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陳經(jīng):光伏風(fēng)電水電超級(jí)能源網(wǎng),中美歐誰(shuí)能建成?
在基建領(lǐng)域,這是罕見的,一般的節(jié)奏是中國(guó)發(fā)力之后,全球占比持續(xù)上升。其中有兩個(gè)原因,一是光伏裝機(jī)相對(duì)容易操辦,買些板子來安裝比別的能源設(shè)備要方便,不少國(guó)家在大力投資。再一個(gè)是中國(guó)自己政策有些猶豫,電網(wǎng)怎么辦沒想好,直到2022年決定走抽水蓄能路線,才真正開始發(fā)力。
這次發(fā)力是個(gè)什么級(jí)別的?2022年中國(guó)累計(jì)光伏裝機(jī)容量是392GW。三峽電站裝機(jī)容量是2250萬(wàn)千瓦,就是22.5GW,累計(jì)光伏裝機(jī)相當(dāng)于17個(gè)三峽,但發(fā)電量只相當(dāng)于約5個(gè)三峽。2022年開始大幅發(fā)力,光伏裝機(jī)新增87.4GW,比上年的54.93GW增長(zhǎng)了59%。
進(jìn)入2023年,光伏真正發(fā)力了。2023年上半年新增光伏裝機(jī)78.42GW,同比增長(zhǎng)154%!僅光伏裝機(jī)就占全部新增電源裝機(jī)的56%。7月,中國(guó)光伏協(xié)會(huì)將2023年預(yù)計(jì)裝機(jī)量由95-120GW上調(diào)至120-140GW。下半年光伏裝機(jī)通常遠(yuǎn)多于上半年,140GW應(yīng)該打不住。從中國(guó)各地的建設(shè)熱情來看,光伏很可能超預(yù)期發(fā)展。
上圖為主要經(jīng)濟(jì)體2022年的發(fā)電量及來源,單位TWh等于10億度電。中國(guó)與印度是煤電主打,美國(guó)和俄羅斯是天然氣發(fā)電為主,日本是天然氣與煤電相當(dāng)。加拿大與巴西水電占到了60%以上,巴西化石能源發(fā)電只占10.15%了,低碳做得非常好。
歐洲比較均衡,可再生能源發(fā)電占比26.66%已經(jīng)是最高的一個(gè)類別了。歐洲化石能源發(fā)電占比只有37.7%了,中美印俄日都超過60%,歐洲在發(fā)電領(lǐng)域的綠色低碳確實(shí)做得不錯(cuò)。因此,目前中國(guó)還在追趕歐洲,不能因?yàn)橹袊?guó)新能源技術(shù)領(lǐng)先就盲目自大樂觀。中國(guó)的優(yōu)勢(shì)是可再生能源發(fā)電總量已經(jīng)上來了,超過了歐洲,占比雖然沒超過,但是發(fā)力后有趕超的希望,光伏風(fēng)電裝機(jī)增速較高。
具體看可再生能源發(fā)電數(shù)據(jù),主要是風(fēng)電與光伏發(fā)電,還有生物質(zhì)、地?zé)?、海洋能發(fā)電等等。中國(guó)、歐洲、美國(guó)、加拿大、巴西主要靠風(fēng)電,風(fēng)電占了全球可再生能源發(fā)電的一半。風(fēng)電占比高的原因是,在中國(guó)大幅降低光伏成本之前,風(fēng)電成本比光伏發(fā)電要低,而且利用小時(shí)數(shù)有一倍的優(yōu)勢(shì)。日本是政策問題,風(fēng)電設(shè)備落后于美歐,就不想發(fā)展風(fēng)電,導(dǎo)致越來越跟不上,需要補(bǔ)課。美歐日還發(fā)展了其它可再生能源,歐洲較為積極。
但是等光伏成本降下來之后,就顯示出了場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)、安裝簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)了。后發(fā)的印度就是光伏發(fā)電比風(fēng)電多了。從國(guó)際能源署的規(guī)劃來看,光伏發(fā)電量長(zhǎng)期來說要追近、趕超風(fēng)電。
從光伏風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)及10年平均增速來看,光伏的發(fā)展速明顯要高,增長(zhǎng)潛力大。中國(guó)光伏與風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)占全球約37%-40%,絕對(duì)規(guī)模都是全球第一,2022年分別增長(zhǎng)28%與11.2%,增速領(lǐng)先歐美。
2023年上半年,中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)升至3.89億千瓦,同比增13.7%,風(fēng)電發(fā)電量4628億度,同比增長(zhǎng)20%。再結(jié)合上半年光伏新裝機(jī)同比增長(zhǎng)154%的情況,光伏風(fēng)電裝機(jī)都在加速。這是在累計(jì)裝機(jī)全球最高的情況下再次加速,展示了新能源工業(yè)體系的絕對(duì)力量,歐美建設(shè)速度難以跟上。
國(guó)際能源署發(fā)電路線圖,APC是指各國(guó)宣布的計(jì)劃
2021年10月國(guó)際能源署(IEA)發(fā)布的《全球能源行業(yè)2050凈零排放路線圖》中,2030年是重要節(jié)點(diǎn),水電、光伏和風(fēng)電發(fā)電量要接近煤電、天然氣發(fā)電,五條線先后交叉。到2050年,光伏與風(fēng)電成為遙遙領(lǐng)先的兩大發(fā)電主力,光伏發(fā)電量相比2022年翻10倍,風(fēng)電翻6倍,可再生能源發(fā)電占比達(dá)70%。再加上化石能源發(fā)電配上CCUS碳捕集技術(shù),能實(shí)現(xiàn)碳中和。
IEA這個(gè)規(guī)劃看似很遠(yuǎn)期,其實(shí)并不遙遠(yuǎn),2030年基本能看出趨勢(shì)了。規(guī)劃到2050年全球發(fā)電量是約50萬(wàn)億度,而2022年就有約30萬(wàn)億度了,發(fā)電量本身增長(zhǎng)不是太多,更多是從化石能源向可再生能源發(fā)電轉(zhuǎn)型。參考中國(guó)更為系統(tǒng)的規(guī)劃,可以印證IEA路線圖的可行性。
中國(guó)2020年9月提出“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”目標(biāo)后,隨著形勢(shì)的變化,很有可能提前實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)如下:
1.2025年前后,終端能源需求達(dá)到峰值37億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電源裝機(jī)30億千瓦,電力需求9.8萬(wàn)億度,電能占終端能源需求的32%。化石能源占能源需求比例降至78%,碳排放達(dá)峰105億噸。
2.2026-2030年間,一次能源需求達(dá)到峰值57億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,化石能源需求峰值43億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電力取代煤炭在終端能源消費(fèi)的主導(dǎo)地位。風(fēng)能、太陽(yáng)能快速增長(zhǎng),成為主要非化石能源品種。電力部門碳排放總量達(dá)到峰值,不超過45億噸二氧化碳。
3.2035年終端能源需求34億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,一次能源需求55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電源裝機(jī)40億千瓦以上,電力需求12.4萬(wàn)億度,進(jìn)入飽和增長(zhǎng),電能占終端能源需求45%。非化石能源總規(guī)模超過煤炭,占能源消費(fèi)40%,碳排放開始快速下降。
4.2040年前后,非化石能源占比超過50%,單位GDP能耗達(dá)到世界先進(jìn)水平。
5.2050年,終端能源需求降至28億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,一次能源需求51億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電源裝機(jī)50億千瓦以上,電力需求14萬(wàn)億度見頂,電能占終端能源消費(fèi)60%。非化石能源占比70%。
6.2060年,終端能源需求降至24億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,一次能源需求46億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。電能占終端能源消費(fèi)70%。非化石能源占比80%,風(fēng)能占比超30%,太陽(yáng)能占比超20%,風(fēng)能太陽(yáng)能合計(jì)占能源需求50%以上。風(fēng)電光伏裝機(jī)占電源60%,發(fā)電量占比45%,各類常規(guī)電源仍起到穩(wěn)定電網(wǎng)的作用。能源消費(fèi)碳排放降至6億噸,大幅低于碳吸收能力,提前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
值得注意的是,我國(guó)相當(dāng)重視智能電網(wǎng)消納光伏風(fēng)電的現(xiàn)實(shí)問題,并不一味追求新能源電力規(guī)模。這非常重要,越南快速發(fā)展光伏發(fā)電,已經(jīng)碰到了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的問題。我國(guó)光伏與風(fēng)電產(chǎn)能全球絕對(duì)領(lǐng)先,實(shí)現(xiàn)風(fēng)能與太陽(yáng)能占比快速提升并不困難,但需要全面綜合地考慮問題,化石能源發(fā)電對(duì)穩(wěn)定電網(wǎng)很重要,并非可以不要。
一個(gè)可能出乎預(yù)料的結(jié)論是,全球光伏風(fēng)電建設(shè)需求如此之多,實(shí)現(xiàn)偉大的生態(tài)文明轉(zhuǎn)型,應(yīng)該是很宏大的事。但中國(guó)的設(shè)備產(chǎn)能都沒有問題,甚至?xí)^剩,長(zhǎng)期壓制價(jià)格。全部產(chǎn)業(yè)鏈都打通了,在需求預(yù)期拉動(dòng)下,中國(guó)生產(chǎn)商的擴(kuò)產(chǎn)似乎沒有物理限制,投資能力也足夠強(qiáng)。新能源發(fā)電量在增長(zhǎng),這是累計(jì)的概念,新裝機(jī)增長(zhǎng)代表加速,而設(shè)備產(chǎn)能是按預(yù)期超前增長(zhǎng)。因此,全球能源轉(zhuǎn)型主要的障礙不會(huì)是設(shè)備生產(chǎn),而會(huì)是對(duì)設(shè)備來源的恐慌與限制。
震撼之處在于,即使有到2050年的長(zhǎng)期利好,中國(guó)光伏風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)商的產(chǎn)能擴(kuò)張,仍然可以把利好迅速消化,還不時(shí)因?yàn)樾枨蟮娘L(fēng)吹草動(dòng)有壓力。因此,如果歐美對(duì)于綠色能源事業(yè)態(tài)度堅(jiān)決,擺脫內(nèi)心對(duì)中國(guó)的恐懼,把光伏風(fēng)電發(fā)電能力做起來,從供給上應(yīng)無(wú)困難。
另外一個(gè)全球問題是電網(wǎng)消納。中國(guó)的智能電網(wǎng)水平全球領(lǐng)先,整合出了規(guī)模極大的全國(guó)電網(wǎng),運(yùn)營(yíng)水平極高。對(duì)于消納新能源發(fā)電,中國(guó)考慮深遠(yuǎn),有規(guī)模極大的抽蓄配套,讓光伏風(fēng)電以最合適的比例融入電網(wǎng)中,但2060年光伏風(fēng)電發(fā)電量占比也只有45%。
歐美與其它國(guó)家,如果光伏與風(fēng)電發(fā)電量上來了,電網(wǎng)卻無(wú)法承受,問題會(huì)非常不簡(jiǎn)單,可能涉及各國(guó)深層次的能源與電力體制問題。但也有些條件不錯(cuò),如家庭屋頂面積大,安裝分布式光伏就合適。
總體而言,中國(guó)規(guī)劃細(xì)致、執(zhí)行有力、技術(shù)與產(chǎn)能保障有力,率先實(shí)現(xiàn)以光伏風(fēng)電水電為主的超級(jí)能源網(wǎng)沒有問題,很快就能看到雛形。筆者預(yù)計(jì),中國(guó)很可能會(huì)提前實(shí)現(xiàn)各階段目標(biāo),超超歐洲,成為綠色能源事業(yè)的全球領(lǐng)頭羊。
全球能源轉(zhuǎn)型的意愿向好,但可能受制于各國(guó)的執(zhí)行能力、技術(shù)能力、政策紛爭(zhēng)。一些國(guó)家不可避免地會(huì)與中國(guó)發(fā)生新能源產(chǎn)業(yè)鏈主導(dǎo)權(quán)的斗爭(zhēng)。對(duì)這些國(guó)家,中國(guó)仍然會(huì)支持其能源轉(zhuǎn)型,提供性價(jià)比絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的新能源產(chǎn)品。但如果有人地緣斗爭(zhēng)思維過剩,就會(huì)損害本國(guó)與全球利益。歐洲已經(jīng)因?yàn)槎頌鯖_突深受其害,電價(jià)暴漲數(shù)倍,希望能吸取教訓(xùn),努力建成類似中國(guó)的超級(jí)能源網(wǎng)。
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