全球电力流的发展趋势是什么?
一极一道能源基地电力外送、相邻洲之间的电力交换以及洲内大型能源基地在洲内平衡消纳,形成全球电力流总体布局,对未来全球能源可持续发展非常关键。
未来一极一道可再生能源基地送出电力流,总体呈现北极地区向南辐射,赤道地区向南北辐射特征。亚洲电力需求总量大、增长快,欧洲电力需求总量大且资源贫乏,发展可再生能源的需求迫切。从地理位置看,亚洲和欧洲开发利用北极地区风电资源明显具有地理优势,欧洲开发利用赤道地区太阳能的优势更加明显。到2050年,亚洲受入一极一道可再生能源电量占本洲电量总需求的12%,欧洲受入电量约占本洲电量总需求的24%。非洲和南美洲太阳能资源丰富,但洲内太阳能资源分布并不均衡,具备洲内跨国送电的条件和潜力,预计2050年非洲内赤道地区太阳能电量的跨国输送规模占本洲总用电量的32%,南美洲约占20%。北美洲风能、太阳能、水能资源都非常丰富,基本能够满足本洲未来的电力需求,跨洲输电兼顾东西时差互济和北极外送风电,北极地区风电受入比重在10%左右。
2030年前,全球电力流以各大洲内跨国及距离较近的北非欧洲优先开展跨洲联网,但跨洲电力流规模不大,处于起步发展阶段。2030~2050年间,一极一道可再生能源发电基地进入大规模开发阶段。各大洲内资源和开发条件好的集中式风能、太阳能资源开发率已经较高,分布式风能、太阳能开发主要在人口集中的城市地区,主要解决社区用电问题。北极地区风电逐步具备大规模开发条件,全球可再生能源开发将逐渐从各大洲大型清洁能源基地向北极地区和赤道地区转移,满足亚洲、欧洲和北美洲等负荷中心地区持续增长的电力需求。这一阶段,全球电力流主要为洲内跨国电力流和一极一道送出电力流。随着各大洲电力需求的增长以及清洁能源替代,各大洲内大型可再生能源基地主要满足本洲电力需求,原有的亚欧洲际输电转变为亚欧洲际联网。跨洲电力流需求进一步增大,一极一道可再生能源基地进入大规模开发阶段,全球跨洲电力流以一极一道向各大洲送电为主,送电规模超过亿千瓦。以一极一道和各大洲清洁能源基地为核心,形成全球电网互联、清洁能源全球范围配置格局。
全球电力流布局的思路和
原则是什么?
全球电力流涉及技术、经济、资源、环境,涉及能源生产、消费、地域分布等多方面因素。在研究全球电力流布局时要坚持四个原则、做到三个统筹。
四个原则:一是低碳发展原则,目前世界主要**纷纷设定以可再生能源为主导的低碳发展目标。二是本地优先原则,各大洲内可再生能源资源在可靠性、经济性方面与跨国/跨洲送入的电力相比通常具有优越性,应优先开发利用。三是经济高效原则,要同时考虑可再生能源基地的开发成本和输送成本,根据比较结果优化确定跨洲输送规模和方向。四是技术可行原则,全球电网互联设计中,跨国/跨洲联络和输电通道应避开跨越高山、远距离跨海等路径。
三个统筹:一是统筹考虑集中式和分布式清洁能源开发。二是统筹考虑本地和远方清洁能源开发。三是统筹考虑大洲内电力平衡与洲际能源互补。首先明确全球主要的电力受入地区及其受入的市场空间,其次明确未来全球清洁能源基地的供应能力和供应成本。在此基础上,优先开发和利用本地条件较好的可再生能源资源,再考虑路径通道和供电经济性的大型可再生能源基地的清洁电力受入,进而确定多送多受格局下的全球电力流规模,得出各大洲电力供需平衡及送/受规模。
未来全球电力供应总体情况如何?
未来,随着开发利用成本、低碳清洁和安全性等方面要求的提升,传统化石能源利用的内外部费用将呈上升趋势。而风能、太阳能等可再生能源随着利用规模的增大,其发电成本呈快速下降趋势。化石能源和可再生能源发电成本曲线在未来某个时间段相交后,可再生能源发电利用成本将低于化石能源。可以预见,可再生能源将成为发电装机主力,不仅要满足全球新增电力消费需求,还将满足传统化石能源发电机组退役后的装机空间。
从各类能源发电成本变化趋势来看,陆上风电在资源较好地区的发电成本可与化石能源发电进行竞争,海上风电的资源条件通常好于陆上风电,但建设和维护成本将高于陆上风电;太阳能发电成本将保持下降趋势,成为未来*重要的可再生能源发电形式;目前水电发电成本低于其他能源发电成本,但随着开发条件较好地区的优质资源被开发利用,水电开发不断向偏远地区拓展延伸,受基础设施、开发条件等因素决定,水电资源的开发和输送成本将不断上升;海洋能发电成本或将一直高于非水可再生能源发电和传统化石能源发电成本;核电在安全方面的投入将不断加大,发电成本呈上升趋势;生物质发电存在燃料收集与供应、燃料利用方式竞争等方面的问题,技术进步空间较小。
远期看,随着供电成本的下降,太阳能、风能将在电力供应结构中占据主导地位。基于以上供电成本变化趋势,随着两个替代的推进,预计到2050年,全球发电结构中的太阳能发电(光伏和光热)比重将达到35%,风能发电比重将达到31%,成为电源结构中的主力。受资源总量约束,预计2050年水电发电量占总电量的比重达到14%左右。生物质发电及其他(主要为地热能等)约占6%。考虑到电力系统运行需要及亚洲、非洲、南美洲部分落后地区的经济承受能力,预计还有10%左右的天然气发电和煤电发电量。
预计到2050年,本地集中式开发的水能、风能、太阳能等可再生能源发电量占总发电量的55%左右,分布式发电量约占总发电量的15%,北极地区风电、赤道地区太阳能发电量合计占总发电量的16%左右。
(来源:亮报)