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【国际报告】GWEC《全球风电发展报告2019》:重塑能源市场、利用新兴技术促进风电可持续发展

【编者按】2020年3月,全球风能理事会(Global Wind Energy Council,GWEC)发布了《全球风电发展报告2019》(Global Wind Report 2019),除了总结2019年全球的风电发展情况,展望未来风电市场,还着重分析了产业可持续发展和2项新兴技术解决方案,感兴趣的读者可点击文末“阅读原文”自行官网下载,小编先带大家了解一下本年度报告中的关键信息。

(图片来自GWEC)

  • 报告指出进一步促进风电增长的两个重要手段:将重点从降低度电成本转向重塑能源市场,以支持风能等可再生能源产业长期、可持续的发展;利用新兴技术解决方案为风电行业开辟新的机遇,如风能与光伏或储能的联合来提高可再生能源灵活性、可再生能源电解制氢(“绿氢”)技术。


(图片来自GWEC)



重塑能源市场,加速能源转型




过去10年风电度电成本的降低从根本上改变了其竞争地位。在过去5年中,风电的成本平均下降了50%以上,仅在2018至2019年期间,新建海上风电的价格就下降了三分之一。风电已经越过了世界上大多数地方化石燃料发电成本的竞争临界点。但仅仅是更具竞争力并不意味着能源转型会自发进行,也不意味着风能和其他可再生能源能在必要的时间内取代化石能源。

低价竞标正加大整个价值链上风电行业参与者的成本压力。基于价格的一次能源投资信号与实现电力行业脱碳的长期目标不符。将高比例、间歇性、低成本的可再生能源并入一个围绕边际成本设计的市场,会导致波动性越来越大,甚至还会导致出现低电价或负电价。需要重新设计市场,不仅局限于发电成本,还应该关注能源的“系统价值”(system value),即能源对整个社会的正面和负面影响的总和。风能作为最具成本竞争力的能源之一,如果通过碳税或其他机制对温室气体排放定价,它的竞争力将会更强。

随着过去10年风电成本的大幅降低,原有的补贴政策已经或将要取消,但是GWEC对此并不支持。由于技术进步、不确定的贸易限制措施和全球金融市场的影响,将长期购电协议建立在预测电价上可能是不准确的,必然增加风险,从而增加风能的资金成本。

与其他能源一样,风能也依赖于积极的监管环境。合理的行政许可环境将确保项目顺利、快速地完成。风能不能通过电网顺利送出是制约发展的另一个瓶颈。在中国,特高压电网的建设使得远距离大容量输电成为可能,有助于缓解一些北方省份的弃风现象。

当前的风能投资趋势令人担忧:尽管全球装机量继续增长,但总体投资增长速度不够快,要达到1.5℃目标,全球清洁能源投资需要大幅、稳步地增长,据IRENA测算,到2030年,全球陆上和海上风电的累计装机容量必须增加3.5倍和10倍。

(图片来自GWEC)



推动风电市场增长的技术解决方案




单一的可再生能源技术模式需要用“系统性方案”(system approach)取代。GWEC重点分析了联合解决方案绿氢这两项推动全球能源转型的关键技术。

风能与其他能源形式和/或储能联合发电(Hybridisation)的方案,能够带来稳定的供电、分摊项目承包、运维及并网成本、扩大收入,帮助满足对可再生能源的灵活性要求。世界各地都已有这样的案例。

从系统的角度来看,联合方案具有明显的价值,它可以提供低成本的电能,通过克服可再生能源的灵活性挑战将更多的可再生能源接入到电网中,提供更好的供求匹配关系。

联合方案需要更经济、更高效的技术支持,如低成本的储能技术,以及发电和调度管理的数字解决方案/能量管理系统(EMS)。

(图片来自GWEC)

由化石燃料产生的氢被称为“灰氢”,生产过程中排放大量的温室气体。如果加上碳捕获和封存(CSS)技术生产的氢被称作“蓝氢”。由可再生能源生产的、零排放的氢被称为“绿氢”。在未来十年,氢将成为一项颠覆性的技术和关键的推动者。氢有可能在运输和供热中取代化石燃料,并被用作工业生产过程中的低碳原材料。氢是一种可运输的能源储备,加上它可以为石油和天然气公司提供低碳转型的机会,所有这些都使氢对政策制定者和投资者有很强吸引力。

绿氢为风能提供更多的市场增长机会。氢可以在几天、几周甚至几个月的时间里储存大量电能,也可以进行长距离的运输。作为燃料,可以为一系列难以直接电气化的行业脱碳做出更大贡献。利用风能和太阳能制氢,可以使可再生能源的发电价格波动更低、电力系统更加灵活。

目前绿氢的成本很高,但预计在规模化生产后会下降。在成本、基础设施和物流发展方面,绿氢的生产仍然面临着相当大的挑战。2019年绿氢的成本在每千克2.5美元到4.5美元之间。IEA预测,基于可再生能源成本的下降和氢气生产规模的扩大,到2030年,绿氢的成本可能会下降30%。

实现气候目标的关键是海上风电制氢。在所有可再生能源制氢的选择中,海上风电最有潜力,它的规模和技术创新带来了很强的经济竞争力,成本在过去几年不断下降。目前,被广泛开发的海上风电制氢解决方案有两种,如下图所示。第一种方案中,过剩的海上风电将用来电解水产生氢气和氧气,氢气被压缩、存储、转运。如果有海上氢化平台,还可以就地转化为合成天然气或氨。或将电解装置布置在岸上,氢气直接通过管道或卡车运输。另一种方案是将电解装置布置在海上油气平台上,利用多余的海上风电电解水制氢,然后将氢气混进已有的天然气管线进行运输,预计天然气中可以混入最多20%体积的氢气。目前欧洲、澳大利亚已有不少绿氢项目正在规划建设中。



2019年全球风电发展概况




  • 2019年全球新增风电装机容量为60.4GW,新增比2018年多19%,是历史上新增第二多的年份,仅次于2015年新增的63.8GW。

  • 全球风电装机总容量目前已超过651GW,较2018年增长10%。

  • 中国和美国仍是全球最大的陆上风电市场,两国合计占2019年新增装机容量的60%以上。

  • 海上风电在全球风电中正发挥着越来越重要的作用,2019年的装机容量达到创纪录的6.1GW,占总新装机容量的10%


  • 2020年将是风电发展创纪录的一年,GWEC预测将有76GW的新增容量。GWEC对全球风电市场仍保持乐观态度,预计未来5年的年均增长率为4%。然而,这是新冠病毒流行之前的预测,新冠病毒对风电装机各方面的影响几何仍然未知。GWEC将根据新冠病毒对全球经济和能源市场的潜在影响,修订其2020—2024年的预测,并在2020年第二季度发布最新的市场展望。

本文内容节选自GWEC,不代表本刊观点,编者水平有限,内容请以英文原文为准,版权归原作者所有。读者可登录GWEC官网(gwec.net)下载报告全文,或直接点击文末“阅读原文”下载。










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编辑:李锡

审核:白恺