可再生能源中长期发展规划的发展状况
随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快可再生能源的发展。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源技术。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,近期光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,并以常规能源为补充手段,实现全天候供热,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步向太阳能供暖和制冷的方向发展。
总体来看,最近20多年来,大多数可再生能源技术快速发展,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010-2020年间,大多数可再生能源技术可具有市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导能源。 多年来,世界各国为了促进可持续发展,应对全球气候变化,积极推动可再生能源发展,已积累了丰富的经验,主要是:
1、目标引导
为了促进可再生能源发展,许多国家制定了相应的发展战略和规划,明确了可再生能源发展目标。1997年,欧盟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%,可再生能源发电量占总发电量的比例从1997年的14%提高到2010年的22%。2007年初,欧盟又提出了新的发展目标,要求到2020年,可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%。美国、日本、澳大利亚、印度、巴西等国也制定了明确的可再生能源发展目标,引导可再生能源的发展。
2、政策激励
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量,英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策,美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
3、产业扶持
为了促进可再生能源技术进步和产业化发展,许多国家十分重视可再生能源人才培养、研究开发、产业体系建设,建立了专门的研发机构,支持开展可再生能源科学研究、技术开发和产业服务等工作。发达国家不仅支持可再生能源技术研究和开发活动,而且特别重视新技术的试验、示范和推广,经过多年的发展,产业体系已经形成,有力地支持了可再生能源的发展。
4、资金支持
为了加快可再生能源的发展,许多国家为可再生能源发展提供了强有力的资金支持,对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。美国2005年的能源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。德国对用户安装太阳能热水器提供40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可再生能源市场,引导社会资金投向可再生能源,有力地推动了可再生能源的规模化发展。
麻省理工学院的一项新研究显示,如果美国中西部和五大湖地区的10个州继续坚持目前的可再生能源标准,将在2030年获得47亿美元的健康效益。麻省理工学院能源与环境政策研究中心的高级研究员兼研究主要作者Emil Dimanchev告诉The Verge,“这项研究表明,可再生能源本身就能通过健康益处令其受益。”
目前已有许多关于与气候变化相关的潜在成本的研究 - 从保护沿海建筑到在更频繁和强烈的风暴之后的重建等。但这项于8月12日发表在《环境研究快报》上的研究分析了美国各州利用更多可再生能源带来的健康效益和财政激励措施。
为什么会有这么大的回报?除了导致地球变暖的的温室气体之外,非清洁能源也会影响空气质量。科学家量化的健康益处是限制接触来自发电厂的细颗粒物质的结果。并且有大量证据表明颗粒物或烟灰如何对呼吸和心血管健康产生不利影响。研究人员将研究重点放在宾夕法尼亚州、俄亥俄州、威斯康星州、密歇根州、伊利诺伊州、印第安纳州、西弗吉尼亚州、新泽西州、马里兰州和特拉华州的原因之一是因为该地区的空气质量往往较差,这主要是这些地区更加依赖于煤炭等传统能源。2016年,煤炭发电占铁锈地带(Rust Belt)电力构成的42%。
但如果这些州转向更多可再生能源,空气质量将会提高。这可能也会减少生活在那里的人们患肺癌,心脏病和中风的风险。研究人员说,如果目前的标准被采用,还可以减少与那些健康的影响,这预计将在2030年获得47亿美元的健康效益。一些医学研究人员称之为采取行动应对气候变化的协同效应。
为了达到47亿美元的数字,研究人员专注于各州目前的可再生能源组合标准,这些政策要求公用事业公司从可再生能源中产生一定比例的电力。这些州的平均目标现在设定为13%。但如果该地区的州将其可再生能源发电的比例提高到19.5%,那么2030年的健康效益将达到135亿美元,而成本将达到58亿美元。
麻省理工学院的团队战略性地利用当地的措施,即使特朗普政府取消了对燃煤电厂行业的严格监管也可以采取措施。特朗普政府正面临22个州和7个地方政府提出的大规模诉讼,质疑他的“负担得起的清洁能源法案”,这将削弱煤电厂的排放标准。
Dimanchev在六月份对俄亥俄州参议院的研究报告进行了分析,因为它在讨论是否推迟其可再生能源组合标准。从2030年开始,完全抛弃标准将导致每年平均50人过早死亡。俄亥俄州州长Mike DeWine最终签署了一项法案,该法案没有完全消除这些标准,但却显著放宽了限制。“这对健康的负面影响将是巨大的,并且与我们估计完全废除的数字相差不远,”Dimanchev说。
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。
环卫行业新能源转型在现在的大背景下可谓是势在必行,一方面是配合国家政策,减少碳排放。另一方面也是企业自身节能增效的一大措施。
2020 年 9 月,在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话强调,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。国家生态环境部应对气候 变化司司长李高介绍,“十四五”时期,我国将加快推动能源结构根本转型,把从源头控 制和减少温室气体排放的政策行动转化为促进我国中长期绿色低碳转型升级的新动力 和新机遇。大力发展节能环保、清洁能源等绿色低碳产业;更大力度推动非化石能源特 别是可再生能源的发展,加快能源结构绿色低碳转型;大力发展低碳交通,实施新能源 汽车发展战略。
石油消费及机动车排放是实现碳达峰碳中和的重要抓手。碳排放活动主要可以分为 能源活动、工业生产过程、城市固体废弃物处置和林业及其土地利用变化。根据中国产 业信息网,能源活动为中国二氧化碳的主要排放源,占历年排放总量的 75%左右。石油消费产生的碳排放在能源消费活动中占比维持在 20%左右,在中国整体碳排放占比约为 15%。石油消费产生的碳排放大部分来自机动车排放,是中国实现碳排放控制的重要 抓手,有效控制机动车碳排放对我国实现碳排放达峰至关重要。
公共领域服务车辆新能源化是“十四五”期间应对气候变化国家战略的重要一环。同时,生态环境部积极将推动把达峰行动纳入中央“环保”督察,作为环保领域的环卫新能源装备的推行将成为主管部门生态环境部的重要抓手之一,史上最严环卫新能源政策有望落地。
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作者: 来源:中国矿业报日期: 2004-11-18
“预计到2020年,我国新的可再生能源利用量(不含传统生物质)可达3亿吨标准煤,约占一次能源供应的10%。可再生能源发电的装机容量达到1.2亿千瓦,占全国总装机容量的12%左右,届时对总发电量的贡献能将达到6%。”中国科学院广州能源研究所副所长吴创之向记者介绍了生物质发电技术的发展前景。他说:“虽然这个数字与欧盟、日本等发达国家相比是一个较小的比例,但在同样的比例下,对于我国的实际装机量将是一个可观的数字。因此,积极发展可再生能源发电技术,提高可再生能源发电在总发电量中的比例是一项既艰巨又必须面对的战略任务。”
生物质发电技术主要有直接燃烧发电、混合燃烧发电、热解气化发电和沼气发电4个种类。吴创之介绍,由中国科学院广州能源研究所承担的“863”项目--“生物质气化发电优化系统及其示范工程”,目前已经取得了阶段性成果,开发出了适合我国国情的生物质中小型气化发电系统。这项技术采用循环流化床气化炉和多级气体净化装置,配置多台200~400千瓦的单气体燃料内燃发电机组,用谷壳、木屑、稻草等多种生物质作原料,可以在不同的负荷下运行。气化发电系统燃气热值在5.02~6.27MJ/立方米之间,系统发电效率达16%~25%,发电参数正常稳定。系统采用多种废水处理方法,废水可以循环使用,不造成二次污染,能满足工厂企业用电要求,具有显著的经济效益和社会效益。
吴创之介绍,在未来30年,我国潜在的生物质资源量非常巨大,主要来自能源农业和能源林业的形成和发展,可开发生物质资源量至少可达到15亿吨标准煤,其中30%来自传统生物质,70%由能源农林业提供。“例如,如果建设2000万公顷能源林,每年可产生10亿吨生物质,相当于5亿吨标准煤。此外,与西部大开发、沙漠治理、退耕还林、三北防护林建设结合起来,至少可再发展2000万公顷的能源林,每年可产生4亿吨生物质,相当于2亿吨标准煤。”在能源农业方面,主要可发展甘蔗、甜高粱、木薯、芒草等高能品种。
“生物质能属于清洁能源”,吴创之告诉记者,生物质中有害物质(硫和灰分等)的含量仅为中质烟煤的1/10左右,同时生物质二氧化碳的排放和吸收构成自然界碳循环,其能源利用可实现二氧化碳零排放。“实践证明,生物质能源对减少二氧化碳排放的作用是十分明显的,所以生物质能源是一种高度清洁的能源技术,是减少温室气体排放、防止全球环境恶化的一种科学选择。”
另外,吴创之还认为,采用生物质发电技术,可将生物质转化为高品位的电能,满足农村紧张的电力需求。他说,近年来,随着我国农村经济的发展和农民生活水平的提高,大量作物秸秆被遗弃在田间地头,就地焚烧,烟气污染十分严重,对交通安全也构成严重威胁。生物质发电技术将农林废弃物转化为电力,形成产业化利用,可大量消纳秸秆废弃物,达到消除秸秆危害的目的。
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生物质是地球上最广泛存在的物质,它包括所有动物、植物和微生物,以及由这些生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。各种生物质都具有一定能量。以生物质为载体、由生物质产生的能量便是生物质能。生物质能是惟一可以转换为清洁燃料的可再生能源,它是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,直接或间接来源于植物的光合作用。生物质能源十分丰富,在全球能源结构中占有十分重要的位置。生物质能的主要来源有薪柴、牲畜粪便、制糖作物、城市垃圾和污水、水生植物等。
但中国光伏产业早期的发展并不是一帆风顺的,中国第一代和第二代光伏企业经历了很多波折,才一步步完成产业升级,打破欧美的技术封锁和资本围堵,最终在全球光伏市场拥有了话语权,主导全球光伏产业链。
今天我们从中国光伏产业发展史切入,谈谈中国光伏企业是如何在欧美的围追堵截中,生存下来,并且完成产业逆袭,打造出另一张中国产业名片的?
三次石油危机推动全球太阳能产业发展
20世纪70年代,阿拉伯国家禁运石油,油价疯涨,全球爆发石油危机,美国开始扶持新能源产业发展,投入资金研发太阳能光伏技术,并且对光伏产业进行补贴,成为了首批发展光伏产业的国家。
在80年代初美国就拥有了全球85%以上的光伏产业市场份额,但那个时候光伏产业的市场还很小,而且随着油价回落,美国新能源发展计划被搁浅了,传统能源寡头势力崛起。
在电力行业发展的早期,电网还无法覆盖西北和边远地区,而中西部地区拥有丰富的风光资源,中国看到了光伏发电在解决西部和农村地区缺电问题方面的价值,开始大力发展光伏产业。光明工程让电网无法覆盖的西北地区用上了太阳能。
2001年,中国第一家光伏企业无锡尚德在无锡国联发展集团和五家地方国企的支持下诞生了,第一代光伏企业从解决西部农村用电开始,随后赶上了全球光伏产业的第一次发展红利。
2004年全球环保理念爆发,可再生能源兴起,欧美发达经济体开始大力发展太阳能产业,市场需求大幅增长,中国第一代光伏企业崛起,凭借低成本优势,获得了欧美市场大量光伏组件的订单,并且实现海外扩张。
中国光伏企业纷纷出海上市,一度占据欧美光伏上市企业的半壁江山,其中施正荣的无锡尚德,彭小峰的江西赛维,苗连生的英利集团成为了中国第一代光伏企业的三大巨头。三家光伏巨头的创始人也相继成为中国光伏首富,登上福布斯财富榜。
但中国第一代光伏企业的疯狂扩张也埋下了隐患,海外上市的光伏企业属于“三头在外”的发展模式,简单来说就是多晶硅材料定价权,光伏产业技术,光伏需求市场都掌握在欧美手中,而中国光伏企业只参与了中间环节的光伏组件和产品的加工,利润很薄。
华尔街资本和欧洲的多晶硅材料供应商看到了中国第一代光伏企业的弱点,开始围猎中国第一代光伏企业,操控多晶硅材料价格上涨。
欧美多晶硅材料供应商先在期货市场制造光伏材料价格上涨的市场预期,多晶硅材料从每公斤40美元炒作到每公斤500美元,让中国光伏企业产生对光伏原料价格上涨产生担忧,于是国内很多光伏企业提前与欧美光伏材料供应商签订长期订单合同,锁定所谓的低价多晶硅原料。
举个例子无锡尚德在美国上市之后,施正荣成为中国首富,他认为未来10年光伏产业会持续增长,多晶硅材料价格会越来越高,一下子与美国的MEMC签订10年订单合同,并且与美国的HOKU签订6.7亿美金的多晶硅供货合同。
结果多晶硅材料价格出现大涨大跌的过山车走势,加上08年次贷危机发生,欧美光伏需求市场萎缩,多晶硅价格继续大幅下跌,出现了白菜价,提前签订的多晶硅低价合同,变成了天价合同,而第一个顶不住的就是尚德,施正荣只能选择支付2亿多的巨额违约金,终止部分天价多晶硅合同。
而彼时中国第一代光伏企业借助资本市场产能增长了10多倍,面临产能过剩和次贷危机的双重压力,天价多晶硅材料合同更是让国内光伏企业雪上加霜,负债累累,陷入破产边缘。
2008年金融危机之前,中国有超过400家光伏企业,成为全球规模最大的光伏制造商,而金融危机之后,只剩下不到50家,损失惨重。
中国第一代光伏企业在短暂的辉煌之后,折戟海外市场,成为了欧美资本的猎物,最终不得不退回国内市场。
无锡尚德在2013年破产重整,次年从纽交所退市,这也是第一代光伏产业发展的缩影,但中国光伏产业并没有从此一蹶不振。
中国光伏企业再次崛起,实现国产化替代
中国第一代光伏企业折戟海外市场之后,中国光伏产业迎来了新的发展契机,以隆基股份和保利协鑫为代表的中国第二代光伏企业崛起,完成了中国光伏产业的国产化替代。
次贷危机和欧债危机让欧美经济衰退,欧美光伏产业也受到巨大冲击,产业市场大幅萎缩,而美国和欧盟的光伏巨头也失去了补贴和产业扶持,开始走下坡路,甚至破产倒闭。
而这个时候中国光伏企业回到了中西部光伏产业的基地,在西藏和新疆等地区继续发展光伏产业,不仅解决了西部地区缺电问题,而且光伏发电成本不断降低,开启了西电东送模式,用西部新能源支持东部城市和产业经济区发展,也为西部地区带来了新能源产业的回报。
在第一代民营光伏企业败走海外市场之后,扎根西部新能源基地的国企比如中电投和中国华陆公司等并没有放弃,10年磨一剑,以西部地区为光伏产业基地,东部沿海城市实现产业技术迭代,着手解决中国光伏产业“三头在外”的产业问题,打开了光伏产业在国内的市场需求,开启了内循环模式,不在依托海外市场。
这个过程中,金太阳工程和江苏计划为中国光伏产业在国内发展提供了市场支撑,在中国西部推动光伏风电产业发展的中电投,转战东部沿海地区,与中国硅王之称的保利协鑫达成合作,开辟了中国光伏产业的第二战线,完成了市场和产业技术的迭代升级,解决了市场和技术两头在外的问题。
而在多晶硅材料领域,第一代光伏企业尚德借着欧美太阳能产业扩张的风口,一度成为全球最大的多晶硅制造商,但实际上欧美掌握了多晶硅材料的定价权,我们在光伏原材料领域进口依赖超过90%。
中国华陆公司的一个工程师陈维平带领团队,不到一年时间突破了多晶硅领域的冷氢化核心技术,并且创造了多个世界第一,打破了欧美多晶硅技术的垄断,最终这项技术被广泛应用到民营光伏企业和市场,光伏产业成本进一步降低,同时解决了多晶硅材料对外依赖的问题。
在单晶硅领域,一直低调的隆基股份,没有盲目扩张,躲过了海外资本围猎,成为中国早期光伏企业的幸存者,并且选择了不被看好的单晶硅材料市场,最终在单晶硅原料和技术领域取得了新突破,进一步降低了中国光伏发电的度电成本。
至此,中国用3年时间完成了光伏产业的国产替代,中国掌握了市场,技术,原料的主动权,2011年也成为了中美光伏产业的一个分界点,中国光伏产业的市场份额和技术优势,开始主导全球光伏产业链。
而经历了08年金融危机和欧债危机之后,欧美光伏企业一直没有缓过来,错过了全球光伏产业的第二次扩张红利,并且开始深度依赖中国光伏企业提供技术和产品,欧洲一半以上的光伏产品和组件需要从中国进口。
另外在光伏电池板领域,逆变器这一关键产品,中国也逐步占据主导地位,华为的光伏逆变器占了全球市场份额的23%,连续多年稳居市场第一位置。
当中国第二代光伏企业再次席卷欧美市场的时候,欧美产业资本不愿失去光伏市场的主动权和利润,再次围猎中国二代光伏企业,但他们发现行不通了,无论是产业技术,还是多晶硅原料,中国都领先欧美了。
最后在自由竞争比不过中国光伏企业的时候,欧盟和美国商务部联合起来,对中国光伏发起了双反调查,认为中国光伏低价冲击了欧美市场,通过贸易保护的形式,再次把中国企业赶出欧美市场。
美国和欧盟制造贸易壁垒的方式,来打压第二代光伏企业,成功了吗?
中西部新能源经济崛起,中国光伏主导全球光伏产业链
中国二代光伏企业再次退出欧美市场,但已经完成国产化替代的二代光伏企业并没有退缩,而是以国内市场为依托,提高国内光伏产业集中度,并且继续中国光伏产业的全球扩张,打开了亚洲和非洲市场,光伏产业的市场份额再次增长,夯实中国光伏在全球光伏产业的主导地位。
在一带一路战略下,中西部新能源经济崛起,以光伏风电为代表的新能源产业,为西部未来发展奠定了基础,这也意味着中国西部地区未来有望成为中国的新能源中心,甚至是亚洲的新能源中心,对全球新能源经济产业产业重大影响。
在全球能源碳中和趋势下,太阳能产业再次迎来高增长,光伏风电等清洁能源产业可以优化我们的能源结构,减少对煤电的依赖,而在水电发展空间有限的情况下,未来中国要提升新能源发电量,提升可再生能源发电比例,光伏风电将是关键。
中东有石油,中国有沙漠,如果能够充分利用西部地区风光资源,提高沙漠戈壁地区的光伏发电装机量,我们的能源安全和可持续发展问题将会得到解决,甚至可以完全摆脱煤电。
比亚迪的王传福认为中国1%的沙漠铺满光伏太阳能电池板,就可以解决全国人民用电问题。
当然我们也不能忽略光伏发电的不稳定性问题,还需要配套的新型电力系统,解决绿色电力并网发电问题,发展储能产业,形成源网负荷一体化的现代能源体系。
今年中国非化石能源发电装机量突破11亿千瓦,超过了煤电装机容量,光伏发电比例进一步提升,在全球光伏发电装机量中,中国连续多年保持第一,美国次之,而光伏发电成本也远远低于欧美经济体。
在全球光伏供应链体系中,硅片几乎都来自中国市场,中国新疆已经成为全球多晶硅材料的供应基地,目前全球太阳能电池工厂销售和使用的硅片97%来自中国。
第二代光伏企业打开了东南亚市场,如今东南亚乃至全球的光伏制造商都离不开中国生产的晶圆和多晶硅,全球太阳能行业需要的多晶硅74%都是中国生产的。
美国太阳能一直高度依赖进口,国内光伏制造商产能无法满足需求,其中85%以上的进口太阳能电池板都来自东南亚地区,而这个地区的光伏供应链体系也是中国光伏企业占据主导地位。
这也是为何今年美国商务部启动对东南亚光伏产业调查,结果不到一个月取消调查,给予关税豁免的原因,无论是制裁中国新疆,还是对东南亚光伏产业双反调查,都会冲击全球光伏产业链,最终冲击美国自身的光伏产业,欧美已经无法摆脱对中国光伏产业的依赖了。
中国已经是欧洲最大贸易伙伴,欧洲深陷能源危机,开始了激进的清洁能源产业转型计划,提高可再生能源发电比例,这意味着中欧未来的光伏产品贸易比重会大幅提升,欧洲需要中国的光伏产品和技术体系,来完成欧洲的能源转型计划。
在双碳经济时代,全球能源经济的增量市场在新能源领域,而光伏太阳能产业将是新能源产业的支柱,中国光伏将成为新的世界名片,帮助中国赢得未来新能源经济的话语权,主导全球新能源经济的发展。