中國的能源轉型和經濟轉型已經在路上,面臨國際形勢的巨大挑戰,氣候變化的國際合作可以為中國提供一個展示發展的舞臺。利用自身的能源轉型和技術發展,通過國際合作、產業和技術優勢,減少減排成本,促進經濟發展。未來需要創造更多的政策空間為中國企業走出去提供保障。
2023年的大幅度躍升
根據國家能源局信息,截至2023年10月,我國新增光伏裝機14256萬千瓦、風電3731萬千瓦。預計2023年新增光伏1.9億千瓦、風電7000萬千瓦,包括水電和生物質能風電的新增裝機容量將達到2.8億千瓦,這個數字明顯大于前幾年的新增裝機數量。2010—2019年,我國新增光伏裝機容量2億千瓦;2020—2022年,我國新增裝機容量1.9億千瓦;2023年新增1.9億千瓦,光伏裝機的發展出現了令人驚奇的發展。我國核電也進入快速發展階段,2022年開工十套機組進1250萬千瓦。2023年 8月又批準了六套機組,使得我國的核電建設進入快速發展階段。
在我國“雙碳”目標公布之后,電動汽車進入高速發展階段。2021年新能源汽車(包括電動汽車和插電式混合動力汽車)銷售量從202 0年的115萬輛增加到350萬輛;2022年達到680萬輛;2023年1—11月,新能源汽車產銷累計完成842.6萬輛和830.4萬輛。同比分別增長34.5%和36.7%,市場占有率達到30.8%。其中11月銷量達到102萬輛,市場占有率達到34%。
這些發展,引領了全球的轉型。2023年中國新增光伏裝機占全球的50%左右,新增可再生能源裝機占全球的47%,新增核電占全球的65%,新能源汽車銷售則占全球的65%左右。
2023年新增可再生能源和核電的發電量,有可能在2024年帶來超過4000億千瓦時(kWh)發電量,接近2023年新增電力需求。
另外一個引人注目的發展是基于可再生能源的綠氫項目。光伏發電成本明顯下降,根據中國能源和環境政策模型IPAC模型組的研究,在光伏發電成本低于0.15元/kWh時,基于光伏發電電解制氫,在進行下游石化產品的生產,就可以有市場競爭性。到2023年,一些光伏優越地區的發電成本已經低于0.15元/kWh。同時由于綠氫的前景越來越明確,也帶來大量投資進入電解水制氫技術。同年10月,常規的堿水電解水制氫技術已經取得明顯進展,從原來的起停需要近兩個小時到了只需要十幾分鐘,可以很好匹配光伏和風電的發電特征。
近期研究也表明, 由于電解水制氫技術進步,即使在不配儲能技術的情況下,光伏和風電制氫也開始具有經濟競爭性。如果能夠有比較便宜的CO?(煤化工的高濃度CO?),在光伏資源良好的地區,綠氫和CO?制甲醇,以及烯烴已經在目前有了市場空間。加以國內的政策需求,如歐盟的碳邊境調節稅,使得很多企業需要采購零碳原材料,以及航運碳減排進程啟動。以綠色甲醇為動力的遠洋船舶的訂單已經超過200艘,使得以綠氫為基礎的產品生產有了很大的市場空間。到202 3 年1 0月,國內以綠氫為基礎的工業產品項目投資已經超過3000億元,基本上達到了IPAC模型組研究的對于2030年的預期。
技術的快速發展
出現這樣的快速發展,重要原因是技術的變革。2010年以來,光伏成本下降了90%以上,而且目前還在持續下降。到2023年11月,光伏組件件的報價已經達到0.87元/Wh(瓦時);分布式大EPC均價3.69元/W(瓦);集中式大EPC均價2.72元/W。在地價低廉,安裝成本低的地區,光伏EPC價格可以在2元/W以下。這使得光伏發電成本明顯低于既有燃煤電站,成為發電成本最低的電源之一。
2023年廣東和福建的海上風電上網電價的競價已經低于0.2元/kWh。16MW(百萬瓦)的海上風電機組的應用,以及先進海上風機安裝船舶,使得海上風電的成本明顯下降。考慮到海上風電的發電小時數長,如此低廉的海上風電價格,將會很明顯在近期就改變沿海省份的發電格局,也會引發海上風電的大規模發展。近期20MW的海上風電機組也在開始投入應用中。技術人員對海上風電的成本下降仍然保持樂觀。
2023年風電和光伏的電價已經明顯低于煤電。如在云南,云南省普通的風電、光伏項目,已經全部參與市場化交易,結算電價遠低于煤電基準價。在光伏資源良好的地區,如在西北的省市,光伏上網電價普遍低于0.2元/kWh,資源最好的西藏確定的集中式光伏上網電價為0.1元/kWh。
同時,電動汽車在2023年繼續取得快速進展。在2023年5月上海車展上提供的電動汽車,成本已經可以和燃油汽車進行競爭。到11月的廣州車展,上海車展推出的8 0 0V(伏)超充技術(充電10分鐘可以行駛400公里)的電動汽車已經開始提供市場。上海車展上展示的新型電池凝聚態電池,也開始提供相應車型,充電指標可以達到750、850和1050公里,車的價格沒有明顯上升。到2023年11月,電動汽車價格基本可以達到和燃油汽車完全競爭的水平。
電解水制氫技術已經出現明顯進步,成本快速下降。常規的堿水電解水制氫技術,中國具有對國外的絕對優勢,成本僅為歐洲技術的三分之一左右。到2023年下半年,由于國內綠氫項目快速推進,電解槽的銷售量明顯上升,帶來對技術研發投入的增長,也帶來技術的持續進步。堿水電解槽的技術指標在單位面積電容量方面出現臺階式提升,使得2023年下半年堿水電解槽的成本和2022年相比下降了30%左右。同時,更為適合于光伏和風電PEM電解池技術也在快速進展中,預計到2025年可以和堿水電解池進行競爭。電解水制氫技術的進步,使得綠氫基工業產業發展在近期有了市場競爭性。
政策促進
2020年我國提出“雙碳”目標以來,國家對于“雙碳”的政策密集出臺,從中央到地方,從行業到企業對于“雙碳”推進的認知已經很明確,提出了先立后破的要求。2022年隨著“雙碳”進程不斷深入,國際上出現的能源危機,對于“雙碳”進程的認知已經清晰,先立后破的認知也基本建立。2022年以來的政策更多進入產業發展方面。
2021年推動的綠電交易,為之后的綠電發展提供了廣大的市場。電力市場越來越完善,2023年綠電交易已經明顯提升,價格開始對煤電具有競爭性。同年推出的綠電擴展到水電、生物質能發電等,同時推進綠證和綠電合一,使得中國的電力市場被國際認證所接受,這樣綠電交易可以被認證為零碳電力,為出口為基礎的企業提供零碳產品的生產渠道。
2022年推出的峰谷電價政策,在電力峰谷差別大的地區可是采取峰價4倍于谷價的電價政策。這樣的政策即刻拉動了抽水蓄能等儲能電站的快速發展,而抽水蓄能的發展,為光伏和風電的發展提供進一步的支撐。煤電行業在逐漸認識到未來在“雙碳”目標下能源轉型中的角色,開始大力推進美電機組的靈活性改造,未來更多成為調峰機組,這樣可以更多地納入光伏和風電等可再生能源。同時國家針對綠氫產業也不斷地出臺政策進行支持,出臺了規劃和補貼政策,開始引導綠氫產業的發展。
零碳轉型
聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)和國內的很多研究都表明未來實現碳中和的能源轉型,都是在能源供應部門轉向非化石能源,以及終端部門的電力化。同時整個經濟體系也轉向以零碳電力為主的原料供應和工藝材料。
未來的能源供應,隨著光伏、風電等可再生能源成本明顯下降,以及核電和核能技術成本下降,可以更低成本地供應能源。盡管大規模可再生能源的接入會帶來電力穩定性問題,但是根據IPAC模型的分析,大規模可再生能源接入,加上核電、水電、海上風電等相對穩定的發電,以及通過電價機制帶來的需求側的負荷響應,一定量的儲能,是可以實現高可靠度電力供應的。
中國的光伏、陸上風電、海上風電加速發展,預計到2030年會實現近20億千瓦的光伏和風電裝機。同時中國也在持續大規模發展核電,因而這些轉型會有助于中國盡早實現碳達峰,并在2060年前實現碳中和的目標。中國目前在推進的可再生能源、核電、抽水蓄能,以及電動汽車的發展,說明中國正在切實可行地推進自身設定的發展目標。
這樣的轉型在快速推進,也會帶來更為激進的變革。快速發展的可再生能源會很快影響煤電、天然氣發電的市場,以綠氫為基礎的石化產品生產,未來不久也會對傳統石化產業的生產產生影響。中國西北、北部和東北優越的可再生能源資源,有可能會帶來產業的區域轉移,大量工業產業將會轉移到西部、西北、東北地區。這種轉移目前已經開始顯現,但是很多區域并沒有做好準備,這將對一些區域的經濟發展帶來影響,需要盡快做出充分的準備。
2030年,將是一個出現快速變革的時期,光伏風電等可再生能源、電動汽車、零碳電力、 綠氫、氫基產業、新型電力系統、儲能特別是抽水蓄能、能源智能化、零碳產品產業等領域將出現快速的變革,國家、省市、企業甚至公眾需要做出準備迎接這樣的變革。中國的制造業能力、良好的政策環境,將助力這樣的變革。研究表明,實現碳中和的能源和經濟轉型,將會提升經濟發展水平,未來這樣的轉型中相關產業發展也是我國近期經濟高質量發展的主要產業。
展望未來
近期剛剛結束的聯合國氣候變化框架公約(UNFCCC)的第28次締約國大會(COP28),已經出現了明顯的變化。從之前更多推進各國的減排目標,轉向了行業和產業的實施目標和路徑,如推進全球可再生能源裝機203 0年增加兩倍,2050年核電裝機容量增加兩倍,使得未來的實現巴黎協定溫升目標的能源轉型更加和產業發展結合到一起,容易獲得國家和行業的支持。
未來實現2030年可再生能源三倍目標,對中國是巨大的挑戰。中國的可再生能源基數已經很大,到2030年在我國現有基礎上增加兩倍,將充滿挑戰。但是我國會全力支持全球的合作,為自身,及其他國家的可再生能源目標做出貢獻。
COP28也提出了化石能源的消減。但是在各國都以能源安全為第一位的情況下,化石能源的未來完全取決于非化石能源的發展,全球只有中國在全力發展可再生能源和核電,因而中國也將在控制化石能源方面處于全球的前列。中國由于能源資源的條件,化石能源特別是煤炭的利用占據了能源供應的主要部分。未來的能源資源更多將由可再生能源資源決定,以及先進核能技術。
近期中國又新增了燃煤發電機組,更多是從能源安全角度考慮的。能源轉型無法在近期滿足經濟發展的需求,就需要煤炭的支撐。即使中國的可再生能源新增容量占據全球近一半的情況下,還是無法實現高度能源安全,因而從國家戰略來講,發展化石能源是實際的選擇。但是如果從更長時間段來看,中國的非化石能源發展將占據主導地位,實現中國的“雙碳”目標。
中國的能源轉型和經濟轉型已經在路上,而且在快速前進。能源轉型和經濟轉型將帶來新型產業的巨大市場,需要投資者、企業、政府共同努力,有準備地實現這樣的轉型。
中國面臨國際形勢的巨大挑戰,但是氣候變化的國際合作可以為中國提供一個展示發展的舞臺。用自身的能源轉型和技術發展,能夠證明能源轉型可以實現,對很多發展中國家具有良好的示范作用。通過國際合作,利用產業和技術優勢可以減少發展中國家的減排成本,促進當地經濟發展。未來需要創造更多的政策空間為中國企業走出去提供保障。
(姜克雋為中國宏觀經濟研究院能源研究所研究員,賀晨旻為浙江工業大學浙江碳中和研究院助理研究員。實習編輯/周茗一)