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2.碳中和背景下各行业展望
2.1 电力:新能源迎来快速发展期,火电角色将发生改变
火电:逐步由主力电源变为辅助电源,容量电价政策有望出台
火电作为最大碳排放源,预计未来10年内装机容量到顶,利用小时数整体呈下降态势。由于风光电源特性,大规模上网将对电网造成冲击,必须配备储能或调峰电源。而目前储能成本较高,风光发电+储能据平价尚需时间,因此未来5至10年内仍需增加火电机组满足新增用能及辅助调峰需求。我们认为火电机组容量将在“十五五”期间达到顶峰,这期间火电将继续淘汰落后机组,新增机组将以燃机和大容量机组为主。此外由于发电任务将尽量由清洁能源承担,我们认为火电利用小时数将整体呈下降态势。
容量电价政策有望出台促使火电角色转型。由于电化学储能成本较高,抽水蓄能对地理环境有要求,目前只有火电具有大规模调峰能力。因此为了确保清洁能源的快速发展,未来火电的角色将由主力电源逐步变为以调峰、应急为主的辅助电源。若依照现行的商业模式,成为辅助电源的火电必然会出现亏损,因此我们认为国家将出台火电的容量电价政策,对以辅助服务为主的火电机组给予合理的补偿报酬,确保火电企业的合理收益。
水电:发展潜力有限,关注抽水蓄能的发展
随着“十四五”期间,雅砻江中游的两河口、杨家沟以及金沙江下游的乌东德、白鹤滩四座巨型水电站规划陆续投运,我国具有经济的水电资源已基本开发完毕,水电装机规模增速将会持续放缓。我们预计在不进行雅鲁藏布江水电开发的前提下,2030年左右我国水电装机规模将达到顶峰。同时。由于目前电化学储能成本较高,为了配合风光电源快速发展,未来5年将是抽水蓄能发展的高峰期,预计抽水蓄能的装机规模将快速扩大。
核能:碳中和背景下全产业链有望迎来发展良机
核能发电的特点是高效、可靠、清洁。根据欧洲核能协会的统计数据,1kg标准煤、矿物油、铀的发电能力分别为8千瓦时、12千瓦时、24000千瓦时。核电受自然环境的影响较小,成本端受燃料价格波动影响也较小,供电稳定,可以承担电网基荷能源的角色。核能发电几乎不排放二氧化碳、氮氧化物,在减排温室气体、减少空气污染方面有重要价值。据核能行业协会数据,当前核能发电规模相较于燃煤发电,每年可减少耗煤量超1亿吨、减排二氧化碳近3亿吨。
自上世纪90年代秦山30万千瓦压水堆核电站、大亚湾100万千瓦压水堆核电站商运开始,中国核电产业历经30年的发展,已经跻身世界核电大国行列。继美国、法国、俄罗斯以后,我国已经成为第四个拥有自主三代核电技术和全产业链的国家,正处于从“核电大国”向“核电强国”迈进的阶段。
截至2020年12月,我国大陆并网核电机组已达到49台,总计装机容量4989万千瓦,仅占全国发电装机规模的2.27%。2020年核电发电量3662亿千瓦时,占总发电量比例仅为4.7%,核电占比与法国、美国等发达国家相比差距较大,也远低于世界平均水平(约10%)。除了减排温室气体、减少空气污染的价值,从国家能源安全和能源结构优化的角度来看,核电也具有重要的战略意义。当前我国核电份额较低,未来发展空间广阔。
今年3月发布的“十四五”规划为核能发展定调:安全稳妥推动沿海核电建设。建设华龙一号、国和一号、高温气冷堆示范工程,积极有序推动沿海三代核电建设。推动模块式小型堆、60万千瓦级商用高温气冷堆、海上浮动式核动力平台等先进堆型示范。建设核电站中低放废物处置场,建设乏燃料后处理厂。开展山东海阳等核能综合利用示范。核电运行装机容量达到7000万千瓦。
“十四五”规划除了对核电发展技术路线进行定调,也预示着核能应用将越加多元化。
与耗资不菲、建造周期漫长的传统大型核电站相比,小型模块化核反应堆意味着更低的造价、更易于建造安装、建造周期更短,也更安全灵活。小型堆能够满足中小型电网的供电、城市供热、工业供汽和海水淡化等各种领域应用的需求,近年来美国、俄罗斯、法国、英国、中国等都在积极推进部署。海上浮动式核动力平台、核动力破冰船都是小堆技术的应用方向。
核能清洁供热也是颇有潜力的发展方向。2019年,山东海阳核能供热项目一期工程第一阶段正式投用,首开国内核能商业供热先河;二期工程将于2021年投产;按照规划未来有望实现整个海阳市乃至胶东半岛的核能清洁供暖。核能供热的初始建设投资高于传统燃煤锅炉,但运行成本远低于传统锅炉,且使用寿命可达60-80年,是传统锅炉的3-4倍,所以全寿期来看仍具有较好的经济效益。
目前,清洁化、低碳化已经成为全球能源发展主基调,我国也在积极推动能源转型。核能在构建清洁低碳能源体系中的关键作用不可或缺,未来有望形成核能与其他清洁能源协同发展、逐步替代传统火电的新局面。光伏、风电等发电品种未来将迈入确定性极高的高速发展期,但是核电作为清洁低碳的基荷电源,可以在电力系统中承担压舱石的作用,与风、光发电互为补充,因此也有望同步打开成长空间。
我们预计,从“十四五”开始,我国核电建设节奏有望趋于稳定,“华龙一号”、“国和一号”等自主化三代核电技术有望进入规模化、批量化建设阶段。我国核电产业链在经历了多年的积淀和一定的波折之后,也有望进入良性循环、均衡发展的新阶段。目前天然铀供应体系已逐步完善,核燃料加工产能持续优化,对核电未来持续发展提供了重要支撑。同时我国核电装备自主化水平持续提高,“华龙一号”三代核电技术的国产化率已近90%。另一方面,乏燃料后处理已经逐步形成工业化处理能力,随着技术进步及处理产能的增加,乏燃料问题将不再是制约核电发展的后顾之忧。
另一方面,除了商用核电厂以外,核能的多用途综合利用有望逐渐登上舞台。海上核动力破冰船、海上浮动核电站、核能供热堆等科研和设计工作已经逐步展开,个别项目已经落地;传统的压水堆之外,高温气冷堆、钠冷快堆、模块化小堆等示范工程即将逐步建成投产。除了发电,核能未来有望在供热、供汽、制氢、海水淡化等领域发挥重要作用,对传统化石能源形成替代。不管是核电的份额占比,还是核能及核技术应用的产业规模,我国目前都处于较低的水平,与美国等发达国家存在较大差距,行业发展空间广阔。从上游的原材料,到中游的设备,以及下游的核电运营商,都有望迎来发展良机。
风光:发电成本持续下降进入平价上网时代,有望迎来第二轮爆发式增长
风光发电成本持续下降,2021年进入平价上网时代,开始对火电增量和存量项目进行替代。随着可再生能源增长规模化、制造工艺提升、技术持续迭代、供应链竞争加剧以及各项支持政策落地,近十年期间全球可再生能源成本进一步降低。根据IRENA(国际可再生能源署)数据,自2010年以来光伏发电(PV)、光热发电(CSP)、陆上风电和海上风电的度电成本分别下降了82%、47%、39%和29%。
2019年,在所有新近投产的并网大规模可再生能源发电容量中,有56%的成本都低于最便宜的化石燃料发电,且成本降低的趋势并未出现减弱迹象。2019年大规模并网光伏发电成本降至0.068美元/千瓦时,同比下降13%。在2019年投产的项目中,陆上和海上风电的成本均同比下降约9%,分别降至0.053美元/千瓦时和0.115美元/千瓦时。
根据竞拍和购电协议(PPA)的数据显示,在2021年投产的项目中,光伏发电的平均价格可能为0.039美元/千瓦时,与2019年相比下降42%,比使用最便宜化石燃料的竞争对手(即燃煤发电厂)低五分之一以上。到2021年,陆上风电的价格可能会降至0.043美元/千瓦时,比2019年下降18%。同时,海上风电和光热发电项目将面临较大的变化,其全球平均拍卖价格将分别较2019年下降29%和59%,将分别降至0.082美元/千瓦时(2023年)和0.075美元/千瓦时(2021年)。
为实现碳中和目标,非化石能源消纳占比将迅速提升,促进风电光伏快速发展。碳中和目标将加速我国能源结构转型,传统化石能源占比将快速下降,低碳、零碳排放的清洁能源(风电、光伏、生物质、水电、核能、天然气等)占比需快速提升。2019年中我国非化石能源消费占一次能源消费比重达15.3%,已提前达成“十三五”规划设定的2020年15%的目标,预计2020年有望超额达到约16.0%。未来10年中国将进入绿色发展新阶段,我们预计2025/2030年非化石能源消费占比中枢有望进一步提升至20%/25%,预计“十四五”期间,非化石能源占新增能源消费贡献度超过58%,其中光伏发电对新增能源消费的贡献度超过21%。
绿证或将强制执行,提高风光项目收益率,助推行业发展。目前,我国绿证交易秉承自愿交易原则,交易极不活跃,截至2021年1月15日,我国绿证成交量占和核发总量的约0.15%,并未起到绿证出台时预期的效果。我们认为未来绿证交易或将转变为强制交易,通过政策强制用能用户购买绿证(类似可再生能源附加)。届时,风光项目将会获得由绿证带来额外的收益,新能源运营的盈利能力得到提升,助推整个产业链的发展。
新能源设备:“十四五”期间,风、光、储装机容量都将实现快速增长
2020年我国光伏新增装机规模48.2GW,同比增涨60%,累计光伏装机规模达253GW。全国光伏发电量2605亿千瓦时,全国弃光电量52.6亿千瓦时,全国平均弃光率2%。我国新增光伏装机连续8年居世界首位,累计装机连续6年居世界首位。预计2021年新增规模55GW-65GW,分布式光伏(含户用)20-23GW,集中式地面电站35GW-42GW。
我国光伏产业已有多项技术取得全球领先水平。无论是晶硅还是薄膜、产业化或是理论基础,产品性价比全球最优,各环节产能规模全球第一,产业自给率也最强,基本上实现国产化(设备、零部件、原辅材、软件系统、标准体系等)。
十三五期间,我国风电装机规模继续领跑全球,发展的步伐较“十二五”时期更加稳健,而平稳的新增市场规模也成为产业进步的最大基础和推动力。2020年新增风电并网装机容量71.67GW,新增吊装容量为52GW,创造了中国年度新增风电装机量的历史纪录。
根据Wood Mackenzie数据显示,2019年全球前五的整机企业商Vestas、SGRE、GE、金风和远景,CR5为全球产能的68%,同比提升10%。全球风能发电设备制造商前15强中有8家中国企业,在全球光伏发电设备制造企业的营业收入中,中国企业占据前十中的七个席位。中国风电产业拥有全球40%的产业链资源,完整的风电生态已经形成。
根据CPIA预测:在2019-2025年,可再生能源将满足99%的全球电力需求增速。到2025年,可再生能源在新增发电装机中占比将到达95%;光伏在所有可再生能源新增装机中占比将达到60%,风能占比将达到30%。一般情境下预期2021~2025年我国光伏年均新增装机为70GW,乐观情境下预期年均新增装机90GW。
在2020年国际风能大会上,风能企业联合签署了《风能北京宣言》,呼吁制定与碳中和目标相适应的“十四五”规划,保证中国年均新增风电装机50GW以上,2025年后年均新增风电装机不低于60GW。
根据CPIA测算,到2030年可再生能源在全球发电量中占比将达到57%,其中风能和光伏的发电量、装机量均在其中占据主导地位,全球电力的三分之一将来自太阳能和风能,总规模将是当前的10倍。预计从2019-2030年,在可再生能源、能源效率、电气化和基础设施领域累计投资将增加49万亿美元,其中可再生能源领域的投资约为11万亿美元,在光伏领域的年度平均投资将达到3180万亿美元。
根据IRENA预测,大规模转向可再生能源和提高能源效率可以实现所需减排量的75%。加上电气化程度的提高,总排放量可减少90%。意味着到2050年,可再生能源在一次能源供应总量中的比重从目前的14%上升到至少65%,而可再生能源在电力行业中的份额则从目前的24%上升到2050年的86%。未来,全球可再生能源的年投资额必须从近年的每年约3000亿美元增加三倍,到2050年达到8000亿美元,以实现全球脱碳和气候目标。
储能行业应用场景丰富,在电力系统主要有发电侧、电网侧、用户侧三大主场景,具体细分的应用场景超过20种。1)发电侧:火储联合调频,稳定输出功率,新能源发电配储,平抑出力波动,提高消纳等。2)电网侧:调峰、二次调频、冷备用、黑启动等;3)用户侧:峰谷套利、需量管理、动态扩容。用户主要分为家庭、工业、商 业、市政等。从宽泛的定义来看,储能的应用空间来自于:平抑可再生能源发电波动带来的需求空间、利用电力需求波动带来的电价套利空间、改善电能质量的需求空间。
根据能量存储方式的不同,储能主要分为物理储能、电化学储能、热能储能、氢能源。电化学储能根据不同的储能介质可分为铅酸电池、锂离子电池、液流电池等细分种类,锂电储具备能量密度高、循环寿命长、响应时间快等优势;过去十年,锂电池价格降低了接近90%,使得锂电池应用于电动汽车和电化学储能具备了商业可行性。根据NREL的研究显示,根据其低、中、高三个版本的成本预测,到2030年,4小时电池储能系统投资成本将会下降到$144/kWh、$208/kWh和$293/kWh;到2050年,将会达到$88/kWh、$156/kWh和$219/kWh。
2020年全球储能装机创出新高,新增装机达5.3GW/10.7GWh;其中,中国和美国旗鼓相当,引领了全球储能市场,新增装机都超过1GW。从发展趋势看,未来三年全球主要市场将在美国。与此同时,去年开始储能应用有了一定转变,早期储能最大热点是在工商业用户侧,后面变成了调频,2020年开始整个行业的应用趋势变成可再生能源加储能,并且成为近期整个储能市场发展的主要驱动力。
从产业发展的阶段来看,光伏风电处于成长期,已经具备大规模推广条件,平价后随着成本不断降低需求激增;储能处于起步的关键阶段,已经接近商业爆发期的拐点,2021年有望成为储能大规模发展的元年;我们预计国内未来新增新能源配储功率的比例将超过10%,具备较强的成长空间。根据BNEF预测,2025年全球储能累计装机所有市场在运的项目是1.676GW/5.827Wh。
2.2交通运输:各运输方式绿色化程度不一,货运场景为减排关键
据国际能源署统计,2018年中国碳排放量已达到95.71亿吨,其增速在2014年达到峰值16.34%后进入缩窄通道,2015-2018年三年复合增长率为1.56%。其中交通运输碳排放量为9.25亿吨,占总量的9.66%。分运输方式看,交运碳排放结构可大致分为道路、航空、铁路、水运四类,其中道路作为主要成分在2018年以7.56亿吨占交运碳排放的81.77%,而航空、铁路、水运碳排放占比分别为10%-13%、2%-3%、6%-11%。目前四种运输方式新能源化的程度不一,下面我们将从上述四个运输方式分别深入研究。
道路:客运场景实现高度渗透,货运场景为减排关键
电动车为新能源汽车主力,技术端决定客运为主要应用。汽车为道路主要交通工具,其中新能源汽车按动力来源主要细分为锂离子电池、插电式混动、氢燃料电池三种。在各细分品类中,得益于“纯电驱动”产品路线的制定、相关补贴及汽车限购等政策激励,我国汽车电气化进展迅速,故当前我国新能源汽车以纯电动为主,2018年纯电动汽车保有量已占新能源汽车保有量的81%,领先全球平均水平约10个百分点。从销量看,我国新能源汽车销量持续增长,2020年达到136.73万辆,其中纯电动车占比稳定在80%附近,而剩余部分以插电式混动为主,能量质量密度更高的氢燃料电池受制于成本并未实现大规模量产。另一方面,按用途分类,汽车主要分为乘用车与商用车,而商用车又分为客车与货车,故乘用车、客车覆盖客运场景。受制于锂离子电池能量密度,客运场景因运载重量较低、距离较短成为纯电动汽车主要应用所在。2020年纯电动汽车销售111.51万辆,其中95.94%用于客运。而乘用车与商用车在运力、用途上存在较大差异,下面我们将分别深入介绍。
乘用车:我国新能源汽车主力,主要面向城市居民。根据中国汽车工业协会,当前我国乘用车市场销量逐年递减,2017-2020三年复合降低率为6.54%,而新能源乘用车销量持续高增,同期复合增长率高达29.19%,使得乘用车市场中的新能源份额逐年提升,从2017年的2.34%提升至2020年的6.18%。根据《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,2025年新能源新车市场份额目标达到20%左右,当前市场份额与目标仍存在一定距离。在新能源汽车品类之内,乘用车为销量主力且占比逐年提升,在2020首次突破90%达到91.15%。分动力来源看,我国新能源乘用车分为纯电动与插电混动两类,其中纯电动车占据主要地位,在新能源乘用车销量中占比保持在80%附近。纯电动乘用车、插电式混动乘用车2020年销量分别实现99.96、24.67万辆,同比分别增长19.82%、9.12%。销售地区层面,纯电动汽车通过实用蓄电池供电驱动,受制于电池能量密度存在续航焦虑,故主要适用于市内通勤场景,对城市居民而言具备较强实用价值。在销售新能源乘用车的335座城市中,销量前23名的城市占总销量的64%,其中多为东南地区一二线城市。
各厂商跟进填补需求,销量结构趋于合理。随着新能源汽车行业展现出强劲的发展趋势,各类汽车厂商争先进入这一行业。传统车企如比亚迪、特斯拉、北汽新能源等得益于其成熟的上下游供应链体系,在前期占领了较大的市场规模。而新兴企业如蔚来、小鹏汽车等由于缺乏生产基地及造车准入证,前期产品只能由传统车企代工,市场竞争力较弱。而随着整体市场规模扩大,消费者对市场新进入者的态度较为友好,部分新兴车企也得到了快速发展的机会,推出的新型产品如蔚来ES8、小鹏P7、理想ONE均在2020年四季度创造了销售历史新高。目前乘用车市场份额零散,品牌呈现多样化,同时按车型等级划分的销量结构趋于合理。2017年以前补贴政策倾向于续航较短的微型车,而随着电池技术发展与政策导向鼓励生产长续航车型,2020年紧凑型车已占最大比重,占比达到37%,车型的完善赋予消费者更多选择权,是市场化更充分的体现。
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天津市科技局发布关于征集2024年绿色低碳领域重大技术需求的通知,征集范围包含CCUS与工业流程耦合技术及示范,应用于船舶等移动源的CCUS技术,新型碳捕集材料与新型低能耗低成本碳捕集技术,与生物质结合的负碳技术(BECCS)等。天津市科技局关于征集2024年绿色低碳领域重大技术需求的通知各有关单位:
3月9日,国家重点研发计划“利用大型油气藏埋存二氧化碳关键技术标准研究与应用”项目启动会暨实施方案论证会在京举行。“利用大型油气藏埋存二氧化碳关键技术标准研究与应用”项目的设立,是全面贯彻落实党的二十大关于“积极稳妥推进碳达峰碳中和”的战略部署,也是积极落实碳达峰碳中和“1+N”政策
2月29日,榆林能源革命创新示范区创建部署会在榆林召开,陕西省委书记赵一德出席会议,省长赵刚主持会议。国家能源集团总经理余兵参加会议并发言。余兵表示,榆林能源革命创新示范区创建,是贯彻落实能源安全新战略,推进高质量发展的重要举措。国家能源集团将深入贯彻习近平总书记三次视察集团公司重
3月2日,辽宁省与央企深化合作恳谈会在北京召开。会议全面贯彻落实党的二十大精神,深入学习贯彻习近平总书记在新时代推动东北全面振兴座谈会上的重要讲话精神,携手续写央地合作新篇章。辽宁省委书记郝鹏主持会议并讲话,辽宁省委副书记、省长李乐成出席会议并讲话,国家能源集团党组书记、董事长刘国
近日,生态环境部等六部门联合印发《国家重点低碳技术征集推广实施方案》(以下简称《实施方案》)。生态环境部应对气候变化司有关负责同志就《实施方案》相关情况回答了记者提问。问:《实施方案》发布的背景是什么?答:习近平总书记在中共中央政治局第十一次集体学习时强调,科技创新能够催生新产业
编者按:主题教育开展以来,国家能源集团各级党组织和广大党员坚持学思用贯通、知信行统一,聚焦能源保供、转型发展、扭亏脱困等,攻坚克难、砥砺奋进,形成了一大批以学促干、学用贯通的具体实践。本期刊发江苏泰州公司转型发展的有关经验做法。2023年6月2日,初夏的天气略显闷热,9时35分,第一辆满
在我国电力系统转型过程中,风力、太阳能等新能源比例将大幅增加,最终成为主体电源。为适应新能源电源运行特点,电力系统需要配备大量的调节性电源。从当前技术条件及经济性看,大规模商业化部署新型储能设施还不成熟,灵活可靠的燃煤发电仍是最佳选择,这就需要煤电加快清洁低碳化发展与提升灵活调节
近日,国家标准化管理委员会发布关于下达碳达峰碳中和国家标准专项计划及相关标准外文版计划的通知,华能清能院联合中国标准化研究院等单位主编的3项国家标准获批立项,分别为《烟气二氧化碳捕集压缩装置运行与管理规范》、《火电厂碳封存CO2检测方法》和《二氧化碳捕集第1部分:电厂燃烧后CO2捕集性能
近日,中国能建建筑集团承建的华能陇东能源基地百万吨级二氧化碳捕集利用与封存研究及示范项目基础首方混凝土开始浇筑,标志着项目正式进入主体结构施工阶段。该项目位于甘肃省庆阳市华能陇东能源基地,依托基地正宁2×1000兆瓦调峰煤电工程建设,采用燃烧后化学吸收二氧化碳捕集工艺路线,年捕集二氧
新能源开发利用规模取得历史性突破,发电量为2022年的3.4倍;新材料产量比上年增长近六成;二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)项目二氧化碳年注入量突破150万吨……2023年,中国石油“双碳三新”业务蓬勃发展、捷报频传,一年三跨步,一步一台阶,绿色发展动能澎湃。2023年,中国石油全面贯彻落实党的二
1月9日下午,中国中煤党委书记、董事长王树东在集团总部会见重庆市綦江区委书记姜天波,双方就中国中煤在綦产业发展等方面进行深入交流。党委常委、副总经理倪嘉宇,綦江区政府副区长李炜参加会见。王树东对姜天波一行的到访表示欢迎,介绍了中国中煤生产经营、产业布局、转型发展、科技创新等情况,以
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