被中國官方點名定調 哪些領域將「錢」途光明?

作者 : 邵樂峰,EE Times China

可以說,低碳發展戰略已成為一項中國國家級戰略。以風電、太陽能、水電、新型儲能技術為代表的新能源電力體系將很快上升為主體,傳統煤電需從電力系統的主體位置上離開,中國傳統電力能源結構比例將發生徹底改變,而會有哪些領域將受益?

2021年是未來五年中國國家能源戰略定調之年,能源政策制定的首要議題是落實2020年9月在聯大會議上提出的「碳達峰、碳中和」。而很多人可能還沒有意識到的是,今年3月15日召開的中國中央財經委員會第九次會議,已經為中國能源電力產業的下一步發展奠定了基調,指明了方向,即:

「建構清潔低碳安全高效的能源體系,控制石化能源總量,著力提高利用效能,實施可再生能源替代行動,深化電力體制改革,建構以新能源為主體的新型電力系統。」

很顯然,中國官方提出的最新定調——「建構以新能源為主體的新型電力系統」,與能源電力產業包括中國國家能源局先前對「新一代電力系統」的定義——「建構適應高比例可再生能源發展的新型電力系統」在表述上有著明顯差異。

這意味著,低碳發展戰略已經成為了一項中國國家戰略。以風電、太陽能、水電、新型儲能技術為代表的新能源電力體系將很快上升為主體,傳統煤電要從電力系統的主體位置上離開,中國傳統電力能源結構比例將發生徹底改變。

什麼是碳達峰、碳中和?

碳達峰指在某一個時間點,二氧化碳的排放達到峰值不再成長,之後逐步回落;碳中和是指國家、企業、產品、活動或個人在一定時間內直接或間接產生的二氧化碳或溫室氣體排放總量。再透過植樹造林、節能減排等形式,以抵消自身產生的二氧化碳或溫室氣體排放量,實現正負抵消,達到相對「零排放」。

今年中國官方的《政府工作報告》中,針對綠色低碳發展提出了清晰的發展目標和主要任務,具體而言,就是必須在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。中國國家能源局發展規劃司表示,「十三五」時期,中國非石化能源消費比重從12.1%提高到15.9%,平均每年提高了0.76個百分點,到2030年非石化能源消費比重要達到25%左右。這意味著,今後十年平均每年要提高0.9個百分點,相當於平均每年要增加非石化能源約7,000萬噸標準煤。

「根據我們的理解,在污染防治和生態建設方面主要是鞏固深化中國十三五期間取得的成果,堅持在此過程中不斷摸索建立的新機制和好方法,並與時俱進地延伸和豐富環境保護和生態建設的新內容,以便實現經濟高品質增長和生態環境高水準保護的和諧發展。」羅蘭貝格(Roland Berger)全球合夥人張瑋表示,能源領域應聚焦三大減排著力點:低碳電力、能效提升和淨零技術,2021年也將成為針對上述議題形成頂層思路和路徑設計的關鍵視窗期。

根據羅蘭貝格2020年制定的全球主要經濟體國家低碳發展水準評價指數(Climate Combat Index),中國的低碳發展處於中位數水準,在低碳發展意願、發展基礎和發展內容等多個方面尚存較大的發展空間。張瑋指出,相比之下,2030年實現碳達峰的階段性目標之後,2060年實現碳中和任務更為艱巨,需要具有超前意識的政府、產業協會和龍頭企業一起研討相關的策略和路徑,企業自身也需要分階段制定切實可行的「淨零排放」目標。

目前來看,除了使用清潔能源,提高能源效率、減少溫室氣體排放外,透過植樹造林、森林管理、植被恢復等措施,利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳,並將其固定在植被和土壤中,從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制的天然碳匯(natural carbon sinks),以及將二氧化碳從工業或相關排放源中分離出來,輸送到封存地點,並長期與大氣隔絕的碳捕獲和碳封存技術(carbon capture and storage,CCS),正成為各國政府和企業研究的重點。

三大領域因此獲益

目前的資料顯示,風電、太陽能要累計完成12億kW的目標,未來十年還需至少實現7.2億kW的成長。據此測算,風電、太陽能接下來每年的新增裝機將不低於7,200萬kW。「十三五」期間,中國風電和太陽能年均新增裝機合計約為6,263萬kW,中國太陽能產業協會預測,「十四五」期間,中國年均太陽能新增裝機規模一般預計是7,000萬kW,樂觀預計是9,000萬kW。

2020年,400餘家中國風能企業代表聯合發佈的《風能北京宣言》提出,「十四五」期間,須保證風電年均新增裝機5,000萬kW以上,2025年後,中國風電年均新增裝機容量應不低於,6000萬kW,到2030年至少達到8億kW,到2060年至少達到30億kW。

根據中國國家能源局電力司的報告,2018年起,中國國家能源局制定實施了清潔能源消納三年行動計畫,促使風電、太陽能利用率大幅度上升,到2020年風電利用率已經達到97%,太陽能利用率達到98%。

與風能、太陽能發電同步倍增發展的另一個產業將是儲能系統(ESS)。ESS相當於電能領域的油罐或煤炭倉庫,透過擷取並儲存可再生能源(如風能和太陽能)來保持現代電網穩定,這樣就可以用「削峰填穀」的方式,隨時為所有使用者和應用供電,包括為電動車(EV)充電及為樓宇、醫院和學校供電。ESS不僅可以支援高峰時段運作的電網,還可以保持現有電網基礎設施,而不存在電網超載和崩潰的風險。

 

可再生能源、儲能系統和電動車充電基礎設施的整合。

(來源:ADI)

 

資料顯示,在接下來的二十年裡,全球對新儲能的投資預計將暴增6,200億美元。2020~2025年,儲能市場將以24%的年複合成長率(CAGR)增長,住宅市場將佔儲能市場的最大份額。到2030年,預計新增存儲容量的65%將用於將各種可再生能源接入電網,並提供各種電網服務,30%用於支援住宅、商業及工業設施,5%用於支持電動車基礎設施。

而在電動車和其他電氣化技術的推動下,全球儲能容量將從目前的650GWh擴大到31TWh,其中電池佔最大比重。而電動車的用電需求將從2017年的0.3PWh,大幅提高到2050年的9.1PWh。

根據中國國網能源研究院預計,截至2019年,中國新型儲能累積裝機規模為2.1GW,2030年之後會迎來快速增長,2060年裝機規模將達4.2億kW左右,飆升近200倍。

第三個領域則是電力物聯網與隨之而來的能源網際網路。作為一項集大資料與雲端運算、邊緣運算技術、資料傳輸、人工智慧、行動互連控制技術、現代化設備及管理技術等於一體的綜合資訊管理系統,電力物聯網通常也被稱為電網自動化系統。它是透過即時連接能源生產、傳輸、消費各環節設備、客戶、資料,全面承載電網營運、企業營運、客戶服務、新型業態等全業務的新一代資訊通訊系統,具有終端廣泛存在接入、平台開放共用、計算雲霧協同、資料驅動業務、應用隨需求客製等特徵,與智慧電網深度融合,共同構成能源網際網路。

 

 

而電網正從集中式發電向分散式可再生能源發電轉變的大趨勢是無可爭議的。在這一過程中,利用太陽能和風能等可再生能源的分散式發電,允許根據自身需求生產清潔電力的消費者將多餘的電力送回電網,電網公司再透過能源網際網路對可再生能源的接入和使用進行智慧調控,從而實現清潔、低碳的目的。

「源網荷儲」多個環節發力

新型電力系統需要解決的問題很多,高比例新能源接入下系統不確定性(即隨機性與波動性)與脆弱性問題便是其一。中國清華大學電機系主任、清華大學能源互聯網創新研究院院長康重慶在新華能源沙龍上,就建議從「源網荷儲」多個環節發力,打好「組合拳」,推動能源電力系統碳減排。

例如在負荷側,電能替代、電動車、清潔供暖、屋頂太陽能、家用儲能設備及智慧家庭的廣泛應用,使用電負荷朝著多元化方向發展。在能源網際網路背景下,既是消費者,又是生產者的全新模式改變著能源電力服務形態,綠色電力、客製化服務、優質供電、精準計量、電力大資料增值服務成為使用者的新需求。這樣,就需要改變電力負荷剛性成長方式,讓負荷變得「有彈性」、「可調節」,能源網際網路能夠以綜合能源服務的形式滿足使用者的能源電力需求。

再比如在能源網際網路的資訊層,就需要建設「安全晶片-終端認證-資料可信-網路加密-應用金鑰」的主動式全域網路安全防護體系,打造全息全景感知、資訊高效處理、資料數位安全、應用便捷靈活的開放安全物聯網路,這其中就涉及智慧感測、5G蜂巢網路、無線組網、能量採集、安全晶片、融合閘道、大資料等多種技術。

總之,未來新型電力系統結構形態將發生較大改變,其核心特徵體現在新能源主體化、電網電力電子化和負荷多樣化。未來,要實現碳達峰、碳中和戰略目標,能源是主戰場,電力是主力軍,建構新型電力系統是實現「3060」目標的必然選擇。

本文原刊登於ESMC China網站

 

 

 

 

 

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