屋顶光伏:德国电力新增装机“主力”
据行业媒体《光伏杂志》报道,多家德国电力企业近日联合发布研究报告指出,为满足电力市场的需求增长,到2030年,德国需要新增发电装机容量170吉瓦,而其中户用屋顶光伏将成为贡献新增装机的“主力”。
根据该报告,未来10年间,德国的户用屋顶光伏将新增装机140吉瓦左右,占德国新增发电装机总量的80%以上。
德国电力公司表示,近年来,可再生能源电力在德国越来越受重视,并逐渐成为德国能源产业未来发展的重点。在可再生能源电力占比不断提高的趋势下,未来要满足新增的电力需求,很需要增加大量可再生能源电力。
而在各类可再生能源电源中,光伏将成为德国电力系统的“干将”。《光伏杂志》援引德国行业咨询机构Energy Brainpool的观点指出,目前,户用屋顶光伏是德国最流行、接受度最高的可再生能源电力形式,并将在德国未来的电力系统中扮演重要角色,是决定德国能源转型成功与否的关键所在。据测算,德国户用屋顶光伏发电项目的潜在可开发规模能达到上百吉瓦。
德国电力公司同样强调,未来10年,装机规模在100千瓦以下的户用屋顶光伏将是德国新增发电装机的主力,将助力德国实现气候变化目标,同时防止德国出现电力供应短缺的情况。
德国联邦能源与水业协会发布的最新数据显示,2019年上半年,德国可再生能源发电占比已经高达44%,创下新的 历史 纪录。而按照2019年德国政府发布的能源转型目标,到2030年,德国可再生能源发电占比需要达到65%。有批评人士指出,如果德国政府再不进行改革,很可能错失完成这一目标的机会。
在此背景下,今年德国政府动作不断:先是在上半年取消光伏发电上限限制,还允许因新冠肺炎疫情导致建设受阻的光伏项目延期完成;后又在9月初公布新版光伏发展规划,要在2021—2028年间,对总装机规模为18.8吉瓦的光伏发电项目进行公开招标,每年光伏发电项目招标规模最低为1.9吉瓦,最高为2.8吉瓦。
不过,Energy Brainpool依然认为,目前的规划不足以让德国顺利实现气候变化目标。据德国联邦网络管理局的数据,2018—2019年,德国光伏发电新增装机规模分别为3吉瓦和4吉瓦左右;而今年前7个月,德国光伏发电新增装机只有2.8吉瓦左右。对照未来10年德国对清洁电力新增装机的需求,近年来德国光伏发电装机量的增速远远不够。
Energy Brainpool表示,德国应该上调光伏发电新增装机目标,从目前的每年5吉瓦提升至6—12吉瓦区间;2030年后,这一增量至少需在14吉瓦以上。
为此,Energy Brainpool建议德国政府出台强制性执行政策,要求在所有新建建筑上安装屋顶光伏系统。同时,该机构还呼吁加强智能电表等电力配套设施的更新换代,简化100千瓦以下规模屋顶光伏系统的余电上网销售流程,以及适时推进无补贴屋顶光伏项目的开发工作。
德国决定将在明年全面弃核
德国决定将在明年全面弃核,这造成了1.7万亿欧元的经济损失,按照德国的计划,2038年前将关闭所有煤电厂,2050年前将放弃使用天然气。德国决定将在明年全面弃核。
德国决定将在明年全面弃核1一系列能源危机让多国陷入困境,但即便如此,德国依然坚持在明年关闭最后三座核电站,成为西方工业大国里第一个全面弃核的国家。
而十年前,核电曾占到德国电力供应的四分之一。不仅是核能,按照德国的计划,2038年前将关闭所有煤电厂,2050年前将放弃使用天然气。
德国的政策也极大影响了欧洲其他国家。同样计划放弃或缩减核能的还有瑞士、比利时、西班牙和法国。法国作为全球核电大国,计划在2035年前,把核电占比从目前的75%降为50%。
“彻底放弃”核电也让德国付出了一些代价,不仅造成了1.7万亿欧元的经济损失,还面临能源公司的诉讼。今年3月份,德国政府宣布,对退出核电产业的企业们提供经济赔偿,总金额达24亿欧元,折合人民币约186亿元。
数据显示,从2000年到2019年,德国的电力消耗总量几乎持平,近十年更是呈现下降态势。其中2019年,德国全国的用电量为524太瓦时,是2009年以来的最低值。
不仅是核能,按照德国的计划,2038年前将关闭所有煤电厂,2050年前将放弃使用天然气。传统能源退出的同时,各种新能源正加速进入市场。数据显示,2020年,可再生能源发电量占德国电力市场的近50%,是十年前的近三倍。其中,风力发电做出了最大贡献,占比27.4%;光伏发电占比9.7%;其余的12.2%则由生物质能,水力发电和其他可再生能源构成。
德国决定将在明年全面弃核2近一年来,天然气、煤炭等能源价格持续暴涨,全球范围内的能源危机有愈演愈烈之势。从亚洲到欧洲,能源短缺和价格上涨所带来的影响,给民众的生活带来了诸多不便。
印度超半数燃煤电厂库存不足3天
印度能源部门的官员近期表示,当地135家骨干电厂中,有72家电厂的电煤存量不足3天,电煤供应紧张的局势十分严峻。印度国内的雨季导致不少煤矿停产,跨邦煤炭运输不畅也令燃煤库存不断减少。与此同时,国际煤价成倍上涨,让印度燃煤电厂为煤炭发愁。
印度金德尔钢铁电力集团执行董事 夏尔玛:从南非进口动力煤的价格,一年前是60美元一吨,现在单价已经涨到180到210美元。
英国官员讨论能源问题时当场“黑灯”
近日,英国能源市场监管机构官员乔纳森布里尔利,通过视频出席能源问题听证会。就在他向议员们保证,天然气危机不会导致英国冬天停电时,他所在的.房间突然暗了下来。布里尔利不得不中断会议前去查看,其他与会者随即调侃说:“我们果然没电了!”
全球多地天然气、石油、煤炭价格飙涨
数据显示,过去一年里,亚洲的液化天然气价格上涨近6倍;欧洲天然气价格较去年5月份暴涨超过10倍。石油价格也迅速飙升,布伦特原油突破83美元,创三年来最高水平。天然气、煤炭、石油等价格飙升之际,一场能源危机正席卷全球。
南非矿业公司投资27亿美元自主发电
一边是淘汰旧有能源,一边是发展新型能源。事实上,不仅是德国,依据自身国情和资源的差异,各国都在因地制宜地调整能源结构,积极寻求能源转型的新路径。
电力是采矿业的关键组成部分,也是最大的运营成本之一。近日,由于南非国家电力公司持续减负断电,当地一些矿业公司计划投资27亿美元,自行建设光伏、氢能等可再生能源发电站,摆脱国家电网的束缚。拥有南非最深铂金矿的诺瑟姆铂金公司,更是在政府提升最大发电能力之前,就已经决定自主发电。
英国建设大规模海上风电场 风电占比一度超50%
不仅在南非,为了利用多样化的新能源,欧洲各国也根据不同的资源禀赋,寻找自身的发展路径。英国凭借海岸线长、风速高、部分海床深度较浅等优异的资源条件,建设了大规模海上风电场。去年年底,英国风电在能源结构中占比一度超过50%,创历史新高。
各国利用本土优势发展可再生能源
而法国则利用丰富的离岸风力资源、水力和森林资源,发展风电和太阳能。预计到2028年底,法国可再生能源发电装机容量将较2019年翻四番。美国则凭借广袤的地域,建造大型太阳能发电厂。数据显示,到2023年,美国太阳能装机容量将达到324吉瓦,是2020年的三倍多,相当于目前全美40%的家庭用电。挪威、瑞典、冰岛等北欧国家则利用丰富的生物质、水力与地热资源,率先实现了可再生能源主导的能源更替。
沙漠镜海!中国西部建起“超级镜子”发电站
在我国甘肃敦煌,一万多面“定日镜”静静地躺在戈壁上,它们以同心圆的阵列摆开,围绕着一座几百米高的吸热塔,犹如一朵银色“向日葵”。这些镜子能够跟随太阳移动,通过聚光吸热、储能换热等科技手段,将太阳光转化成电能,为千家万户送去100%清洁能源。这座“超级镜子发电站”的年发电量约为3.9亿度,它可以让人类每年减排35万吨的二氧化碳,相当于1万亩森林的环保效益。
中国因地制宜发展新能源
在我国,不同的地貌特征正支持着不同的发电方式。在以丘陵为主的福建省,光伏沿着山势覆盖出一座梯田。在水系发达的浙江,面积四千多亩的鱼塘中,水下可以养鱼,水上可以通过光伏发电。在华北平原上,来自北方的风正推动着涡轮机产生着电能。
地热能只占德国可再生能源市场的0.2%和取暖市场的2.4%,但其优势巨大,取自地下深处的热量可以全天候使用,在理论上说能够满足德国全部的能源需求。
而在地热能的发展中,成本仍然是主要问题。如果钻探技术成本仍然像现在一样高昂,地热能将不可能在德国的能源结构中发挥重要作用。此外,地热钻探也存在风险。有时会引发轻微地震,导致地面沉降,威胁附近建筑物。
德国相当于中国云南省。德国领土面积357167平方公里,云南面积39.41万平方千米。有一条数据是这样的:2019年5月,德国新能源发电占比超过50%。预计到2030年,德国风电和光伏发电比例将升至64%,包括生物质能和水力在内的可再生能源发电占比将达到76%。所以德国有底气宣布2022年全面弃核,主要还是来源于近几十年来其新能源在发电端的高占比。
德国与中国云南省
德国首都为柏林。领土面积357167平方公里,云南国土总面积39.41万平方千米。德国位于中欧的联邦议会共和制国家。北邻丹麦,西部与荷兰、比利时、卢森堡和法国接壤,南邻瑞士和奥地利,东部与捷克和波兰接壤,该国由16个联邦州组成,首都为柏林,领土面积357167平方公里,以温带气候为主,人口约8267万人,是欧洲联盟中人口最多的国家。
本文为春节专题文章——“年度 科技 发展态势总结与展望”的第四篇能源篇。
世界能源领域2019年发展态势
全球油气供应安全风险大幅增加。 全球尤其是中东能源地缘政治冲突加剧,大大增加了油气供应的安全风险。4月,美国宣布终止对伊朗石油进口的制裁豁免,重启对伊朗原油出口的限制。7月,英国在直布罗陀海域扣押了伊朗油轮。随后,伊朗在霍尔木兹海峡查扣一艘英国油轮以示报复。9月,沙特阿美旗下的两处重要石油设施遭无人机袭击,原油产量一度锐减570万桶/日,引发了全球油价短期跳涨。此外,卡塔尔退出石油输出国组织“欧佩克”、叙利亚局势震荡也在一定程度上影响全球的油气供应安全。
动力电池梯次利用商业化加速。 德国大众集团推出一款新型移动充电站,其内部电能存储单元由二次回收的电动车动力电池组成,已在德国率先投放使用。日本本田 汽车 公司与美国电力公司(American Electric Power,AEP)展开合作,共同开发一个能够将废旧电动 汽车 电池集成至AEP电网中的新商业模式。中国北汽鹏龙、北汽新能源等企业合伙在河北省黄骅市实施了北汽鹏龙动力电池梯次利用及资源化项目。
世界能源领域2020年趋势展望
全球能源转型趋势愈发明显。 德国将逐渐停止以煤炭作为电力来源,并将可再生能源的发电比重从现在的38%提升至2030年的65%。法国能源部表示,到2030年要将可再生能源在法国能源结构中的比重提高到40%左右。韩国产业通商资源部公布《第三次能源基本计划》草案,提出力争到2040年将可再生能源占比提高到30%-35%,大幅降低煤炭发电比重。波兰公布2040能源政策草案,拟大幅增加核电和可再生能源在能源结构中的比例,以不断降低对煤炭的依赖。
可再生能源市场前景巨大。 国际能源署发布《可再生能源市场分析和2024年预期》报告称,从2019年到2024年,全球可再生能源装机将增加50%。美国能源信息署发布的《2019年度能源展望》报告指出,未来30年,可再生能源发电量(风力、太阳能、水力)将从2018年的5000亿千瓦时增加到2050年的1.5万亿千瓦时。欧洲风能协会发布《我们的能源,我们的未来》报告称,欧盟现在的海上风电装机容量是20吉瓦,到2050年欧盟海上风电装机容量要达到230至450吉瓦,比现有容量增长10倍以上。英国发布的《海上风电产业战略规划》提出,在2030年前将英国海上风电装机容量提高到3000万千瓦,将海上风力发电量提高到总发电量的30%。
先进核技术商业化应用加速。 根据麻省理工学院报告,先进、非常规的核反应堆将在2030年颠覆当前的核能行业。美国首座小型反应堆纽斯凯尔小堆将于2020年9月完成核管会的设计认证,并将于2026年下半年投入运行。俄罗斯首座浮动式核电厂“罗蒙诺索夫院士”号将于2020年4月开始全面投运。英国投资两亿英镑建造全球首个商用核聚变发电厂,并拟于2040年实现核聚变能源生产的商业化。加拿大启动核能研究倡议,加速推进小型模块堆的研发应用,并计划于2026年前在乔克河(Chalk River)建成首座小堆。
作者简介
张欢欢,国务院发展研究中心国际技术经济研究所 研究四室 研究助理
研究所简介
国际技术经济研究所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、 科技 社会 发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界 科技 、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和 科技 创新洞见。
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德国自然资源较为贫乏,除硬煤、褐煤和盐的储量丰富外,在原料供应和能源方面很大程度上依赖进口,2\3的初级能源需进口。天然气储量约3820亿立方米,能满足国内需求量的1/4。硬煤、褐煤丰富;其他矿藏的探明储量为:钾盐约130亿吨,铁矿石16亿吨,石油5000万吨,天然气约5000亿立方米。东南部有少量铀矿。德国森林覆盖面积为1076.6万公顷,占全国面积约30%。水域面积86万公顷,占全国面积占2.4%。
2012年德国能源消耗居世界第5位,其中60%的主要能源依赖进口,政府政策为促进节约能源及可再生能源。 德国能源来源
(2010) 石油煤及褐煤天然气核能水力及风能其他可再生能源能源比例33.7%22.9%21.8%10.8%2.9%7.9%德国履行京都议定书及其他条约以促进生物多样性、减少温室气体排放、资源回收、使用可再生能源,并支持全球性的永续发展。
因为俄罗斯是一个资源大国,几乎是可以控制着整个欧洲的资源,俄罗斯的油气也是很多欧洲国家的供应地。俄国的资源是比较丰富的,很多国家的国土面积比较小,所以都要依靠俄罗斯的资源出口。因为整个欧洲的能源都是比较匮乏的,但是俄罗斯的资源又非常的丰富,因为俄罗斯的国土资源面积非常的大,另一方面也是因为俄罗斯的地理环境非常的好,也一直都是欧洲很多国家的主要能源的供应地。
特别是像法国,德国这些欧洲国家和俄罗斯也有着长期的合作,俄罗斯也一直通过在海上建立的管道为德国输送能源,而且非常巧妙的避开了波兰和乌克兰。所以欧洲这些国家想要得到发展,他们肯定是没有办法离开俄罗斯所提供的能源的。虽然美国并不缺能人,但是他们肯定不会用这么低的价格把这些能源给卖出去,所以欧洲这些国家肯定不会去向美国购买能源的。
所以欧洲这些国家唯一能够以低廉的价格买到这些天然能源的国家就只有俄罗斯了,这也是很多国家都离不开俄能源的根本原因。因为现在基本上每一个国家想要得到发展,都必须要依靠天然能源,但是很多国家的国土面积都非常的小,基本上没有特别丰富的能源。虽然俄罗斯的人口数量并不是很多,但是国土面积一骑绝尘。所以肯定也是拥有着非常丰富的天然资源的,他们把这些天然的资源也非常低廉的价格向外销售,所以很多国家也是依靠俄罗斯的这些资源才得到发展的。
而且英国和法国这种国家本身就没有办法离开俄罗斯的天然气和石油资源,因为这对于一个国家的发展是至关重要的。如果停止使用俄罗斯的天然气和石油资源,对于国家的发展有着很大的影响,而且还很有可能会影响普通群众的日常生活。
据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测,全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量,世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计,全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的,将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明,全球石油探明储量可供生产40多年,天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为,到2030年世界能源需求将增长60%,届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门,运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出,C02排放也将增多,减排温室气体是一个严峻的挑战。
国际能源署认为,中东将增加投资以扩增常规石油资源产能,非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用,氢能将有少量应用,可再生能源将有更大发展潜力。到2030年,替代能源尤其是可再生能源,不仅将成为不可或缺的重要能源,而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分,目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%,世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。
据预测,目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50,大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年,中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量,原油和天然气的生产则不能满足需求,特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约,提高能源利用效率,加快可再生能源的开发利用,对于中国来说既重要又迫切。
二、世界可再生能源发展趋势
世界大部分国家能源供应不足,各国努力寻求稳定充足的能源供应,都对发展能源的战略决策给予极大的重视,其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应,污染环境等,这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。
从目前世界各国既定能源战略来看,大规模的开发利用可再生能源,已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快,世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看,风能、太阳能和生物质能发展最快,产业前景最好,其开发利用增长率远高于常规能源。
风力发电技术成本最接近于常规能源,因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术,风电是世界上增长最快的能源,年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明,在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下,到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%,可再生能源在能源消费中总的比例将达30%,无论从能源安全还是环境要求来看,可再生能源将成为新能源的战略选择。
三、世界部分国家可再生能源发展目标
2004年,美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%;到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%;到2020年将都提高到20%以上;到2050年,德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右,2020年分别达到20%和15%。
四、世界部分国家可再生能源利用进展
美国正在加大可再生能源研发和利用力度,2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元,其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划,克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里,安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。
德国新的《可再生能源法》,为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发,迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年,德国可再生能源发电量占总发电量的8%,年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%,太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划,2007年之前将生物燃料的产量提高3倍,使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂,年均生产能力达到20万吨,生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨,用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍,法国已出台一系列优惠措施,鼓励生物燃料的生产和消费。
英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口,设立了5000万英镑的专项资金,重点开发海洋能源。不久前,在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展,目前风电装机总量已达650兆瓦,可满足44万多个家庭的电力需求,近期还将建设10座类似规模的风电场。
日本官方报告,将从2010年正式启动生物能源计划,并与美国和欧盟共同开发可再生能源,建设500个示范区。预计将投资2600亿日元,而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。
其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家,越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》,编制了《可再生能源中长期发展规划》,将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部,政府全力推动可再生能源资源的开发利用,目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划,包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划,到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦,其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。
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。