光伏和風(fēng)能正在統(tǒng)治能源世界
現(xiàn)在全球能源格局中還是化石能源占主導(dǎo),以2019年全球一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)為例:石油、煤炭和天然氣分別占33.1%、27.0%和24.2%,光伏、風(fēng)能和水電等可再生能源加總只有11.4%。
但可再生能源的發(fā)展速度很快。自2013年以來(lái),全球發(fā)電新增裝機(jī)容量中,清潔能源已經(jīng)持續(xù)超過(guò)傳統(tǒng)能源。根據(jù)中國(guó)政府的計(jì)劃,2030年非化石能源在一次能源的消費(fèi)比重將達(dá)到25%以上,2060年清潔能源將在能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。
對(duì)清潔能源未來(lái)發(fā)展的信心,很大程度上來(lái)自于光伏、風(fēng)能的發(fā)電成本在過(guò)去這些年迅速降低,已經(jīng)可以直面?zhèn)鹘y(tǒng)能源的競(jìng)爭(zhēng)。據(jù)國(guó)際可再生能源署統(tǒng)計(jì):2010~2019年,全球范圍內(nèi)光伏發(fā)電成本下降高達(dá)82%、陸上風(fēng)電下降39%、海上風(fēng)電下降29%。2019年開(kāi)始,中國(guó)很多地區(qū)的光伏、風(fēng)能已經(jīng)可以達(dá)到平價(jià)上網(wǎng),即無(wú)需補(bǔ)貼,以和火電同樣的價(jià)格并網(wǎng)發(fā)電。并且隨著技術(shù)發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用,光伏、風(fēng)能的成本依然有著相當(dāng)大的進(jìn)一步降低的潛力。
信心的另一方面來(lái)自于清潔能源的開(kāi)發(fā)潛力很大。以光伏為例,先不考慮波峰波谷匹配和傳輸損耗等
問(wèn)題,要滿足中國(guó)現(xiàn)在的用電量,把0.6%的國(guó)土面積鋪滿光伏板就可以解決,即一個(gè)長(zhǎng)和寬各約237公里的正方形區(qū)域。
當(dāng)然,新能源的實(shí)際發(fā)展還有很多問(wèn)題需要解決,比如剛才提到的平價(jià)上網(wǎng),并不是一個(gè)全流程的成本計(jì)算。
電力技術(shù)是需求驅(qū)動(dòng)供給,電網(wǎng)為保證發(fā)用電的實(shí)時(shí)平衡,需要發(fā)電側(cè)不斷調(diào)節(jié)去擬合需求曲線。光伏與風(fēng)能發(fā)電依賴于自然資源(光照強(qiáng)度、風(fēng)力強(qiáng)度),其發(fā)電是隨資源波動(dòng)且不可控的,調(diào)節(jié)、消納的成本比火電等傳統(tǒng)能源要高很多,包括用其他能源輔助的方式或者用新建儲(chǔ)能的方式去調(diào)頻調(diào)峰,對(duì)電網(wǎng)的設(shè)備、線路、智能化改造等。以英國(guó)的經(jīng)驗(yàn)為例,2010年以前英國(guó)平衡電力系統(tǒng)的成本一般占整個(gè)發(fā)電成本的5%以內(nèi),而隨著近年來(lái)新能源占比的提高,平衡成本2020年升到了發(fā)電成本的20%左右。
所以儲(chǔ)能有機(jī)會(huì)成為未來(lái)重要的商業(yè)機(jī)會(huì),因?yàn)閮?chǔ)能可以幫助解決新能源的消納問(wèn)題,很大程度上避免棄風(fēng)、棄光;也因?yàn)槠交税l(fā)電曲線,可以降低對(duì)電網(wǎng)的壓力和改造成本。2020年儲(chǔ)能
市場(chǎng)的總規(guī)模為152.8億瓦時(shí),市場(chǎng)規(guī)模約為2300億元。儲(chǔ)能的應(yīng)用領(lǐng)域,51%都是用在風(fēng)能和光伏的配套,風(fēng)、光的高增長(zhǎng)前景,將給儲(chǔ)能市場(chǎng)非常可觀的助力。同時(shí),儲(chǔ)能18%用在包含工商業(yè)及家用的用戶側(cè),由于儲(chǔ)能本身是對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié),峰谷電價(jià)的套利成為用戶側(cè)儲(chǔ)能的重要應(yīng)用場(chǎng)景之一。以世貿(mào)天階儲(chǔ)能站為例,
北京全天峰谷價(jià)差約1元,低谷電價(jià)只有0.3元,峰值電價(jià)高達(dá)1.4元。儲(chǔ)能站在低谷時(shí)買入電量?jī)?chǔ)存,到峰值時(shí)賣出電量,起到了削峰填谷的作用,可以為商場(chǎng)每年節(jié)約100萬(wàn)~200萬(wàn)元的電費(fèi)。
儲(chǔ)能目前最普遍的方式是抽水蓄能(占比90%),但受制于地理?xiàng)l件非常不靈活。隨著電池成本的下降,電池儲(chǔ)能可能會(huì)成為未來(lái)儲(chǔ)能市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來(lái)源。目前電池儲(chǔ)能依然受電池成本的制約,以美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的光儲(chǔ)一體項(xiàng)目測(cè)算為例,在儲(chǔ)能電池容量和光伏裝機(jī)量配容比25%的情形下,發(fā)電系統(tǒng)將增加約11%的成本;在配容比50%的情形下,將增加高達(dá)27%的發(fā)電成本。但隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng),未來(lái)儲(chǔ)能電池的價(jià)格預(yù)計(jì)也將下降,儲(chǔ)能市場(chǎng)有機(jī)會(huì)迎來(lái)高速發(fā)展。