美国加州大停电,是可再生能源发电惹的祸?
8月中旬,美国加州经历了19年来首次滚动停电。加州独立系统运营商发出警告, 由于电网吃紧,需要采取分区滚动式停电模式来防止电网崩溃。 消息一出,引发关注。正值美国大选之际,这一话题瞬间被政治化。据媒体报道,停电事件中,超过100万人失去了电力供应。
目前的初步原因汇总显示:停电是多种概率事件同时发生造成的,其中包括天然气机组的宕机;高温天气跨区联络线过热限流,部分老化线路容量不足;风电场宕机等等。系统调度与监管机构对于系统是否购置了足够充足的备用仍旧存在认定上的争论。
上一次加州下令滚动停电是在2001年能源危机期间。 从1月到5月,发生多次停电,其中一次影响150多万客户,其原因是能源短缺和能源批发商操纵市场合力发挥作用的结果。
加州州长纽森(Gavin Newsom)强调,加州电力短缺是“不可接受的”。他将电力短缺归因于加州从污染性的天然气过渡到太阳能、风力发电等“清洁”能源的结果,因为太阳下山之后或无风时,无法发电。他承诺释出更多能源,也将对电力短缺进行全面调查。纽森表示, 由于过去几天创纪录的高温,用电需求大增, 曝露 出可再生能源的不足。
光伏发电出力特性会给电网安全稳定运行造成巨大影响。截至2019年年底,美国加州光伏发电的装机容量为2740万千瓦,占美国光伏发电总装机容量比例约36%,居全美第一。光伏发电量通常情况下占加州总发电量的比例约为20%。
在高比例光伏发电接入的情况下,加州净负荷曲线为“鸭型”曲线,即负荷曲线在中午前后到达低点,在15时之后开始上升,负荷曲线峰谷差大,这为加州电力调度带来困难。
为此, 加州一直非常重视需求响应发展,通过相关激励手段调动负荷侧灵活资源积极性,以解决电力供需矛盾。 然而,此次罕见热浪袭击加州,加之疫情影响,居民大多居家,空调负荷等温度调节负荷激增,大大激化了原有的电力供需矛盾。
本次加州轮流停电事件一方面说明, 光伏发电、风电等电源出力具有波动性、反调峰性,对电网安全稳定运行造成的威胁不可忽视 。高比例新能源发电接入的情形下,亟须开展电力电子化电力系统稳定性基础分析、电力电子化电源的宽频带振荡特性等基础理论研究,完善电力系统稳定计算标准体系,突破海量超电磁暂态仿真技术瓶颈,提高电网仿真分析能力,支撑深度认知电网特性。
另一方面,本次加州轮流停电事件中,高比例光伏发电接入、罕见高温、疫情居家等多因素交织,充分表明在电网安全运行中,考虑单一因素具有一定的局限性,多种情景叠加则进一步考验电网供电能力。 电网企业需在规划、运行、营销乃至应急等环节充分考虑综合因素,确保供电可靠。
随着分布式电源、储能系统、新能源 汽车 等领域相关技术不断发展, 负荷侧灵活资源有着极大的开发利用空间 。我国经过多年摸索,在负荷侧灵活资源利用上取得了显著成效。据相关研究,我国负荷侧灵活资源超过2亿千瓦,通过相关政策、机制挖掘这些资源价值,意义重大。
电力服务具有普惠特点,涉及民生问题。本次加州轮流停电事件中,电力供需紧张在电力及上游能源市场上造成了一系列连锁影响。 电价快速上涨加重了防疫期间居民、企业的经济负担,对经济 社会 发展造成巨大影响。
反观国内,在防控新冠肺炎疫情期间,电网企业主动担当,坚决执行国家降低电价政策,有力支撑“六稳”“六保”目标实现,充分体现出我国的制度优势。可见,我国电网 健康 发展需要坚持制度自信,发挥“六个力量”,为经济 社会 发展和民生改善提供有力保障。
要说过去几个月,话题度比较高的应该是全球范围内的能源危机和能源转型大趋势,从大国抛售原油库存到全球新能源的大力发展,新能源 汽车 的火爆,都离不开一个词能源。
那刚刚过去的2021年全球各国能源消费量和能源形势如何呢,一起看看吧。
7月4日,英国石油公司发布了《bp世界能源统计年鉴2022》,报告对全球能源生产、消费做了系统的回顾。
《bp年鉴》中显示, 2021年全球一次能源需求同比增长31EJ,增长5.8%,已经超过2019年的水平,创 历史 最大涨幅 。其中占比最高的依然是石油、天然气和煤炭,其中让人眼前一亮的是可再生能源中 风能、太阳能增长幅度成为所有能源中最高的,达到15% 。
全球能源转型的步伐逐步加快, 可再生能源在一次能源消费中的占比逐步加大 。
01
非化石能源加速发展
首先来看一下可再生能源,近几年可再生能源的发展犹如坐上了高速列车一般,发展速度迅猛。
可再生能源中占比最大的是风能和太阳能,占可再生能源的79.1% 。近年来,得益于全球光伏项目和风力发电项目的持续推进,太阳能和风能发电量持续增长。去年一年 太阳能发电量涨幅为19% ,其中太阳能利用最多的是中国,美国和德国。 风能发电量去年一年增长15.8% ,风能利用最多的是中国,其次是美国。
在可再生能源消费国中,中国是最多的,其次是美国。其中可再生能源涨幅最大的国家是中国,其次是澳大利亚和土耳其。
接下来看一下核能和水利发电。全球核能的利用达到了25.31EJ,增幅为3.8%,依然低于2019年水平。相比于其他新能源不断增加的趋势, 水力发电不增反降1.4% 。
02
化石能源占主体
在《bp年鉴》中显示 石油占全球能源一次消费的30.95% ,依然是能源消费中比重最大的一部分,与2020年相比变化不大。
石油价格一直以来是能源行业关心的话题,此次《bp年鉴》显示2020年布伦特原油全年平均价格41.84$/桶,而2021年全年平均价格为70.91$/桶, 价格增长了69.47% 。
其中,天然气在一次能源消费中占24.42%,增长幅度为5.3%;煤炭占比26.9%,增长幅度为6%。
水力发电和可再生能源在全球一次能源消费中占比达到了13.47%,基本与2020年13.45%持平,其中水利发电不增反降,可再生能源增幅拉齐了这一比率。
数据显示, 化石能源(石油、天然气和煤炭)依然是主要能源 ,占比高达82%,这个数据与2019年相比下降了只有1个百分点。
过去一年, 全球石油产量每天增加138万桶,总体产量增长了1.5% 。在主要产油国中增幅最大的是加拿大和伊朗,并且巴西、伊拉克和沙特阿拉伯产量略有下降。
接下来,一起来看一下主要产油国的产量状况。美国年产石油7.11亿吨,成为原油产量最多的国家,这得益于油价上涨之后,美国重新开启部分因为疫情停产的页岩油的开采。其次是俄罗斯和沙特阿拉伯,产量分别为5.36亿吨和5.16亿吨,这三个国家的石油产量总量占了全世界石油产量42.21亿吨的41.75%。
03
能源格局继续变化
去年,全球各国一次能源消耗量的对比显示, 中国成为全球能源消耗最大的国家 (10 EJ),其次是美国。同时,年鉴中还列出了全球石油天然气贸易量,显示中国成为全球进口原油、天然气最多的国家。疫情和国际能源局势动荡之下, 中国成了全球最大经济体 。
这也不难解释,自疫情以来中国实行强有力的管控措施,经济的持续增长拉动了能源需求增长。
总体来看, 全球能源需求正在增长,渐渐从疫情中好转过来 。
2022年以来,能源安全的矛盾日渐突出,人类正面临近50年来最大的挑战和不确定性。
由于长期以来石油行业投资不足造成的全球石油供应短缺,及疫情和地缘政治因素等造成能源市场动荡,原油价格暴涨,更进一步凸显了能源安全的重要性,由此引起的人类关于能源“安全性”“经济性”和“低碳化”的思考。
与此同时,各国都在寻求稳定能源供应的方法,大国也在寻求共同商讨石油增产的可能,都在为能源稳定供应努力。
目前,全球都在寻求能源净碳化,期望实现零碳排放, 可再生能源项目的不断推进就显得越来越重要 。
当前我国经济发展的复杂性、严峻性、不确定性上升,内外部风险挑战增多。这将如何影响全年经济走势?本次国常会根据当前经济形势做出了一些具体部署安排。
国务院发展研究中心宏观经济研究部研究员张立群表示,总体来看,国常会部署安排的核心是针对短期因素冲击,从多个方面采取更加积极有效的应对措施,使就业和基本民生获得有效保障。
稳市场主体为就业兜底
国常会指出,财政、货币政策要以就业优先为导向,退减税、缓缴社保费、降低融资成本等措施,都着力指向稳市场主体稳岗位稳就业,以保基本民生、稳增长、促消费。
“针对当前短期因素冲击和新的下行压力,财政、货币政策要在扩大内需等方面发挥更显著的作用。”张立群表示,财政政策与货币政策聚焦于支持困难行业、群体系统发力,不仅能够帮助超1.5亿个市场主体提高抗风险能力,还有利于稳住宏观经济大盘,从增加需求和保持供应链稳定等多个方面,全面改善市场主体生存和发展条件,使就业获得兜底性保障。
实际上,我国减税降费等政策正在发力。国家税务总局数据显示,一季度全国新增减税降费1980亿元。今年前4个月共有9248亿元退税款退到纳税人账户上,助企纾困的政策效应已经开始显现。
国常会要求,对当前有困难的企业和职工,给予住房公积金政策支持。今年底前企业申请即可缓缴,职工正常提取公积金和申请公积金贷款不受影响,预计减缓企业负担900多亿元。
“国常会想企业之所想、急企业之所急,尽量为市场主体解决短期困难提供帮扶。”张立群表示,受疫情等因素影响,很多企业目前经营困难突出,国常会针对企业遇到的困难,及时做出有针对性的应急部署,十分有助于市场主体的稳定。
稳物价为基本民生做保障
国常会指出,确保物价稳定。我国基本民生需求品供应是充裕的,但不可掉以轻心。要抓实粮食生产,确保粮食产量和供应稳定,夯实稳物价基础。
“经过多年的努力,我国稳物价的供给基础是比较可靠的。”张立群表示,短期内,由于各种因素叠加,对于一些生活消费品供给冲击较为明显,但是基于我国强大的生产供给能力特别是粮食和能源的保障能力,物价平稳运行的总趋势不会改变。
国家统计局发布的数据显示,4月份,全国居民消费价格指数(CPI)同比上涨2.1%。扣除食品和能源价格的核心CPI稳中有降,同比上涨0.9%,涨幅比上月回落0.2个百分点;全国工业生产者出厂价格(PPI)同比上涨8.0%,涨幅比上月回落0.3个百分点。保供稳价政策效果继续显现,调查的40个工业行业大类中,价格涨幅回落的有22个,比上月增加1个。
国常会要求,在做好疫情防控同时进一步畅通物流特别是重点地区物流,维护产业链供应链稳定。
张立群认为,在散发疫情冲击之下,我国局部地区出现了生产、物流受阻的情况,这对相关市场供给形成一定压力。所以,在疫情防控中,如何确保生活消费品充足供给,是现在各级政府要着力做细做好的重要工作。
稳能源供应避免“拉闸限电”
国常会要求,确保能源正常供应;要优化政策、强化协调,安全有序释放先进煤炭产能。决不允许出现拉闸限电。
“今年大概率将不再发生拉闸限电的情况。”对外经济贸易大学国际经济贸易学院能源与低碳经济学系副系主任董康银认为,当前我国能源供应总体稳定,这是保障不再发生“拉闸限电”的关键,并且吸取去年“拉闸限电”教训,各地政府提前布局、谋划和出台有序用电方案,能够有效避免此类现象在今年再次发生。
人民网“强观察”栏目梳理发现,国常会近期多次提及能源问题。4月20日的国常会指出,要立足我国国情,应对外部环境新挑战,抓住重点,强化能源保供,未雨绸缪推进条件成熟、发展需要的能源项目开工建设,促进能源结构持续优化。
“作为能源消费大国,能源供给安全事关经济发展全局。”董康银表示,国常会多次提及稳能源供给,主要是因为在全球能源供应格局显著变化,不确定因素增多的当下,我国海外能源进口安全与保障面临挑战。同时,大宗能源商品国际价格持续高位震荡,国内面临输入型通胀压力,稳能源供给也是稳国内物价的重要举措之一。
国常会指出,在前期向中央发电企业拨付可再生能源补贴500亿元、通过国有资本经营预算注资200亿元基础上,再拨付500亿元补贴资金、注资100亿元,支持煤电企业纾困和多发电。
“本次补贴力度非常大。”董康银表示,本次补贴不仅能解决部分发电企业的现实困难,还能够有力提升可再生能源补贴预期,强化市场预期和市场信心,加速中央发电企业对新能源的开发利用,推动我国能源转型和“双碳”目标。
根据国际能源署(IEA)今天发布的一份新报告《2020年可再生能源》,分析和预测到2025年,全球的风能和太阳能产能将在未来5年内翻一番,并激增到天然气和煤炭之上。
尽管出现了疫情,但用于发电的绿色能源在2020年将增长近7%,是过去六年来增长最快的。相比之下,这场疫情加速了老旧化石燃料基础设施的关闭。
国际能源署周二发布的报告称?2020年新的发电量中近90%将是可再生能源,只有10%由天然气和煤炭提供动力。这一趋势使绿色电力有望在2025年成为最大的电力来源,取代过去50年占主导地位的煤炭。
在中国和美国的推动下,今年全球新增加的可再生能源发电能力将增加到近200GW的创纪录水平。印度和欧盟将成为明年全球可再生能源新增容量创纪录地扩大近10%的推动力,这是自2015年以来最快的增长速度。IEA最近将太阳能描述为历史上最便宜的电力来源。
2020年全球能源需求将因COVID-19而下降5%,电力需求下降2%。
IEA执行董事Fatih Birol博士说,可再生动力不畏大范围疫情带来的困难,在其他燃料举步维艰的时候,表现出强劲的增长。
投资者持续的强烈兴趣清楚地反映了该行业的弹性和积极的前景——随着今明两年新增发电量不断刷新纪录,未来的前景更加光明。
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一、能源供需原因。
受疫情影响,2020年全球能源需求曾出现一轮下降,部分能源生产企业也因疫情停工停产,但随着各国货币宽松政策和财政扩张政策快速落地,需求端呈现快速恢复的态势。
二、货币政策原因。
以美国为首的发达国家为了应对疫情对经济的冲击,采取了无限量货币宽松政策,到21年10月初,美联储资产负债表已经接近8。5万亿美元,相对于疫前的4万亿美元已经翻倍。其结果是一方面居民的实际购买力快速提升,需求端快速恢复。
三、碳减排方面的原因。
当下碳减排已逐渐成为全球共识,多个国家的能源结构已经向“风光水”等可再生能源领域倾斜。比如德国,早在2017年时,可再生能源发电占比就达到37%,到了2020年,这一比例已提升至46%。碳减排的整体方向固然没有问题,但可再生能源发电稳定性出现了问题。
解决
尽管存在诸多不确定性,从长远来看,要破解能源危局,可再生能源替代石油等基础能源是必然趋势。
即一方面短期需要注意传统能源和可再生能源过渡期的电力供应保障工作。
另一方面则需要加大储能行业发展速度,通过储能行业发展弥补可再生能源等新能源发电不稳定等先天缺陷,如加大抽水蓄能电站建设。
新冠疫情大流行给全球 社会 经济发展及生产生活带了诸多不确定性,而气候变化危机和环境问题仍在继续,因此我们比以往任何时候都更需要一个可持续发展的未来。近期,DNV GL发布了一份新报告,总结了加快能源转型所需的战略和政策,包括政府增加政策支持以及一揽子经济刺激计划、扶持新兴技术投资、再培训和更注重跨部门伙伴关系,以更快地转向清洁能源。
第一,呼吁为开发和部署新技术提供更大的支持 。双面太阳能组件、更大的风力涡轮机、浮动太阳能和浮动风能等新兴技术将在未来五年中扮演越来越重要的角色;为了适应可再生能源的增长,电网将需要具备更快地集成数字化新技术的能力。通过支持开发和部署用于清洁电力生产和分配的数字新技术,加快向绿色低碳方案的转变。
第二,敦促各国政府增加对气候的承诺,并迅速采取行动以引入政策和监管框架 。尽管可再生能源技术越来越不依赖政府的支持,但脱碳项目仍面临着与政策制定和实施缓慢相关的过渡风险。没有更高程度的政府及部门凝聚力,政策的不确定性和拖延将持续下去。
第三,集中于后疫情时代投资,以加速能源转型 。新冠疫情带来的风险是长期的,经济不确定性将会削弱气候倡议,但同时也提供了将大量经济刺激方案集中于长期可持续解决方案的机会。世界各国政府都必须致力于疫情后的经济刺激计划,以推动采用低碳或零碳解决方案。后两个是找到促进部门内部相互合作的方法,并鼓励技能型劳动力加入到快速发展的能源行业。
前不久,中国宣布“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”;英国首相约翰逊发起了绿色工业革命和欧洲联盟揭幕计划的“十点计划”,旨在推动英国在2050年之前消除导致气候变化的因素;此外,奥地利、加拿大、美国加利福尼亚、法国、欧盟等全球数十个国家和地区提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标,以实现疫情后经济的“韧性绿色”复苏。
各国对气候积极政策的承诺使大家感到鼓舞,但这只是推进 社会 脱碳所需的必要行动的一部分。虽然许多国家已经制定了能源计划战略,但根据DNV GL的预测这还远远不够。DNV GL表示,需要采取更多行动才能拉近与《巴黎协定》的距离。例如,需要跨行业的支持来促进投资、技术和技能的转变,以达到实现气候目标所需的速度。
可再生能源、电网和能源效率,是加速能源转型至关重要的三个领域 。在最近发布的《能源过渡展望》中,DNV GL预测,到21世纪中叶,全球电力需求的62%将来自太阳能和风能,而太阳能和风能的装机容量为17000GW。尽管当前各国政府都在大力发展可再生能源,但预计增长的可再生能源还远远不足以实现《巴黎协定》的气候目标。
有关专家指出,在“两新一重”项目加速落地阶段,一些高能耗的重点工业、基础设施(5G、数据中心)及建筑等行业,最有希望的途径是提高能源效率,加快电气化发展步伐,使用氢气作为原料或燃料以获得零碳电力,使用生物质作为原料或燃料,碳捕获与封存或使用。无碳方案的最佳组合因装置而异,即使在同一行业内也是如此,因为当地因素决定哪些是最实用或最经济的。
电网数字化转型已成大势所趋,未来10年内能源电力部门需要积极进行数字化转型,并招募或培养数字化人才,以使其员工能够跟上能源转型的步伐。这些员工需要具备敏捷娴熟的多样化数字技术能力,以能够适应并及时了解变化。实现数字转型的技术是可行可用的,但这些技术只有会使用、能够使用的员工才能发挥其最大效应;在企业层面,企业需要在实践技能培训上进行投资,同时要转变思维方式,以确保其员工在技术实施的基础上增加有价值的专业技能。
应对气候危机已刻不容缓,加速脱碳的进程需要多种解决方案的组合,以建立一条可持续的、以人为本的新道路。作为支撑 社会 经济发展的能源电力行业,需要政府、电网企业、电力运营企业等的齐心协力,加速能源清洁低碳转型,以确保更快地过渡发展。
全世界都在发展可再生资源的原因是:
首先,资源不是取之不尽,用之不竭的,我们目前依赖的很多能源,根据科学家的估算,只能再使用不到一百年,有些甚至几十年后即将耗尽!
其次,可再生能源采取了资源的循环利用,对于环境的破坏要比传统能源减少很多,有利于维护自然环境和人类的和谐发展。
最后,可再生能源要从研发到全面推广还需一段时间,当普罗大众都可以使用可再生资源时,价格也会下降很多,性价比高的能源会是大众的首选。