19年,曾經很努力一段,想把整個能源梳理清楚,梳理到煤炭石油就放棄了,因為這個方向是個巨坑。偷懶總是會被懲罰的,結果從碳中和提出開始,一直被迫填坑。到現在基本填完了。做個綱要。
一、化石能源和可再生能源的關係
化石能源和可再生能源,雖然從長時間的角度來看,是逐步替代的關係。但就目前看,還不是此消彼長的關係。這個要展開說,大約要三千字,因為要堆資料。
核心點是:在有效風光增量大於能源消費增量之前,化石能源消費還會增長,有個增長速度逐步降低,且最終出現實質性減量替代的過程。
一定要摳細節,還有一個點。風光增量越大,儲能缺口就越大。在儲能匹配風光增速之前,對化石能源+水電的調峰需求越大。這個方向可以看貴州和青海。
從能源更替的角度來看,首先被更替的是發電的量。石油也好煤也好,並不會簡單退出歷史舞臺,從化工等角度來看,依舊有著不可替代性,生物質的發展不會那麼快。
這部分就不展開了。
二、能源生產的分類與特點。
1、水電
從整個國土版圖來看,能開發的水電已經基本開發完了(大頭只剩下藏南)。不排除未來還會有河流生態保護背景下的水電拆除。東南亞還存在一些流域共同開發的空間(未來電能否輸回來存疑)。從整個能源系統來看,現有水電在原址增加抽蓄功能,尤其是小水電,是大勢所趨。但抽蓄有個缺點,機械傳動決定了轉化率的上限。裝置上雖然還有降成本的空間,但轉化率很難提高。目前綜合考量,會在安全性上勝出,畢竟電化學容易起火爆炸。抽蓄當前主要的問題是中東部用電地區選址難,寸土寸金。前段時間和上海的朋友聊天,他說上海有個地方適合做抽蓄——深坑酒店。哈哈哈。我天馬行空回他,三件套更合適,黃浦江的水抽上去,還能建築節能[允悲]。
比較現實的做法是在煤礦或者其他礦區的採空區做抽蓄。把水往下面放發電,滲漏也沒啥,就當是補地下水了,關鍵是要有足夠的水源來補充,所以這在西部缺水的地區就不行了。
2、火電
經歷這麼多年的發展,其實咱們的火電技術已經很到位了,新建火電廠的排放水平已經達到全球前列,咱說第二沒人敢說第一。按說這時候是火電技術和資金走出國門,拿海外份額的時候。但是因為眾所周知的原因,現在火電出海難了。
但火電也不是不發展了,參考第一點的結論。火電首先存在一個內部置換的過程,新的排放更到位的技術替代舊的機組。同時起到一個對風光調峰的作用。這兩個現實作用,是不會因噎廢食的,領導上在電荒過程中,也多次明確表達。
談到火電,就不得不談煤。本次由於錯配導致的電荒,可以理解為對煤電的供需關係的再次梳理,也可以理解為電力市場化的進步。總之,後續煤炭的供應以及結構,會進一步調整。蒙古和俄羅斯的煤炭供應保障作用會被強化。至於澳煤,從經貿關係中跳出來看,不管美國脫不脫,和袋鼠是真脫鉤了。從整個發展格局來看,火電比例下降是必然發生的。而隨之發生的,便是電煤進口的下降。如果從這個角度看,沒了土澳,未嘗不可。
3、風電
風電和抽蓄有一個共同點——機械傳動決定了轉化上限。固然從運營商的角度來看,還可以看到瓦時成本的下降。這取決於全鏈的進步以及風機大型化。軸承、碳纖維這種行業的國產實力提升,最後都會體現為風電的成本下降。但這個下降無法提高轉化率上限。
從風場的角度看,最好的風場現在並沒有匹配最好的風機,如果上網沒問題了,運營方有錢了,估計這部分風場會換新的大型風機。海上風電從運營的角度來看最合適,離用電地區近,省網就能消納。且部分地區現在開始試點海上風電和漁業生產,就是網箱那種結合,這也會未來的海風增加溢價,起碼維護成本下降了還強化就近消納的優勢。
至於內陸的風場,在電網消納不足的地方,風電制氫也不失為一種解決方案,這個技術在張家口已經試點很久了,問題不在於制氫,而在於製備出來的氫做啥用。從目前的跟蹤來看,基於氫能源的整體成本,航空業用氫的場景比汽車業更好,這個可以以後再單獨討論。
此外,還有一些偏遠地區使用的分散式風電,這種量不大,但可以減少電網投入。哪怕風機功率會浪費掉一些,但比起要靠電網,還是划算。
4、光伏發電
從技術路線上來看,鈣鈦礦商用,還將帶來一次光伏的洗牌。這個很類似半固態--固態電池對電池業的洗牌。雖然說從跟蹤來看,在燒鈣鈦礦的不少還是現在的光伏巨頭,但從行業上下游來看,可以預見一次產業鏈重塑。
光伏發電當前的瓦時成本已經很不錯了,主要的問題還是在於其生產特性和電網的對接。對於一些理想的地區,比如黃河幾字灣、青海等,可以靠水電風光一體化,在生產端就協調好了,穩定上網。但對於大多數地區,孤立建設的光伏電場,就不存在這種便利。要配大量的儲能來解決問題,不管是在哪一端都要配儲能。
除了要配備儲能以外,短板的還有短時天氣預報。簡單舉個例子,西部風光基地都建在戈壁沙漠上,一個沙塵暴來,且不說裝置折損,短時的電力生產將斷崖式下降。如果沒有短時天氣預報,火電、水電沒有做好開車接應的準備,那麼電網會瘋掉。
所以,隨著這個方向的發展,可以預見天氣系統的投入,以及快速除塵裝置的發展,個人比較看好超聲波除塵在這個領域的應用,但目前的問題還是太貴。
5、核能
如果風光繼續發展,水電觸頂火電逐步退出,那麼核電調峰的角色會越來越重。整個網路總是需要一些穩定供應的角色來保障基數的,我們的資源稟賦決定了不可能靠天然氣發電來解決,所以只能是核電。
就技術上來看,雖然三代核電還有進一步完善的空間,但已經比較成熟了。小型冷堆在城市場景下,採暖供熱都比較好用,主要還是價格問題,技術已經成熟了。所以未來應該可以看到核電在更大的藍圖需求下,重新角色劃分。
至於天然氣發電,咱們不管是氣源還是燃氣機組,都受制。氣的進口比例目前就很大了,燃氣機組雖然從十三五的兩機工程就開始做,但客觀看,還是有不少的差距。拉氣的LNG船,雖然現在也能造了,但和火電鏈、核電鏈的技術來比,算是短板的。如果一定要考慮這個方向,可燃冰解決開採環境問題,倒不失為一個解決方案。這玩意兒咱南海有的是。
6、生物質
這個就提一下吧,量太小。
地熱、潮汐這種,量都太小,點到為止。
三、以電力為基礎的能源交易體系
爛個尾,去吃午飯,有空再接著梳理。