德國(guó)、丹麥和美國(guó)的能源轉(zhuǎn)型對(duì)中國(guó)有哪些參考意義?
發(fā)布者:lzx | 來源: ERR能研微訊 | 0評(píng)論 | 5754查看 | 2019-04-11 11:27:05    

一、德國(guó)


1.2018年?duì)顩r:可再生能源發(fā)電趕上了硬煤和褐煤發(fā)電


38.2%的電力消費(fèi)來自風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)能和水力發(fā)電。在可再生能源中,尤其是光伏發(fā)電,由于夏季漫長(zhǎng)而陽光充足,發(fā)電量已高于平均水平。光伏發(fā)電量的增量抵消了風(fēng)電和水電的低于平均水平年份的減量(特別是風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)落后于往年的增長(zhǎng)幅度)。


2018年,可再生能源發(fā)電量為228.7太瓦時(shí),比上一年增加12.4太瓦時(shí)(+5.6%)。與2017年相比,光伏發(fā)電量同比增長(zhǎng)17.5%(光伏發(fā)電量增幅最大的一年),達(dá)到46.3太瓦時(shí)。這主要是由于陽光充足,日照時(shí)數(shù)比平均多出約30%。風(fēng)力發(fā)電量增量由于裝機(jī)增量減少和年風(fēng)速低而回落:陸上風(fēng)電發(fā)電量為93.9太瓦時(shí),海上風(fēng)電發(fā)電量為19.4太瓦時(shí)。水電發(fā)電量16.9太瓦時(shí)(-20%),這主要是干旱所導(dǎo)致。


傳統(tǒng)能源的發(fā)電量減少到420太瓦時(shí)。硬煤發(fā)電量下降最多,下降10.6太瓦時(shí)(-11%),為83太瓦時(shí)。造成這種情況的原因包括機(jī)組關(guān)停、硬煤和二氧化碳排放的商品價(jià)格上漲,以及可再生能源補(bǔ)貼的增加。天然氣發(fā)電量也下降了4.3%,目前為83太瓦時(shí)。下降的因素包括天然氣的進(jìn)口價(jià)格上漲,以及可再生能源發(fā)電量的增加。


然而,歐盟排放交易體系中較高的二氧化碳價(jià)格部分導(dǎo)致燃?xì)獍l(fā)電替代硬煤發(fā)電,這是由于天然氣發(fā)電在排放交易機(jī)制高價(jià)格時(shí)期的優(yōu)勢(shì)地位。核電發(fā)電量與上年持平,貢獻(xiàn)76.1太瓦時(shí)的電力。2017年底一座核電站的關(guān)閉得到了補(bǔ)償,其余核電廠的滿負(fù)荷時(shí)間更長(zhǎng)。下一座核電站將于2019年12月根據(jù)德國(guó)核電淘汰計(jì)劃關(guān)閉,其中所有核電廠將在2022年12月之前逐步淘汰。


褐煤燃煤電廠發(fā)電量仍保持在較高水平,為146太瓦時(shí),僅下降2.4太瓦時(shí)(-1.6%)。


由于冬季溫暖、商品價(jià)格高企和產(chǎn)量略有下降,可再生能源在總能源消費(fèi)中的占比從13%上升至14%。此外,德國(guó)的溫室氣體排放量大幅下降了5.7%,相當(dāng)于5100萬噸二氧化碳。除了工業(yè)、供熱和運(yùn)輸部門的一次能源消耗較低外,由于歐盟貿(mào)易經(jīng)濟(jì)體排放證書價(jià)格上漲,硬煤燃煤電廠發(fā)電量下降,目前占發(fā)電量的14.3%。


大聯(lián)盟有望推進(jìn)能源系統(tǒng)進(jìn)一步轉(zhuǎn)型的框架


在政治上,德國(guó)回顧了保守黨基民盟和科羅拉多州立大學(xué)與社會(huì)民主黨社民黨之間新恢復(fù)的大聯(lián)盟的第一年。在這個(gè)新政府中,能源系統(tǒng)未來的一些基石將被確定:聯(lián)合條約同意在2030年將可再生能源的消耗量擴(kuò)大到65%的目標(biāo)。此外,通過引入一項(xiàng)允許加速批準(zhǔn)輸電線的新法律,電網(wǎng)擴(kuò)張成為優(yōu)先事項(xiàng)。


大多數(shù)公眾關(guān)注的重點(diǎn)是增長(zhǎng)委員會(huì),結(jié)構(gòu)變革和就業(yè)—即所謂的煤炭委員會(huì)。


2.根據(jù)增長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)變化和就業(yè)委員會(huì)的建議,德國(guó)逐步淘汰煤炭


增長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)變化和就業(yè)委員會(huì)是在《基民盟、基社盟和社民黨聯(lián)盟條約》中發(fā)起的。委員會(huì)的任務(wù)是就逐步淘汰煤炭和在煤炭(褐煤)開采區(qū)(即盧薩蒂亞和萊茵蘭)采取必要措施達(dá)成一致。它是由來自采礦區(qū)、科學(xué)、商業(yè)和工業(yè)、能源工業(yè)、工會(huì)和民間社會(huì)的利益相關(guān)方設(shè)立的,并由國(guó)務(wù)卿理事會(huì)陪同。


目前,約有22%的德國(guó)一次能源消費(fèi)由硬煤和褐煤滿足。幾乎所有的褐煤都是在國(guó)內(nèi)開采的,只有7%的硬煤是在國(guó)內(nèi)開采的。然而,硬煤開采已經(jīng)在2018年底逐步淘汰,因此所有消費(fèi)的硬煤必須從2019年開始進(jìn)口。


煤炭妥協(xié)的4大支柱


2019年1月,委員會(huì)以一項(xiàng)尚未轉(zhuǎn)為立法措施的提案結(jié)束其工作。該提案包括4大支柱:逐步淘汰煤炭、建設(shè)強(qiáng)大和可持續(xù)的地區(qū)、實(shí)現(xiàn)電力和能源系統(tǒng)的現(xiàn)代化以及吸收對(duì)脆弱受影響群體的負(fù)面影響。


逐步淘汰煤炭


逐步淘汰煤炭包括放棄新的燃煤發(fā)電廠以及開設(shè)新的煤礦。該報(bào)告還進(jìn)一步總結(jié)了到2038年逐步淘汰煤炭的過程,2023年將有兩個(gè)中間階梯石,其中系統(tǒng)中只剩下30吉瓦煤炭(15吉瓦褐煤、15吉瓦硬煤),2030年煤電裝機(jī)容量將降至17吉瓦(9吉瓦褐煤燃煤電廠裝機(jī)、8吉瓦硬煤燃煤電廠裝機(jī))。在委員會(huì)的基準(zhǔn)年2017年,德國(guó)的煤電裝機(jī)容量為43吉瓦(23吉瓦褐煤燃煤電廠裝機(jī),20吉瓦硬煤燃煤電廠裝機(jī))。


為了為未來的受影響地區(qū)做好準(zhǔn)備,該委員會(huì)為結(jié)構(gòu)發(fā)展建立了3大支柱:建立強(qiáng)大和可持續(xù)的區(qū)域,實(shí)現(xiàn)電力和能源系統(tǒng)的現(xiàn)代化,并減少對(duì)脆弱利益集團(tuán)的負(fù)面影響。


建設(shè)強(qiáng)大和可持續(xù)的區(qū)域


該委員會(huì)建議通過將受影響地區(qū)作為能源區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)代化來激勵(lì)創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì),重點(diǎn)是未來能源技術(shù)(如power-to-X和儲(chǔ)存)的研發(fā)。此外,鐵路和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施等現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施有助于使該地區(qū)成為新業(yè)務(wù)的有吸引力的地點(diǎn),并有助于吸引新的私人投資。


實(shí)現(xiàn)電力和能源系統(tǒng)的現(xiàn)代化


德國(guó)的電力和能源系統(tǒng)現(xiàn)代化確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供應(yīng)的安全性以及儲(chǔ)備和新的氣電裝機(jī)容量。為了有效減緩氣候變化,可再生能源的擴(kuò)展也至關(guān)重要。使能源系統(tǒng)更加靈活,可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效接入。


吸收對(duì)弱勢(shì)群體的負(fù)面影響


通過補(bǔ)償受影響行業(yè)作為家庭的電網(wǎng)成本來確保競(jìng)爭(zhēng)力,從而緩解弱勢(shì)受影響群體的過渡。此外,非解雇條款和勞動(dòng)力市場(chǎng)措施旨在確保受影響行業(yè)和企業(yè)的工人順利過渡。


建議措施的實(shí)施


建議在2021年之前實(shí)施短期措施,以便立即實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)管理的效果。委員會(huì)進(jìn)一步建議政府釋放財(cái)政手段,以幫助特別是大型基礎(chǔ)設(shè)施措施。他們假設(shè)在20年的時(shí)間里投資13億歐元。


為監(jiān)測(cè)、評(píng)估和調(diào)整淘汰計(jì)劃以及結(jié)構(gòu)措施,委員會(huì)建議由獨(dú)立專家小組在2023年、2026年和2029年進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)和進(jìn)展報(bào)告以及評(píng)估。該委員會(huì)的提案應(yīng)在2019年上半年轉(zhuǎn)化為立法措施。


3.轉(zhuǎn)移到中國(guó)


德國(guó)和中國(guó)的電力發(fā)電量


德國(guó)和中國(guó)在實(shí)現(xiàn)其氣候保護(hù)目標(biāo)方面面臨著類似的挑戰(zhàn):二氧化碳排放密集型褐煤是國(guó)內(nèi)主要的能源,重要的重工業(yè)需要獲得可靠和負(fù)擔(dān)得起的能源。兩國(guó)都在大幅提高其可再生能源容量。與德國(guó)相比,由于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平較高,近年來中國(guó)的煤炭產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)大。然而,類似于德國(guó)煤炭委員會(huì)的建議,“2018年中國(guó)可再生能源展望”(CREO)顯示,到2035年,中國(guó)的煤電發(fā)電量將大幅減少,并可通過可再生能源進(jìn)一步動(dòng)態(tài)裝機(jī)來彌補(bǔ)。


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圖:德國(guó)和中國(guó)發(fā)展能源發(fā)展的預(yù)測(cè)(2015~2050年)


煤炭和可再生能源行業(yè)的員工


此外,在這兩個(gè)國(guó)家,能源轉(zhuǎn)型都會(huì)影響這兩個(gè)行業(yè)的雇員數(shù)量。在中國(guó),許多人受雇于煤炭行業(yè),因此為實(shí)現(xiàn)氣候保護(hù)目標(biāo)而快速過渡是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。在德國(guó),煤炭工業(yè)的結(jié)構(gòu)變化已經(jīng)發(fā)展了幾十年。與中國(guó)相比,德國(guó)受轉(zhuǎn)型影響的就業(yè)人數(shù)相應(yīng)減少。這些情景的趨勢(shì)表明,如果確定了正確的政策路線,可再生能源行業(yè)產(chǎn)生的新就業(yè)崗位將超過煤炭行業(yè)現(xiàn)有的就業(yè)崗位。


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圖:德國(guó)和中國(guó)煤炭和可再生能源行業(yè)員工發(fā)展預(yù)測(cè)(2015~2050年)


二、丹麥


在能源和電力消費(fèi)中,可再生能源占據(jù)更高的份額


2017年,丹麥能源系統(tǒng)中的可再生能源裝機(jī)容量繼續(xù)增加,加上當(dāng)年是一個(gè)良好的風(fēng)電年,可再生能源在能源和電力消費(fèi)中的占比創(chuàng)造了新的紀(jì)錄。


2017年可再生能源在能源消費(fèi)中的占比達(dá)到了32.4%。在發(fā)電方面,丹麥創(chuàng)造了一項(xiàng)新的世界紀(jì)錄,風(fēng)力發(fā)電覆蓋了丹麥發(fā)電的43.8%,由陸上和海上風(fēng)電產(chǎn)生的發(fā)電量達(dá)到14.8太瓦時(shí)。光伏發(fā)電的發(fā)電量再次增加,目前占總發(fā)電量的2.3%。包括電力部門生物質(zhì)的使用日益增加,每千瓦時(shí)發(fā)電量的平均碳排放量低于200克,而2005年這一項(xiàng)超過500了克。


2017年丹麥最終能源消費(fèi)中的32.3%來自可再生能源(包括生物質(zhì)能源),并計(jì)劃在未來幾年內(nèi)增加可再生能源裝機(jī)容量,丹麥將完成其應(yīng)按歐盟要求履行的義務(wù)(到2020年,可再生能源在最終能源消費(fèi)量占比達(dá)到30%)。


在2016年能源部門的碳排放略有增加之后,2017年的排放量再次下降,同比減少了5%以上。自1990年以來,盡管同期最終的能源消費(fèi)量只減少了1%,但與能源相關(guān)的碳排放量減少了33%。向可再生能源轉(zhuǎn)型和提高能源部門的效率,包括熱電聯(lián)產(chǎn),是這一發(fā)展的關(guān)鍵因素。


公共和私營(yíng)部門密切合作的轉(zhuǎn)型


長(zhǎng)期規(guī)劃和戰(zhàn)略一直在為丹麥能源部門的發(fā)展制定雄心勃勃的目標(biāo)。在最重要的倡議的目標(biāo)和執(zhí)行方面都達(dá)成了廣泛的政治共識(shí)。私營(yíng)部門和學(xué)術(shù)界的參與和激勵(lì)對(duì)于丹麥能源部門的變化也至關(guān)重要。它為發(fā)展可再生能源和能源效率等新技術(shù)以及能源系統(tǒng)的改造和規(guī)劃奠定了基礎(chǔ),包括利用熱電聯(lián)產(chǎn)等協(xié)同效應(yīng),工業(yè)余熱利用等。私營(yíng)部門為決策者實(shí)現(xiàn)甚至超過能源目標(biāo)的雄心提供了重要的墊腳石。一個(gè)關(guān)注重點(diǎn)是推進(jìn)新能源技術(shù)逐步成熟,降低新能源技術(shù)和系統(tǒng)的成本,以便為丹麥社會(huì)提供經(jīng)濟(jì)和環(huán)境上可持續(xù)的產(chǎn)品和解決辦法。


整體長(zhǎng)期能源規(guī)劃


對(duì)于電廠、電網(wǎng)等以重大長(zhǎng)期投資為特征的部門來說,重要的是要提供長(zhǎng)期政策的能見度,從而降低風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)和融資成本。對(duì)于新的和不成熟的能源技術(shù),丹麥一直在提供經(jīng)濟(jì)框架,如補(bǔ)貼等,以確保項(xiàng)目的財(cái)務(wù)可行性。對(duì)這些支持機(jī)制進(jìn)行了密切的監(jiān)測(cè),以確保能源消費(fèi)者從新興技術(shù)經(jīng)濟(jì)效率的提高中受益。


在丹麥,政治家、立法者、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和能源部門和主要利益相關(guān)方(包括主要公用事業(yè)、技術(shù)公司和能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商)之間保持持續(xù)的對(duì)話,這是制定能源政策和監(jiān)管的關(guān)鍵因素。對(duì)話確保了良好和有效的決定和解決辦法以及高度的投資者確定性。對(duì)能源市場(chǎng)的重大變化進(jìn)行了分析和討論,在大多數(shù)情況下,為破壞傳統(tǒng)商業(yè)模式向丹麥能源供應(yīng)的低碳未來提供了一定程度的補(bǔ)償。


丹麥能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型還包括規(guī)模較小的消費(fèi)者和私人家庭。為此,將能源標(biāo)準(zhǔn)、獎(jiǎng)勵(lì)措施和公共運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,重點(diǎn)是能源效率、地區(qū)供暖等共同能源解決方案和改變?nèi)粘P袨?,以確保社會(huì)更節(jié)能。自20世紀(jì)60年代以來,丹麥家庭供暖的效率提高了80%,這是最大的效率提高之一。能源效率的部分刺激因素來自于對(duì)企業(yè)和私人能源消費(fèi)者實(shí)行能源稅。提高能源價(jià)格了推動(dòng)對(duì)節(jié)能技術(shù)和節(jié)能系統(tǒng)的投資。


設(shè)定和實(shí)現(xiàn)雄心勃勃的能源目標(biāo)


丹麥1973年就成為了歐盟成員國(guó),一直積極遵循歐盟能源部門轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。丹麥迅速實(shí)施了能源部門的市場(chǎng)和部門轉(zhuǎn)型,包括國(guó)際能源貿(mào)易和電力部門的分拆。丹麥的"早期轉(zhuǎn)移優(yōu)勢(shì)"也意味著,盡管缺乏大規(guī)模水電等傳統(tǒng)可再生能源選擇,但2009年批準(zhǔn)的歐盟2020年能源戰(zhàn)略中針對(duì)該國(guó)的具體目標(biāo)明顯高于歐盟平均水平。


丹麥2020年的目標(biāo)包括與1990年相比減少31%的溫室氣體排放量,可再生能源在最終能源消費(fèi)量中占比30%—這兩個(gè)目標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐盟2020年的總體目標(biāo),即溫室氣體排放量達(dá)到20%與1990年相比減少了20%,可再生能源占20%。丹麥能源署的預(yù)測(cè)顯示,丹麥很可能超過這兩個(gè)目標(biāo),2016年溫室氣體減排32%,2017年可再生能源發(fā)電占比已經(jīng)達(dá)到32%。


雄心勃勃的新能源協(xié)議一致批準(zhǔn)


不出意外,在完成2030年歐盟能源目標(biāo)方面,丹麥將制定更具雄心的目標(biāo)。根據(jù)這些目標(biāo),今年早些時(shí)候開始丹麥就對(duì)新的能源協(xié)議進(jìn)行了政治談判,以便為《2030年歐盟能源目標(biāo)》中丹麥能源部門2020年以后確定路線和目標(biāo)。議程上的優(yōu)先事項(xiàng)是進(jìn)一步轉(zhuǎn)變以化石燃料為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高能源效率,推進(jìn)以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的能源部門,確保具有成本效益的轉(zhuǎn)型,從而確保為消費(fèi)者和企業(yè)獲得具有競(jìng)爭(zhēng)力的能源價(jià)格。


新的丹麥能源協(xié)定的關(guān)鍵要素:


?關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)丹麥能源目標(biāo),即到2030年可再生能源占最終能源消費(fèi)量的55%;


?通過招標(biāo)進(jìn)一步擴(kuò)大海上風(fēng)電規(guī)模,再建造3座800兆瓦的項(xiàng)目,并在2030年之前建成;


?在2030年之前,為技術(shù)中立的可再生能源招標(biāo)提供資金,以滿足更多陸上風(fēng)電和光伏的裝機(jī)容量。為沼氣制訂支持計(jì)劃;


?通過降低和調(diào)整后的電力稅支持丹麥能源部門進(jìn)一步電氣化;


?為了降低公共部門支持水平,建立以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng),包括更加基于競(jìng)爭(zhēng)力、關(guān)注以能源效率創(chuàng)新作為支持、將熱力部門進(jìn)一步自由化等。


2018年6月底,達(dá)成了一項(xiàng)包括丹麥議會(huì)中所有政黨在內(nèi)的協(xié)議,旨在實(shí)現(xiàn)歐盟制定的更雄心勃勃的目標(biāo),并響應(yīng)《巴黎協(xié)定》關(guān)于作出更多努力以確保2度目標(biāo)的呼吁。丹麥政府目前的目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)可再生能源占總能源消費(fèi)量的55%,以應(yīng)對(duì)到2030年歐盟可再生能源總體目標(biāo)從23%提高到32%的目標(biāo)。目前的"凍結(jié)政策情景"表明,如果沒有新的政策和監(jiān)管舉措,丹麥將比這一目標(biāo)低15個(gè)百分點(diǎn)。


丹麥新的能源協(xié)議包括到2030年增加3個(gè)800兆瓦的海上項(xiàng)目的目標(biāo),并為技術(shù)中立的可再生能源招標(biāo)提供5.63億歐元的資金。同時(shí),將對(duì)丹麥海域高達(dá)10GW的海上風(fēng)電裝機(jī)進(jìn)行空間規(guī)劃,以確保在作出決定的情況下,能夠迅速建設(shè)更多的海上風(fēng)電裝機(jī)。


新能源協(xié)議中的一部分也是到2030年在丹麥電力部門完全消除煤炭消費(fèi)的明確目標(biāo)。2016年,煤電占丹麥發(fā)電量的近30%。風(fēng)電和太陽能光伏發(fā)電的增加,以及向生物質(zhì)和沼氣發(fā)電的進(jìn)一步轉(zhuǎn)型,是丹麥向零煤炭發(fā)電部門轉(zhuǎn)型的主要因素。


為了支持丹麥能源供應(yīng)的電氣化,包括在供暖部門使用更多的電力,提議降低電費(fèi),并修訂其他與能源有關(guān)的稅收。該提案還包括重新分配和更具體地支持該行業(yè)的某些能效措施和綠色能源解決方案的研發(fā)。


2018年秋,丹麥政府提出了一項(xiàng)氣候和清潔空氣法案(共同為更綠色的未來而制定),重點(diǎn)是聚焦在交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)部門造成的氣候和空氣污染。規(guī)劃的主要內(nèi)容包括:


?在2030年逐步淘汰新的汽油和柴油汽車銷售;


?到2030年,城市的公共汽車和環(huán)境區(qū)的碳排放和空氣污染為零。


?重點(diǎn)研究具有氣候和環(huán)境效率的農(nóng)業(yè)部門。


?減少工業(yè)和住房的排放,包括通過氣候標(biāo)簽開展行為運(yùn)動(dòng)。


?開發(fā)碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)以用于丹麥油田和森林的研究工作。


關(guān)于該規(guī)劃的政治談判仍在進(jìn)行中,但包括降低電動(dòng)車稅在內(nèi)的選擇性舉措已得到實(shí)施。


可再生能源集成的靈活性關(guān)鍵


丹麥能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要因素不僅是在能源、能源生產(chǎn)和能源轉(zhuǎn)型方面引進(jìn)新技術(shù),還包括從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)的視角,在能源系統(tǒng)和市場(chǎng)方面進(jìn)行轉(zhuǎn)型,以適應(yīng)以上技術(shù)。能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的一個(gè)很好的例子是,電力部門如何重新設(shè)計(jì),以適應(yīng)大量波動(dòng)的可再生能源發(fā)電,特別是風(fēng)力發(fā)電。正如《2017年中國(guó)可再生能源展望》中更詳細(xì)的描述,系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素是先進(jìn)的規(guī)劃和預(yù)測(cè);提高熱電聯(lián)產(chǎn)電廠的靈活性;建立一個(gè)有效和透明的電力市場(chǎng);建立強(qiáng)大的國(guó)內(nèi)輸電電網(wǎng)和跨境互聯(lián)。


展望未來,為了滿足能源系統(tǒng)中更大的電力波動(dòng),進(jìn)一步規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施(電網(wǎng))和市場(chǎng)對(duì)于保持高水平的系統(tǒng)穩(wěn)定和有競(jìng)爭(zhēng)力的電力價(jià)格至關(guān)重要。與鄰國(guó)和歐盟電力系統(tǒng)的進(jìn)一步一體化和互聯(lián)是答案的一部分。此外,正在探索通過熱轉(zhuǎn)換器在熱力的其他部門儲(chǔ)存和使用電力的能力。此外,未來的交通電氣化也是這一計(jì)劃的一部分。丹麥的能源規(guī)劃與歐盟建立更深入一體化的能源聯(lián)盟的計(jì)劃密切相關(guān)。


向中國(guó)轉(zhuǎn)移:大規(guī)??稍偕茉匆惑w化與市場(chǎng)轉(zhuǎn)型


中國(guó)已經(jīng)引進(jìn)了丹麥一直用于能源部門轉(zhuǎn)型的許多技術(shù)。因此,丹麥和中國(guó)在電力部門的系統(tǒng)集成和商業(yè)模式變革方面也面臨挑戰(zhàn)。丹麥有很多很好的經(jīng)驗(yàn),特別是在如何將熱電聯(lián)產(chǎn)電廠從必運(yùn)行的單元轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾谋镜仂`活性來源方面。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度來看,關(guān)注中國(guó)大型燃煤電廠機(jī)組的發(fā)電靈活性,是解決目前風(fēng)電、光伏等波動(dòng)電力來源存在的“棄風(fēng)”、“棄光”問題的一種方式。將燃煤電廠轉(zhuǎn)化為廢棄物或生物質(zhì)電廠是以更清潔和更可持續(xù)的方式維持火力發(fā)電的另一種方式。


最后,丹麥在電力部門規(guī)劃和情景分析方面提出的方法和經(jīng)驗(yàn)可用于促進(jìn)中國(guó)能源未來的替代路線;同時(shí)參考丹麥在許多領(lǐng)域的實(shí)踐,中國(guó)可以更加注重提高總體能源效率和降低中國(guó)經(jīng)濟(jì)的能源強(qiáng)度。


三、美國(guó)


1.電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型:美國(guó)現(xiàn)狀


美國(guó)電力部門的轉(zhuǎn)型主要由可靠性,成本和彈性驅(qū)動(dòng)。特朗普政府旨在推動(dòng)美國(guó)在石油和天然氣生產(chǎn)以及減少能源排放方面領(lǐng)先世界。2018年,美國(guó)成為世界上最大的原油和天然氣生產(chǎn)國(guó)。在聯(lián)邦層面,2017年出現(xiàn)了特朗普政府修訂或重新考慮奧巴馬政府實(shí)施的許多與能源相關(guān)的政策,包括美國(guó)在COP21框架下的國(guó)家確定貢獻(xiàn)(NDC),清潔電力計(jì)劃以及車輛的公司平均燃料經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)。


除了國(guó)家層面的這些行動(dòng)外,州和地方政府層面的行動(dòng)也應(yīng)考慮在內(nèi),這主要是由于聯(lián)邦政府對(duì)州際貿(mào)易擁有管轄權(quán),而各州對(duì)與對(duì)客戶費(fèi)率和工廠選址等當(dāng)?shù)貑栴}具有主要管轄權(quán)。不受聯(lián)邦政府監(jiān)管的市場(chǎng)因素,例如天然氣相對(duì)于煤炭的價(jià)格,風(fēng)能和太陽能等新技術(shù)成本的降低,以及電廠決策等減緩了聯(lián)邦政策的影響。


美國(guó)將繼續(xù)推動(dòng)可再生能源的發(fā)展。2019年1月,丹尼爾西蒙斯正式宣誓就任能源部能源效率和可再生能源助理部長(zhǎng)(EERE)。


美國(guó)能源部Mark W.Menezes曾表示“可再生能源,儲(chǔ)能和能源效率,是我們整體能源和經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的關(guān)鍵要素,我很高興西蒙斯助理部長(zhǎng)的加入能夠繼續(xù)推進(jìn)我們國(guó)家的可再生能源技術(shù)的發(fā)展?!?/p>


國(guó)會(huì)2005年簽署“能源政策法”時(shí),51.3%的發(fā)電量來自煤炭。自那時(shí)起,水力壓裂等燃料提取技術(shù)的創(chuàng)新與水平鉆井相結(jié)合,導(dǎo)致天然氣供應(yīng)量大幅增加且價(jià)格下降。此外,可再生能源采用率顯著增加,這主要得益于風(fēng)能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本的下降,政府頒布的有利政策以及投資者對(duì)這些技術(shù)性能信心的增強(qiáng)。


也正是由于這些變化,2018年美國(guó)電力部門的煤炭發(fā)電份額下降至27.4%。這種變化也反映在最近的煤電退役趨勢(shì)中—根據(jù)AEO2019報(bào)告顯示,2018年末美國(guó)煤電裝機(jī)容量為240GW,遠(yuǎn)低于2008年的約310GW,預(yù)計(jì)到2050年將有101吉瓦的裝機(jī)完成退役。


同時(shí),公用事業(yè)規(guī)模的可再生能源占美國(guó)總發(fā)電量的17.0%以上;值得注意的是,公用事業(yè)和小規(guī)模太陽能發(fā)電量增加了24.4%,可再生能源發(fā)電量從2017年到2018年增長(zhǎng)了4.5%。這種轉(zhuǎn)變也反映在就業(yè)方面:在美國(guó),太陽能領(lǐng)域勞動(dòng)力從2010年(93502名工人)到2018年(超過242000名工人)增長(zhǎng)了159%。盡管自2016年以來經(jīng)歷了略微下降,但由于州政府的政策激勵(lì)和積壓的公用事業(yè)規(guī)模項(xiàng)目預(yù)期,2019年太陽能領(lǐng)域勞動(dòng)力就業(yè)的前景有望改善。


2.當(dāng)前的焦點(diǎn)和潛力


以下部分主要介紹美國(guó)能源轉(zhuǎn)型的一些關(guān)鍵方法和經(jīng)驗(yàn),以及它們對(duì)美國(guó)能源部門未來的影響以及它們對(duì)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的相關(guān)參考。


自下而上的政策發(fā)展


獨(dú)立于聯(lián)邦政府,一些州和城市組成了一個(gè)聯(lián)盟—美國(guó)氣候聯(lián)盟—目的在于在2025年之前實(shí)現(xiàn)州層面溫室氣體減排量比2005年下降了26~28%。聯(lián)盟成員包括19個(gè)州和波多黎各領(lǐng)土,占美國(guó)人口的40%以上以及2015年美國(guó)能源相關(guān)二氧化碳排放量的31.2%。


實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排目標(biāo)的關(guān)鍵政策工具是可再生能源投資組合標(biāo)準(zhǔn)(RPS),其版本已由29個(gè)州頒布。勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室估計(jì),2018年,55%的零售電力銷售由RPS承保。美國(guó)加利福尼亞州,康涅狄格州,馬薩諸塞州,新澤西州和紐約州在2018年對(duì)其RPS計(jì)劃進(jìn)行了重大修訂。例如,到2030年,加州將其RPS目標(biāo)提高到60%,并在2045年之前強(qiáng)制實(shí)施100%的清潔能源目標(biāo)。


設(shè)定能效目標(biāo)是另一種可再生激勵(lì)方法。例如,在2018年,科羅拉多州監(jiān)管機(jī)構(gòu)將Xcel的年度能效目標(biāo)提高了25%(從2019年的400GWh提高到2023年的500GWh),以便為客戶提供更多的利益并降低公用事業(yè)投資成本。


展望未來,更多雄心勃勃的政策將繼續(xù)從州和地方層面出現(xiàn)。在私營(yíng)部門,總部位于美國(guó)的49%的大型企業(yè)在2018年積極采購(gòu)可再生能源。在全球范圍內(nèi),簽署清潔能源合同的公司在2017年至2018年期間增加了一倍多,達(dá)到13.4吉瓦,其中美國(guó)公司占60%。


市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和價(jià)格


總的來說,能源市場(chǎng)已經(jīng)從中央監(jiān)管的指揮和控制壟斷公用事業(yè)轉(zhuǎn)向競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng),但由于區(qū)域環(huán)境,政治承諾和傳輸互連,這些都已經(jīng)采取了不同的形式。除了在聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)管轄范圍內(nèi)運(yùn)營(yíng)的眾多區(qū)域性市場(chǎng)外,還出現(xiàn)了鼓勵(lì)優(yōu)化分配可再生能源的其他新方法。


加利福尼亞州的獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(CAISO)已經(jīng)運(yùn)營(yíng)西部能源不平衡市場(chǎng)(EIM),自2014年以來實(shí)現(xiàn)公用事業(yè)公司近乎實(shí)時(shí)的能源交易;這樣的機(jī)制可以通過擴(kuò)大市場(chǎng)占地面積緩解擁堵,提高系統(tǒng)靈活性和提高電網(wǎng)可靠性來防止過度可再生能源發(fā)電的縮減。八個(gè)州和一個(gè)加拿大省現(xiàn)在已經(jīng)是EIM的一部分,其中兩個(gè)公用事業(yè)公司在2018年加入,另外有五個(gè)公司計(jì)劃在2021年之前加入。


在紐約,該州的改革能源愿景(NYREV)倡議獲得了進(jìn)一步的發(fā)展。通過一系列監(jiān)管變革,NYREV打算將公用事業(yè)的角色從分銷層面的銷售電力轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)營(yíng)分布式能源資源(DER)參與的分銷平臺(tái)。在這個(gè)愿景中,由公用事業(yè)公司維護(hù)的分配系統(tǒng)將變成電力市場(chǎng)的幕后資源,儲(chǔ)能和微電網(wǎng)也將參與到電力交易中既作為生產(chǎn)者也作為消費(fèi)者。該項(xiàng)目代表著對(duì)靈活且有彈性的電網(wǎng)的重大監(jiān)管進(jìn)步。


聯(lián)邦能源管理委員會(huì)FERC政策更新


2018年,聯(lián)邦能源管理委員會(huì)FERC實(shí)施了許多規(guī)則來提高電力系統(tǒng)可靠性,提高區(qū)域市場(chǎng)透明度,確保系統(tǒng)安全并減少客戶支出。表2說明了聯(lián)邦能源管理委員會(huì)FERC在2018年提出的主要問題。


基荷概念的演變


不斷增加的可再生能源滲透已經(jīng)改變了“基荷”發(fā)電的性質(zhì)及其對(duì)系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)。諸如靈活性之類的特性可以是更有用的規(guī)劃概念,用于探索最小化電力中斷的方法。通過對(duì)需求概況以及風(fēng)能和太陽能預(yù)測(cè)的充分時(shí)間解析,運(yùn)營(yíng)商可以在必要的情況下評(píng)估來自其他來源的靈活調(diào)度功率,包括聯(lián)合循環(huán)天然氣,煤炭或核能,需求響應(yīng)(DR)或其他資產(chǎn)。


在加利福尼亞州,正在利用新的需求響應(yīng)DR方法來減少開啟熱電廠以達(dá)到峰值負(fù)荷的需求。加利福尼亞州的獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商CAISO引入了代理需求資源市場(chǎng),允許分布式能源(DER)的聚合器參與實(shí)時(shí)和日前能源市場(chǎng)。通過在節(jié)點(diǎn)消耗較高時(shí)實(shí)時(shí)提醒客戶并補(bǔ)償它們以減少負(fù)載,聚合器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高水平的應(yīng)用。與客戶的持續(xù)交互允許較小負(fù)載以更高的頻率使用需求響應(yīng)DR。


這些靈活的資源由各種機(jī)制實(shí)現(xiàn),包括特定產(chǎn)品或向市場(chǎng)投標(biāo)服務(wù)的能力,如容量或需求響應(yīng)。


各種分布式能源DER技術(shù)(如PV)與儲(chǔ)能,熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和微電網(wǎng)相結(jié)合,可在系統(tǒng)范圍的電網(wǎng)中斷事件中增強(qiáng)系統(tǒng)彈性。隨著停電事件的頻率和強(qiáng)度的發(fā)展,各級(jí)政策制定者正在引入新的互連流程和標(biāo)準(zhǔn),以促進(jìn)電力系統(tǒng)中彈性技術(shù)的采用。


儲(chǔ)能的未來


近年來儲(chǔ)能系統(tǒng)成本顯著降低,并且預(yù)計(jì)未來會(huì)繼續(xù)降低。在未來,可變可再生能源可能越來越多地與儲(chǔ)能配對(duì),以更加經(jīng)濟(jì)有效的方式提供額外的電網(wǎng)服務(wù)。最近的聯(lián)邦能源管理委員會(huì)FERC訂單通過要求電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商允許儲(chǔ)能參與能源,容量和輔助服務(wù)市場(chǎng)來顯著改變公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能的前景。此外,最近的聯(lián)邦能源管理委員會(huì)FERC訂單要求所有新連接的發(fā)電機(jī)提供主要頻率響應(yīng)能力;這可能導(dǎo)致可再生資源易受影響,越來越多地與儲(chǔ)能配對(duì)以穩(wěn)定頻率輸出。


貿(mào)易壁壘


特朗普總統(tǒng)宣布自2018年開始對(duì)美國(guó)進(jìn)口某些光伏組件的4年關(guān)稅(第201條)。關(guān)稅從30%開始,每年下降5%,直到2021年到期。關(guān)稅旨在激勵(lì)國(guó)內(nèi)光伏制造業(yè)的額外投資;一些人估計(jì),未來五年新建光伏裝置短期可能會(huì)減少11%。2017年太陽能項(xiàng)目取消和互連延遲導(dǎo)致許多項(xiàng)目進(jìn)入2018年。美國(guó)預(yù)計(jì)2018年新增光伏裝機(jī)容量為11.1GWdc,與2017年相比幾乎持平。201項(xiàng)關(guān)稅的不確定性導(dǎo)致開發(fā)商推遲項(xiàng)目,并且可能是2018年末增加公用事業(yè)太陽能采購(gòu)的一個(gè)原因。


3.轉(zhuǎn)移到中國(guó)


除了明顯的系統(tǒng)性差異之外,中國(guó)和美國(guó)在電力部門轉(zhuǎn)型的道路上面臨著許多共同的挑戰(zhàn),每個(gè)國(guó)家都可以從另一個(gè)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)中受益。積極分享經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可以對(duì)兩國(guó)和國(guó)際社會(huì)產(chǎn)生有益的長(zhǎng)期影響。一些值得注意的方面如下所述:


進(jìn)一步技術(shù)研發(fā)的需要


技術(shù)進(jìn)步將進(jìn)一步促進(jìn)先進(jìn)能源技術(shù)的更大部署和更廣泛應(yīng)用。在制造和處理這些技術(shù)方面仍有提高效率,降低成本和改善環(huán)境可持續(xù)性的空間。這種持續(xù)的進(jìn)步可以加速能源部門向低碳排放組合的轉(zhuǎn)變。例如不依賴稀土礦物的光伏化學(xué),開發(fā)能夠在各種時(shí)間范圍內(nèi)滿足特定電力部門需求的新儲(chǔ)能技術(shù),以及海洋流體動(dòng)力學(xué)發(fā)電等新技術(shù)的進(jìn)步。


行業(yè)成熟:標(biāo)準(zhǔn)


成熟行業(yè)的一個(gè)標(biāo)志是標(biāo)準(zhǔn)化的存在,以降低交易成本和提高監(jiān)管確定性。隨著可再生能源產(chǎn)業(yè)的成熟,降低成本的份額可能來自這些標(biāo)準(zhǔn)的制定。標(biāo)準(zhǔn)化控制器等組件的通信協(xié)議可以降低與微電網(wǎng)等新生技術(shù)相關(guān)的項(xiàng)目工程成本。


同樣,建立標(biāo)準(zhǔn)合同可提高投資者信心并降低與融資相關(guān)的交易成本??稍偕茉醋C書(REC)跟蹤工具的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)會(huì)同樣存在。隨著中國(guó)自己的可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,與美國(guó)各州實(shí)施可再生能源證書跟蹤計(jì)劃的溝通是分享經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的寶貴途徑。隨著可再生能源證書的市場(chǎng)在全球范圍內(nèi)的增長(zhǎng),數(shù)據(jù)庫(kù)管理和認(rèn)證方法的標(biāo)準(zhǔn)化將成為確保環(huán)境屬性證書有效性的關(guān)鍵。


靈活的電力系統(tǒng)


也許能源行業(yè)在全球面臨的最大挑戰(zhàn)是可變可再生能源在高滲透率下的有效整合。隨著行業(yè)的發(fā)展和各國(guó)陸續(xù)實(shí)現(xiàn)其政策目標(biāo),這一挑戰(zhàn)將更加普遍。通過規(guī)劃系統(tǒng)靈活性和電力市場(chǎng)設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)有效的集成。隨著中國(guó)希望到2040年全面整合其批發(fā)電力市場(chǎng),可以從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)中吸取教訓(xùn),包括美國(guó)ISO/RTO和西方EIM等司法管轄區(qū),這些管轄區(qū)已經(jīng)證明了在整合靈活資源的同時(shí)提供可靠性電力供應(yīng)的能力。

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