦增至60吉瓦。
以上只是我们列举的部分化石能源巨头在可再生能源领域的投资计划,更多的案例不胜枚举。
颇具前景的可再生能源,吸引的不只是能源巨头。 越来越多非能源企业也开始蜂拥而入。
比如澳大利亚铁矿石巨头FMG,去年底就宣布2022年或2023年开始生产风能、太阳能、氢气和氨水等可再生能源,最终目标是达到236吉瓦的清洁能源产能。又比如 日本电信巨头NTT宣布,到 2030年将可再生能源发电能力从现在的300兆瓦提高 到7.5吉瓦。
02
技术创新的力量
从目前公开资料统计,未来5年时间,全球至少有万亿美元以上资金将进入可再生能源领域。
相对于未来更为庞大的体量,目前投入的资金还只是冰山一角。国际可再生能源署预计到2050年,为了实现碳中和,全球需要在清洁能源领域累计投资130万亿美元。
这些资金大部分将投向风电和光伏相关 领域 。
十年前,这简直无法想象。
越来越多的企业将宝押向新能源,除了情怀,更多的因素是源于以风电、光伏为首的新能源竞争力越来越强。
在技术进步和规模效应推动下,风电和光伏已经成为全球最具竞争力的能源。
以风电为例,十几年前,陆上风电单位千瓦造价高达12000元,如今已经下降到7000多元。国内上网电价已经下降至0.29元/千瓦时(I类区域),部分地区成本已经下探至0.15元/千瓦时。
十几年来,风电技术不断推陈出新,目前已经进化到第四代风机——人工智能风机,这种风机为全球新能源加速开发创造了契机。
有兴趣的同学,可以观看B站上一条爆红的 讲述风机进化史的科普视频,为了方便大家观看,我们将视频上传至此。
远景能源工程师告诉我们,他们推出的伽利略超感知风机就是人工智能风机。 在前三代增加偏航、变桨、独立变桨基础 上,工程师们在风机中创造性融入了人工智能元素。
这种风机能够利用传感数据,结合人工智能模型,实时还原所在机位的风信息,并对比实际运行情况与设计的差异,进行不断的精细调整。 这样一来,风机不再是按照预设好的场景程式化的变桨,而是依据实际的气流特性求真务实的变桨。 就和伽利略一样,能够用实例来验证固有理论。
当成千上万台伽利略超感知风机遍布群山、平原、海洋,大量的实例验证信息将在云端刻画出风机该有的样子,然后传回每一台风机,进而使风机不断进化,将潜力发挥到极致,再次提升发电能力。 而且,这种进化不仅可以体现在某一台风机上,也体现在整个风电场上。 依托边缘计算技术,风电场集群的人工智能,可以回顾和预测数十台风机已经和将要经历的风况,协调各个风机的运行,实现风场整体发电能力的最大化。
除此之外,伽利略超感知风机还有很多进步,比如可以借助先进的趋势感知能力,在线规划风机的寿命策略,找到最优的运行模式,从而降低运维成本。可以通过大量结构受力样本,知道风机哪一部位需要进一步加强,哪一个部位可以优化减少材料,再运用到新风机的制造上,从而降低建设成本和度电成本。
风电如此,光伏创新更是层出不穷。
光伏转化率已经从十几年前的14%左右,上升到了目前的23%以上。晶硅组件价格从十几年前接近40元/瓦下降到目前1.4元/瓦左右。
技术创新和成本下降,让光伏成为近十年内降本速度最快的能源之一。 根据 国际可再生能源署 数据,全球光伏LCOE (平准化发电成本)由2010 年的0.378$/kWh快速下降至2020年的0.048$/kWh,降幅高达87%。
今年开始,不仅是风电, 国内大部分地区光伏项目都可以实现平价上网。在海外一些国家,由于非技术成本占比较低,一些光伏项目度电成本已经低至0.1元人民币以下。
虽然没有人能准确预测未来,但是新能源未来却是确定的。
在风电和光伏等可再生能源的驱动下,一个全新的时代序幕已经徐徐拉开。
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总体来讲,“十三五”时期要积极稳妥地发展水电,全面协调推进风电的开发,推动太阳能的多元化利用,因地制宜地发展生物质能,加快地热能开发利用,同时推进海洋能发电示范应用。另外可再生能源产业发展在供热、燃料、供气等方面也提出了明确的发展目标:供热系统中太阳能热水器80000万平方米,地热能利用160000万平方米燃料产业中生物燃料乙醇年产400万吨,生物柴油年产200万吨供气达到年产80亿立方米。
尽管欧盟2021 2027年财务预算谈判正陷入僵局,但是欧盟委员会(下称“欧委会”)仍表示将全力投资新能源领域。
欧委会日前公布一份“近海可再生能源战略”,旨在大幅度提升可再生能源使用率,预计到2050年欧盟整体海上风电产能将增加至300千兆瓦。欧盟将向该领域投资7890亿欧元,约三分之二用于电网基础设施建设,另三分之一用于发电设施建设。
欧委会副主席蒂默曼斯(Frans Timmermans)称,欧盟海上可再生能源投资项目已是全球性成功案例。目前欧盟正面临更大的机会,发展清洁能源产业、推动可持续发展。
欧盟缘何推广海上风电投资?
欧盟在全球海上风力发电领域占据重要地位,目前全球42%的海上发电能力分布在欧洲沿海,北海是世界海上风电的最佳位置。
自本届欧委会上台以来,绿色经济成为了其产业政策重要抓手。欧委会相继出台加强传统行业绿色转型、扶持新能源 汽车 等细分产业政策,并通过调整能源税、推动碳排放交易机制改革等方式提供资金支持。
此次欧委会再推海上风力发电政策,首要原因在于,海上风电是欧盟实现中长期减排目标的主导因素。
国际能源署执行主任罗尔(Fatih Birol)认为,如果顺利实施海上风力发电的大规模部署,欧盟有望在2050年实现净零排放的目标。2025年后,核电、光伏等发电方式将保持相对稳定发展态势,欧盟希望到2050年全面消除煤炭市场,剩余的能源转型重担将由海上风电完成。
陈晓径也认为,欧盟于3月首次将“绿色协议”写入气候法案,要求重工业部门实现“零排放”,能源系统实现“去碳”与“绿色电力”的要求迫在眉睫,海上风电将在新能源转型中扮演重要角色。
其次,欧盟具有海上风电领域的先发优势。1991年,丹麦设立全球首个海上风力发电场。过去十年,欧盟海上风能技术日益成熟、实现规模化生产,成本大幅下降。
陈晓径表示,欧盟在海上浮动风力发电、波浪能与潮汐能利用、漂浮式光伏系统等方面优势明显,也享有北海、波罗的海、地中海、大西洋、黑海等丰富的海洋资源。欧盟推出该计划,预计仅需占用3%的海上空间即可达到大幅生产可再生能源的效果。
再次,欧盟正在海上风电领域受到其他国家的挑战。拜登曾宣布,将带领美国重回《巴黎协定》,并加大在新能源领域的投资。英国上月提出“全民风电”目标,计划2030年利用海上风电为全英所有家庭供电。2018年,全球近一半的海上风电投资都发生在印度等亚洲国家。
欧洲能源专员西姆森(Kadri Simson)称,欧盟要保持海上可再生能源的领导者地位,必须激发在海上风能领域的所有潜力,并通过发展波浪、潮汐和浮动太阳能等不断提高技术水平。
欧委会:希望私有部门加大投资
欧委会称,该计划不仅可以推动欧盟在新能源领域更进一步,还可以推动经济复苏,预计该计划可以为欧盟创造6.2万个就业机会。但是,正如欧盟在其他领域的投资一样,如何筹措资金成为目前投资的首要难题。
国际能源机构(IEA)称,海上风电行业的效益正以每年2.2%的速度增长,未来两年至少需要吸引8400亿美元的投资。未来达到2050年气候目标,各方必须加速投资。过去十年,欧盟每年对电网基础设施的投资约为300亿欧元。
欧洲风能协会(Wind Europe)称,欧盟首先要加强在海上风电基础设施的投资,同时还要兼顾陆上电网方面。未来十年,欧盟的港口也需要65亿欧元的投资。
欧委会称,将从“恢复基金”中拿出1500亿欧元投资该领域,并将重点放在碳密集中度和化石燃料使用率最高的地区。此外,各成员国政府也将为此提供支持。
但是,目前因匈牙利和波兰两国反对,“恢复基金”迟迟未获批。即使未来最终获批,该计划也将面临6500亿欧元的资金缺口。
欧委会寄希望于欧盟的私有部门,希望公共事业和能源领域的巨头能向其提供支持。
欧委会称,预计私有部门将提供投资中的大部分资金,公有部门将发挥战略催化剂的作用。那么,私有部门是否愿意响应欧盟机构的号召,该方案是否具有可行性?
对此,陈晓径认为,私人资本占大多数符合欧盟惯例与“绿色协议”要求,公私合作解决资金需求是当前形势下的可行做法。
她进一步解释称,一方面,公共资金相对充足,但受疫情影响并不宽裕。预计2020年欧盟国内生产总值(GDP)将下降7.4%,欧盟的理念是公共资金要发挥引导、杠杆、“战略催化剂”作用,而非融资为主。其功能是帮助成熟技术尽快进入市场、实现规模化并降低成本,帮助起步技术创造市场并引导私人融资、降低不确定性等。
另一方面,对于私人资本而言,欧盟已建立《可持续金融分类方案》为代表的成熟框架,对如何引领私人融资有着详细规定,这可以协助其达成长期减排与发展目标。
根据权威机构预测,到 2050 年,可再生能源发电将占到全球总发电量的 75% 以上。作为清洁能源的典型代表,风电将满足 35% 的电力需求,并为气候目标贡献 27% 的碳减排量。
自 “30·60” 双碳目标颁布后,社会各界已经按下减碳“加速键”,零碳成为了行业热词。随着智能技术进步和风电产业化步伐的加快,我国风电发展已具备规模化开发应用的产业基础。当大数据、人工智能等数字化技术跨界风电行业,智慧风机应运而生。
一套面向大型风力发电机管理的数字孪生系统,涉及在线监测、消防监测和生产监测三大监测模块。不仅提供风机全生命周期可视化管理的解决方案,还能帮助客户降低成本,提升管理效率。
用户可通过不同的监测模块,实现 360 度选择查看对应的监测内容数据,对场景进行放大缩小平移等操作查看场景效果、数据指标、设备状态等。1:1 还原风机的外部结构以及主要部件,并通过对接物理传感器的实时数据,还原风机各个部件的关键数据。Hightopo风电场机组全面的生产感知力,实现环境、电量、性能可视化。风机发电量可视化。
2D 面板展示风机发电相关指标:发电量、风速-功率以及主要发电运行精准指标。并通过曲线图展示发电功率随风速变化趋势,工作人员可以清晰明确地掌握发电规律,及时作出调整,避免因为运维活动安排不当带来的发电量损失。
风机运行中的状态监测和故障判断是保障风电机组安全运行、获得长期稳定收益的重要因素。因此,除对主轴承、齿轮箱、发电机等机舱内设备进行在线监测外,还应对叶片、螺栓等重要部件进行监测。针对不同的应用场景和特征,对风机运行参数实时展示。包括叶片监测、螺栓监测、腐蚀监测、塔筒监测和海缆监测。实时显示、判断风机的运行状况,及时提示告警信息,方便用户第一时间作出应对决策。
通过多维度的数据监测,为智能风机的管理和控制提供准确有效的数据输入。右侧 2D 面板包含风机温度、电流以及机舱设备状态基本信息列表,实时监测风机的健康状态。
数字孪生 3D 可视化系统能实现风力发电机组、升压站、配电室的漫游巡检和远程监测。场景内设置了漫游动画、暂停动画、停止动画、初始视角四个按钮,针对不同的场景可进行第一人称视角漫游或者无人机视角漫游。
风力发电机因风量不稳定,且对电力系统运行的支撑能力不如其他发电领域,所以对风电基地设施的监测数据更需要具备时效性。将风电场的关键生产数据集中于界面的左右两侧,为管理人员提供直观的数据展示,及时掌控。
“源网荷储一体化及多能互补平台”以数据中台为体系,采用微服务架构,利用物联网、大数据、智能 AI 等技术,实现电源侧、负荷侧、储能侧的各类可控资源的数据接入、数据处理,实现数据资源透明感知、特性建模、性能评估和建模应用,为电力系统提供资源信息管理、评估类服务、生产类服务、资源可调控能力及交易能力评估和可调负荷应用服务夯实数据基础,并提供准确的评估手段。
用可视化、大数据、GIS 技术打破数据孤岛现象,挖掘数据背后的价值,帮助发现其中的规律和特征,打造可靠、可担当、可持续的未来新能源世界。共同实现“可持续,更美好”的零碳未来。
北极星太阳能光伏网 2011-9-7 9:41:38我要投稿
关键词: 太阳能光伏意大利
北极星太阳能光伏网讯:根据荷兰太阳能产业咨询公司SolarPlaza近日发布的一份报告,2010年,由于采取了各种合适的激励政策,意大利全国的太阳能装机量仅次于欧洲太阳能第一大国德国;而今年上半年,意大利的太阳能光伏" title="光伏新闻专题">光伏装机总量已经超过了德国的3倍。意大利跻身全球最大太阳能光伏市场的行列似已成定局。
产业发展迅速
就是在这样一个一路上升的太阳能大国,几年前,发展太阳能几乎还只是个“浪漫的概念”。
根据欧洲光伏工业协会和意大利国家电力局公布的统计数据,2008年,意大利太阳能光伏累计装机容量仅有711兆瓦。在欧洲几乎是人见人爱的太阳能产业,在意大利似乎并没有多少吸引力。然而,仅隔一年,到了2009年,意大利的太阳能产业高歌猛进,累计光伏装机容量超过了1142兆瓦;太阳能光伏发电量也随之从2008年的193吉瓦时猛增到673吉瓦时。另据SolarPlaza公司统计,截至2010年年底,意大利全国太阳能光伏装机总量达到约3.4吉瓦;而到了今年7月,这一数字又进一步上升到9吉瓦。这甚至已经完全打破了此前意大利制定的、到2020年实现光伏装机总量8吉瓦的太阳能发展目标。
相比周边邻国太阳能产业发展速度的减缓,意大利已经成为了欧洲最为炙手可热的太阳能市场,在饱受经济问题严重困扰的欧洲显得格外耀眼。但是,意大利政府并不满足于眼前的成绩,提出了太阳能发展的突破性目标,到2016年实现装机总量23吉瓦。上述成就使得远隔重洋的美国也对其刮目相看,派出了由电企主管组成的考察团,前来意大利“取经”。
“如今,可再生能源电力,特别是太阳能电力的数量正在增长。我们正在为发展寻找更为合理与系统的方法。”意大利公用事业巨头Enel公司可再生能源管理与能效部门负责人丹尼尔·阿戈斯蒂尼说。
政策助力成长
意大利太阳能产业迅猛发展,一方面受到了欧洲、乃至全球太阳能光伏发电市场发展的影响和促进;另一方面,得益于其自身在开发利用太阳能资源方面的先天优势;同时,也与其实施了一系列激励产业发展的政策密不可分。
意大利位于欧洲南部阳光充沛的亚平宁山脉和地中海地区,太阳能资源非常丰富,开发利用的潜力巨大;与欧洲中西部地区相比较,利用太阳能光伏发电的成本也相对较低。
另外,意大利是一个能源匮乏的国家,绝大部分能源依赖从国外进口。有数据显示,意大利本国石油和天然气的产量只能分别满足国内市场需求的4.5%和22%;而核能发电早在21年前就被全民公决否定了。因此,约85%的能源进口使得意大利的发电成本居高不下。能源危机的压力和低碳经济的需求,令意大利将目光投向以太阳能为代表的清洁能源领域。
2005年,意大利政府制定并公布了《能源鼓励基金》(ContoEnergia)计划,启动了全新的上网电价补贴政策。按照其设定的目标,到2006年底,意大利的光伏装机容量要达到50兆瓦。2007年,意大利政府对《能源鼓励基金》做了两次修订,不但调整了上网电价的补贴政策,取消了单个电站不能超过1兆瓦的规模上限,取消了每年85兆瓦的新增容量上限,还规定上网电价的补贴标准在2008年年底前不变。这次的修订使新版的《能源鼓励基金》比原来的更加完善,申请电价补贴的手续也更加简便。这一新的补贴政策带来了意大利光伏市场的真正起飞,使得意大利在2007年和2008年的光伏系统装机容量上出现了量的跨越,一举超过了300兆瓦。
今年6月,意大利又推出了《能源鼓励基金》的第四个修订版。其中增添了一些新的额外补贴,例如:位于堆填区和其他污染场所的光伏项目将给予5%的额外补贴;位于城镇人口在5000以下的小型电站将给予5%的额外补贴;用于替代石棉屋顶的安装项目将给予5欧分/千瓦时的补贴等。
在上述补贴政策强有力的拉动下,意大利不仅成为了仅次于德国的欧洲第二大太阳能光伏市场,同时还成为了全球最具活力、发展最快的太阳能光伏市场,吸引了全球许多大型太阳能企业的注意。据意大利社会研究与政策中心提供的数据显示,意大利太阳能光伏产业的总投资在2008年就已达到24亿欧元。
挑战不容忽视
不过,意大利太阳能产业短期内的大幅攀升,也并非一帆风顺,依然面临许多挑战。Enel公司可再生能源管理与能效部门负责人阿戈斯蒂尼就承认,如今的太阳能光伏发电已经是成几何级增长了,数量上如此巨大的变化,需要企业改变对运营管理模式。“一旦要开始鼓励装机达到23吉瓦,就意味着要有大量的成本投入,我们需要处理好这些费用问题。”他说。
除了企业,意大利政府也意识到,对一个增速过快的新兴产业也应实施严格的控制及管理。比如,在意大利南部的普利亚地区,地方当局就正为大型太阳能项目批准许可证而忙得不可开交。因为,此前为了简化程序,当地政府允许1兆瓦以下的小型项目可以在未获得地方当局明确许可之前开工,开发商只需简单说明项目意图,且如果在一定时间内没有反对意见就可开工。结果,许多相对大型的项目被人为拆分成了不到1兆瓦的小项目,纷纷开工。另外,产业快速膨胀还带来许多问题,如怎样确保质量、如何并网电力以及如何管理间歇性电力等。
对土地的利用和保护也成为关注的焦点。像意大利这样的国家,开放的地区较少,并且许多地区有重要的历史价值,开发起来格外引人担忧。“当《能源鼓励基金》第四版问世后,关于发展产业和保护环境的辩论久争不下。”阿戈斯蒂尼说。这场辩论的结果就是,意大利制定了更为宏伟的目标,但同时也规定了更为严格的审批程序。
另外,意大利的太阳能发电也面临着并网和配电的问题。参与美国南加州爱迪生太阳能光伏计划的罗素·哈丁是美国赴意大利考察团的成员,他指出,意大利在用太阳能为那些最为敏感的历史遗迹供电方面的能力毋庸置疑,他们甚至已经可以用小型屋顶太阳能装置为梵蒂冈城供电。但是,“他们仍需研究并网和配电的问题,”哈丁说,“电网究竟能接收多少电量,如何整合光伏技术、特别是变频技术到整体运行的系统中等一系列问题,都还没有确切的解决办法。”
Enel公司的阿戈斯蒂尼也承认,在太阳能电力并网方面,还有许多工作要做。“这是一个关键性的挑战。”阿戈斯蒂尼说,“一个项目可以在6个月内完成安装。但大多数网络的建设则需要5到6年,甚至更长的时间,还需要提高输电线路的输电能力。因为在意大利,大部分电力生产在南部,但需求却在北部。需要有系统的方法来解决这个问题。”
不过,国际太阳能电力协会市场情报副总裁鲍勃·吉布森却表示,发展一个产业,除了技术,态度也很重要。他称赞意大利发展太阳能产业的态度:“像Enel公司这样的意大利电力企业,在太阳能快速增长的过程中,能够积极地面对问题,解决问题。这也很重要。”
编后
据国际能源署(IEA)预计,未来50年内,太阳能将成为全球电力能源的主要来源,国际能源署分析师CedricPhilibert甚至表示,太阳能光伏发电站将在2060年满足全球主要用电需求。由此可见太阳能发电未来对人类的重要性。
诚然,如今,诸如太阳能、风能等清洁能源的广泛应用不仅解决了全球很大一部分能源供给问题,同时对于减少温室气体排放也是大有裨益。然而,大力发展这些清洁能源产业的同时,遇到的问题、面临的挑战也是多种多样的。意大利太阳能产业快速发展中的经验教训,无疑是全球其他正在发展这一产业的国家很好的借鉴。
欧盟各国能源安全战略体系的重要战略是立足国内,开发国内能源新源勘探、开发新能源/可再生能源,实行能源多元化的战略。所谓能源多元化,至少包括新能源的开发(比如氢能能)、可再生能源的开发(生物质能、水能等)、推动天然气为主的能源结构。多元化的核心就是“发展替代能源”,这是能源安全战略的一个重要方面,国际上的发展比较快,比如欧盟的氢能路线图等。
欧盟开发替代能源,实现能源种类多样化。欧盟对内能源战略的另一个主要内容是使能源种类多样化。在过去的几年中,欧盟全面审核了能源政策,制定了面向未来的战略规划。这些远景规划的主要方向是节能和开发替代能源,目标是:①到2010年将欧盟的能源消费从占世界总量的14—15%降低到12%。②把开发新能源作为政治上的优先目标。③到2030年将能源对外依存保持在70%。④可再生能源的使用达到12%。 ⑤达到《京都议定书》规定的标准。为了这些总体目标,欧盟还设立了具体的目标,例如:①整合内部市场。②审议能源税、能源节约和能源多样化计划。③推广新技术。④启动节约能源的计划。⑤发展使用清洁燃料的车辆。⑥复兴铁路交通、改善公路交通、提倡清洁的城市交通,实行污染赔偿原则等等。
欧盟也在由依赖外援逐步向独立自主方向发展,不断摆脱对外部能源的供应。欧盟强调开发自己的能源,主要是指多样化的能源。为了不受制于人,确保完全的行动自主,欧盟提出要提高能源效率,扩大核能利用规模,加强可再生能源的研发、应用和推广,大力发展低碳经济。目前,核能提供欧盟1/3强的电力。核能不仅供应稳定,而且价格稳定,特别是不排放CO2,问题在于要解决其安全性能和公众的接受程度。
目前,欧盟的电力生产已经达到了能源多样化的目标,欧盟在交通领域里也实现类似的能源多样化。欧盟有足够的技术能力开发生物燃料,热核燃料,以及氢燃料,但是这些开发都有一定的局限。
在欧盟国家,核电已有几十年的发展历史,核电已成为一种成熟的能源。核电是法国的动力之源。20世纪七八十年代的石油危机,促使化石能源匮乏的法国选择了发展核电的道路。法国目前拥有59座核反应堆,总装机容量超过63Gwe,每年提供4000亿千瓦时以上的电力。现在,法国80%的能源来自核能,15%来自水电,5%的调峰用电来自煤和石油。这得益于长期坚持的推进能源自主政策。法国还是世界上最大的电力净出口国,每年因此获得约26亿欧元的收入。为了发展核能,2002年10月10日欧洲法院颁布了一项条例,确认欧盟委员会对核安全负责。欧盟的扩大意味着将另外19个苏联设计的反应堆纳入欧共体。其中有些需要提前关闭。欧洲理事会决定拨款4.8亿欧元,用于欧洲原子框架计划(Euratom framework programme) (2002—06),并且考察如何更好地保障欧盟内部核能的高度安全,以及核裂变、核废料处理等技术性问题。
为了在技术上落实能源多样化战略,欧盟还于2003年启动了“欧洲智能能源”(EIE)项目,支持欧盟各项能源政策的落实,例如:在建筑和工业领域里提高能源的使用效率,促进新的可再生能源与当地环境和能源系统的整合,支持交通能源的多样化,如促进生物燃油的使用,以及支持发展中国家再生能源的开发和能源效率的提高,等等。
发展可再生能源和低碳能源战略
发展再生能源是欧盟能源政策的一个中心目标。可再生能源包括水能、风能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能等,资源潜力大,环境污染低,可永续利用,是有利于人与自然和谐发展的重要能源。同时,从中长期来看,再生能源在经济上的竞争力可能不亚于传统能源。再生能源可以减少CO2的排放量,增加能源供应的可持续性,改善能源供应的安全状况,减少欧共体日益增长的对进口能源的依存度。
上世纪70 年代以来,可持续发展思想逐步成为国际社会共识,可再生能源开发利用受到欧盟各国高度重视,欧盟许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分,提出了明确的可再生能源发展目标,制定了鼓励可再生能源发展的法律和优惠政策,可再生能源得到迅速发展,成为各类能源中增长最快的领域。一些可再生能源技术的市场应用和产业,如光伏发电、风电等在近10 年的年增长速度都在20%以上,可再生能源发展已成为欧盟能源领域的热点。
各国可再生能源发展目标:
欧盟各国在推动可再生能源产业化的进程中,都强调了政府在可再生能源发展中的责任。通常是政府科技投入先行,随后进行市场开拓,以此来推动产业化进程。许多国家相继制定了阶段性的可再生能源的具体发展目标。1995年,欧盟发表了《能源政策绿皮书》,以此为基础,1997年通过欧洲议会白皮书——《未来能源:可再生能源》,确定了欧盟在能源结构中增加可再生能源比例的行动纲领,提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源电力装机容量在电力总装机容量中的比例也将从1997年的14%提高到2010年的22%,其中主要是生物质能发电和风力发电。根据 1997年欧盟制定的《可再生能源白皮书》,2010年欧盟可再生能源的发展目标是占整个能源的比重达到12%,比1998年的6%翻一番。
各个成员国也出台了各自的发展目标。德国和英国承诺,到2010年和2020年可再生能源发电量的比例将分别达到10%和20%。按照德国新的《可再生能源法》规定,到2020年把风能、生物质能、水能和太阳能的发电量提高10%,使其占德国总发电量的20%。
2006年2月初,英国一家专业公司向英国政府提供了一份有关能源安全的“2020远景计划”,提出英国应该在北海的油气枯竭之前,充分重视可再生能源的替代作用。21世纪以来,英国以“低碳经济”为目标,拟定了新能源战略。2003年其以《英国政府未来的能源——创建低碳经济体》发布的白皮书,宣布了英国未来半个世纪的能源战略:到2050年使英国转变为低碳经济型国家。为实现这一长远目标,英国将致力于研发、应用并输出先进技术,创造更多商业机会和就业机会,并在欧洲乃至全球能源科技和能源市场的稳定、可持续、有益环保中,发挥主导作用。
西班牙表示,2010年其可再生能源发电的比例将超过29%。北欧部分国家提出了以风力发电和生物质发电逐步替代核电的目标。
欧盟议会、欧盟委员会、欧盟理事会及欧盟首脑会议围绕能源供给、内部能源一体化市场的构建、国际能源市场的协调、加强节能技术、推动可再生能源的研发和推广以及实现减排目标等进行了不懈努力。
2006年通过了《欧盟未来三年能源政策行动计划》(2007至2009年),采取综合措施以确保欧盟中长期能源供应;2007年决定继续执行欧盟《第五个课持续发展规划》,制定二氧化碳排放税收制,设定减排目标,提高可再生能源在能源消费中的比重等;2007年欧盟确立《能源与运输发展战略》,在交通运输领域提高能效,支持替代能源和可再生能源的研究,鼓励广泛的节能与减排研究;2009年4月,出台了《气候行动和可再生能源一揽子计划》,将减排目标和可再生能源发展紧密结合,提出了更宏伟的目标和更具体的实施方案。
欧盟的能源环保政策上有欧盟跨国政策的鼎力推动、有各成员国政府的积极领导以及能源管理机构牵头,下有基础设施部门、能源企业和市民的广泛热情参与。一路走来,欧盟的能源环保政策紧密结合,日趋成熟。
欧盟在新能源领域的大手笔:欧盟不仅是能源消耗重地,也是能源进口大国。为确保稳定可靠的能源供应,欧盟一方面要开展紧密的能源合作,加强与能源出口国家和地区的战略合作伙伴关系,如俄罗斯、中亚、里海与黑海等,同时也要加强与能源组织的合作,如与欧佩克、经合组织及大型跨国能源集团等的合作。
《欧盟未来三年能源政策行动计划》:
2006年通过的《欧盟未来三年能源政策行动计划》(2007年至2009年)提出要提高能源效率,以达到欧盟至2020年减少能源消耗20%的目标,要求各成员国要明确节约能源的“责任目标”,依照各国的经济与能源政策特点,确定主要的节能领域以便迅速采取落实措施。如对民众家庭、公共场所、政府机构、旅游饭店及商业建筑、城市灯光景观和道路照明等电力消耗领域,鼓励尽快更换节能灯与节能器材。照此速度发展,仅2007年至2009年三年欧盟就可节省10%至20%的电力消耗。欧盟还进一步扩大对核能的利用与开发,增加安全性保障、减少核废料污染等技术研究的资金与人力投入。
《计划》还要求加大对研究新能源技术与开发绿色能源的力度,大力推动新型能源与绿色能源的使用工作,规定在2007年至2009年这3年要达到10%的可再生能源与自然能源的使用目标,并根据不同国家进行目标分解。从《计划》的执行情况看,目前在欧盟成员国内已经有上百家研究机构和企业重点从事绿色能源和可再生能源的研究与开发工作。风能、太阳能、地热等自然能源的使用已经由工业、农业向商业和民用领域普及,并逐渐进入到民众的日常生活中。有专家称,目前欧盟在通过植物分解以生产再生能源方面的技术已经日渐成熟,欧盟正在降低成本与技术推广方面采取更加积极的鼓励政策,通过给使用绿色能源与节能设备的用户以资金补偿或奖励来进行新技术的推广普及,相关措施已在大部分成员国开始实行。
欧盟促进可再生能源发展的主要政策措施:
欧盟指导可再生能源发展的政策文件,主要有4种类型:《能源政策白皮书》(其中有可再生能源发展方面的论述);《可再生能源白皮书》及其《行动计划》;《能源供应绿皮书》(在出版白皮书之前,先出版绿皮书;在某种程度上绿皮书是征询各成员国意见的文件);欧盟指令。欧盟指令是指导各成员国立法的具有法律约束力的文件,其对促进可再生能源发展的规定比较具体。涉及到可再生能源发展的欧盟指令有:2001/77/EC指令(关于可再生能源),2003/30 /EC指令(关于生物柴油),2003/96/EC指令(关于能源税收),2003/54/EC指令(关于电力市场自由化)等。欧盟可再生能源的发展,是政府政策和市场机制相互配合的结果。
2003年5月,经过艰难的谈判,欧盟通过了一项促进在交通领域使用生物燃油的指令。按照这项指令,到2005年底,欧盟境内生物燃油的使用应当达到燃油市场的2%,到2010年底达到5.75 %。到2020年,用于交通的燃料要有20%是新型燃料。
欧盟决策者认识到,再生能源的开发和使用问题不在于技术,而在于强大的政治支持,没有政治支持,就会因为费用问题而被搁置。政治支持不是口号,还包括提供土地,把传统能源作为备用(因为再生能源可能会间断),容忍比传统能源高得多的价格,以及投资未来、鼓励创新、监督共同措施的执行等管理措施,需要政府和企业配合,干预市场行为,甚至干预社会生活。非如此,难以实现欧盟能源供应安全的长远目标。
强调发展绿色能源与节能技术并举是欧盟能源可持续发展战略的组成部分。欧盟要领导新的全球技术革命。打开欧盟光辉卓越的能源环保历史成绩单,我们不难得出结论:欧盟无论是在能源环保战略还是具体的实施细则、法律法规上,都可以说是遥遥领先,基础雄厚,实力不容小觑。欧洲有很多的煤,而且很便宜,问题在于怎样通过技术革命,用经济实惠的方法使它变得更加清洁。研发能源清洁技术,如对传统的煤、薪柴等的洁净化处理,提高了能源利用效率;努力研发新能源技术,加速生物能、氢能、太阳能、风能等技术的转让、试验与应用;同时,在当前经济危机的狂风暴雨中,以及世界各国愈演愈烈的能源大战的形势下,欧盟在能源和环保领域的这两项大计划可谓是雄心万丈、面面俱到,相比奥巴马的能源新政也更全面系统、具有可操作性,难怪欧盟声称“要引领一场新的全球技术革命”。