英国“零煤”用电持续一天,是怎么做到的?
英国如今能够“零煤”用电,完全是早早就开始布局清洁能源了。十年前,英国国大约 40% 的电力来自煤炭,但是新冠病毒助力了一下。当英国进入封锁状态时,电力需求直线下降;作为回应,国家电网将一部分发电厂从电网中移除,其中燃煤电厂是最先关闭的。最后一台燃煤发电机于 月9日午夜退出系统。从那以后,再没有燃煤发电。
冠状病毒危机能否刺激绿色复苏?英国不需要使用曾经是电网支柱的燃料,这要归功于过去十年对可再生能源的大量投资。两个例子说明了英国的能源网络发生了多大的变化。
十年前,该国仅有 3% 的电力来自风能和太阳能,许多人认为这是一种代价高昂的干扰。现在,英国拥有世界上最大的海上风电产业,以及去年在约克郡海岸建成的最大的单一风电场。
与此同时,该国最大的发电厂德拉克斯(Drax)一直在走不同的可再生能源之路。该工厂也位于约克郡,生产该国 5% 的电力。十年前,它是英国最大的煤炭消费国,但一直在转向压缩木屑颗粒。Drax 计划在明年 3 月之前完全淘汰煤炭。
“我们Drax认为煤炭不再是未来,”电力集团首席执行官 Will Gardiner 解释说。
这是一个有争议的主张。环保人士指出,当燃烧发电时,木材每单位发电量产生的二氧化碳实际上比煤炭多。
他们还表示,美国森林中的树木需要很多年才能得到 Drax 现在每年燃烧的 700 万吨木屑颗粒的来源,以吸收发电厂及其木材加工业务每年产生的二氧化碳。
被可再生能源所取代的不仅仅是煤炭。今年到目前为止,可再生能源的发电量超过了所有化石燃料的总和。细分来看,可再生能源占网络电力供应的 37%,而化石燃料占 35%。据在线环境杂志 Carbon Brief 的数据,核能约占 18%,进口约占其余 10%。
Carbon Brief 的 Simon Evans 博士说:“今年到目前为止,可再生能源发电量超过化石燃料,这是以前从未发生过的。”
英国剩余的三座燃煤电厂将在五年内关闭。那么,大约两个世纪前在英国引发工业革命的燃料将成为过去。
不可能,只能是在一定程度上降低化石能源的比重,提高再生能源的利用率,仅此而已。要完全替代,消灭化石能源是不可能的。因为再生能源不是每个地区都能利用的了的,比如风能,有的地方压根就没有风啊。
在我国现有能源供给的约束条件下,我国面临着能源供需结构性矛盾,能源自给安全压力以及巨大的环保压力。
发展替代能源,实现传统能源之间、传统能源和新能源之间的替代是解决我国能源供需瓶颈,供需结构性矛盾以及减轻环境压力的有效途径。
我国未来的能源消费格局中,决定不同形式能源的应用及发展前景的决定因素有两点,一是能源使用过程中的内外部成本,二是后继储量以及是否可再生。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》指出可再生能源再2020年我国能源消费中的比重将达到16%。
水能
水能是一种可再生能源,水能或称为水力发电,是运用水的势能和动能转换成电能来发电的方式。以水力发电的工厂称为水力发电厂,简称水电厂,又称水电站。水能主要用于水力发电,其优点是成本低、可连续再生、无
污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。水容易受到污染,也容易被地形,气候等多方面的因素所影响。我国的水能资源理论蕴藏量有6.78亿千瓦,年发电量5.92万亿千瓦时,居世界第一位,有美好的开发前景。我国著名的水电站有:三峡水电站、葛洲坝水电站、小浪底水电站。其中三峡水电站是世界上最大的水电站。
风电
风电是目前最具成本优势的可再生能源,风力资源较好的地区的风力发电成本与燃油发电或燃气发电相比,已经具备成本竞争力。目前我国风力发电装机容量仅占我国可利用风力资源的0.1%。风电到2020年很可能超越核电,成为我国第三大发电形式。2006年到2015年风机设备市场容量总计达到1000亿元以上,目前我国风机设备的国产化率仅有25%,对风电场招标有70%国产化率的要求,本土风机制造商面临巨大市场空间。
太阳能
太阳能是最丰富的可再生能源形式,是所有化石能源及多种可再生能源的源头。多晶硅价格上涨对于多晶硅太阳能电池行业的影响并非完全负面,行业内不具备竞争优势的厂商的电池片产能和组件产能成为无效产能,避免了电池片和组件价格的恶性竞争,行业优胜劣汰得以更快的实现。高价多晶硅的压力下,优势企业也会有极强的动力削减成本,比如应用更先进的硅片切割技术,提高太阳能电池转换效率等,以求获得成本优势和竞争力。多晶硅太阳能行业极有可能08-09年重新进入黄金发展期。
其他替代能源
在我国能源消费新格局中,中国富煤少油的能源禀赋格局决定了煤变油,煤代油具备比较成本优势。生物质能油品具有清洁环保,可再生的特点,中长期将成为重要的交通用能源。醇醚燃料是潜力巨大的替代能源,尤其是二甲醚是替代LPG的最佳选择。当油价高于35美元/桶的时候,煤液化和煤制醇醚燃料具有竞争优势;对煤头和气头醇醚燃料作经济分析的结果是,每立方米1元的天然气价格生产的醇醚燃料成本对应的约是400元/吨的煤炭价格;原油价格跌倒40美元/桶,煤制烯烃仍有竞争优势。甲醇作为燃料和原料,其需求必将大幅增长;而煤液化由于投资大和技术风险,国家对此仍持谨慎的态度;而甲醇制烯烃由于其成本低,是较有前景的煤化工发展方向。
“8月2日,左岸机房的7号水轮机组顺利投产发电,至此,川滇两岸山下16台我国自主研发的百万千瓦水轮发电机组已投运10台,已投产装机容量达到1000万千瓦。”中国三峡集团白鹤滩工程建设部副主任康永林说。
白鹤滩水电站是在建规模全球第一、装机规模全球第二大水电站。全部机组投产发电后,一天的发电量可满足16万个家庭全年的用电量。溯长江而上,葛洲坝、三峡、向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德等长江干流6座梯级水电站勾连起世界最大清洁能源走廊。截至2022年5月4日,6座梯级水电站累计发电量突破3万亿千瓦时清洁电能,相当于节约标准煤约9.1亿吨,减排二氧化碳约2.4亿吨。
能源是国民经济的命脉。党的十八大以来,中国能源绿色低碳转型加快推进。国家能源局数据显示,我国可再生能源发电装机历史性突破11亿千瓦,水电、风电、光伏发电、生物质发电装机规模稳居世界第一。
在青海省海南藏族自治州共和县塔拉滩,一排排蓝色光伏板与湛蓝天空交相辉映。40公里外,位于黄河上游的龙羊峡水电站和它们组成了世界最大装机容量的水光互补工程——国家电投龙羊峡水光互补电站。自电站投产以来,年均发电量14.94亿千瓦时,相当于节约标准煤46.46万吨、减少二氧化碳排放约122.66万吨。
“我国能源发展的总体思路是在保证能源安全的前提条件下,持续推进能源绿色低碳转型。趋势就是化石能源消费总量要逐步减少,风电、光伏为增长最快的可再生能源,在能源新增供应量中占较大的比重。”国家能源局局长章建华说。
一组数据见证发展:2014年以来,我国单位国内生产总值能耗累计降低20%,以年均约2.9%的能源消费增长支撑了6.2%的国民经济增长。煤炭消费比重从2014年的65.8%下降到2021年的56%,年均下降1.4个百分点,是历史上下降最快的时期;清洁能源消费比重同期从16.9%上升到25.5%,占能源消费增量的60%以上。
在能源技术创新方面,我国已建立了完备的清洁能源装备制造产业链,成功研发制造全球最大单机容量100万千瓦水电机组,具备最大单机容量达10兆瓦的全系列风电机组制造能力,光伏电池转换效率多次刷新世界纪录。
此外,同100多个国家和地区开展绿色能源项目合作,“华龙一号”等自主核电技术装备出口实现突破,特高压直流输电技术在海外落地,光伏产业为全球市场供应超过70%的组件……在推动自身转型的同时,也为促进全球能源可持续发展,建设更加清洁、美丽的世界贡献了重要力量。
“十四五”是碳达峰的攻坚期、窗口期,在全球能源供应紧张的情况下,中国狠抓“十四五”能源规划和能源领域碳达峰方案的落地实施。统筹好非化石能源特别是新能源与化石能源之间的互补和优化组合、积极推动煤炭的清洁高效利用、加强终端用能的清洁替代……一系列举措背后,是走好能源绿色低碳转型和高质量发展之路的决心。
非化石能源发电装机容量突破了11亿千瓦,为新能源的发展创造了巨大的机遇。随着全球气候变暖、可再生能源的匮乏、世界能源的巨大消耗以及环境污染等因素的影响,新能源的开发成为了一个热点。而新能源由于其清洁、可持续的特点,已逐渐成为替代传统化石能源和缓解气候变暖的极具前景的替代能源。非化石能源发电装机,是人类社会和经济可持续发展新能源的重要技术,其发展前景十分广阔。随着可再生能源技术的不断发展,非化石能源发电装机容量是其中最具挑战性的前沿技术之一。
当今世界,大规模利用可再生能源,实现能源多样化已成为各国能源安全和可持续发展的重要战略。随着经济的增长,能源消费也大幅增长,特别是可再生能源的发展已进入临界点,全球清洁能源投资增量超过传统能源。对可再生能源的大规模开发和提高非化石能源的利用效率,已成为能源行业发展的当务之急。结合我国能源工业的发展现状,利用可再生能源发电已成为国际社会普遍关注的问题。
以海洋能源为例,研究表明,海洋可再生能源可利用的能源约为70亿千瓦,是目前全球发电能力的几十倍。经过多年的发展,海水利用技术日趋成熟,其应用领域和范围不断扩大,呈现出大规模加速发展的趋势。作为全球能源转型的前进方向,可再生能源的发展为世界能源开发利用注入了新的动力。开发利用可再生能源是世界各国解决未来能源安全的重要战略途径。
目前,我国已在可再生能源和清洁能源中大力发展水利发电、风力发电、太阳能发电、核电等能源。可再生能源发展进入全面、快速、规模化发展的新阶段,已成为我国电力建设的重要内容。