什么是关系国家经济社会发展的全局性战略性问题
能源安全是关系国家经济社会发展的全局性战略性问题。
2014年6月13日,国家领导人在中央财经领导小组第六次会议上指出,能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题,对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。
能源安全由总量安全、结构安全和成本安全三个方面构成,无论哪方面缺失,都会给国家安全构成重大威胁。
(一)总量安全。一般认为,我国能源需求的峰值应该出现在基本实现中国特色社会主义现代化之时,即2030耀2035年左右。按照我国能源规划预测,到2030年,我国能源需求总量为60亿吨标煤,较2018年增长29.3%。然而,2018年我国人均能源消费仅为主要发达国家平均水平的44.2%,为美国的1/3。到我国基本实现现代化,城市化率将达到75%以上,意味着我国还有2亿农村人口将转为城市人口。国外经验表明,城市人口的人均能源消费量是农村人口的十倍左右。考虑科技进步、能源使用效率的提高等因素,2030年我国能源消费量应在70亿吨标煤更为可靠。即便如此,也仅为美国人均消费的一半。能源实际生产能力与总量计划目标的偏差,会给能源总量供应带来短缺的风险。
(二)结构安全。按照规划,到2030年我国能源结构中,煤炭占比将降至45%,石油、天然气与非化石能源分别提升至20%、15%和20%。根据测算,届时我国需要进口石油6.6亿吨,天然气4,300亿立方米,石油和天然气对外依存度分别将达到76.7%和60.6%。由于石油关系交通运输工具的动力保障,天然气关系民生用能,都具有一定的不可替代性。长期依赖大量进口,必将成为国家安全的重大隐患。
(三)成本安全。2012年后,我国非水可再生能源得到快速发展,风能、太阳能比重迅速提高,加之后期石油及天然气进口的扩大,对我国能源保障和环境改善发挥了重要作用。但与此同时,也大大增加了我国的用能成本。粗略测算,与2012年相比,2018年仅因能源结构调整,我国能源成本就增加了8,500亿元。到2030年,若按石油70美元/桶、天然气3.5元/立方米价格测算,仅因能源结构调整,全社会能源成本将较2018年增加2.36万亿元。浙江能源集团首创的燃煤发电超低排放技术,有效解决了全国21亿吨电煤的清洁利用问题。如果用其他能源替代,仅就成本而言,我国一年将多支出能源成本1.33万亿元。能源成本对我国安全的影响还表现在国际价格变动对国民经济冲击的不可控性上。按2030年规划目标的石油、天然气进口量,如果国际油价每上涨10美元/桶,天然气价格上涨1美元/百万英热单位,我国能源成本将相应增加605亿美元/年和343亿美元/年。这对我国国民经济平稳运行无疑是巨大的变数。因此,制定能源国策,必须运用底线思维,守好安全底线,确保我国能源安全。
世界能源结构的演变及发展趋势;
工业革命促进了煤炭工业的发展第二次世界大战bai后,石油和天然气工业又获得迅速发展。目前,石油、煤炭和天然气等化石燃料已成为世界能源的主体。据《2000世界能源统计评论》资料,1999年世界一次能源消费构成的比例是石油40.5%,天然气24%,煤炭25%,核能8%,可再生能源2.5%。由此可见,化石燃料约占世界一次能源构成的89.5%。能源结构的这种现状经历了一个长期的演变过程。在产业革命后的200年中,煤炭一直是世界范围内的主要能源。
随着科技、经济的发展,石油在一次能源结构中的比例开始不断增加,并于20世纪60年代超过煤炭。此后,石油、煤炭所占比例缓慢下降,天然气比例上升,新能源、可再生能源逐步发展,形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。虽然化石能源是当前的主要能源,但化石能源的大规模低效开发和利用会导致大量资源的浪费和污染物、温室气体的排放。国内外许多专家指出,现行的能源生产、使用方式是不可持续的,按照现在的能源发展趋势,在一定时期内,难以达到可持续发展的目标。因此,必须重视研究能源发展的新思路和新模式。此外,化石燃料的不可再生和引发的不断恶化的生态环境后果也促使人们努力开发新的能源技术。现今新能源和可再生能源技术的开发己日益受到重视,预计在21世纪,以化石燃料为主体的世界能源系统将转化以太阳能和生物质能等可再生能源为主体的新的世界能源系统,化石燃料将失去世界能源主体的地位。当然,能源结构从化石能源为主转为以新能源、可再生能源为主的这一革命性变革需要一段较长的技术准备和过渡时期。新能源和可再生能源要大量取代化石能源是一项十分艰巨的任务,绝非一朝一夕可以实现的,况且与化石能源相比,目前非水可再生能源依然昂贵。世界能源理事会和国际应用系统分析研究所合作完成的研究认为:在21世纪上半叶,石油、煤炭和天然气等化石燃料仍将界一次能源构成的主体,但在21世纪下半叶,随着石油和天然气资源的枯竭,太阳能和生物质能将获得迅速发展,到2100年,太阳能和生物质能等可再生能源将占世界一次能源的50%以上。 传统的矿物燃料仍将在21世纪上半叶占据世界一次能源构成的主体的另一个理由,是世界能源需求在2020年将达到110-352亿吨标准煤,如此巨大的能源需求是任何一种新能源在短期内都无法满足的,而矿物燃料矿资源目前看依然较为丰裕,价格也比较低廉。有人估计矿物燃料按目前的开发利用强度和回收率,仍可供全世界200多年。同时,矿物燃料开发利用的技术也比较成熟,并己经系统化和标准化,而建立适合新能源开发利用的新技术体系尚需较长一段时间。
在世界能源系统的转换过程中,煤炭将成为承上启下的可靠的过渡能源。这首先是因为相对于石油和天然气资源而言,煤炭资源相对比较丰富。现在世界能源结构中所利用的化石能源主要仍然是煤炭,其次才是石油和天然气,其比例约为68%、17%、15%。根据国际上通行的能源预测,石油将在40年时间内枯竭,天然气将在60年内用光,但煤炭可以使用220年。其次,随着洁净煤技术的不断成熟,煤炭利用过程中所产生的环境问题将在一定程度上得到缓解。一些学者预测,在21世纪中叶,由于石油和天然气的短缺,煤炭液化生成的合成液体燃料的比例将增加。在替代传统的化石能源的可供选择的能源中,除可再生能源外,核能是人类未来能源的希望。根据国际原子能机构的统计,1999年全世界正在运转的核反应堆电站为436座,总发电能力为3.517亿千瓦时,发电量约占世界一次能源构成的8%左右。近几年,由于核电站运行的安全性、核废料的处理和核不扩散等因素的影响,核能的发展在欧洲、北美洲和独联体国家出现了下降趋势,但核能的发展在亚洲仍然拥有强劲的势头。为了促进核能的发展,许多国家在研究新一代快中子反应堆的同时,又加强了受控核聚变的研究,目前受控核聚变己在实验室取得阶段性成果。世界能源理事会认为,如果核技术在21世纪有重大突破,那么到2100年核能将占世界一次能源构成的30%。氢能是替代传统化石能源的理想的清洁高效的二次能源。随着制氢、氢能储运及燃料电池技术的发展,氢能将成为其他新能源和可再生能源的最佳载体替代化石能源。氢能系统由氢的生产、储运和利用三部分组成。用太阳能或其它可再生能源制氢,用储氢材料储氢,用氢燃料电池发电,将构成近“零排放“可持续利用的氢能系统,可广泛作为分布式电源。 综上所述,未来的世纪,核能、氢能、可再生能源将逐步发展并最终成为主要能源,电力将成为主要的终端能源。在21世纪,世界以化石燃料为主体的能源系统将逐步转变成以可再生能源为主体的能源系统。能源多元化将是21世纪世界能源发展的必然趋向,也是世界能源发展历程中的必然阶段
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。
一、经营情况的讨论与分析
2020年上半年,面对新冠肺炎疫情、国内国际经济下滑、行业政策调整、环保监管力度加大等复杂多变的外部环境,公司保持定力积极应对,苦练内功稳健发展,加快复工抢抓工期,强化运营开拓创新,取得了较好的经营成效。2020年1-6月,公司共实现营业收入23.77亿元,同比增长18.62%,实现归母净利润3.38亿元,同比增长27.67%;截至6月底,公司总资产达到182.87亿元,较上期末增长26.20%。公司上半年主要经营情况如下:
(一)垃圾焚烧发电厂运营管理良好
汕尾项目(二期)于报告期内正式建成投产。截至报告期末,公司共投运垃圾焚烧发电项目19个(不含参股项目),分布于四川、广东、重庆、新疆等10个省、直辖市和自治区。公司依托生产管控一体化信息系统,通过科学化、流程化、标准化的管理方式,实现了各项目持续稳定高效运行。报告期内各投运项目合计完成垃圾处理量415.81万吨,同比增长13.11%;发电量15.24亿度,同比增长12.8%;实现上网电量13.43亿度,同比增长13.22%;平均自用电率为11.99%,同比下降0.45个百分点。
(二)市场拓展取得较好成效
报告期内,公司成功中标重庆合川和山西吕梁2个垃圾焚烧发电PPP项目,新增处理规模2000吨/日。在EPC建造业务方面,子公司三峰卡万塔与中国港湾工程有限责任公司等合作方组成的联合体成功中标澳门垃圾焚化中心第三期扩建工程EPC项目,中标金额25.67亿澳门币。在核心设备研发制造业务方面,报告期内三峰卡万塔新取得辽宁营口、河北邯郸等垃圾焚烧设备供货项目12个,三峰 科技 新取得四川广元、山西运城等垃圾渗滤液膜处理系统设备供货项目6个。截至报告期末,公司已投资垃圾焚烧发电项目45个,设计垃圾处理能力50950吨/日(含参股项目),公司已在全球194个垃圾焚烧项目共有325条焚烧线的核心设备及部件和技术应用业绩(含已签约项目),处于市场领先地位。
(三)在建及筹建项目平稳推进
截至报告期末,公司在建及筹建垃圾焚烧发电项目共20个(不含参股项目)。公司克服新冠肺炎疫情的不利影响,抢抓工期,基本按照计划推进各项目建设和筹建工作。其中,汕尾项目(二期)于报告期内正式运行,东营项目(二期)已进入试运行阶段,洛碛项目、赤峰项目(一期)、鞍山项目、浦江项目等在建项目施工进展正常,綦江项目、西昌项目(二期)、会东项目等筹建项目按计划推进各项前期工作。
(四)加大技术研发力度
公司重点开展了“垃圾焚烧发电近零排放烟气处理技术研究项目”、“炉排炉尾部烟气再循环的低氮燃烧技术研究项目”等多个科研项目的技术攻关,并申请发明专利3项。截至报告期末,公司累计取得发明专利24项、实用新型专利48项。同时,公司根据住建部委托,牵头修订了《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》国家标准,并按照生态环境部要求编写了《“无废城市”建设背景下生活垃圾清洁焚烧技术发展报告》。
二、可能面对的风险
1、产业政策风险
根据《国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》(发改价格[2012]801号)规定,垃圾焚烧发电项目按入厂垃圾处理量折算成上网电量,折算比例为每吨生活垃圾280千瓦时,未超过上述电量的部分执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元(含税);超过上述电量的部分执行当地同类燃煤发电机组上网电价。2020年以来,财政部、国家发改委、国家能源局、生态环境部等部委连续发布了《关于促进非水可再生能源发电 健康 发展的若干意见》(财建[2020]4号)《可再生能源电价附加补助资金管理办法》(财建[2020]5号)《关于开展可再生能源发电补贴项目清单审核有关工作的通知》(财办建[2020]6号)《关于核减环境违法垃圾焚烧发电项目可再生能源电价附加补助资金的通知》(财建[2020]199号)等一系列重要文件,基本确定了“以收定支”的政策原则,合理确定每年新增补贴项目规模,并对存量项目采取补贴清单管理,同时与环境违法行为直接挂钩。公司在建项目可能面临不能进入补贴清单或补贴水平退坡的风险。虽然公司针对新增项目,积极通过技术方案优化及加强运行管理提高发电效率、降低投资成本及运营成本,力求将电价政策调整因素纳入垃圾处置费调价机制等措施应对未来政策变化的不确定性风险,但未来如果政府削减对垃圾焚烧发电行业的支持力度,将可能对公司的经营状况、财务状况及盈利能力造成不利影响。
2、市场竞争风险
随着近年来垃圾焚烧发电行业的快速发展,行业市场竞争日趋激烈。部分进入垃圾焚烧发电行业较早、发展规模较大、具有较强融资能力、研发能力的公司凭借较强的竞争优势,在行业内占据了较高的市场份额。垃圾焚烧发电行业广阔的市场空间可能吸引更多资本驱动型的企业进入本行业,未来市场竞争将进一步加剧。随着行业竞争的加剧,公司未来获取新项目的难度将增加,新获取项目的收益率也存在下降风险。
3、环保风险
为确保公司垃圾焚烧发电生产过程符合环保要求,公司积极履行环保职责,投入大量人力、财力、物力完善环保设施,建立了由烟气处理系统、垃圾渗滤液处理系统等多个环保设施系统构成的环保执行体系,并制定了严格的环保制度和环境事故应急预案。但随着国家对环境保护的日益重视和民众环保意识的不断提高,国家政策、法律法规对环保的要求将更为严格,如果发行人未能严格满足环保法规要求乃至发生环境污染事件,则发行人将面临受到行政处罚的风险。同时,随着有关环保标准的不断提高,公司的环保投入将随之增加,可能对公司的盈利能力造成一定影响。
4、安全生产风险
公司高度重视安全生产,制定了较为完备的安全生产管理规范,建立了较为完善的安全生产管理体系。但公司生产经营、项目建设过程对操作人员的技术要求较高,如果员工在日常生产中出现操作不当、设备使用失误等意外事故,公司将面临安全生产事故、人员伤亡及财产损失等风险。
5、项目建设和运营成本上升风险
公司BOT项目由于建设周期较长,项目建设期间,如材料或设备备件价格、人工成本等出现较大幅度的上升,或受到预期之外的环境、地质、周边 社会 公众对项目造成二次污染担心等因素影响,将可能导致项目建设成本上升。
项目运营过程中,如果石灰、活性炭等生产材料及人工成本出现较大幅度上涨,将导致公司运营成本增加。此外,随着环保标准的提升,公司在环保方面的支出将增加,公司也将面临运营成本增加的风险。
6、税收优惠风险
公司报告期内主要受益于国家对环保行业的税收优惠政策、西部大开发税收优惠政策、企业所得税“三免三减半”税收优惠政策和免征环境保护税优惠政策,如果未来国家对相关税收优惠政策做出不利调整,则可能对公司经营业绩和盈利能力产生不利影响。此外,根据《财政部、国家税务总局关于印发<资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录>的通知》(财税〔2015〕78号),若公司因违反税收、环境保护的法律法规受到处罚,公司面临自处罚决定下达的次月起36个月内不得享受相应的增值税即征即退政策的风险。
三、报告期内核心竞争力分析
经过多年的快速发展,公司已经发展成为集垃圾焚烧发电项目投资运营、EPC建造以及核心设备研发制造于一体的综合性垃圾焚烧发电企业,具备较强的市场竞争力。
1、公司市场知名度较高,具有品牌优势
公司专注于垃圾焚烧发电行业,经过多年发展沉淀,公司品牌已在市场上具有较高的知名度和美誉度。公司先后获得“中国固废行业影响力企业”“2018中国环境企业50强”“2019年度绿色供应链CITI指数(企业环境信息公开指数)全行业排名前50强”“2019生活垃圾焚烧发电十强企业”等荣誉。截至2020年6月30日,公司投资的垃圾焚烧处理项目已累计处理生活垃圾约4,321余万吨、提供绿色电力超过143亿千瓦时。公司主动履行 社会 责任,依托“全国中小学环境教育 社会 实践基地”持续开展环保宣传教育活动,努力提升 社会 公众生态环保意识,取得了良好的 社会 综合效益。
2、公司具备成熟的核心设备制造能力
焚烧炉是垃圾焚烧系统中的核心设备,是实现垃圾焚烧发电厂安全、稳定、环保运行的基础。公司自引进德国马丁SITY2000垃圾焚烧全套技术以来,根据中国及发展中国家城市生活垃圾水分高、热值低等特点进行不断改进,率先实现垃圾焚烧核心设备国产化。三峰环境主编的《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》国家标准于2009年颁布实施,推动并规范了我国垃圾焚烧发电行业发展。公司生产的逆推型机械炉排炉采用倾斜逆推式炉排,炉排片及进风方式经过优化设计,具有垃圾扰动充分、燃烧效果好、炉渣热灼减率低、运行可靠稳定等特点。
3、公司具有全产业链协同优势
经过多年的发展,公司具备垃圾焚烧发电技术研发、投资、建造、设备制造和运营全产业链服务能力,产业协同优势明显。公司垃圾焚烧发电产业链的各业务环节之间相互协同,有利于有效降低项目投资成本,加快项目建设速度,提升运营效率,加强设备运营维护,促进技术创新,从而为公司的盈利能力提供有效保障。
4、公司拥有较强的技术研发能力
公司通过持续的技术研发,已逐步建立起涵盖垃圾焚烧发电核心设备制造、项目设计建造、项目运营管理等领域的技术体系,形成了“低热值、高水分”和“高热值、低水分”生活垃圾焚烧处理计算模型,建立了烟气处理半干法、干法、湿法等多种工艺计算平台。公司依托国家生态环境部“国家环境保护垃圾焚烧处理与资源化工程技术中心”、国家发改委“生活垃圾焚烧技术国家地方联合工程研究中心”等创新平台,积极开展技术研发工作。公司主编了《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》《大型垃圾焚烧炉炉排技术条件》《生活垃圾焚烧厂运行维护与安全技术标准(修订)》等6项国家和行业标准,参编了《生活垃圾焚烧厂评价标准》《生活垃圾焚烧厂运行监管标准》《生活垃圾焚烧厂检修规程》等11项国家和行业标准。
5、公司积累了丰富的垃圾焚烧发电厂运营管理经验
公司是中国最早进入垃圾焚烧发电行业的企业之一,旗下部分垃圾焚烧发电厂持续运营时间已超过10年。通过长期稳定运行,公司积累了大量关键数据和运营管理经验,已逐步建立起一套科学的系统化技术标准和运作模式,形成了运营体系化、管理标准化、团队专业化、资源集约化的运营管理能力,位居行业前列。2014年,公司专业的项目运营管理技术和经验输出到了泰国普吉垃圾焚烧发电项目。成都九江、重庆丰盛和六安三峰在住建部委托中国城市环境卫生协会组织的“2018年城市生活垃圾处理设施无害化等级评定”工作中获评“AAA级生活垃圾焚烧厂”,南宁三峰、成都九江被中国生态文明研究与促进会评为“绿色发展标杆企业”。
6、公司拥有经验丰富的核心管理团队
公司核心管理团队深耕垃圾焚烧发电行业多年,自公司成立以来与公司保持共同成长,对行业发展趋势及公司发展战略具有深刻的理解和认识,在垃圾焚烧发电技术、核心设备制造、项目投资、设计、建造、运营等方面具有扎实的专业功底、丰富的从业经历、较强的管理能力,团队成员勤勉务实、锐意进取、开拓创新。同时,公司不断吸收行业技术、投融资管理、风险管理等领域的高端人才,形成了稳定的综合化管理队伍,为公司实现持续快速发展奠定了坚实的基础。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文,欢迎阅读!
浅谈新能源技术论文篇一论新能源发电技术
摘要:本文从全球能源的现状,介绍了中国能源发电技术的应用情况,发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置,它能量转化效率高,几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。
关键词:新能源风能燃料电池发电技术
中图分类号: F206 文献标识码: A
能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈,如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划:到2020 年,可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月,美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA),从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外,从环境的角度来看,为了保护人们赖以生存的地球,开发新能源也是必由之路。
一、我国能源和发电技术的现状
2011年,我国新能源发电继续保持快速发展态势,并网装机容量持续增长,发电量不断增加。截至2011年底,我国新能源安装容量达到7000万kW,居世界首位,并网新能源装机容量达到5409万kW,同比增长47.4%,约占全部发电装机容量的5.1%。其中,风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。
2011年,我国新能源发电量约为1016亿kW?h,同比增长29.9%,约占全部发电量的2.2%。其中,风电发电量约占新能源发电总量的72.0%太阳能光伏发电约占0.9%生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算,相当于节约3241万tce,减排二氧化碳9030万t。
电能是国民生活和生产的根基,无论是从能源角度,还是电力系统自身方面来看,研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。
二、风力发电技术
风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是目前新能源发展的重点方向。
1.发展现状
近年来,我国风力发电产业取得了长足发展,这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示,陆地上离地面10米高度处,我国风能资源理论储量约为43亿千瓦,技术可开发量约为3亿千瓦,离地面50米,估计可能增大一倍近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦,50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说,到2006 年底,我国已建成约91个风电场,装机总容量达到约260万千瓦,比2005年新增装机134万千瓦,增长率为105%。根据国家中长期规划,2015年风能发电要达到1500万千瓦,2020年要达到3000万千瓦。但是,与风电发达国家相比,我国的发展规模还很小,发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面,风电机组的制造水平较低,风电机组性能测试设备和技术也相对落后,并缺少相应的认证机构制度方面,风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距,缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。
2.对电力系统的影响
风力发电机是以风作为原动力,风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以,风电场的大规模接入将会带来波动功率,从而加重电网负担,影响电网供电质量和电网稳定性等。
(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟,这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响:风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动,由于发电机组转子惯性,调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化,造成功率不平衡,使发电机转速变化,系统频率也将改变。此外,风电还会对电压产生影响:并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动,而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz),因此又会造成电压闪变,最后会产生谐波电压和谐波电流。
(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网,风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后,发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功,导致电网电压恢复困难。
(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时,甚至数天、数月,这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期,风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大,大大增加了电网调频调峰负担。
三、太阳能光伏电池发电技术
1. 1 太阳能光伏电池
太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电,被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质,称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。
1839 年,法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池,当接收到太阳光照射时电压升高,他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下,其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化,因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年,奥尔在硅材料上发现了光伏效应,从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年,美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年,韦克尔发现砷化镓具有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站,是目前全国最大的薄膜光伏电站,年发电量2 300 万 kW·h。
太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。
在半导体中掺加杂质制成 PN 结,以形成在平衡状态时具有的内建电场,在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子,从而形成外部电压。在光照条件下,半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带,形成电子———空穴对,成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg,使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。
基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流,其光电转换率已达 24. 7%基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ~ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗,因此具有很好的发展前景。应该指出,光伏电池在光电转换过程中,光伏材料既不发生任何化学变化,也不产生任何机械磨损,因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年,我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW,从而超过美国成为全球第三大生产国,也是世界上发展最快的国家。
1. 2 太阳能光伏电站
太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件,再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列,并与储能、测量、控制装置相配套,构成太阳能光伏电站。
太阳能光伏电池具有很大的灵活性,不仅可以用其建设零星规格的电站,而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。
由于受昼夜日照变化及天气的影响,离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用,比如柴油发电机组以及蓄电池组,从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带,向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站,总投资 290 万元,1994 年 12 月正式投产发电。
离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。
电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电,并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压,由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电,经逆变器将直流电变换成三相交流电,再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时,为不造成蓄电池组的过渡放电,直流控制柜将自动切除其输出电路,使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源,必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电,或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电,为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。
当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时,还可与电网相联,即所谓的并网型光伏电站。这时,如果本地负荷不足,则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时,则由电网向用户提供电能。因此,并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置,减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济,提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性,是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。
四、结论与展望
本文从全球和我国的能源现状出发,分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题,进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池,还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上,新能源将取代化石燃料,扮演重要的角色。
参考文献:
[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.
[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.
[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.
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党的十八大首次把生态文明建设提升到与经济、政治、文化、社会四大建设并列的高度,列为建设中国特色社会主义“五位一体”的总布局之一,努力建设美丽中国。这是我们党又一次重大理论创新和实践深化,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计,具有重大的现实意义和深远的历史意义。能源是经济社会发展的重要基础,能源生产消费与生态文明建设密切相关。我国已经成为世界第一的能源生产和消费大国,随着国内能源需求不断增长,能源短缺以及能源利用过程带来的环境污染问题,成为制约生态文明建设的重要因素。大力发展可再生能源,推动能源生产和消费革命,是建设生态文明和美丽中国的重要保障。一、对建设生态文明重要性的认识人类进入工业社会以来,随着科技进步加快,大工业生产迅猛发展,人类利用自然、改造自然的能力空前增强,创造了前所未有的巨大物质财富。但同时,传统的工业化道路也使得人与自然的矛盾越来越尖锐,自然资源日趋匮乏,环境污染日渐严重,生态系统加剧恶化,人类生存和发展面临生态危机的重大威胁,人与自然的关系全面紧张。上个世纪六七十年代以来,西方工业化国家环境公害事件频发,先后爆发两次世界石油危机,全球变暖影响不断深化,引起了人类对传统工业化道路弊病的警醒。重视生态文明,加强环境保护,走可持续发展道路逐步成为全球的共识。改革开放以来,我国经济长期保持高速增长,人们生活水平不断提高。但我国长期延续传统的高投入、高消耗、高污染的发展方式,在经济快速增长的同时,也付出了很高的代价,人口、资源、环境的矛盾日益突出,对我国经济社会可持续发展的制约日益增大。2012年冬季以来,北京乃至全国遭遇到了严重的雾霾天气的肆虐,2013年1月北京仅有5天见太阳。雾霾灾害再次引发了全社会对水体、空气、土地等人类赖以生存最基本资源严重污染的高度关注。2013年全国两会上,政府工作报告再次强调要顺应人民群众对美好生活环境的期待,大力加强生态文明建设和环境保护。生态文明建设是维护代际公平,实现中华名族世世代代永续发展的必然要求,全社会都应该负起责任,贡献自己的一份力量,推动生态文明,建设美丽中国。二、发展可再生能源是推进生态文明建设的关键路径世界能源消耗以化石能源为主,2012年全球一次能源消耗超过180亿吨标准煤,其中化石能源占比达到85%。仅二氧化碳一项,每年全球化石能源燃烧产生的就已经超过300亿吨,占全部人类活动温室气体排放的60%。我国能源结构以煤炭为主,2012年一次能源消费中煤炭占比67%以上,非化石能源仅占9.1%。以煤炭为主的能源生产消费结构会排放大量烟尘、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物,并引起水资源破坏、地面塌陷、水土流失等问题。如果继续保持现有的能源消费方式,长此以往,能源问题将严重阻碍生态文明建设的进程。大力发展可再生能源,调整现有能源结构,是推进生态文明、建设美丽中国的重要举措。广泛应用的可再生能源主要包括水能、风能、太阳能和生物质能等,大部分以发电形式进行利用。水力发电、风力发电、太阳能发电、太阳能热利用在能源生产过程中不排放污染物和温室气体,农林生物质从生长到最终利用发电的全生命周期内不增加二氧化碳排放。可再生能源开发利用可以替代大量化石能源的消耗,同时减少大量污染物和温室气体的排放,并避免化石能源开发和利用过程中对水资源的消耗,以及对土地、地下水等生态环境造成的破坏。在可再生能源开发过程中,同样要尊重自然规律,落实相关措施,加强生态环境保护。如果开发布局和采取的措施不当,可再生能源开发对生态环境也可能产生不利影响。可喜的是,随着技术的不断进步以及国内可再生能源开发不断趋于理性和规范,趋利避害的开发利用方针得到了有效落实,加快可再生能源开发利用对环境和社会的影响“利”远大于“弊”,将有利于实现可持续发展,为生态文明建设作出突出的贡献。我国可再生能源发展已经具备了良好的基础,水电、风电装机规模均位居世界第一位,2012年我国清洁可再生能源的开发利用总量为3.84亿吨标准煤,相当于减少排放二氧化碳9.57亿吨、二氧化硫0.29亿吨、氮氧化物0.14亿吨、炭粉尘2.61亿吨。从化石能源的开发利用逐步向可再生能源转变是世界能源发展的大趋势,今后一段时期,可再生能源将处于快速发展阶段,全球范围内可再生能源在能源利用中的比重将快速提高。我国已经制定了详细的可再生能源发展规划,到2015年全部可再生能源的年利用量将达到4.78亿吨标准煤,其中商品化可再生能源年利用量达到4亿吨标准煤,在能源消费中的占比9.5%以上,到2020年,非化石能源在能源消费中的比重将超过15%。随着发展条件的改善,可再生能源可能会有更大的发展,在促进生态文明建设方面大有可为。三、发展可再生能源推进生态文明建设的战略重点发展可再生能源要以建设生态文明为总目标,把发展可再生能源作为构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系以及调整能源结构的重大战略举措,按照发展战略性新兴产业的部署,努力建设美丽中国。(一)提高水电开发的规模和质量。我国水电资源丰富,开发利用程度低,拥有成熟的水电开发技术和管理模式,决定了水电是最具备大规模开发利用条件的可再生能源。要实现2020年非化石能源消费比重达到15%的目标,一半以上需要依靠水电来完成。一要稳步推进大型水电基地建设。在做好生态环境保护、移民安置的前提下,做好重点流域的水能资源勘查和开发利用规划,适时建设一批各方面条件比较适宜的大型水电站,加快西部水电资源的开发力度。二要积极开发中小型水电站。在水能资源丰富但地处偏远的地区,根据开发利用条件、地区经济发展水平等情况,开发中小河流水能资源,科学规划建设抽水蓄能电站。三要建立水火同网同价等清洁能源补偿机制,努力提高水电开发的经济性。(二)强化风电成为主力电源的地位。风电是现阶段最具规模化开发和市场化利用条件的非水可再生能源。我国风电发展已取得了很大成就,风电装机规模和设备制造能力都位居世界前列,资源状况和装备技术水平都表明风电具备进入我国主力电源的条件。风电开发要坚持集中开发与分散发展并举,优化风电开发布局。一要有序推进西北、华北、东北和东南沿海风能资源丰富地区的风电建设。综合考虑资源条件、电网接入、电力输送和运行管理等因素,有计划建成多个风电集中开发区域。二要加快内陆地区分散风能资源的开发利用,加强风能资源评价,择优建设开发条件较好的项目。三要积极稳妥推进海上风电开发建设。发挥沿海风能资源丰富、电力市场广阔的优势,积极稳妥推进海上风电发展,加快示范项目建设,促进海上风电技术和装备进步。(三)加快发展太阳能等其他可再生能源。太阳能是未来重要的替代能源,生物质能利用效率高且技术相对成熟,海洋能、地热能也均具有一定的发展潜力,都是国家支持发展的可再生能源。一要积极发展太阳能发电。在青海、新疆、甘肃、内蒙古等太阳能资源丰富、具有荒漠和闲散土地资源的地区,建设一批大型光伏发电基地。结合水电开发和电网接入运行条件,在青海、甘肃、新疆等地区探索水光互补、风光互补的太阳能发电模式。推进太阳能热发电示范,提高高温集热管、聚光镜等关键技术的系统集成和装备制造能力。二要因地制宜利用生物质能。统筹各类生物质资源,按照因地制宜、综合利用、清洁高效、经济实用的原则,结合资源综合利用和生态环境建设,合理选择利用方式,推动各类生物质能的市场化和规模化利用。三要合理开发海洋能和地热能。以提高海洋能开发利用技术水平为着力点,积极开展海洋能利用示范工程建设,促进海洋能利用技术进步和装备产业体系完善。加快地热资源勘察,加强地热开发利用规划管理,提高地热能开发利用技术和规模,加快浅层低温能资源开发,适度发展各类地热能发电。(四)发展以可再生能源为核心的高新技术产业。抢占可再生能源发展的制高点,关键是要掌握核心技术,依靠技术进步促进可再生能源成本降低和大规模应用,实现创新驱动和产业发展结合。一要实现可再生能源技术的不断突破。优先发展先进适用技术,在风机的叶片、轴承、控制系统、单机规模,太阳能的多晶硅制备提纯、薄膜电池,可再生能源并网技术、储能技术等方面加快技术创新,将可再生能源产业发展成为以技术创新为核心竞争力的优势产业。二要加强可再生能源技术创新的体制机制和队伍建设。健全完善以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的可再生能源科技创新体系,积极引入海外高新科技行业领军人才,建设可再生能源研究机构,做好基础性、共性技术和相关产业核心技术的研发,增强可再生能源产业发展的技术支撑能力。三要大力培养可再生能源产业集群。强化自主创新、提高技术含量,避免低水平重复建设导致的产能过剩。(五)完善可再生能源发展的政策保障措施。为确保实现2020 年非化石能源提高到15%和可再生能源“十二五”规划的目标,促进可再生能源的快速、健康发展,必须尽快完善和健全一系列政策保障措施。一要提升可再生能源地位,充分认识到其战略价值和意义,切实在国家生态文明建设的总体部署中予以重点考虑,将大力发展可再生能源确立为我国长期的基本能源国策。二要加强行业管理,治理和规范市场秩序,健全可再生能源市场健康发展方面的相关法律法规,加快实施可再生能源配额制。三要建立健全行业标准体系,推动检测认证和监测制度建设,促进行业的规范化、标准化发展。四要鼓励可再生能源企业转型升级,巩固和提高其核心竞争力,推动中国企业“走出去”发展,真正显现从可再生能源大国向可再生能源强国的转变。21世纪是绿色增长的世纪,是生态文明的世纪。生态文明作为人类文明的一种新形态,是人类文化发展的成果,也是可持续发展的目标。要大力发展可再生能源,助力生态文明建设,为美丽中国添色添彩,为世界低碳发展作出贡献。
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 。
进入2020年,“十三五”即将迎来尾声。随着我国经济的快速发展和社会生产力的显著增强,我国能源领域发生了翻天覆地的变化。有序稳妥推进核电建设仍然是我国的基本战略,安全高效发展核电是全面进入清洁能源时代的必然选择。中国将在确保安全的前提下,继续发展核电。而审批的重启使行业迎来复苏,未来核电建设将加快,市场前景广阔。
核电行业发展现状 核电站事故导致发展受限
——核电电源工程投资基本建设投资规模波动下跌 但发电量稳健上升
国家多项政策如《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》、《电力发展“十三五”规划》及《“十三五”核工业发展规划》等为我国核电发展提出了明确的发展目标,其中《“十三五”核工业发展规划》明确提出到2020年我国核电装机容量力争达到5800万千瓦,新开工机组装机容量达到3000万千瓦,在政策指引下,我国核电建设稳步推进。
受到福岛核电站等事故的影响,我国核电建设虽然处在高速发展期,但是保持着以“稳”为主的基调,新开工机组数量较少,核电工程投资额有所下滑。根据中国电力企业联合会的统计数据显示,2020年1-10月,全国主要核电企业电源工程完成投资259亿元,同比下降0.4%。
虽然近年来受国家核电批复减少以及新建投资额的降低的影响,我国核电主要企业电源项目在建规模有所缩小,但是随着项目的完工,我国核电装机规模不断扩大,发电量同步提高。根据中国电力企业联合会的数据显示,2020年1-10月,全国核电发电量2987亿千瓦时,同比增长5.7%,增速比上年同期回落13.6个百分点。
——2020年在运核电机组已达48台 在建核电机组14台
根据中国核学会理事长王寿君称,中国已跻身世界核电大国行列,成功实现了由“二代”向“三代”的技术跨越,形成了涵盖铀资源开发、核燃料供应、工程设计与研发、运行维护和放射性废物处理处置等完整先进的核电产业链和保障能力。
截至2019年底,中国在运核电机组共47台,分别位于8个沿海省份的13个核电基地中,运行装机容量达到4875万千瓦,位居世界第三,占全国总装机容量的2.5%左右。截止2020年9月底,中国在运核电机组48台,总装机容量4988万千瓦。
根据中电联的数据显示,截至2019年底,我国核准及在建核电机组16台,装机容量1754.5万千瓦,位居世界第一。而截止到2020年9月底,在建核电机组14台,总装机容量1553万千瓦。
核电行业前景趋势 2035年在运和在建核电装机容量合计将达到2亿千瓦
进入2020年,“十三五”即将迎来尾声。随着我国经济的快速发展和社会生产力的显著增强,我国能源领域发生了翻天覆地的变化,取得了举世瞩目的伟大成就,能源生产不断攻坚克难,实现跨越式发展,能源消费不断提高水平,实现历史性改善。生态环境部副部长、国家核安全局局长刘华说表示,有序稳妥推进核电建设仍然是我国的基本战略,安全高效发展核电是全面进入清洁能源时代的必然选择。中国将在确保安全的前提下,继续发展核电。而审批的重启使行业迎来复苏,未来核电建设将加快,市场前景广阔。
此外,中国核能发展报告蓝皮书首席专家王毅韧表示,近10年来,核电发电量持续增长,为保障电力供应安全和节能减排做出了重要贡献。预计2020年底,我国在运核电机组51台(不含台湾地区),总装机容量5200万千瓦,在建核电机组17台以上,装机容量1900万千瓦以上到2025年,我国在运核电装机达到7000万千瓦,在建3000万千瓦到2035年,在运和在建核电装机容量合计将达到2亿千瓦。在“十四五”规划及中长期规划中,核能在我国清洁低碳能源系统中的定位将更加明确,作用将更加凸显。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国核电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
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。
未来的生活是什么样子?打开电器,电能大多来自水电、风电等清洁能源,而非传统的火电走出家门, 马路上再难见到石化汽油车的身影,取而代之的更多是新能源 、清洁燃料 汽车 等……
自从2020年中国“双碳”目标后,随后,中央经济工作会议、中央 财经 委员会第九次会议等均提出做好碳达峰、碳中和工作。碳达峰、碳中和成为全 社会 热议的话题。
为实现2030年之前二氧化碳排放达峰的目标,各地陆续推出详细的进程规划,而像石化、煤炭等高污染、高能耗行业,将面临新的能源结构调整压力。近期,全国17省市(自治区)已发布的“十四五”规划和2035远景目标,均涉及新能源利好消息。规划文件均在绿色低碳发展、清洁能源转型方面进行了着重强调,其中,广东、江苏、河北等部分省市出台的文件中制定的目标水平整体较高。
河北省:
建设张家口国家可再生能源示范区、以及构建综合能源体系,加快清洁能源设施建设,强化能源安全保障能力推动绿色低碳发展,推进排污权、用能权、用水权、碳排放权市场化交易。实施清洁能源替代工程,不断提高非化石能源在能源消费结构中的比重。降低能源消耗和碳排放强度。
上海市:
在“十四五”规划期间,优先将节能环保产业做大做强,持续推进能源结构优化,推动重点行业和重点领域绿色化改造,加快培育符合绿色发展要求的新增长点,延展绿色经济产业链。在公共领域全面推广新能源 汽车 ,加快构建与超大城市相适应的绿色交通体系。
贵州省:
2021年,贵州省将抓好四个水风光一体化基地建设,利用现有水电站送出通道,大力发展光电、风电、氢能等非化石能源,加快清洁能源推广,可再生能源并网装机新增600万千瓦。
西藏:
十四五期间,西藏将加快推进“光伏+储能”研究和试点,推动清洁能源开发利用和电气化走在全国前列。到2025年底,装机容量将突破1000万千瓦水电建成和在建装机容量突破1500万千瓦。
甘肃省:
甘肃酒泉将加快建设风光水火核多能互补、源网氢储为一体的绿色能源体系,主攻千万千瓦级风电、光伏光热、电网升级、调峰电源、储能装置等八类工程,致力于建成千亿级规模的清洁能源产业链。
陕西省:
十四五期间,将大力发展风电和光伏,有序开发建设水电和生物质能,扩大地热能综合利用,提高清洁能源占比。
山西省:
全力培育生物基新材料、光伏、智能网联新能源 汽车 等潜力型新兴产业,打造一批全国重要的新兴产业制造基地。深化能源革命综合改革,促进可再生能源增长、消纳和储能协调有序发展,提升新能源消纳和存储能力。
青海省:
推进重点行业和重点领域绿色化改造,支持建立动力电池、光伏组件等综合利用和无害化处置系统,发展光伏、风电、光热、地热等新能源。建设多能互补清洁能源示范基地,促进更多实现就地就近消纳转化。发展储能产业,贯通新能源装备制造全产业链。打造海南、海西清洁能源基地,推进黄河上游水能资源保护性开发,开展水风光储等多能互补示范。
江苏省:
江苏将继续发展光伏产业,同时大力发展海上风电和“光伏+”产业。到2025年底,全省光伏发电装机将达到2600万千瓦。其中,分布式与集中式光伏发电装机分别达到12GW、14GW,江苏省在“十四五”期间预计新增光伏装机9.16GW。
浙江省:
大力发展生态友好型非水可再生能源。实施“风光倍增工程”,到2025年为止,光伏、风电装机容量分别达到2800万千瓦和630万千瓦的目标,新增光伏发电1300万千瓦,积极发展建筑一体化光伏发电系统。
四川省:
四川的“三州一市”光伏基地,即甘孜、阿坝、凉山州及攀枝花市,在“十四五”期间的总装机容量预计达到2000万千瓦。
基于在资源和政策方面的优势,成都将氢能产业的发展纳入“十四五”规划。为了完善氢能产业的基础设施,成都将在2022年之前建设加氢站15座以上1条氢能源新型轨道1个氢燃料发动机研究中心等。
山东省:
在“十四五”期间,新增光伏发电1300万千瓦,2021年山东新增可再生能源发电装机将达到409万千瓦以上。积极发展建筑一体化光伏发电系统,高质量推广生态友好型“光伏+农渔业”开发模式。近日,山东利津县刁口乡40MW渔光互补光伏项目并网。项目采用“渔光互补”光伏发电模式,提升了单位面积土地的经济价值。
云南省:
“十四五”期间,云南将优先布局绿色能源开发,以绿色电源建设为重点,加快金沙江、澜沧江等国家水电基地建设。统筹协调风能、太阳能等新能源开发利用,以金沙江下游、澜沧江中下游大型水电站基地以及送出线路为依托,建设“风光水储一体化”国家示范基地。
广东省:
十四五期间,要推进能源革命,积极发展风电、核电、氢能等清洁能源,建设清洁低碳、安全高效、智能创新的现代化能源体系。制定实施碳排放达峰行动方案,推动碳排放率先达峰。
江西省:
积极有序推进新能源发展,到2025年力争装机达到1900万千瓦以上,其中风电、光伏、生物质装机分别达到700、1100、100万千瓦以上。
内蒙古:
大力发展新能源,推进风光等可再生能源高比例发展,壮大绿色经济,推进大规模储能示范应用。“十四五”期间,新能源项目新增并网规模达到5000万千瓦以上。到“十四五”末,自治区可再生能源发电装机力争超过1亿千瓦。
辽宁省:
培育壮大氢能、风电、光伏等新能源产业,推动能源清洁低碳安全高效利用,推动能源消费结构调整。“建议”指出要打好关键核心技术攻坚战,聚焦洁净能源等产业部署一批创新链。