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欧美等发达国家较早完成工业化革命,在能源低碳发展上走在前面,其中欧洲被认为是优等生,德国是风光翘楚,挪威拔水电头筹。近几十年来,我国电力发展规模体量和电源结构发生历史性重大变化,未来实施碳达峰、碳中和战略,风电、光伏发电以及水电开发仍将大有可为。与欧美相比,我国新能源发展进度究竟如何,需要考虑体量规模、资源禀赋和电网运行方式,在将欧洲、美国与我国进行较宏观对比的同时,选取德国、挪威和我国相应匹配的省份进行对比,以期更加客观地认识清楚我国新能源发展状况和未来方向。
(来源:微信公众号“中国电力企业管理” 作者:王忠会 等)
电源结构对比应充分考虑
体量和电网运行模式
我国发电量超过欧美合计发电量。近几十年来,我国用电量保持高速增长。1985年,我国发电量4107亿千瓦时,仅为美、欧的15%左右。2010年我国发电量为4.23万亿千瓦时,首次超过欧洲发电量;2011年我国发电量4.73万亿千瓦时,首次超过美国。随后我国的发电量继续高速增长,欧洲、美国发电量进入平台期,2022年我国发电量达8.69万亿千瓦时,首次超过美国和欧洲合计发电量8.45万亿千瓦时(见图1)。
德国和挪威发用电的体量相当于我国一个省。2022年德国发电量5773亿千瓦时,同年我国有四个省区的发电量高于德国,分别为:内蒙古6479亿千瓦时、山东6241亿千瓦时、广东6229亿千瓦时、江苏5949亿千瓦时。2022年挪威发电量1468亿千瓦时,同年我国有22个省市区发电量高于挪威,仅9个省市区体量小于挪威(见图2)。
德国和挪威是欧洲电网的组成部分。德国电网通过30个220~400千伏的跨国输电通道,与奥地利、荷兰、法国、瑞士、捷克、波兰、丹麦、比利时和卢森堡等邻国电网互联,还通过海底电缆与瑞典、挪威电网互联。德国在风光大发、电网供过于求时,向邻国出口电力;风光和传统电源出力不足时,进口邻国电力,例如法国的核电;相邻国家帮助德国消纳了波动、间歇的风光发电。2021年,德国发电量5776亿千瓦时,当年出口电力703亿千瓦时,进口电力517亿千瓦时。挪威是水电大国,为邻近国家送电。2021年,挪威发电量1580亿千瓦时,当年出口电力258亿千瓦时,进口电力82亿千瓦时。
综上所述,在对比新能源发展时,考虑全世界没有一个国家的发用电量的体量和我国相当,退而求其次,可以对比我国和美国、欧洲。德国、挪威发用电量的体量相当于我国的一个省,是欧洲大电网的组成部分,可与我国的省级电网进行对比。
我国的风光发电量占比低于欧美
2022年,我国风光发电量占总发电量的13.7%,接近美国的14.2%,低于欧洲的20.5%(见图3)。
德国和我国风光大省的风光发电量占比对比
不考虑电网体量,2022年,我国风光发电量占总发电量的13.7%,远低于当年德国的风光发电量占比32.2%(见图4)。
将德国和我国的风光大省进行对比,2022年,青海、河北、甘肃、吉林、黑龙江、宁夏6个省区,风光发电量占比高于欧洲(20.5%)。如不考虑电网体量,青海的风光发电量占比为41.5%,高于德国的32.2%;但青海体量小,2022年发电量仅993亿千瓦时,为德国的17.2%。2022年,内蒙古发电量6479亿千瓦时,比德国高12.2%,风光发电量占比20.4%,比德国低11.8%。
挪威和我国水电大省的电源结构对比
从水电发电量占总发电量的比例看,2022年,挪威水电发电量占比为86.9%;高于我国水电量占比最高的三个省:西藏83.1%、云南81.9%,四川80.6%(见图5)。
从水电体量看,2022年,我国有两个省份的水电发电量超过挪威:四川3887亿千瓦时、云南3283亿千瓦时,分别是挪威水电发电量(1276亿千瓦时)的304%、257%;2022年,湖北水电发电量1220亿千瓦时,和挪威体量相近。
我国风光消纳的难度高于欧美
在现有电源结构下,各国为风电、光伏调峰的主体电源为火电,其中气电启停、爬坡迅速,是最适合为风光调峰的火电机组,煤电的调峰能力远不及气电。抽蓄和化学储能的体量尚小,截至2020年底,全球抽水蓄能装机规模约1.6亿千瓦,占储能总规模的94%;水电的调峰能力受限于库容,径流式水电站没有调节能力;核电适合承担基荷,调峰能力较弱。
我国富煤贫油少气,气电发电量及占比远低于美欧。2022年,我国气电发电量仅2694亿千瓦时,是美国的14.8%,欧洲的35.1%;2022年,我国气电发电量占比仅3.3%,在电源结构中占比很低,远低于美国的39.9%和欧洲的19.7%(见表)。
气电最适合为风光调峰,我国受限于资源禀赋,气电发展难度大,因此,我国大力推广煤电灵活性改造,提高风光的消纳能力,2022年,我国风光电量占比13.7%,仅比美国低0.5%,比欧洲低6.8%,殊为不易。
理性看待我国和欧美新能源
发展差距
如果不考虑发用电体量和电网运行模式,2022年我国风光发电量占比13.7%,比德国(32.2%)低18.5%,差距显著。
考虑体量,与体量为我国一半的美欧对比,2022年,我国风光发电量占比,比美国仅低0.5%,比欧洲低5.6%,差距缩小。考虑发用电体量和电网运行模式,将德国和我国的省级电网进行对比:青海的风光发电量占比高于德国,但青海发用电体量较小;内蒙古体量略大于德国,风光发电量占比20.4%,比德国低11.8%,差距缩小。
不考虑发用电体量,2022年,挪威水电发电量占比86.9%,比西藏、四川、云南高3.8%~6.3%;对比体量,2022年,四川、云南的水电发电量是挪威的304%、257%。
理性、客观、实事求是地分析我国和欧美在新能源发展上的差距和差别,见贤思齐的同时,没必要妄自菲薄。要立足我国能源资源禀赋特征,继续加大新能源规模化开发的力度,统筹用好煤电机组运行灵活性改造、抽水蓄能、新型储能、氢能等多种电力调节技术手段,加快构建新型电力系统,建立健全成本、价格疏导机制,加快建设全国统一的电力市场体系,持续引导提升全社会新能源等绿色电力消费水平,推进我国电力绿色低碳转型,助力积极稳妥实现碳达峰、碳中和。(本文仅代表作者个人观点)
本文刊载于《中国电力企业管理》2023年08期,王忠会、陈愚、刘清辉系本刊特约撰稿人
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