2021年8月份,多地能耗“亮红灯”,为此,多地省市陆续采取限电举措。9月28日,浙江、福建开始进入限电行列,截止今日“限电潮”仍在进行中。在国内企业面临挑战的同时,海外企业也并不乐观。据统计,截止今年的9月份,欧洲地区电力价格成倍增长,以英国为例,该国每兆瓦时电价已经涨到了285英镑,打破了从1999年至今22年的历史记录,与2020年同期比电价暴涨了700%。另外,印度企业也面临着用电、用能短缺风险,截至9月29日,印度135家燃煤电厂中,有16家煤炭库存为零,超过半数的电厂的库存不足三天……
今年以来,包括广西、云南、内蒙古等地都已经对电力交易价格进行了调整,适度放开电价上浮限制。9月30日,广东省发改委也宣布,自10月1日开始拉大峰谷电价差,尖峰电价在峰谷分时电价的峰段电价基础上上浮25%。
作为平价首年和十四五开局之年,2021年的电价政策将对未来具有定调意义。逐步高比例接入风电光伏项目是确保3060目标实现的重要途径。经过了20多年的发展,风光行业确实日趋成熟。电价向何处去,还值得监管机构和行业共同探讨、慎重决策。
欧美电荒愈演愈烈
对于今年北半球频现的极寒天气,目前对日本,韩国,中国,加拿大,美国等都造成了大面积停电。关键时期光伏发电基本等于零,风电目前没有防冻住设施,就连小火电机组同样靠不住,多电机被冻住转不了。
2021年 1月8日,日本多地出现大规模停电。连日来,日本电力供应拉响警报。从去年12月15日到今年1月17日,日本负责协调和监督电力传输的“电力广域运营推进机关”(以下简称“广域机关”)共发出216条“SOS”指令。
日本电气事业联合会会长池边和弘在1月15日的记者招待会上表示:“预计严寒天气还将继续,且火力发电燃料库存进一步下降的风险正在加大,接下来的情况仍然无法预测。”
美国大部分地区经历了罕见的大规模寒潮天气。在寒潮影响下,美国德克萨斯州电力批发市场上电力价格超过了$9/度。当地时间的2月15日,德克萨斯州电力可靠性委员会宣布进入紧急状态,并于15日凌晨1:25开始轮流停电。这一事件引发了能源界和气候界的广泛关注,
欧洲的油气资源自上世纪70年代起开始走下坡路,日本和韩国本是油气资源缺乏国家。由于本身能源自给能力不足,欧洲屡受俄气断供类似事件困扰,日本和韩国则长期遭受油气亚洲溢价之苦。
今年以来,风电、太阳能、水电等可再生能源在美国、欧洲和亚洲未能填补削减化石能源使用所带来的能源缺口。被寄予厚望的可再生能源供应体系,为什么在极端天气等外部因素袭扰下,出现了失灵?
电价将何去何从
为有效解决这些问题,欧洲、日、韩一方面开辟多元化油气供应渠道,一方面大力发展绿色可再生能源力求能源供应自保。
“电荒”的原因几何?
寒潮当然是电荒的客观原因,电力供应不可能保证100%的满足需求,那样的话电力成本会大幅上涨,所以出现电荒或许有时候并不是一个“问题”,重要是控制“电荒”带来的后果,理顺电力供需关系。此外,德州的电荒原因是发电的问题,我们也看到其他地区(如加州、中国各地区)也有传输的问题。电网需要兼顾成本和稳定,所以更为关键的似乎是「做好更坏的准备」。随着气候变化的发展,气候异常的影响需要我们更充分的准备。
北半球冬季寒潮频发,气候变化使得我们的电力供应更脆弱,联系到中国冬天的寒潮天气和“电荒”,气候变化正在使得我们的基础设施更加脆弱。
随着极地变暖,北半球寒潮发生的可能性或许会增加,而且夏天的热浪也会增加。这几次电荒已经告诉我们,这些电荒的问题是复杂而多变的,而且是系统性的,不是仅靠“深入推进市场化改革”或“加强管理”就能解决,也不是仅靠“大力发展新能源”或“用火电保障电力稳定”就能解决,系统性的问题是:我们当前的基础设施不能适应正在变化的气候。
如果2030年也就是十年内中国的电网非水可再生能源占比要达到25%(加上水电,40%左右),那么我中国电网的情况会和德州今天类似,不过光伏会多一些,而且对于水电少一些的北方地区,可再生能源比例可能会更高一些。那样的情况下,我们的电网是不是也有应对极端天气的能力?
老生常谈,我们需要的是综合的解决方案:从建筑节能,降低冬夏季节的用电高峰;到储能发展,避免高峰值需求的供应失败。我们需要低碳电网,也需要更能抵抗极端天气的电网。正如A Glimpse of America’s Future中指出:“更加棘手的问题是,我们现在处于这个世界,过去已经不能为未来提供良好的借鉴”。
风光新能源不能完全取代化石能源
美国停电电价飙升,电网和电源结构的问题突出停电的原因很多,一个是当地电网设施老旧,另外一个是美国电力产业结构非常复杂,电网系统中各环节主体相对分散的模式,导致电力公司之间的调度难度非常大。而另外一个原因在于天然气、风电、太阳能等新能源发电逐渐成为美国电力来源的主力军,极寒天气导致得克萨斯州约一半的风力涡轮机容量被“冻结”。
冰冻气候,给风光新能源比例极高的电源结构就带来了巨大的挑战。
新能源的优势很明显,在电源生产过程中没有二次污染,也没有碳排放,是典型的绿色能源,而且是可再生能源。但是,新能源也有她的致命不足,比如离散型,不确定性,功率释放的不稳定性,更重要的是极端天气造成的无法出力,类似美国德州的极端冰冻天气。
“30 60”我们对新能源提出了更高的要求,目的在于提供更大比例的无碳排放的绿色能源,风电和太阳能,但是大家把新能源的功能无限放大。实际上电源结构的构成中,需要把化石能源,核能以及新能源等能源的优劣势进行优势互补,我们不能简单的把新能源的碳减排功能无限放大,忽略了新能源在能源结构中离散型和不问题性的不足,在极端天气下会给能源结构造成巨大伤害。
显然,德州的电力事故给大家上了一课,新能源并不是3060的灵丹妙药,我们还需要对电力安全进行评估,制定合理的电源结构规划,同时根据新能源的生产外在影响条件进行合理设计,在碳减排和能源安全中需要找到一个平衡点,以确保能源的稳定供应。不难看出,化石能源在欧洲的能源供应体系中一直保留重要位置。
根据国家碳排放的减排计划,将大批量退出部分火电,而退出的这部分火电实际并未达到设计使用寿命,强行退出的代价太大,一方面资产的流失,一方面收益的损失,如果我们把一部分的尚未到设计使用寿命的火电机组进行改造,达到洁净排放标准,替代现在着急的储能项目功能,这样既解决了储能的额外投资,又解决了火电退出的资产流失,还能实现部分收益,更重要的是保证了电网的安全。
美国德州的教训我们需要深刻思考,同时也告诉我们,新能源电力和火电同生共存是未来的必然,但结构比例的科学设计则需要我们电力人进行深入研究。
从欧洲能源危机看绿色低碳转型
自疫情蔓延后,世界发展绿色低碳经济的共识愈发高涨,碳中和逐渐成为各国的共同追求。罗佐县表示,碳中和带给能源行业的巨大冲击是:提升可再生能源在一次能源中的比重,而可再生能源很多时候依托本土。这意味着,该国对域外能源依赖程度的下降,从而从供需基本面上改善该国的能源安全水平。
能源安全很大程度上可以用能源的对外依存度衡量。目前,我国原油对外依存度超过了70%,天然气对外依存度超过40%。
面对现实,各国不得不通过以煤炭、天然气为原料的火电应对现实电力供应不足。“回归火电折射出可再生能源供应体系能力建设方面有欠缺,稳定性不够。”罗佐县指出。
“生态文明是人类文明发展的历史趋势。让我们携起手来,秉持生态文明理念,站在为子孙后代负责的高度,共同构建地球生命共同体,共同建设清洁美丽的世界!”
2021年10月12日,习近平总书记以视频方式出席《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会并发表主旨讲话强调,我们要建立绿色低碳循环经济体系,把生态优势转化为发展优势,使绿水青山产生巨大效益。
不过,从我国的能源结构来看,以煤炭等化石能源为主的火力发电依然是目前发电的主力。水电、风电、光伏等可再生能源发展迅速,但暂时难担重任。
在“双碳”目标下,降低煤炭在一次性能源消费中的占比,发展可再生、清洁能源已成为能源结构转型中的必然要求。不过,规模如此巨大的化石能源消费,意味着任何“跃进”式的“换赛道”都会导致社会生产和生活用能的供应问题。
有专家认为,本次欧洲能源危机,与欧洲各国存在“一刀切”“运动式”减碳不无关系。“从思路上说,一定是先保障能源安全,再推进绿色低碳改革。现实会令欧洲各国有所触动,虽然不会导致绿色低碳改革停滞,但是下一步,在方法路径上多一些备选方案,多一些柔性的管理应对措施,还是不意外的。”罗佐县说。
在中国工程院院士、深圳大学深地科学与绿色能源研究院院长谢和平看来,我国的资源禀赋和现阶段经济社会的发展实际,决定了短期内我国经济社会发展仍离不开煤炭。即使全面实现了碳中和,我国仍需要煤炭作为电力调峰、碳质还原剂和保障能源安全的兜底能源。同时,碳达峰、碳中和也为行业提质增效提供倒逼机制,创造了时间和空间。
“过去很多年,煤炭企业发展新能源基础弱,也没有动力、决心,碳中和目标倒逼煤炭企业主动发展新能源,进入新能源主阵地。可以充分发挥煤矿区优势,以煤电为核心,与太阳能发电、风电协同发展,构建多能互补的清洁能源体系,将煤矿区建设成为地面-井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的清洁能源基地。”谢和平说。
“总体来讲,碳达峰、碳中和进程将是煤炭行业转型升级乃至颠覆式发展的过程。因此,碳达峰、碳中和对煤炭行业而言,绝非只是艰巨的挑战,更是难得的历史机遇。”谢和平说。
能源安全事关发展安全、国家安全,不容有失。必须立足国情,妥善处理好发展和减排、当前和长远的关系,统筹稳增长和调结构,深化能源领域市场化改革,推动能源绿色低碳转型,提升能源安全保障能力。(转载请注明见道网www.seetao.com)见道网工程栏目编辑/桑晓梅
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