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,全球發(fā)電新增裝機容量中,清潔能源已經(jīng)持續(xù)超過傳統(tǒng)能源。根據(jù)中國政府的計劃,2030年非化石能源在一次能源的消費比重將達到25%以上,2060年清潔能源將在能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。
對清潔能源未來發(fā)展的信心,很大程度上來自于光伏、風(fēng)能的發(fā)電成本在過去這些年迅速降低,已經(jīng)可以直面?zhèn)鹘y(tǒng)能源的競爭。據(jù)國際可再生能源署統(tǒng)計:2010~2019年,全球范圍內(nèi)光伏發(fā)電成本下降高達82%、陸上風(fēng)電下降39%、海上風(fēng)電下降29%。2019年開始,中國很多地區(qū)的光伏、風(fēng)能已經(jīng)可以達到平價上網(wǎng),即無需補貼,以和火電同樣的價格并網(wǎng)發(fā)電。并且隨著技術(shù)發(fā)展和規(guī)?;瘧?yīng)用,光伏、風(fēng)能的成本依然有著相當(dāng)大的進一步降低的潛力。
信心的另一方面來自于清潔能源的開發(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
問題,要滿足中國現(xiàn)在的用電量,把0.6%的國土面積鋪滿光伏板就可以解決,即一個長和寬各約237公里的正方形區(qū)域。
當(dāng)然,新能源的實際發(fā)展還有很多問題需要解決,比如剛才提到的平價上網(wǎng),并不是一個全流程的成本計算。
電力技術(shù)是需求驅(qū)動供給,電網(wǎng)為保證發(fā)用電的實時平衡,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(光照強度、風(fēng)力強度),其發(fā)電是隨資源波動且不可控的,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能的方式去調(diào)頻調(diào)峰,對電網(wǎng)的設(shè)備、線路、智能化改造等。以英國的經(jīng)驗為例,2010年以前英國平衡電力系統(tǒng)的成本一般占整個發(fā)電成本的5%以內(nèi),而隨著近年來新能源占比的提高,平衡成本2020年升到了發(fā)電成本的20%左右。
所以儲能有機會成為未來重要的商業(yè)機會,因為儲能可以幫助解決新能源的消納問題,很大程度上避免棄風(fēng)、棄光;也因為平滑了發(fā)電曲線,可以降低對電網(wǎng)的壓力和改造成本。2020年儲能
市場的總規(guī)模為152.8億瓦時,市場規(guī)模約為2300億元。儲能的應(yīng)用領(lǐng)域,51%都是用在風(fēng)能和光伏的配套,風(fēng)、光的高增長前景,將給儲能市場非??捎^的助力。同時,儲能18%用在包含工商業(yè)及家用的用戶側(cè),由于儲能本身是對電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié),峰谷電價的套利成為用戶側(cè)儲能的重要應(yīng)用場景之一。以世貿(mào)天階儲能站為例,
北京全天峰谷價差約1元,低谷電價只有0.3元,峰值電價高達1.4元。儲能站在低谷時買入電量儲存,到峰值時賣出電量,起到了削峰填谷的作用,可以為商場每年節(jié)約100萬~200萬元的電費。
儲能目前最普遍的方式是抽水蓄能(占比90%),但受制于地理條件非常不靈活。隨著電池成本的下降,電池儲能可能會成為未來儲能市場的主要增長來源。目前電池儲能依然受電池成本的制約,以美國國家實驗室的光儲一體項目測算為例,在儲能電池容量和光伏裝機量配容比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27%的發(fā)電成本。但隨著技術(shù)進步和規(guī)模效應(yīng),未來儲能電池的價格預(yù)計也將下降,儲能市場有機會迎來高速發(fā)展。