德、西、葡實現高比例可再生能源供電的“秘訣”

時間:2020-07-21 09:49來源:南方能源觀察
  近日,國際能源署(IEA)召開清潔能源轉型全球峰會,聯合國秘書長古特雷斯在會上督促各國停止對煤炭行業的投資,并承諾停止新建煤電站。在此之前,歐洲許多國家的“退煤”行動已經在如火如荼地進行,但常常不為人討論的是,為實現本國高比例可再生能源供電,化石能源或許只是從“前臺”走到了“幕后”,或者從本地遷移到了鄰國;同時,國與國,甚至與歐洲以外國家之間的電力交互也是重要的支撐。
  本文選取了三個可再生電源利用的“明星”國家:西班牙、德國和葡萄牙,嘗試揭秘高比例可再生供電背后的“半邊天”。
  西班牙
  電力行業是西班牙能源轉型關鍵的一部分,政府的能源目標推動了高比例可再生能源發電。2018年2月22日,西班牙頒布了《國家能源與氣候綜合計劃2021-2030》(Integrated National Energy and Climate Plan 2021-2030),并提出了以下能源轉型目標:排放量與1990年相比減少21%;可再生能源份額提高至42%;能源效率提高39.6%。除此之外,到2030年可再生能源在電力結構中占比要達到74%。
  西班牙國家電網(REE)2019年電力系統可再生能源報告顯示,2019年可再生能源發電占比37.5%,其中風電占比20.8%,水電占比9.5%,光伏占比3.5%,光熱占比2.0%,其他可再生能源(包括沼氣、生物能、地熱能、海洋水能、水風組合雙發電、可再生廢棄物)占比1.7%。
圖1:2019年可再生能源發電量占比(來源:西班牙國家電網)
  風電依然在全國可再生能源發電中占比最重,在2019年占可再生能源總體發電量的55.4%,且連續三年增長,同比2018年提高9.4%。2019年光伏裝機容量增長一倍,發電量達到9240吉瓦時(GWh),創造了年紀錄。
  截至2019年12月31日,西班牙國家電力系統裝機容量中可再生能源占比過半,達50.1%,其中風電占比23.4%,水電占比15.5%,光伏占比8.1%,光熱占比2.1%,其他可再生能源占比1.1%,與2018年同比增長14%,合6693吉瓦時。這一增長主要源于光伏裝機容量的提高。
圖2:截至2019.12.31西班牙國家電力系統裝機容量(來源:西班牙國家電網)
圖3:2010-2019裝機容量變化,從左到右分別是水電、風電、光伏、光熱、其他可再生能源(來源:西班牙國家電網)
  然而,可再生電源快速增長的背后,依然有著化石能源的身影。
  西班牙于2019年初與鄰國摩洛哥開通了第三條互通電路。2019年西班牙從摩洛哥購買的電力超過其售出的電力,因為西班牙在此建設了兩個燃煤發電廠,其電力進入西班牙國內市場,不受歐盟排放要求的約束。具體而言,電力進口增長了485%,達到1,053 GWh,在西班牙電力市場上的價值為5,300萬歐元,比2018年增長了656%。通過電路互通,西班牙能夠有效降低不可再生能源發電占比,并保持高比例可再生發電。
  西班牙國家電網還加強了對輸電網的維護,以確保供應安全并促進可再生能源電力的集中。2019年,全國有198千米的新電路投入使用,全國電路長度達到44453千米,電網增容1,335兆伏安(MVA)。
圖4:2018-2019西班牙從摩洛哥電力進口對比(來源:西班牙國家電網)
  德國
  德國在可再生能源發電領域算得上是“環保模范生”。2019年德國可再生能源發電占比達40.1%,其中海上風電占比16.8%,離岸風電占4.1%,水電占3.1%,生物能電占7.4%,光伏占7.7%,其他可再生占1.0%。今年二月、三月份,風電光伏多發,可再生能源發電量同比增長44%。
圖5:2019年各類電源發電量占比來源:Clean Energy Wire
  為應對氣候變化,在2018年德國就提出了退煤倡議。2020年初,德國通過退煤法,計劃最遲在2038年停止煤電生產,并預備在2020年上半年全面實施退煤法。目前,退煤正在有序進行,政府部門與受退煤影響的企業簽訂了合同草案,詳細商討補助金等相關事宜。
  除了政府的能源目標以外,德國實現高比例可再生能源發電也和其電力進口有關。
  2019年2月,彭博社曾預測德國在退煤退核的過程中,電力供應可能要依賴進口。2019年上半年,德國記錄的凈電力出口為211億千瓦時(kWh),低于去年同期的239億千瓦時。德國能源工業協會BDEW表示,2019年6月德國電力進口量超過了出口量,這是德國自2014年7月以來首次成為電力凈進口國。
  德國能源政策專家小組Agora Energiewende表示,有幾個因素促成了德國電力貿易收支的這一轉變。根據BDEW,進口量的增加主要歸因于歐盟排放交易系統(ETS)中CO2價格的上漲,在短短一年內從14歐每噸上漲到25歐每噸,這使燃煤發電價格更加昂貴,并推動燃煤電廠退役。與此同時,由于歐洲各地天然氣儲量豐富,其價格下降,國外燃氣發電比國內燃煤發電價格更加便宜,增加了德國的電力進口(尤其是從法國、荷蘭和丹麥進口的電力),有時進口量達到電力消耗總量的五分之一。阿爾卑斯山和斯堪的納維亞半島大量積雪融化為水力發電廠提供了充足的水源。德國還將依靠進口歐洲市場以外的可再生能源來達到其氣候目標,根據其國家氫氣政策,德國將推動建立國際氫氣市場合作機制,中長期內大量進口氫氣。
  由此可見,在國內退煤退核的同時,從國外進口電力保證了德國電力供應安全,并推動其保持高比例可再生能源發電。
圖6:2017-2019進口差額(來源:Clean Energy Wire)
  葡萄牙
  2019年,葡萄牙可再生能源發電占全國消費量的51%,風能占26%,有史以來占比最高。據葡萄牙國家電網(REN),光伏去年增長最快,年產量首次超過1太瓦時(TWh)。風能生產指數在2019年為1.05,在12月為1.13。
圖7:2018、2019各發電方式占比(來源:葡萄牙國家電網)
  葡萄牙國家政策推動了其高比例可再生能源發電。根據《2030年國家能源和氣候計劃》,葡萄牙希望在2030年之前將可再生能源電力的發電量增加一倍以上(主要通過太陽能實現)。
  葡萄牙還通過進口來逐步降低非可再生能源的發電占比。2019年,葡萄牙電力進口占電力生產的7%,因此2019年碳排放與2018年相比大幅減少。(文|唐芊)
圖8:2018、2019可再生能源發電量占比,2019年非可再生能源占比減少6%,進口增加7% (來源:葡萄牙國家電網)
圖9:葡萄牙2010-2019年進出口電量(來源:葡萄牙國家電網)
圖10:2018、2019年碳排放對比(來源:葡萄牙國家電網)

注:本文章轉載自南方能源觀察,不代表本網觀點立場。

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