零碳電力:新能源發電+儲能+高壓輸電的能源供應革命
減碳路上,能源部門首當其沖,電力脫碳是碳中和的第一要務。光伏發電、風電等清潔能源需要從當前的補充地位上升為主力能源,從而實現零碳電力。
《新時代的中國能源發展》白皮書顯示,2019年,清潔能源占中國能源消費總量的比重達到23.4%,煤炭消費比重為57.7%(附圖)。而據全球能源互聯網合作組織測算,按碳中和目標,我國總發電量占比中,風電和光電需從2019年的5.4%、3.3%上升至2050年的合計66%,占比上漲8倍;水電、核電由21%上升至28%;生物質電上升至6%;而火電則由69.4%大幅下降至6%。巨幅升降之間,能源產業面臨巨大的挑戰與機遇。
圖:中國能源消費結構(2012-2019年)
數據來源:國家統計局
火電廠將進一步轉向清潔高效發展,在中國煤電裝機占總發電裝機比重已從2012年的65.7%下降至2019年52%的基礎上,火電將延續總體萎縮之勢,大型企業正轉型綜合發電商。與此同時,風、光電大規模替代火電的條件已經成熟。中國擁有完備的清潔能源裝備制造產業鏈,光伏電池轉換效率不斷刷新世界紀錄,2019年,光伏的度電成本已降至0.44元,同期全國脫硫燃煤均價為0.36元。2021年,光伏發電成本有望看齊火電,進入平價上網時代。
按我國未來10年要新增12億千瓦以上的太陽能和風電的總目標,1千瓦平均對應1萬元投資,12億千瓦裝機將帶來12萬億元的巨大市場。這一前景在資本市場已有所反映,光伏產業鏈中單晶硅龍頭隆基股份,股價2020年大漲了5倍;火電龍頭華能國際,近兩年卻已跌去一半市值。
受制于自然條件,風力、光伏發電并不連續,且西電東輸中會產生巨大損耗,這也將帶來儲能系統和特高壓輸電網的機遇。
儲能系統的作用是將冗余的風、光電,用蓄電池等儲能系統集納起來,在需要時輸入電網,以保證電能平滑連續輸出。隨著蓄電池成本不斷降低,預計2025年會實現光儲平價,即增加了儲能成本后的光電
價格有望低于火電,這將驅動儲能裝機規模爆發式增長。從更長期看,容量與續航時間更長的氫氣儲能方案,可能逐步取代蓄電池。
特高壓電網則可以有效降低輸電損耗,我國已率先突破1000千伏特高壓輸電技術,其相比傳統高壓的遠距離輸電損耗能下降60%。為了將遙遠的風、光電高效輸送到東部,中國正在構建“三橫三縱一環網”的特高壓骨干網絡,預計2020-2025年特高壓及其帶動產業的年投資規模將從3154億元增長至5870億元,這同樣預示著機遇。
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