登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
研究背景
当前,全球能源面临巨大的转型压力,以电气化、数字化和分散化发展为特征的技术创新已成为全球能源转型的新驱动。随着基于可再生能源的电气化(简称“可再生能源电气化”)的不断推进,未来可再生能源与电力在终端能源消费中的占比将不断提升,如何建设既清洁低碳又安全高效的能源系统成为全社会关注的焦点。
(来源:微信公众号“中国电力”ID:ELECTRIC-POWER)
可再生能源电气化在带来能源转型发展重大机遇的同时,也给能源系统带来前所未有的挑战,包括大量波动性可再生能源接入带来的能源供需平衡压力和系统性成本上升等。为应对这些挑战,降低转型成本并加快转型步伐,需要进一步提升软件、硬件、服务等基础条件,同时结合技术创新探寻可再生能源电气化的有效策略。考虑能源转型的复杂性和长期性,通过能源远景模拟和分析可再生能源电气化的路径、前景和成本效益,无疑是当前和未来很长时期研究者关注的焦点。
论文所解决的问题及意义
可再生能源电气化的路径选择是一个长期的、阶段性的发展过程。没有一种简单的技术组合方式可以适用于所有场景,而且考虑不同国家地区的政策目标和市场环境的差异,在全球范围内实现技术组合和资源配置的优化也很困难。因此,全球能源远景分析具有重要意义,但却是一项复杂的系统工程,技术种类多,通常包含数百种技术类型可供选择。其成本下降的趋势也难以准确判断,并且存在量变到质变的可能,而且受不同地区资源、负荷和电力等基础条件、能源政策和地缘政治的影响较大,存在较大的不确定性。基于上述考虑,本文在研究中使用了全球范围的大量可再生能源资源、技术和成本数据,并针对不同部门、不同技术类型做了大量的简化假设,试图描绘一幅基于可再生能源电气化的蓝图,全面阐述可再生能源电气化的路径及其特征,并结合大量应用案例分析其在工业、建筑、交通等领域的应用现状和挑战,并结合相关研究中提出的能源转型场景,评估不同技术路径的应用前景和效益,提出政策、技术和市场方面的措施建议。
论文重点内容
可再生能源电气化的挑战主要来自波动性可再生能源占比持续上升给电力部门带来的冲击和挑战。例如,按不同的终端能源应用领域考虑,工业部门由于其特有的对传统化石能源燃料和生产原料的依赖,成为可再生能源电气化挑战最大的部门;建筑部门的主要挑战来自热电气耦合系统的运行,尤其是在远离赤道的冬季严寒地区,建筑电气化将推升冬季的负荷需求高峰;而交通部门主要的挑战来自电动汽车充电时间、地点和方式的不确定性,因此电动汽车的充电策略成为其对能源系统影响的关键因素。此外,重型工业和运输业还存在大量难以直接电气化的环节。按照终端消费部门,可再生能源电气化考虑的范围包括:交通电气化、工业电气化、建筑电气化。另外还包括利用可再生能源电力的间接电气化,例如可再生能源电力制氢在交通或者工业部门的应用。考虑可再生能源电气化的未来能源图景如图1所示。
图1 可再生能源电气化的未来能源系统
以交通电气化策略为例,实现转型的主要技术路径包括但不限于:1)增加道路交通中电动汽车的比例;2)可再生能源电力制氢支持燃料电池汽车和轨道列车的远距离行驶;3)使用可再生能源电力生产合成气或者合成油来替代交通化石燃料。各个部门的电气化路径也并非彼此独立,相反,任何一种技术路径都可能对整个能源系统产生深远的影响,不同部门之间也会因此产生更为紧密的联系,进而形成相互耦合、相互影响的综合能源系统。例如,电制氢及相关技术可为间接的可再生能源电气化提供支撑,特别是对电气化困难较大的行业产生重要影响,使终端用能部门的深度脱碳成为可能,如图2所示。
图2 基于电制氢技术对可再生能源电气化路径的影响
本文考虑可再生能源电气化的主要技术路径如表1所示。其中,直接电气化包括前面介绍的各种可再生能源电力在终端用能部门的应用。
表1 2050能源转型场景中的可再生能源电气化技术路径
基本研究思路:首先,以当前各国现状及政策为基础,得到2050年能源发展远景作为参考场景;基于参考场景,为实现巴黎协议2°C温升要求下碳减排70%以上的目标,结合对各地区可再生能源电气化潜力的分析判断,对参考场景下不同地区、不同部门的技术应用水平进行调整,最终得到2050年能源转型场景;最后,对2种场景下的成本和效益进行分析,其中成本主要考虑低碳技术及相关基础设施等的投资运行成本,效益则包括经济、社会和环境效益等。
研究结论
(1)不同部门可再生能源电气化的路径和前景差异较大。例如,交通部门随着电动汽车的普及电力占比从2015年的1%增加至2050年的33%,同时可再生能源占比从同期的4%增加到48%,是可再生能源电气化潜力最大的部门;建筑部门由于热泵和电炊具等的普及2050年电力占比将达56%,可再生能源占比将达77%,是除电力部门外可再生能源电气化水平最高的部门。如表2所示。
表2 2050能源转型场景下终端用能部门的可再生能源电气化水平与低碳投资需求(2015—2050)
(2)可再生能源电气化实现2050年的2°C温升目标,不仅可行而且经济。2050年,可再生能源电力和电气化将联合贡献超过40%的全球能源碳减排,与可再生能源的直接利用和能效手段结合,共同实现2°C温升目标所要求的70%以上的碳减排。尽管与维持现状的参考场景相比,需要增加近30%的低碳技术投资,但其总量相当于全球每年投入其GDP的2%,在经济可承担的范围之内。如果考虑环境、就业、健康和GDP增长等综合效益,可再生能源电气化带来的效益将数倍于其成本的增加。如图3所示。
图3 可再生能源和电气化对全球低碳需求的贡献度
建议:(1)制定能源远景规划。明确可再生能源电气化的角色和作用,包括各项相关基础设施的新建或扩展规划,如输配电网规划、电动汽车充电网络规划、氢生产和输送管网规划以及区域供热系统规划等。(2)积极推动管理水平提升。包括采用分时电价等市场引导机制、通过补贴和激励促进热泵、电锅炉和智能电表等;提高建筑能效,加强建筑隔热保温;扩大智能充电设施规模,做好电力设施需求评估和规划,克服电网尤其是配电网的发展瓶颈。(3)针对交通部门,通过智能充电和V2G技术充分利用电动汽车的灵活性潜力,避免由于电动汽车无序充电导致配电网改造成本快速增加;针对工业部门,可充分发挥公共政策对产品制造业的引导作用;针对建筑部门,应着力避免因冬季峰值负荷增长带来的配网改造成本大幅攀升。关键的措施包括加强建筑的保温隔热以提升建筑能效和通过智能家居的灵活调节减少建筑用能等。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
3月27日上午,湖南省能源投资集团有限公司在长沙揭牌成立。《中国能源报》记者获悉,湖南省能源投资集团有限公司(以下简称“湖南能源集团”)3月27日上午在长沙揭牌成立。据悉,湖南能源集团以湖南湘投控股集团有限公司为主体组建,注册资本300亿元,定位为湖南省综合性能源投资建设运营省级平台和全
随着新型电力系统建设的逐步深入,新能源装机,特别是以风能和太阳能为主导的清洁能源装机规模持续扩大。然而,新能源固有的波动性和不稳定性给电网消纳以及电力系统的成本控制带来了显著的压力。(来源:微信公众号“硕电汇”作者:小硕团队)鉴于原有可再生能源电量全额保障性收购制度导致电力系统承
为深入学习贯彻落实《国家能源局关于进一步规范可再生能源发电项目电力业务许可管理的通知》,进一步提高电力业务资质许可监管效能,近日,甘肃能源监管办多措并举,扎实推进,确保各项工作落地见效。一是开展电力业务培训学习。组织能源监管工作人员认真学习文件规定,交流研讨持续优化日常审核工作流程,确
3月21日,中国大唐集团有限公司与大众汽车集团(中国)投资有限公司及整车合资企业上汽大众汽车有限公司、一汽大众汽车有限公司、大众汽车(安徽)有限公司、在华零部件工厂代表在京签署可再生电力合作谅解备忘录。签约前,双方就深化能源合作进行深入友好交流。签约仪式上,中国大唐相关人员表示,中
为深入贯彻落实国家能源局党组关于绿证核发工作部署要求,进一步压紧压实各方责任,推进可再生能源项目建档立卡的全覆盖,全力做好绿证核发数据全量校核,共同推进相关工作开展。3月21日,西北能源监管局组织召开陕宁青三省(区)可再生能源绿色电力证书核发工作推进会。会议传达了国家能源局党组对绿
今年的政府工作报告提出,要大力发展低碳经济,推动废弃物循环利用产业发展。作为可再生能源的一种,生物质能本质上是将生物质废弃物能源化利用。我国非常重视生物质能的发展。《“十四五”可再生能源发展规划》明确指出,要稳步推进生物质能多元化开发。国家发改委印发的《“十四五”生物经济发展规划
可再生能源电量消纳,到底该由谁负责?——新能源市场研报(2024年3月)(来源:中能传媒能源安全新战略研究院作者:伍梦尧)行业动态可再生能源电量消纳,到底该由谁负责?市场价格跟踪春节以来,我国太阳能级多晶硅市场成交均价基本保持平稳。业内预计,受下游需求恢复影响,3月全国多晶硅产量有望环
日前,四川省“十四五”可再生能源规划首批牧光互补项目--盐源4#地块牧光互补光伏电站项目并网发电。中国电建成都院负责项目设计、采购工作。项目位于四川省凉山彝族自治州盐源县,场址最高海拔3320米,占地约6500亩,装机容量31万千瓦,通过布太线、太灵线两条220千伏输电线路接入国网500千伏百灵变电
北极星氢能网获悉,3月16日,中国石油第一个规模化可再生能源制氢项目制氢装置在玉门油田成功投产,玉门油田经过近8个月的全力建设,在玉门市老市区建成包含3套1000标方/小时碱性电解槽和1套质子交换膜的制氢站,年产氢能力2100吨,氢气产品纯度超过99.99%。该项目于2023年8月8日正式开工,作为中国石
近日,杭州市政府发布关于公开征求《杭州市碳达峰试点实施方案(征求意见稿)》意见的公告。方案提出,实施能源低碳转型攻坚行动。推动化石能源清洁高效利用。推动煤炭清洁高效利用,严控新增耗煤项目,新、改、扩建项目严格实施煤炭减量替代。“十四五”期间,规上工业煤炭消费量下降5%。积极扩展天然
随着能源转型的推进,绿证与绿电已逐渐成为我国推动可再生能源发展的重要抓手。而在可再生能源消纳问题受到广泛关注的背景下,绿证绿电交易更是成为业内热议的焦点。“朗新研究院”紧跟行业发展趋势,在绿证绿电领域进行了积极的探索和实践,特别策划了【共话绿电绿证】系列,从政策解读、交易机制、运
7月21日,由国家发改委等7部门发布的《关于促进电子产品消费的若干措施》指出,有序推进农村地区清洁取暖,提升农村用能电气化水平和可再生能源比重。因地制宜支持环保灶具、空气源热泵、燃气壁挂炉、太阳能热水器、家用储能设备等绿色节能家电推广使用。原文见下:国家发展改革委等部门印发《关于促进
北极星电力网获悉,天津市发改委等10部门近日印发《天津市清洁生产推行工作方案(2023-2025年)》,推广可再生能源建筑,推动建筑用能电气化和低碳化。加强建筑垃圾源头管控,实施工程建设全过程绿色建造。全文如下:天津市清洁生产推行工作方案(2023-2025年)推行清洁生产是实现节能降碳减污增效的重
-新的预测显示亚太区域内将会经历大规模电气化转变,这种变化需要各方更早的启动沟通合作来确保电网的建设和优化,以跟上电气化转型的步伐-DNVGL预计到2050,亚太地区大规模电气化正在逼近-风能和太阳能是亚太区域能源转型的核心-新能源项目需要更早的规划来确保顺利并网和消纳新加坡2020年11月24日,D
以可再生能源为主的低碳能源系统,是我国能源转型的必然方向。结合我国实际情况,跳过油气时代,直接从以燃煤为主的能源结构转向以可再生能源发电为主的电气化时代,更适合我国目前的社会和经济发展状况。《巴黎协定》提出,未来,因气候变化导致的大气升温将不得超过2摄氏度。根据测算,要实现这一目
日前,国际可再生能源署(IRENA)发布《全球可再生能源展望》报告(以下简称《展望》)称,在全球遭受新冠肺炎疫情侵袭之时,为恢复经济活力,全球各国政府应大力推动能源转型,借此机会推动新兴技术发展,以实现2050年气候目标。能源转型投资回报可观在《展望》中,IRENA发布了2050年全球二氧化碳减排
北极星输配电网获悉,近日,BP最新发布:《世界能源展望2018(中文版)》文件通过三种不同的角度:行业,地区和能源种类分析了全球能源形势,电力方向,可再生能源的地位前所未有地上升,全球持续电气化,电力消费增长强劲。而在渐进转型情景下,近70%的一次能源增长用于电力生产,电力需求的增长比其
为期两天的(3.22-23日)首届长城国际可再生能源论坛在河北省张家口市圆满闭幕,企业家们如何通过市场、技术和商业模式的创新与实践,助力区域经济社会良性互动,从而实现企业的社会价值和经济价值,是企业家们关注的重要议题。北极星电力网为您精心梳理了电力产业嘉宾观点。企业声音明阳总工程师贺小兵:
2018年3月22-23日,首届长城国际可再生能源论坛在河北省张家口市如火如荼的召开中。国家发改委能源研究所副所长国家可再生能源中心主任王仲颖主题分享《美丽中国2050能源经济生态系统》,王仲颖表示:ldquo;未来可再生能源是实现新的中国经济生态系统,实现绿色发展的核心关键,没有能源结构的根本性变
3月28日上午,四川乐山市经济和信息化局举行加挂乐山市晶硅光伏产业发展局牌子挂牌仪式。在乐山市经济和信息化局加挂乐山市晶硅光伏产业发展局牌子是全面推进我市晶硅光伏产业高质量发展的重大举措,体现了市委市政府对晶硅光伏产业的高度重视,将推动我市晶硅光伏产业发展迈入新阶段。
龙源电力3月27日晚间发布2023年年度报告,2023年实现营业收入376.42亿元,同比减少5.57%;实现净利润约62.49亿元,同比增加22.27%。2023年,龙源电力新增控股装机容量4509.83兆瓦,其中风电1562.55兆瓦;累计完成发电量76225816兆瓦时,同比增加7.92%,其中风电发电量61352968兆瓦时,同比增加5.22%;
3月27日,中国广核新能源控股有限公司在北京和香港以“视频直播+电话会议”的形式组织召开了2023年度业绩发布会。截至2023年12月31日止,中广核新能源归母净利润2.84亿美元,同比增长10.6%。2023年中广核新增权益装机容量64.48万千瓦,风光太阳能59.98万千瓦、燃气4.5万千瓦。截至2023年12月31日,累计
3月28日,国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)2023年度实证实验数据成果发布会召开。国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)位于黑龙江省大庆市,是国家能源局批准的首个国家级光伏、储能实证实验平台,由国家电投黄河公司建设运维。该实证实验平台以推动光伏、储能行业发展为目标,于2021年11月
随着我国可再生能源政策的不断推进,光伏产业正迎来发展的黄金时期。浙江省作为我国经济发达地区之一,工商业光伏发展呈现出一片蓬勃态势。今天小编和大家一起从政策及峰谷价差影响、市场火爆程度、光储结合优势三个方面展开分析,带您深入了解浙江工商业光伏发展的新篇章。政策及峰谷价差带来的影响近
3月19日,巴中市人民政府关于印发巴中市碳达峰实施方案的通知,通知指出,“十四五”期间,产业结构和能源结构调整优化取得明显进展,重点行业能源利用效率大幅提升,水风光多能互补的可再生能源体系加快构建,新型电力系统清洁能源发电占比逐步提高。到2025年,全市非化石能源消费比重达到省平均水平
3月27日,旭阳集团包头园区晶硅光伏一体化项目开工。据悉,这次开工的包头园区晶硅光伏一体化项目包含五个主体项目,分别是在土右旗建设的15万吨工业硅、12万吨多晶硅、40GW太阳能光伏硅片项目,在稀土高新区建设的10GW太阳能光伏电池片、5GW太阳能光伏组件项目。项目建成投产后,将对扩大我市晶硅产能
3月28日,中国安能发布了中国安能一局秦皇岛盛通100MW光伏发电EPC工程总承包工程储能系统采购项目招标公告。项目采购储能系统60MWh,其中7.5MW/30MWh组串式储能系统设备、7.5MW/30MWh集中式储能系统设备。详情如下:中国安能一局秦皇岛盛通100MW光伏发电EPC工程总承包工程储能系统采购项目招标公告1.招
北极星太阳能光伏网获悉,3月27日晚,安徽省交通建设股份有限公司(简称“交建股份”)发布重大资产重组预案二次修订稿。根据预案,交建股份拟以发行股份及支付现金的方式向无锡博达合一科技有限公司(简称“无锡博达合一”)购买所持有的无锡博达新能科技有限公司(简称“博达新能”)70%股权,其中90
硅料本周硅料价格停滞,单晶复投料主流成交价格为58元/KG,单晶致密料的主流成交价格为56元/KG;N型料报价为68元/KG。从交易情况看,P、N型用料整体交易停滞,下游拉晶端在“亏损+高库存”双重压力下,减产动作明显,对硅料端采购意向接近冰点。从整体供给看,料企整体开工维持刚性,虽3、4月份部分企
硅料价格一季度即将结束,从三月中旬开始硅料环节整体采买氛围消极,本期低迷氛围仍然持续。供应端的生产运行各方面保持整体平稳增长态势,但是硅料需求端的采买和谈判意愿极低,部分拉晶企业仍有前期签订的订单处于履行阶段,另外部分拉晶企业有主动控制采买量和原料库存水位的策略调整,用以应对硅片
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!