后煤电时代的欧洲各国电源结构及变化趋势
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?
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。
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。
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。
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。
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%。