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全球新能源开发面临的机遇和挑战 储能技术成为下一轮能源革命的突破口

北极星储能网  来源:期货日报  作者:刘奥南  2018/2/7 8:48:08  我要投稿  

北极星储能网讯: 传统能源领域总投资额呈下降趋势

A 全球范围可再生能源正逐步替代传统能源

2016年9月20日,国际能源署(IEA)在北京发布的《2016年世界能源投资展望》宣称:“化石燃料在能源供应领域依旧占据主导地位,但是投资流向显示了能源系统的重新定位。”该报告认为,2000年以来,除2009年外,全球能源领域的投资一直呈现增长态势。截至2014年,全球对煤炭、石油、天然气等传统化石能源的研发和生产投资额增长近两倍,而对太阳能、风能等可再生能源的投资额增长近3倍。2015年,全球能源投资结构比例为:石油天然气(上下游合计)占总投资额的46%,电力(发电加电网)占37%,煤炭开采及运输占4%。全球在石油、天然气和煤炭领域的总投资额同比下降18%,这种趋势今后将持续。

2015年,全球电力总投资额为6920亿美元,电网、常规发电和可再生发电的比例分别为14%、7%和16%,可再生发电的投资额为2950亿美元,是常规发电投资额的230%。上述报告明确提出:可再生能源发电的增量已超过全球电力需求的增量。也就是说,全球新增电力的需求完全可以被可再生能源发电的增量满足。全球可再生能源发展速度并没有明显减缓,逐步替代传统常规高碳高风险能源发电的进程不可避免。

中国煤炭消费量见顶回落。中国的能源消费结构中,煤炭占比超过60%,是典型的高碳能源结构,中国因而成为全球第一的煤炭消费国和第一的二氧化碳排放国。而随着“三去一降一补”政策的强力推进,钢铁、水泥等用煤大户逐步去产能,其用煤量在2013年基本见顶。预计到2020年,中国一次能源消费总量为45亿吨标准煤,其中煤炭消费量降为32亿吨,甚至低至30亿吨,意味着2020年中国煤炭消费量比2013年再降10%以上,这将成为全球能源转型的决定性因素之一。

美国石油消费量见顶回落。虽然中国原油进口量超过美国,但美国仍是全球第一石油消费大国,其原油消费占比高出中国60%。美国石油消费60%以上为汽车用油,近10年持续不断的技术进步推动汽车能源效率大幅提高,平均单位油耗里程增加40%,进而导致石油消费量见顶回落。

2016年7月11—12日,美国能源情报署在华盛顿召开“2016 EIA能源大会”,业界领袖、政府官员和学界精英的上千人参会。会议公布的数据表明,美国轻型车、中型车和重卡日均消费石油1100万桶,占整个交通领域石油消费量的81%,占一次能源消费总量的23%,成为绝对的石油消费最大领域。不过,全美交通运输行业的石油消费已于2006—2007年见顶,日均约1480万桶。2008年次贷危机以后,轻型车销量触底,2009年不足1100万,随后逐步回升,至2015年,创历史新高1750万,但石油消费量仍维持下降趋势。按奥巴马政府的规划,2017年轻型汽车能效为36.6英里/加仑,2025年要达到54.5英里/加仑。

欧洲天然气消费量见顶回落。欧洲与北美是全球主要的天然气需求市场。2005年,欧洲天然气消费量为10935.5亿立方米,而到2015年,降至10034.6亿立方米。此外,2016 年,全球天然气消费量增加630亿立方米,增幅为1.5%,低于2.3%的10年平均水平。欧洲、北美天然气消费量分别占全球消费总量的29.1%和27.3%。欧洲需求量占比逐年下降,缘自近年来经济发展放缓,更源自低碳环保政策推动可再生能源快速发展。

B 特朗普政府可能大幅削减对新能源的支持

美国传统能源政策“变卦”。1882年,英国在全球首先建成使用燃煤发电而引领工业革命。2017年4月21日,英国首次全天24小时实现无燃煤供电,并计划2025年前淘汰燃煤发电。此外,美国煤炭消耗量也在2008年创历史纪录后逐级回落,至2016年,燃煤发电消费量下降35%,创1984年以来的最低水平。然而,新当选总统特朗普在竞选宣言中力主重振美国煤炭业,呼吁勘探开发化石能源,减少环境监管,取消奥巴马政府对能源行业的限制,废除美国环境保护署旨在限制燃煤电厂碳排放的清洁能源计划。特朗普的5000亿美元基建投资有望落地,政府未来可能大幅削减对新能源的支持。2017年6月1日,特朗普宣布美国将退出《巴黎协定》。最大燃煤需求负增长的美国,未来需求增长将一举转负为正,预示着全球煤炭大周期将重启。

传统能源出口现行体制稳定。化石能源是俄罗斯政治和经济稳定的基础,专家层面几乎从未研讨过“经济脱碳”。普京总统多次明确表示,新开油气田对俄罗斯经济稳定和大国前景至关重要。大多数俄罗斯精英人士视气候变化为机遇,认定气候变暖和北极融冰将使俄罗斯获得更多的能源。石油输出国组织(OPEC)成员伊朗、伊拉克、阿尔及利亚、尼日利亚、委内瑞拉等以及非OPEC产油国阿曼等,其经济、政治和基础设施规划完全建立在油气资源出口之上,许多传统产油国虽然正式支持《巴黎协定》,但减少或停止油、气出口的意愿并不高。要满足《巴黎协定》就必须现在开始转型,否则到2050年全球碳排放量减少80%—90%的目标根本不可能实现。在此背景下,国际合作应对气候变化进展缓慢。加上美国缺席和“开倒车”,未来全球新能源开发面临诸多不确定性。

多数新能源的前期开发都是资本密集型,随着时间的推移和集约化效能的积累,运营成本才会降到低于传统能源的水平。与以化石燃料为基础的经济恰好相反,由于带有一定的公益性质,新能源开发的资本回收期较长,故全球流动性收紧也直接影响新能源开发的投资需求。创新固然重要,传统的政治经济体制也需正常维系。新能源应用增长还会对基础设施拓展和运营、商业模式、能源市场和跨境能源流动以及国家战略、与能源有关的合作与冲突模式产生重大影响。如德国因大批量安装屋顶太阳能光伏电池板,大大降低了现有电力供应商的市场份额,已经为能源价格带来负面影响,并在附加电力投资方面给邻国造成了负担。

传统能源需求增量整体攀升。除了出口国意愿,进口国态度同样重要。Wind的数据显示,2015年,全球煤炭需求增量整体攀升,包括澳洲、西班牙、荷兰等发达国家已经加入需求增长行列,以印度、印尼、越南、马来西亚、菲律宾等国为首的南亚、东南亚更成为全球煤炭需求的新增长点,该地区人口约20 亿,能源消费存在很大的发展空间。

C 技术瓶颈和市场机制制约新能源开发利用

将传统的自然能源转化为电力,是第二次工业革命的标志性成果。煤炭、石油以及天然气等传统能源,由于其资源的有限性,都只能是人类文明进程和能源开发史中的“过客”,只有便于转化和传输的电能,才能成为人类生活不可或缺的“伴侣”。

发电侧与用电侧不匹配引发弃风、弃光、弃水现象。电力难以储存,发电侧与用电侧必须相匹配,而新能源的发电侧受到资源不可控和天气、昼夜、季节、丰枯水、天体运行等自然条件的影响,经常出现波动性、间歇性、随机性和弱可控性,电能质量也会派生频率、电压等一系列问题。这时候,发电量过剩,就会受制于“储存”和“传输”等瓶颈,导致新能源从规模化生产供给到高效率应用消化之间不协调不匹配,进而引发电量大于电力系统最大传输电量和负荷消纳电量的弃风、弃光、弃水现象。

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