碳中和、双循环、能源安全怎么实现?一个办法全解决!

碳中和、双循环、能源安全怎么实现?一个办法全解决!

中国电力网(微信公众号:China_Power_com_cn)获悉,最近,日本首相菅义伟宣布日本将不晚于2050年实现净零碳排放,韩国政府也于10月28日发布了同样的目标。中国早在9月下旬就承诺在2060年前实现净零排放。中日韩三大经济体相继发布碳中和承诺,自然引起了全球的关注。

众所周知,多年来中国在石油、天然气等能源的进口依赖度居高不下,已经成为国家能源安全的最大隐患,近期国家又提出“国内大循环、国内国际双循环”的要求和“2060碳中和”目标,在这几个大背景下,重点发展低成本的风光储电力几乎是中国唯一的选择。

在地球上,光伏发电和风电是取之不尽、用之不竭的自然资源,燃料成本为0。在世界各国范围内,只要有土地、辐照资源不低于800小时的国家,就能利用太阳能实现能源独立。与此同时,在当今世界能够在石油、天然气上实现能源独立的国家,只有极少数。

因此,风光储电力的大规模推广,能够在全世界范围内,提升各国的能源独立性。而对中国而言,发展推广风光储电力,还能实现发电独立+装备生产的独立和出口。

目前,中国光伏制造业在全球享有80%以上的市场份额,而磷酸铁锂储能则是中国所特有的技术路线。因此,发展建设风光储电力在当下我国强调“国内大循环、国内国外双循环”的形势下,显得格外“切题”。

当然,与水电、核电相比,风光电力的问题主要在于经济性、时间可移动性和能量密集性。

中国电力网(微信公众号:China_Power_com_cn)注意到,经过二十年的技术进步与降本,当前风光电力已经在全球范围内实现了“不考虑电力约束补偿”前提下的平价上网。光伏、风电的度电成本在全球不同辐照度、不同化石能源价格的地区,陆续低于火电,所以经济性已不再是无法解决的根本性难题,只需持续推进和落地。

未来5-10年内,解决风光电力时间可移动性的方法就是发展储能。当“风光储”电力的经济性低于0.37元/kWh的度电售价,我们认为,风光电力就已经具备了“满足时间可移动条件下的经济性”。

有业内人士认为,风光电力要“100%增量替代”化石能源发电,要做到“一个1W光伏+5Wh储能的发电系统,若能做到6元/单位以下,每W发电量能在单面PERC组件的基础上提升20%,同时电站投资的要求IRR低于4.5%”,只有在这三大条件同时成立的情况下,全球才能实现光储电力“经电力约束补偿”后的具备时间可移动特征的平价上网。而当前的水平,距离这个目标还有大约5-10年的差距。

中国电力网(微信公众号:China_Power_com_cn)查阅公开资料发现,风电光伏的能量密度虽然远远低于化石能源,但占地仍然是有限的。以当前的技术水平来看,1平方公里实施100MW光伏项目是可行的,而风电的能量密度至少是光伏的3倍以上。以平均值200MW/平方公里来测算,为了满足2060年风光储电力100%替代石油、煤炭、天然气发电,要实现大约57000GW的全球装机保有量,其占地面积将近30万平方公里,占到地球陆地面积1.5亿平方公里的比例约为0.2%。

值得注意的是,虽然这个比例看似很高,但光伏和风电对于土地地质的要求却又是最低的,在一个城市周边200-300公里内的任何戈壁、荒漠、闲置土地都可以实施光伏发电,而在高压条件下200-300公里输电的成本不足电力生产成本的10%。

因此,能量密集性这一缺陷虽然存在,但也并非是光伏产业长期发展的致命性缺陷,而这一论证结果也恰好说明了中国发展风光储电力的必要性。

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