分布式能源在未来会如何发展?
1、分布式能源高供电效率、低成本、环保性能好等优势显著
分布式能源追求终端能源利用效率的最大化,采用需求应对式设计和模块化组合配置,可以满足用户多种能源需求,能够对资源配置进行供需优化整合。目前,分布式能源已涵盖了天然气、生物质能、太阳能、风能、海洋能以及其他形式的能源,具有以下优点:
2、我国能源自给率保持高位,煤炭仍为能源消费结构主体
国际能源署发布《世界能源展望2019》中提到,中国是世界最大的能源消费国,而且消费规模将不断扩大。根据国家统计局公布的数据,2013-2019年我国的一次能源消费总量呈逐年增长趋势,且增速呈上升趋势。2019年我国一次能源消费总量达到48.6亿吨标准煤,同比增长4.74%。
我国不仅只是能源消费大国,在改革开放的几十年里,我国能源供给结构持续优化,目前形成了煤、油、气、核。新能源和可再生能源多轮驱动的多远供应体系,我国已成为能源生产大国。2010-2019年,我国能源自给率一直保持在较高水平,2019年为81.69%。
在国内能源消费量持续增长、各一次能源品类进口增长的情况下,能维持较高的水平主要是由于中国能源结构仍以煤为主,且能源消费格局并未发生很大的变化。
2015-2019年,我国能源煤炭消费总量占比逐年减小,石油、天然气以及水电、核电、风电消费总量呈增长趋势。2019年,我国煤炭消费总量为28.04亿吨标准煤,占比为57.7%石油消费总量为9.19亿吨标准煤,占比为18.9%天然气消费总量为3.94亿吨标准煤,占比为8.1%水电、核电、风电消费总量7.44亿吨标准煤,占比为15.3%。
近年来,环境污染问题日益严峻,人民生活质量水平受到影响。在政策指导下,能源消费结构调整势在必行。2014年11月颁布的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》提出到2020年,非化石能源占一次能源消费比重达到15%,天然气比重达到10%以上,煤炭消费比重控制在62%以内能源自给能力保持在85%左右。
近几年,我国陆续出台各类政策推动光伏、天然气以及风电等行业发展。由于分布式能源具有高供电效率、低线损、环保性好等特点,政府加大了对分布式能源行业的建设支持力度,以促进能源消费结构调整升级。
3、天然气分布式能源建设与规划目标存在较大差距
目前,我国分布式能源项目以分布式光伏、天然气分布式能源为主。
截止2019年年底,全国光伏发电累计装机达到20430万千瓦,其中分布式光伏累计装机达6263万千瓦,同比增长24.2%,占全国光伏发电累计装机容量的30.66%截止至2020年6月底,全国发电累计装机达到2.16亿千瓦,其中分布式光伏6707万千瓦。
根据《太阳能利用十三五发展规划征求意见稿》,到2020年底,光伏发电总装机容量达到1.5亿千瓦,其中分布式光伏发电规模显著扩大,累计装机达到7000万千瓦,目前仍存在293万千瓦的缺口。
目前我国天然气分布式能源装机(含已建、在建)多数分布在长三角、珠三角和川渝地区,截止2019年底,全国装机规模约为150万千瓦。结合全国天然气分布式能源项目(含拟建、在建)装机规模情况及项目建设周期,前瞻产业研究院分析认为,至2020年底,全国天然气分布式能源装机规模离《关于发展天然气分布式能源的指导意见》中所提到5000万千瓦的发展目标还相距甚远。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院 《中国分布式能源行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
我国正积极发展天然气发电及分布式能源,在能源负荷中心、产业园区、物流园区、 旅游 服务区、大型商业设施、交通枢纽、学校、医院等,大力发展天然气热、电、冷三联供分布式能源项目,鼓励发展天然气与风电、光伏发电等其他可再生能源结合的多能互补分布式能源项目。我国分布式能源起步较晚,目前以天然气分布式能源项目为主。根据统计,截至2016年底,全国共计51个天然气分布式能源项目建成投产,装机容量达到382万千瓦。
据中研产业研究院发布的《2017-2022年中国分布式燃机发电行业竞争分析及发展趋势预测报告》分析显示,目前,国内分布式燃机发电的饱和度仍比较低。《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》中,我国明确了积极发展分布式能源的目标。另据国家能源局不久前的回应,随着能源领域混合所有制改革和电力体制改革的深入,限制分布式能源的体制障碍将逐步清除,支持分布式能源发展的政策体系和市场环境也将逐步形成。
《依托能源工程推进燃气轮机创新发展的若干意见》指出:推进落实《能源发展“十三五”规划》、《电力发展“十三五”规划》和《加快推进天然气利用的意见》,提高天然气发电利用比重,加快培育和发展各类型燃气轮机的应用市场。根据区域冷热电需求大力发展天然气分布式多联供项目。支持用电负荷中心和风电、光伏发电端发展燃气调峰电站,提升电力安全保障水平和降低弃风弃光率。在大气污染防治重点地区结合热、电负荷需求和气源条件等有序发展燃气热电联产项目。支持利用煤层气、煤制气、高炉煤气等低热值气发电。依托天然气输送管线压缩站建设,推动驱动用燃机应用。通过推动国内各类型燃气轮机技术和产业进步,明显降低燃气轮机设备造价和维修服务费用。
IEA数据显示,2019 年世界煤炭总产量超过 79 亿吨,为 2014 年以来的最高水平,年增长率为 1.5%,仅为近年来的一半。动力煤和褐煤约占该产量的 86%,其余为冶金煤。对 2020 年的最新估计表明,由于冠状病毒大流行期间需求下降,全球产量每年下降 6.5% ,但预计 2021 年将反弹至 760 万吨。
1. 中国——37亿吨
中国在全球煤炭生产中占主导地位,2019 年占世界总产量的近 47%。年内开采量近 37 亿吨,年增长率为 4%。中国还是世界上最大的煤炭消费国,消耗了全球约 53% 的煤炭。中国 2020 年宣布将在 2060 年之前实现碳中和,这可能会促使中国采取措施减少国内能源供应对煤炭的过度依赖。
2. 印度 – 7.83 亿吨
印度在世界上最大的煤炭生产国名单中位居第二,2019 年的产量约为 7.83 亿吨,略低于全球份额的 10%。国有的印度煤炭公司是世界上最大的煤矿公司,占该国产量的 80% 左右,拥有 360 多个矿山在运营。2020 年,印度政府最终确定了向私营部门开发开放该国煤炭储备的计划,以促进国内生产并减少对外国进口的依赖。大约有 40 个煤矿将被拍卖用于开发,尽管据报道早期兴趣很低,这反映出在煤炭越来越不受欢迎且来自可再生能源的竞争日益激烈之际,投资者缺乏兴趣。
3. 美国——6.4亿吨
美国的煤炭产量多年来一直在下降,2019 年达到6.4 亿吨,为 1970 年代以来的最低水平。来自廉价天然气和日益低成本的可再生能源的竞争减少了国内电力部门对化石燃料的需求,预计未来几年下降趋势将加大。国际能源署估计,该国 2020 年的产量低至 4.91 亿吨,同比下降 23%,然后在 2021 年小幅反弹至 5.39 亿吨。2019 年,美国五个州的煤炭产量约占全国的 71%。它们是:怀俄明州 (39%)、西弗吉尼亚州 (13%)、宾夕法尼亚州 (7%)、伊利诺伊州 (6.5%) 和肯塔基州 (5%)。
4. 印度尼西亚——6.16 亿吨
印度尼西亚 2019 年的煤炭产量达到创纪录的 6.16 亿吨,比上一年增长 12%。该国是世界主要的动力煤出口国之一,中国和印度是其两个最重要的贸易市场。高生产率,加上 2020 年冠状病毒大流行导致需求下降,给国内大宗商品价格带来压力,促使矿商降低生产目标。国际能源署预计印尼2020年煤炭总产量约为5.29亿吨,2021年增至5.45亿吨。 印尼政府设定的2021年产量目标为5.5亿吨。
5.澳大利亚——5.5亿吨
澳大利亚在 2019 年生产了 5.5 亿吨煤炭,其中超过一半是动力煤,超过三分之一是冶金煤。该数字同比增长 3.4%,尽管该国 2020 年的产量预计将下降约 9%,抵消了这些增长。澳大利亚在全球冶金煤生产和出口方面占据主导地位,其许多货物供应中国庞大的炼钢业。虽然全国六个州都在开采煤炭,但最多产的地区是昆士兰州和新南威尔士州,尤其是东海岸的鲍文盆地和悉尼盆地。煤炭产品是澳大利亚 2019 年第二大最有价值的出口产品,仅次于铁矿石和精矿。
6.俄罗斯——4.3亿吨俄罗斯在全球最大的煤炭生产国名单中排名第六,2019 年的开采量为 4.3 亿吨,仅占全球份额的 5% 以上。由于全年需求减少,国际能源署预计 2020 年俄罗斯煤炭产量将下降 8%,无论是国内还是欧洲和韩国等主要出口市场。该国拥有仅次于美国的世界第二大煤炭储量,西伯利亚盆地在其估计的 1620 亿吨国家资源中占很大比例。政策制定者已宣布计划在未来几年提高国内煤炭产量——目标是到 2035 年达到每年 6.7 亿吨。
CEIC
我国是一个多煤少油的国家,已探明的煤炭储量占世里煤炭储量的33.8%,可采量位居第二,产量位居世界第一位,出口量仅次于澳大利亚而居于第二位,我国煤炭1000米以浅保有储量约1万亿吨,其中探明可采储量1145亿吨。煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一,进入二十一世纪以来,虽然煤炭的价值大不如从前,但毕竟很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一,煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定,煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环。
2.能源节约效果显著。
3.消费结构有所优化。
4.科技水平迅速提高。
5.环境保护取得进展。
6.市场环境逐步完善。
具体来讲:
1.经济高质量发展稳中推进,能源清洁化转型成效显著。
随着改革的深入推进和对外开放的持续扩大,中国经济正从高速发展向高质量发展转变。根据国家统计局数据,2019年中国国内生产总值同比增长6.1%,中国经济增速换挡,但仍在合理区间内稳定运行。2019年宏观经济政策由“去杠杆”转为“稳杠杆”,通过调整融资结构缓解信用分层现象,预计未来中小企业融资难融资贵问题将有所改善。服务业对经济的拉动作用不断增强,随着产业结构调整的不断深入,第三产业增加值增速有望持续增长。中国主要工业行业2019年整体运行平稳,新能源产业、新一代信息技术产业、高技术制造业是中国工业经济增长平稳的重要因素。
2019年中国能源生产和消费量均创新高,能源对外合作进一步扩大,能源效率持续提升。2019年,中国煤炭消费在总能源消费中的占比为57.7%,再创新低;天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费占比达到23.4%,能源消费结构清洁化、低碳化转型稳步推进。在主要能源品种供求关系方面,煤炭产量受国家推动产能优化政策影响稳中略升,煤炭消费量则保持相对稳定;2019年中国原油产量在经历了连续三年下降后首次实现小幅增长,但石油消费量增速则明显加快;天然气方面,2019年天然气产量再创新高,为近8年以来最大增幅,天然气消费依然保持较快增速。
2.能源安全结构性矛盾突出,替代能源亟待突破性发展。
自20世纪90年代中期以来,中国能源供需状况由自给自足逐渐转变为大量依赖进口,能源对外依存度不断攀升,能源安全隐患日益严峻。2019年中国原油和天然气对外依存度分别高达72.55%和42.56%。目前中国的能源安全问题不仅体现在总量上,更体现在结构上。能源安全矛盾集中体现在石油安全问题或油气安全问题上,也就是国内油气资源不能有效地支撑经济的持续发展。随着中国城市化、工业化进程的不断推进,将催生更多的油气消费需求,可以预见在未来的一段时间内,中国的油气对外依存度仍将保持上升趋势。能源进口来源地与进口来源通道风险将持续威胁着中国经济的高质量发展。
为了保障能源安全,中国应采取相应的措施。加大石油储备规模固然有一定的成本,但在面对危机时,其保障能源和经济安全的作用是不可替代的。相比于日本、韩国等发达国家,中国的石油储备规模仍相对较低。因此,中国应加快石油储备基地的建设。短中期内,煤炭在我国能源结构中的主导地位难以发生大规模变化,通过煤制油和煤制气等煤化工技术利用煤炭生产成品油和合成天然气能够有效缓解中国油气进口的压力。因此,围绕煤炭进行能源战略制定是因地制宜的明智之举,不仅具有较大的自主可控性,也是符合中国国情和能源现实的可靠选择。现阶段中国煤化工产业发展所面临主要制约和挑战集中在国际油价低迷、政策支持不足和环保压力较大等方面。政策制定者应从全产业链视角设计制定煤化工产业政策。
新能源汽车和轨道交通的发展兼具应对气候变化、环境保护和产业结构升级的功能,对于推动中国经济与环境可持续发展具有一定的现实意义。新能源汽车可以通过对传统燃油车的替代降低石油需求,在一定程度上缓解原油对外依存度较高的压力。在当前中国政府对新能源车补贴逐渐退坡而新技术短期尚未实现突破的背景下,政府通过刺激新能源汽车市场需求,例如通过补贴充电基础设施建设以促进其分布推广,提升新能源车充电便捷性,或许是激发消费者对新能源汽车的购买需求,实现新能源汽车推广的新思路。相对于新能源汽车而言,发展轨道交通则是在中短期内就能实现较大油气需求替代的解决方案。通过将城市居民分散的出行需求集中,提高运输量和运输速度,完善的轨道交通系统能够显著替代交通领域的石油消费。
3.新型城镇化建设持续推进,城市能源系统需创新应对。
随着中国进入全面建成小康社会的决胜阶段,中国特色社会主义进入新时代的关键时期,生态文明建设对城市能源系统提出了更高的要求。作为支撑城市经济发展的重要基础,城市能源系统需要随着快速发展的城镇化做出相应的创新和改变,以满足城市居民对清洁高效能源日益增长的需求。
储能技术是解决可再生能源发电存在的随机性和不稳定性问题的关键技术。储能技术的发展对于可再生能源的大规模消纳、提高电力系统运行效率和保障用电安全有较大意义,是打造未来城市能源系统的基础。发展新能源汽车,是应对全球气候变化和保障中国能源安全的必由之路。随着新能源汽车保有量的提升,其对城市能源系统的影响将愈加显著。利用电价引导新能源汽车用户合理规划充电时间,在用电低谷进行充电,有利于平滑负荷曲线实现“削峰填谷”,提升城市能源系统总体效率。随着分布式光伏行业的发展与成熟,预计其将彻底摆脱补贴依赖进入平价上网阶段。分布式光伏具有较高的部署灵活性,在处于东部经济发达但土地资源稀缺的III类资源区的城市能源系统中将发挥更大作用,有利于城市能源系统的清洁化发展。中国建筑能耗占总体能耗比例达28%,作为城市能源系统管理的重要环节,建筑节能具有较大的节能减排潜力。