地球上的能源还够我们开采多少年?有统计吗?包括煤、天然气、石油、等等。
一、石油
尽管地层中的石油和天然气的蕴藏量不可能十分准确地估算出来,但据石油专家们的粗略估计:人类自1973年至1997年间向地球索取了大约5000亿—8000亿桶石油,占当时探明储量的85%。自那时以后,新发现的油田几乎使储量翻了一番。法国专家贾内西尼认为,“就目前已知的石油储量,这个数字约为1万亿桶,够人类消费36—40年(按目前的石油消费速度计算)”。除了这1万亿桶以外,有待发现的石油大约也有1万亿桶。这就是说,地下总共还有2万亿桶石油可供开采利用,可供人类消费近80年。
联合国国际能源局指出,目前已探明的石油储量开采到2020年不会有任何问题。世界最大的石油公司埃克森美孚公司认为,就目前探明的储量来看,即使再开采70年也不会到达底线。随着新油田的发现和勘探及开采技术的提高,人类使用石油的时间可能还会延长。
二、煤与天然气:天然气65年,煤169年
新能源和石油不是一对矛盾体!
中石化 投资 光伏
共1500字 建议阅读时间4分钟
文| 沐雨
即便手握石油黑金,巨头们却并不打算丢弃新能源这块大蛋糕!
日前,中国石化集团资本有限公司宣布,投资入股亚玛顿集团全资子公司凤阳硅谷智能有限公司(简称“硅谷智能”), 双方将携手布局超薄光伏及光电显示特种玻璃产业链。
亚玛顿非公开募集资金项目显示,公司募集资金将用于硅谷智能大尺寸、高功率超薄光伏玻璃及BIPV防眩光镀膜玻璃的扩产。
超薄光伏玻璃作为高端材料,是光伏行业及光电显示产业链毛利率最高的产品之一。
中石化本次投资入股硅谷智能,无疑是出于投资回报和产业协同的考量, 但也代表了当前石油公司对未来产业结构的谋划。
01、三桶油强势布局新能源
长期以来,石油、天然气等化石能源占据着能源市场中心,也催生了大批产业巨头。可是,过去几年里越来越多的能源巨头开始紧锣密鼓地布局与新能源相关项目的建设。
这其中,垄断着国内石油产业的中石油、中石化、中海油三大石油巨头赫然在列。
2018年7月,中石化与中国石化股份公司联合出资100亿元,设立中国石化资本公司,聚焦新能源、新材料、节能环保、高端智能制造和大数据人工智能五大新兴领域。
作为战略投资平台,中国石化资本公司多年来投资了多家新能源领域的企业和项目。
2019年9月,中国石化资本公司与国内知名氢燃料电池系统供应商——上海重塑开展战略合作,未来依托现有3万座加油站的网络优势, 积极布局氢能产业链。
转至今年8月,中国石化资本公司宣布投资入股硅谷智能,布局光伏产业链。
资料显示,硅谷智能是我国光伏玻璃和光电玻璃重要供应商,主要进行超薄光伏玻璃原片和显示器用特种光学玻璃原片的生产与制造,目前正在新建的特种光电玻璃项目年产能可高达1亿平方米。
事实上,借助资本市场的出击,中石化有望踏准新能源产业的机遇期。
以光伏产业为例,《BP 世界能源统计年鉴(2020)》显示,2019年全球可再生能源发电量为 2805.5 太瓦时,同比增长 13.7%,其中太阳能发电量为724.1太瓦时,同比增长24.3%, 成为增长最快的可再生能源。
预计到2040 年,太阳能发电将达12000太瓦时,将占全球总发电量的26%以上。
当然,中石油和中海油在新能源领域的布局也不遑多让。
就在日前,中石油与申能(集团)有限公司、上海临港新城投资建设有限公司共同出资成立了一家氢能企业——上海中油申能氢能 科技 有限公司,围绕氢能技术、服务开展业务。
中海油在去年7月正式进军光伏,成立全资子公司中海油融风能源有限公司,主营太阳能发电项目的开发等。
02、新能源和石油不是矛盾体
截至目前,新能源已经逐步渗透到油气行业,成为油气企业业务版图的一员。
全球顶尖油气企业中,诸如BP、道达尔、壳牌、挪威国油等除了以合资、收购等方式发展新能源,还均成立能源风险投资基金或公司,以“管资本”的形式快速抢占新领域的发展机会。
能源咨询机构Rystad Energy 曾预计,随着全球石油公司在新能源领域投入的资金逐渐增多, 未来石油企业的资本结构将发生变化。
今年8月5日,BP发布的十年战略显示,未来10年公司每年在低碳领域投资约50亿美元,相当于现在的年度低碳投资数额的10倍。
这期间,BP的石油和天然气的日产量计划将减少100万桶油当量,比2019年的产量水平 减少40% ,逐步过渡成为一家专注于提供解决方案的综合性能源企业。
当然,石油巨头大踏步入局新能源,并不意味着石油的“淘汰”。
当前,石油无论是作为化石燃料,还是重要的化工原料,短时间内石油依然是能源结构中的主体,具有不可替代性。
而且,新能源与石油并不是一对矛盾体。
当前,国际石油公司更多的是在保持油气业务核心地位不变的同时,加大对新能源业务的投入,以此来避免成为单一的工业原材料提供商。
正如中石化集团年初的战略显示,公司将着力构建以能源资源为基础,以洁净能源和合成材料为两翼,以新能源、新经济、新领域为重要增长点的“一基两翼三新”发展格局。
未来,或许我们可以乐观预计, 新能源和油气将成为石油企业的左膀右臂!
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 。
摘 要:本文通过新能源——生物质能的概述,初步展示其性质特点。同时,结合当下时事,论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。
关键词:生物质能,新农村建设,秸秆应用,现状分析
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
生物质能特点
1) 可再生性
生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
生物质能应用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
新农村建设离不开新能源发展
中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。
新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。
生物质能在新农村建设中的应用意义
生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。
以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。
从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。
生物质能在新农村建设的现状与发展对策
我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中,常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染, 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是,我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示,每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿吨标准煤,林业剩余物资源量约2亿吨标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积,理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿立方米,相当于5700万吨标准煤。但到2008年底,全国生物质发电装机容仅315万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。
生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。
在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。
生物质能与中国新农村建设
084386 汉语言文学 兰艳丽
摘 要:本文通过新能源——生物质能的概述,初步展示其性质特点。同时,结合当下时事,论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。
关键词:生物质能,新农村建设,秸秆应用,现状分析
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
生物质能特点
1) 可再生性
生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
生物质能应用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
新农村建设离不开新能源发展
中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。
新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。
生物质能在新农村建设中的应用意义
生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。
以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。
从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。
生物质能在新农村建设的现状与发展对策
我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中,常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染, 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是,我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示,每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿吨标准煤,林业剩余物资源量约2亿吨标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积,理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿立方米,相当于5700万吨标准煤。但到2008年底,全国生物质发电装机容仅315万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。
生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。
在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。
【1】 秦大东曹军.浅论我国生物质能发展现状及对策.安徽通报,Anhui Agri.sci.bull.2007,13(1):133-135.
【2】 闫廷满.生物质能: 秸秆发电的思考.东方电气评论第21卷,第1期,2007:1-4
【3】 田永淑. 新型秸秆气化炉及净化工艺. 河北唐山,可再生能源 2003.4
【4】 法忠勇.推进我国农村新能源推广应采取的措施, 甘肃农业2007 年第9 期
【5】 陈亚中 生物质能源应用前景分析 2008
【6】 百度百科
21世纪经济报道新能源课题组
研究员曹恩惠、彭强
特约研究员綦宇
无通知的停水、停电,楼道里的电梯骤然停运……一系列突如其来的变化,让东北的居民从几乎长达十数年的“用电自由”中惊醒。凛冬未至,席卷全国多个省份的“有序用电”,却让人们提前感受到阵阵寒意。
据央视新闻报道,辽阳市委宣传部证实,9月24日该市发生一起重大安全事故。虽然这只是此轮拉闸限电中发生的极端事件,但也折射出供电形势面临较严峻的局面。
今年上半年出现部分省份限电之后,中央层面在七八月份就陆续发出信号,要求各地纠正“运动式减碳”,同时坚决遏制“两高”项目盲目发展。
然而,9月下旬,“限电”仍在各地蔓延,个别地方甚至将限电延伸至居民用电领域。虽然9月29日举行了山西省保供十四省区市四季度煤炭中长期合同对接签订会,但目前来看,10月份的用电压力仍相当大。
在这些现象的背后,有许多待解的疑问:全国各地限电情况究竟严重到何种地步?为何在工业生产淡季还有所加剧?今年以来的限电措施影响到了哪些产业?用电的矛盾为何迟迟无法解决?……
简单将这一轮的“拉闸限电”,归结为“能耗双控要求”甚至“限制低端产能”,都是片面的。要回答这些问题,不仅要剖析国内与国际两个能源供应市场,更要深入到疫情后中国的产业结构中。
21世纪经济报道新能源课题组认为,解决这些问题,需要建立长期更加安全、清洁的能源供给结构、更加市场化的电力交易体系以及推进更加高能效的产业结构调整。
“拉闸限电”缘何突袭
1、电力供应增速不足
今年1-8月,国内电力需求快速增长,国内电力生产和煤炭供应增速,不及需求增速。
国家能源局数据显示,今年1-8月,全 社会 用电量累计达到5.47万亿千瓦时,同比增长13.8%;其中,第二产业用电达到了3.65万亿千瓦时,占总用电量的66%,同比增速达到13.1%。
国家统计局数据显示,今年1-8月,国内发电量5.39万亿千瓦时,同比增长11.3%,而8月电力生产增速已经明显回落。其中,8月份火电同比增长仅为0.3%,水电下降4.7%,风电增长7%,核电增速10.2%。
中国电力企业联合会7月发布报告指出,上半年全国电力供需总体平衡,但局部地区部分时段已经出现电力供应偏紧的现象,1月受寒潮等天气影响,江苏、浙江、安徽等地出现电力缺口,二季度蒙西、广东、云南和广西等地都采取了需求响应和有序用电措施。其中,广东、云南的电力供应尤为紧张。
中电联当时预计,下半年全国电力供需总体仍将保持平衡,但电力供应紧张的情况比上年将增多。
承担电力稳定供应主力的煤电方面,煤炭市场供需紧张、价格暴涨制约着煤电供应。
今年以来,受国内煤炭产能释放幅度有限、进口煤炭增量有限等多重因素的影响,电煤供应持续紧张,下半年煤炭价格一路高涨,煤电企业库存较低,电煤企业的经营压力进一步加大。
国家统计局数据显示,今年1-8月,国内原煤生产量26亿吨,同比增速4.4%,这主要是由于1-2月高增速的带动。自今年3月起,国内原煤月度生产量大多保持同比下滑的趋势,仅在5月和8月有小幅的回升。
目前正处于传统意义上的用煤淡季,但市场却呈现出异常火热的态势。目前,动力煤期货主力合约价格已经突破1300元/吨的大关,实际市场价格约在1600元/吨左右,而往年同期价格不过500-600元/吨。涨幅达300%左右。
高涨的煤价将火电厂迅速推入亏损境地,发电意愿不足。无论是通过长协,还是企业主动降价等手段,一个难以改变的事实是,市场上流通的煤炭已经变少了。
今年夏天以来,高温带来的用电高峰,以及出口强劲(1-8月我们出口总值同比增幅达到23.7%),拉动了工业生产,这些都刺激了用电需求的增长。
2、能耗双控
限电、限产在诸多行业都不罕见。诸如钢铁行业,上半年突飞猛进地生产后,在较大的产量控制压力下,7月开始多地钢铁产业就开始执行限产政策。水泥建材方面,出于环保、用能等因素,一直在进行错峰限产。
但自8月下旬以来,国家发改委点名多个省区能耗双控工作未达标,并进行预警。此后,能耗双控工作紧张的地区,陆续开始在三季度末实施限电限产,试图冲刺完成指标。
目前,能耗双控涉及的主要行业有化工、钢铁、有色、水泥建材、煤电等多个行业,涉及十几个能源消耗较大的省区。
图:各省份上半年能耗双控完成情况
据中金公司研究部测算,上半年能耗强度不达标的省份,合计占到中国工业增加值的70%左右,其中红色预警和黄色预警的省份,分别占比约38%和32%。
但“能耗双控”并不是各地限电拉闸的唯一原因。对于辽宁省、吉林省和黑龙江省来说,用电量增长,电煤紧缺、新能源发电不足等因素,导致当地电力供应不足,因而带动了东北地区大范围的限电停产。
图:各省份能耗双控举措
取暖季即将开始,在传统的消费旺季,煤炭市场供需两侧都没有明显改观的情况下,煤炭市场整体预计仍将维持强势。
限电效应
从工厂停产到电梯停运,“拉闸限电”的影响已经由工业生产渗透到居民生活。一时间,20多家A股相关上市公司纷纷告急,宣布受限电波及。但令人唏嘘的是,本轮限电却一度引发了资本市场的“电力狂欢”。
1、电力市场剧烈波动
由于电力供应吃紧,施行了工业企业的限电限产之后,不少地区的居民用电也都受到了影响。
在国内节能形势较为严峻的地区,出现了严控空调用电,要求优化照明用电的情况。
在东北三省,多地出现未经通知就突发停电的情况,个别地区甚至到了电梯停运、红绿灯停工、停水的地步。工业企业限电限产之余,有地区的商场停业歇业时间提前到了下午4点,楼体亮化全部关闭,晚间路灯都调低了亮度。
今年6月开始,广东、陕西、浙江、广西等地都对当地峰谷电价进行了调整。
但整体上来看,峰谷电价进行的调整一定程度上降低了电网企业的经营成本,也实现了部分电力使用过程中的“削峰填谷”。但对于火力发电企业来说,天然气、煤炭高价带来的高成本,峰谷电价调整仍是杯水车薪。
在工业制造领域,大规模的限电限产持续影响着诸多行业。悖谬的是,供求与价格相互缠绕,某种程度上形成了怪圈。
在光伏产业,能耗双控进一步加剧光伏产业上下游供需不匹配、硅料供不应求的态势,助长了整体价格走高的趋势。下游需求对当前硅料价格的高企起到了支撑作用,能耗双控的推进则对硅料的产出造成了一定程度的影响,进一步限制了供给。
水泥产业方面,由于煤炭价格的走高以及多地限产政策的加持,产品价格短期内出现大幅上涨。而在钢铁产业方面,下半年以来,在限产政策的执行下,钢材价格保持在较高位;在此基础上,多地的能耗双控进一步限制了钢材的产量,增强了减产的预期。
临近传统旺季的末期,钢材市场消费偏弱, 社会 库存保持去化节奏,整体市场呈现供需双弱的格局,减产政策主导市场。钢企的限产直接削弱了铁矿石的市场需求,价格也随之一落千丈。
7月下旬以来,铁矿石价格持续下滑,目前国内铁矿石主力期货价格跌至700元/吨以下,今年5月曾创下1358元/吨的高点。
2、资本市场的“冰与火”
8月初开始,A股电力板块开始持续攀升,7月28日处于1107的低位,到9月28日最高突破1600。同一时期,煤炭开采加工板块也开始显著攀升,8月3日,指数为1498.48,到9月16日最高涨至2483.68,近期已经回落至2100左右。
各行业的数十家上市公司纷纷公告停产、限产消息。据21世纪经济报道新能源课题组不完全统计,截至9月27日,已有23家上市公司发布了限电停产相关公告。最先宣布受到影响的,是广西的陶瓷生产企业蒙娜丽莎(002918.SZ)。
图:部分上市公司受双限影响一览
9月14日,蒙娜丽莎宣布,控股子公司桂蒙公司6条生产线、合计15万平方米/日的建筑陶瓷产能被迫停产,剩余的一条生产线(产能2.5万平方米/日建筑陶瓷)也处于低负荷非正常运行状态,并面临停产风险;公司原计划下半年启动的4条生产线也可能无法如期建设和投产。
此后,帝欧家居(002798.SZ)、晨化股份(300610.SZ)、中农联合(003042.SZ)、优彩资源(002998.SZ)、利民股份(002734.SZ)、润丰股份(301035.SZ)等多家上市公司均表示,受限电影响,生产将分别受到不同程度的影响。
随着限电范围不断扩大,9月27日,有多达10家上市公司发布了限电影响公告;其中,桃李面包(603866.SH)的停产消息甚至冲上了热搜。
据披露,桃李面包旗下位于江苏、广东、吉林、辽宁、山东、天津、黑龙江的9家全资子公司都接到了当地政府的限电通知,分别进行限电甚至是停产。
中金公司研报指出,从具体行业来看,受到能耗双控政策影响较大的行业包括但不限于钢铁、电解铝、水泥、化工化纤四大行业,这些行业的主要特征是高耗电+高碳排,采取的措施包括直接停产、削减产能(20%-90%不等)、错峰生产、分时段限电、削减用电优惠等。
全球“昂贵的冬天”
这一轮的“限电”绝不只发生在中国。事实上,全球正迎来“昂贵的冬天”。
近些年来,各主要经济体大都在推进能源结构转型。但当欧美地区这方面工作取得进展时,阵痛亦相随而至。
1、欧美煤炭、天然气价格暴涨,电价飞升
Wind提供的数据显示,最近一年内,国际动力煤价格已经增长数倍。截至9月24日,欧洲ARA港、南非理查德RB、澳大利亚纽卡斯尔NEWC动力煤的现货价格分别为185.68美元/吨、161.15美元/吨、188.72美元/吨,较一年前分别增长249.68%、172.90%、215.37%。
与此同时,欧美天然气价格正不断刷新 历史 新高。截至9月24日,欧洲天然气期货价格已从2020年5月的每兆瓦时8英镑一度飙升至200英镑左右,涨幅接近25倍。9月27日,美国NYMEX10月天然气期货收涨11.01%,报5.7060美元/百万英热单位,刷新2014年2月以来新高;ICE英国天然气期货收涨8.20%,报190.39便士/千卡,盘中最高触及193.23便士,逼近9月15日录得的 历史 最高位。
随着煤炭、天然气价格暴涨,欧美国家电价也进入上涨的快车道。根据美国能源信息署(EIA)的数据,仅截至7月,意大利、西班牙、德国、法国电价,分别较一年前大幅上涨166%、167%、170%、134%;同期,美国居民用电高达13.9美分/度,创 历史 新高。
对于天然气价格走势,高盛分析师 Samantha Dart表示,如果欧洲的冬天比预期的要冷,那么欧洲可能需要与亚洲竞争液化天然气供应。其预计,今年年底与明年年初可能会迎来进一步上涨,因为今年的冬季温度较以往更为寒冷。
这反过来又会影响包括中国在内的亚洲油气市场供应与价格。
2、欧美能源结构稳定性遭遇挑战
在全球范围内的低碳行动下,火电被走在环保前列的欧洲逐渐弃用。例如,在西班牙、英国,火电占比仅为4%和2%。这与近些年来欧美不断推动能源结构转型有关。
根据BP发布的《世界能源统计年鉴》,最近两年,欧美等国已经较大幅度提升其能源结构的绿色程度。例如,欧洲地区,其整体电力结构已经形成核能、可再生能源、天然气发电占比居前三的格局。此外,美国能源信息署(EIA)的数据也显示,2020年,欧洲(含英国)的可再生能源发展占比(包括水电)已经接近40%,天然气发电占比约20%,而煤炭发电占比已经低于15%。
然而,今年受极端高压、大面积干旱等极端天气侵袭,欧洲大力发展的风力与水力发电量在年内骤降。在欧洲,截至今年7月份,其风力发电占比从年初的17%降至不足11%。且在今年6月份,欧洲地区整体的风力发电占比一度跌破9%,几乎回到了2019年同期水平。
外界普遍将本轮欧美国家的“电荒”原因,归结为极端气候导致部分可再生能源发电“停摆”。于是,此消彼长之下,天然气、火电需求激增。国际能源署(IEA)发布的三季度能源报告显示,今年全球天然气需求将增加3.2%,且未来几年还将持续增加。
然而,一个客观事实是,疫情前后,全球范围内的油气勘采热情不断冷却,产能储备下行。据中国石油经济技术研究院发布的《2020年国内外油气行业发展报告》显示,去年全球共获得179个油气发现,新发现油气储量19.5亿吨油当量,同比大幅下降30%;天然气新增储量同比下降43%,全球天然气产量仅为4万亿立方米,同比下降3.6%。
随着可再生能源的供给波动,欧洲地区对天然气的依赖性增强。截至目前,美国、俄罗斯是欧洲天然气主要的出口国。但如今,这两大出口国正在下调产量预期。8月底,美国因飓风“艾达”导致天然气出口重创;俄罗斯近日预计2021年天然气产量为758.8亿立方米,同时将2022年天然气产量预测下调。
须高度重视供给端
事实上,无论是欧美,还是中国,当前共同面临的问题在于电力供给端上的不足。尽管在分析本轮国内多地出现电力缺口时,不可避免地会谈及疫情以来我国 社会 生产用电需求增速提升。但业内人士亦指出,在全年用电增速高达8.5%的2018年,并未出现大规模限电的现象。
1、煤炭供应偏紧
作为一个“富煤、少气、贫油”的国家,虽然近些年来我国正在不断加大能源结构转型,但在当前的电力结构中,火电依旧是最核心的供电来源。
《BP世界能源统计年鉴》2021年版的数据显示,去年我国的电力结构中,煤炭发电量占比为63%,较2018年和2019年分别下降15个百分点和2个百分点;水电为第二大发电能源,发电量占比为17%;风电、光伏为代表的可再生能源发电量占比已经提升至11%,较2018年和2019年分别增加了9.7个百分点、1.1个百分点。此外,核能、天然气最近两年维持着较为稳定的发电占比,2020年的比例分别为4.7%、3.2%。
现阶段的电力结构,决定着当下煤炭供给依旧是电力供给侧的核心。
国家统计局日前发布的数据显示,今年1至8月份,我国生产原煤25.97亿吨,同比增长4.4%;进口煤炭1.98亿吨,同比下降10.3%。其中,8月份,生产原煤3.35亿吨,同比增速由上月下降3.3%转为增长0.8%;进口煤炭2805万吨,同比增长35.8%。
国家统计局的数据显示,国内煤炭生产和进口量自8月份开始有所好转。不过,煤炭产量的释放还需要一个过程。
不可否认的是,近些年来我国煤炭产能正处于下行周期。尤其是今年7月份以来,国内煤炭供需错配的情况愈发严重。
在需求端,随着疫后经济的复苏,我国工业生产显示出强劲的发展势头。国家统计局数据显示,今年上半年,我国规模以上工业增加值增幅和产能利用率均高于往年同期。此外,电力需求向好,1-8月份全 社会 累计用电量同比上升13.8%。其中,占全 社会 用电量2/3的第二产业用电量增长了13.1%,是推动全 社会 用电量高增长的核心原因。
而在供给端,一方面,国内煤炭产能正处于周期下行的背景中,且另一方面,受国际关系与海外疫情的影响,我国今年从蒙古、澳大利亚的煤炭进口量有所减少。多种因素叠加之下,目前国内煤炭库存遭遇一定的压力。
Wind数据显示,在主要港口方面,秦皇岛港煤炭库存整体下滑,9月上旬日库存量一度低至352万吨;全国重点电厂煤炭库存量今年以来更是持续下滑,8月份的库存量已经降至4890万吨。
2、水力发电量下滑
在目前我国的电力结构中,水电依旧是第二大电力能源。但今年以来,水力发电量增速下滑。
国家统计局的数据显示。今年1至8月份,我国规模以上水力发电量约为7617.1亿千瓦时,同比降低1%。其中,发电量占比较少的华北、东北和华东地区,保持了水力发电的增长,而中南、西南和西北地区主要水力发电省份却呈现发电量下降。
受干旱天气等气候影响,中南地区、西南地区、西北地区今年1至8月份的水力发电量分别为1818亿千瓦时、4482.9亿千瓦时、775.1亿千瓦时。其中的重点水力发电省份发电量均萎缩:湖北省水力发电量966.7亿千瓦时,同比降低5.8%;广西壮族自治区水力发电量342.6亿千瓦时,同比降低2.3%;四川省水力发电量1983.9亿千瓦时,同比降低4.6%。
值得一提的是,自2015年以来,我国水力发电新增装机量整体处于下滑趋势。2020年,我国水力发电新增数倍容量为1323万千瓦,同比增长217.3%。不过,这一高增长的背后得益于总装机1020万千瓦的金沙江乌东德水电站首批机组投产发电。
3、风电、光伏等新能源尚未堪大任
随着双碳目标的推动,风电、光伏等新能源产能正不断扩大,发电量占比持续提升。国家能源局的数据显示,2020年,我国风电、光伏累计发电量占比同比提升0.9个百分点至9.5%,占全 社会 用电量比重在9.6%左右。国家能源局制定的目标是,2021年风电、光伏发电量占全 社会 用电量的比重达要到11%左右,2025年达到16.5%左右。
整体来看,随着光伏、风电发电量占比的提升,不少风光资源丰富的省份也开始倚重风电、光伏。但在今年极端天气多发的年份,风电、光伏发电的稳定性遭遇挑战。
东北此次罕见的居民用电被拉闸背后,风电骤减也被认为是原因之一。据《辽宁日报》消息,辽宁省工信厅9月26日召开的全省电力工作保障会议指出,9月23日至25日,由于风电骤减等原因,电力供应缺口进一步增加至严重级别。
国泰君安认为,“从我国目前的发电结构来看,对于火电的依赖依然较为严重,风电和光伏未能贡献出应有的产出。”该机构分析称,虽然我国目前的风电和光伏装机占比已达到24%,但目前产出仅占发电量的10%左右,说明我国对于火电的依赖较为严重,风电和光伏的装机量和其发电量不成比例,未能贡献出应有的产出。从发电增速来看,风电产出大幅提升,累计同比达到44.7%,而光伏发电的增速依然相对较低,仅9.7%,相反,装机占比不断下降的火电增速反而达到了16.1%。这表明发电结构的不成比例也存在趋势性特征,对于整体的电力供给造成了较大的挑战。
值得一提的是,受自然环境影响较大的风电、光伏,在大规模发展过程中,其上网的稳定性一直是关键问题。为此,与新能源发电密切相关的储能、特高压技术的研究有待提升,以消除新能源的快速发展和配套基建不匹配的矛盾。
能源结构“跳闸”反思
近十年来,国内已经先后三次出现规模性的地方限电现象。
2010年,即“十一五”收官之年,多个省份在能耗强度目标的约束下,于5月份开始实施“拉闸限电”,随后因影响经济生产秩序,当年10月份基本被叫停。
2020年四季度,浙江、湖南、江西、内蒙古先后出台限电措施,应对阶段性供电不足。
这次始于2021年5月份,并在持续发酵的第三次限电潮,其影响目前仍然在扩大。
与此前两轮不同,本轮限电发生的原因,直指当前能源结构本身的“跳闸”现象。
我国正迎来能源结构转型的“快步走”时期,在电力体系的重构过程中,从传统能源向清洁能源平稳过渡时,缓解“电荒”、防止拉闸限电,需要着重注意以下几个问题。
1、未来几年仍需稳住火电供应
本轮限电的关键因素在于供给端,而未来几年我国 社会 用电量需求仍将保持一定的增速。
由全球能源互联网发展合作组织发布的《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》预测:2025年、2030年,我国 社会 用电量由2020年的7.5万亿千瓦时增长至9.2万亿、10.7万亿千瓦时。该报告进一步测算了需求增速——2020年至2025年,我国 社会 用电量年均增速约4.2%;2025年至2030年,用电量年均增速约3%;2030年至2050年、2050年至2060年,用电量年均增速将下降至2%、0.6%。
在此基础上,国泰君安测算,未来随着碳中和对于煤炭产能的限制,以及火电新增装机增速的下降,火力发电量增速将从2021年的5.6%降至2025年的1.3%;风电和光伏的新增装机不断提升,其每年的发电增速将维持在10%以上。
然而,在这样一个电力结构转换中,我国电力供应增速将持续低于电力需求增速,存在一定的供需缺口。而在整个转换过程中,火电供应的稳定性也将关系到电力结构在未来几年的平稳过渡。
2、避免“一刀切”式减碳
本轮拉闸限电,被置于一个较大的背景:“能耗双控目标考核”。不少地方为完成双控考核而拉闸限电。有的地方因为被约谈,而连夜开会“统一安排”拉闸限电。然而,“能耗双控目标考核”并不是此轮拉闸限电的根本原因。
“能耗双控”是执行多年的老政策。从2006年开始,我国将能耗强度作为约束性指标,2011年开始实施能耗双控考核。其中,“十二五”规划在把单位GDP能耗降低作为约束性指标的同时,提出合理控制能源消费总量的要求;“十三五”规划提出,到2020年,单位GDP能源消耗比2015年降低15%,能源消费总量低于50亿吨标准煤的目标。
如前文所言,2010年“十一五”收官之年,我国也出现多个省份在能耗强度目标约束下“拉闸限电”的现象。其结果,最终导致 社会 生产经济秩序受到影响,此为前车之鉴。
尽管“能耗双控”是刚性要求,减碳是大势所趋,但“运动式”减碳,对经济和 社会 生活的伤害巨大,甚至得不偿失。
值得注意的是,针对碳达峰工作的一些偏差,中共中央政治局7月30日的会议已作出明确表态。会议要求,要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作,尽快出台2030年前碳达峰行动方案,坚持全国一盘棋,纠正运动式“减碳”,先立后破,坚决遏制“两高”项目盲目发展,做好电力迎峰度夏保障工作。
3、重构电力体系谨防激进思维
当前,在“双碳”目标的指导下,我国电力结构正在进行积极转型。《BP世界能源统计年鉴》2021版的数据显示,从2009年至2020年,我国电力结构正在发生显著变化——2009年,我国煤炭发电量占比为78%,水电占比17%,风电、光伏等可再生能源发电占比为1.3%;2020年,煤炭发电占比降至63%,风电、光伏等可再生能源发电占比升至11%,水电占比保持不变。
这组数据的变化显示,过往十年间,煤炭和可再生能源发电占比主导着电力结构调整过程中的“此消彼长”。
然而,一个现实的问题是,在当前电力结构转型中,我们依然需要正视火电的地位。
Wind数据显示,2020年,我国发电装机结构占比为火电56.6%、风电和光伏24%。但显然,火电56.6%的装机占比对应着63%的发电量,风电、光伏合计24%的装机占比仅对应着11%的发电量。这意味着,在当前我国大力发展新能源的同时,新能源发电还不能承担起当前电力结构供应的主导型重任。
4、加快发展储能、特高压技术
值得肯定的是,经过数十年的发展,我国风电、光伏发电技术成本已经大幅下降,平价上网时代渐行渐近。
无论是从资源获取还是发电潜力上看,新能源将是未来主导世界能源结构的不二之选。但随着发电装机量的提升,如何保持新能源发电稳定上网,避免无序脱网的现象,亦是在大力发展新能源时需要共同解决的问题。
实际上,这方面已有前车之鉴。2019年8月9日,英国电网发生大停电事故,集中于英格兰与威尔士地区,约有100万人受到停电影响。数据显示,2019年,英国风电、光伏等可再生能源发电占比已经升至35%。而此次事故起因,便是英国电网海上风电和分布式光伏出现大量无序脱网,导致系统频率下降至48.9赫兹,引发系统中低频减载装置动作,切除大量负荷。据当时资料,事故发时,英国风电渗透率已达到34.71%。在本次大停电中,抽蓄机组及时增加出力,阻止了事故进一步扩大。
从英国电网停电事故中,我们不难发现,风电、光伏发电存在随机性风险,即受天气、气候影响较大。
国泰君安指出,储能技术能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化,在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题,可以实现新能源发电的平滑输出;此外,特高压技术可以将富集区资源运送到负荷中心,解决资源与负荷的区域错位问题。因此,储能和特高压技术值得大力发展。
参考文献:
1、《供给才是主导本轮“电荒”的原因——能源与能耗观察系列之二》,国君宏观研究;
2、《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》,全球能源互联网发展合作组织;
3、《限电限产下的传导路径》,中金公司;
4、《能耗双控、限产限电的宏观分析与展望》,中信证券;
5、《东北拉闸限电与能耗双控无关,这三点才是真实原因》,《 财经 》杂志;
6、《英国“2019•8•9”大停电事故分析报告》,《电力之窗》;
7、《BP世界能源统计年鉴》2021年版,BP;
8、《减产主导市场 下周钢价高位盘整》,兰格钢铁;
9、《2021年上半年全国电力供需形势分析预测报告》,中国电力企业联合会。