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后煤电时代的欧洲各国电源结构及变化趋势

2021-10-12 09:29:54 mana 93
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  随着全球对碳排放影响气候环境认识的不断加深,降低碳排放逐渐成为全球能源行业的发展趋势,各国纷纷大力发展风电、太阳能等清洁可再生能源,限制甚至完全去除掉煤电。然而,风光作为电源具有天然的不稳定性,这与电力行业即用即发的特点形成了一对难以调和的矛盾:新能源大量替代同步机后,将导致系统惯量水平下降,恶化频率响应特性,削弱系统抵御功率差额的能力等。那么,走在降煤降碳前沿的那些发达国家,他们的基荷电源都是什么?

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  英国:英国最近10年以来积极发展清洁可再生能源,不仅拥有全球最大的海上风电场,也是大型燃煤电厂生物质耦合燃烧发电的全球领导国家。英国的降煤降碳取得了很大的成绩,其煤电从2012年的43%迅速降低到2020年的1.7%,减少了41.3%的份额。与煤电大幅降低形成鲜明对比的是,同时段的风电从3.9%迅速提升到了21.6%,生物质(耦合)发电从0.7%提高到了7.7%,太阳能从0.4%增加到了4.5%核电则相对平稳的从20.7%到18.7%,同为化石能源的天然气发电从26%提升到2016年的最高44%再回落到2020年的37.4%。  

  从电源结构上,从2012年到2020年,煤电比例降低了41.3%,而风能增加了17.7%,贡献了最多的能源增加份额,其次是天然气增加了11.4%,随后是生物质的7%,再次是光能4.1%,最后的水电为0.7%。光生水和天然气合计增加了40.9%,基本上弥补了降煤的缺口。

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    从上表可以看出,英国的风光比例达到了26.1%,可再生的风光水生合计35.4%,其可以用于维持电网稳定运行的可调电源主要有天然气发电37.4%,核电18.7%,生物质(耦合)发电7.7%,这三者合计63.8%,是电网的主力基荷电源。

    欧盟27国:2020年,欧盟的风光水生可再生能源的38%首次超过化石能源占比的37%,这是欧盟能源的一个里程碑式的胜利。从单位千瓦发电量的碳排放看,欧盟27国的单位发电量CO2排放从2015年的317g降低到了2020年的226g。各国的化石能源、核能和可再生能源的比例如下表:


化石能源核能可再生能源
波兰83%0%17%
荷兰72%3%25%
希腊64%0%36%
爱尔兰59%0%41%
意大利57%0%43%
捷克51%37%12%
德国44%11%45%
葡萄牙41%0%59%
保加利亚40%41%19%
匈牙利38%48%14%
欧盟27国平均37%25%38%
罗马利亚36%20%44%
比利时35%39%26%
西班牙34%22%44%
丹麦22%0%78%
奥地利21%0%79%
斯洛伐克19%54%27%
芬兰16%34%50%
法国9%67%24%
瑞典2%30%68%

   风电和太阳能在2020年继续提高,达到了19.6%; 而水电则近些年来表现为徘徊不前,这是因为新建水电站的投资几乎处于停滞状态,所以,欧盟清洁可再生能源的增长主要是风光的增长,这让可再生能源的增速显得较慢;煤电在欧盟几乎所有国家都在降低,从15.8%降低至13.2%;与之相对比的是,在煤电和化石能源降低的同时,天然气能增加了1%,替代了部分煤电的减少比例值。

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从不同国家来看,2020年荷兰、瑞典、比利时、法国、波兰等国家的风电和太阳能得到了超过10%的增长幅度。当然,也有一些国家从2015年以来在可再生能源几乎没有增长,如奥地利、葡萄牙、捷克、意大利、罗马尼亚和斯洛伐克等。

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从各国风电加太阳能所占发电比例上看,丹麦是当之无愧的第一,其2020年风光比例已经达到了62%,该比例也远超欧盟第二名爱尔兰35%的风光份额。

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从化石能源、核能和可再生能源三个部分来看,欧盟国家表现出了极大的差异性。化石能源比例最高的波兰占到了83%,而最低的瑞典则为2%。