《读懂美国电力系统转型的八个关键词》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2024-01-16
  • 电力部门在全球温室气体减排中扮演着关键角色,尤其是在美国。根据深度脱碳研究,风能和太阳能发电技术的发展速度或将超过电动汽车和热泵。这一趋势在2023年愈发明显,美国大型太阳能装机的增长达到了前所未有的水平。然而,清洁能源转型的过程并非一帆风顺,例如风能项目遭遇困境,天然气价格持续飙升。以下八个关键词概括了美国电力行业转型的发展态势。

    48亿吨——2023年美国能源相关二氧化碳排放量

    与2022年的水平相比,该数字下降了3%,比2012年至2021年间美国平均每年下降约1%的幅度还要大。这一下降归因于煤炭消费量的大幅降低,因为石油和天然气排放量大致持平。2023年煤炭排放量为7.74亿吨,低于2022年的9.39亿吨。美国因此需要每年减排6%,以实现《巴黎协定》规定的气候目标。

    负4%——2023年风力发电量下降

    2023年美国境内风力较弱。美国在整个夏季大部分时间风速较低(8月除外),这意味着风力发电量从2022年的436太瓦时降至2023年的419太瓦小时。

    新增风电速度的放缓加剧了风能发展的困境。2023年新增的6.9吉瓦陆上风电是自2018年以来的最低年度量。该行业在2020年和2021年分别建造了超过14吉瓦的发电量。这一趋势看起来不会迅速被逆转。目前,风电相关开发企业每年计划在2024年、2025年和2026年每年新建约5吉瓦的陆上项目。


    3.86亿吨——2023年电力公司的煤炭消费量

    煤炭产量的急剧下降要归功于煤矿公司的不断退出。十年前,美国煤炭发电的总容量约为302吉瓦。截至2023年10月,这一数字已降至181吉瓦。2022年,煤炭发电量为690太瓦时,低于2021年的902太瓦时。2022年,燃煤电厂的发电量也第一次低于核电。

    39%——零碳能源的发电量比例

    这一数字与2019年相比没有变化。在过去五年时间里,风能和太阳能发电量占比从8%增长到14%,但核能和水力发电量则有所下降。水力输出通常因年份和气象条件而异。相比之下,核电的产量随着一些核电站的关停而降低。去年,随着乔治亚州Vogtle核电站的一个新反应堆上线,核能发电量略有上升。但底线是:近年来,零排放电力一直保持平稳。

    5吉瓦——截至2023年11月的储能装机量

    美国在2023年的前11个月里安装了4.1吉瓦储能装机,比2022年全年新增储能装机还多。另有2.4吉瓦的存储容量计划在2023年最后一个月上线。绝大多数储能装机位于加利福尼亚州和得克萨斯州。根据EIA的数据显示,2023年1月至11月,加州新增装机容量为3.5吉瓦,全国累计安装的14吉瓦装机容量中有10.5吉瓦就在加州。

    148太瓦时——公用事业太阳能发电量规模化

    美国太阳能事业会愈加繁荣,根据初步评估数据显示,2023年大型太阳能项目的发电量比美国五年前多130%,比2022年多16%。这些新能源这足以为近1400万户家庭供电,占总发电量的4%。

    20.8吉瓦——2023年公用事业规模的太阳能装机容量

    太阳能发电增长之所以如此迅速是因为美国正在安装更多的光伏设备。2020年美国新增10.7吉瓦太阳能,2021年新增13.6吉瓦,2022年新增11.1吉瓦。

    截至2023年11月,电力公司已安装了近12吉瓦的新太阳能发电量,并且还有8.8吉瓦在12月上线。太阳能新增装机将超过天然气,后者在新增产能方面排名第二,去年上线了8.7吉瓦。

    41%——美国电力来自天然气的百分比

    受廉价价格和煤炭留下的巨大缺口的推动,美国的天然气发电量将继续增长。2023年,天然气发电量为1659太瓦时,占全年发电量的41%(2019年天然气占电力产量的37%)。核能位居第二,占19%。

  • 原文来源:https://www.in-en.com/article/html/energy-2330271.shtml
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    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
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    • 实现碳达峰碳中和目标,是我国实现可持续发展、高质量发展的内在要求,也是推动构建人类命运共同体的必然选择。 构建以新能源为主体的新型电力系统,应把握新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局。深入扎实推进能源革命,亟需开展新型电力系统建设,发挥在全社会能源资源优化配置中的积极作用,促进能源绿色生产和消费,推动能源发展战略落地,支撑“双碳”目标的实现,为建设人与自然和谐共生的美丽中国夯实基础。 构建新型电力系统意义重大 新型电力系统强调数字技术进步与用户需求驱动变革,以建设多样互动的用电体系为目标,推动“源网荷储”的互动融合和关键技术应用,更加关注电网数据价值的发现和创造。构建以新能源为主体的新型电力系统,是全面建设社会主义现代化强国的物质基础,具有重大的历史意义和现实意义。 构建新型电力系统是新时代生态文明建设的创新实践。构建以新能源为主体的新型电力系统,一方面将大幅减少化石能源开发和使用带来的环境污染,兼顾了发展和保护之间的关系,实现人与自然和谐共存;另一方面将提供更加绿色低碳的能源供给,服务人民用上清洁能源,为人民创造更多的自然财富、生态财富,满足人民日益增长的优美生态环境需要。 构建新型电力系统是实现碳达峰碳中和目标的重要手段。电力是我国是碳排放量占比最大的单一行业,直接影响碳达峰碳中和的整体进程。大力发展新能源是推动能源绿色低碳转型的重要选项。随着“新电气化”引领终端电能替代加速推进,终端能源绿色消费比重将持续提升,电力转型发展对于实现碳达峰碳中和目标将起到决定性作用。 构建新型电力系统是贯彻能源安全新战略的时代需要。能源安全就是国家安全。自“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出以来,我国步入能源高质量发展阶段,建设新型电力系统,把能源的主动权掌握在自己手中,确保能源供应保障能力不断提升,能源消费结构优化成果显著,能源技术创新日新月异,能源体制机制持续优化,从而促进用能绿色低碳化,助力改善终端用能能效水平,推动形成能源节约型社会,构建能源消费新格局。 数字电网是支撑新型电力系统的关键载体 2019年,南方电网公司研究提出数字电网建设和数字化转型的战略部署。数字电网是以物理电网为基础,以数据为生产要素,新一代数字技术与电网技术、业务、生态融合的新型能源网络。数字电网依托强大的“电力+算力”,以物理电网为基础,以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等数字技术为手段,有效贯通电力系统各环节的能量流、信息流、价值流,在数字物理电网、数字企业运营、数字客户服务、数字经济产业四大方面承载新型电力系统建设。 数字化转型、数字经济已成为国内大型企业培育竞争新优势的普遍选择。数字电网作为“云大物移智链”等数字技术的综合应用,成为了数字技术在电力系统的代名词。新型电力系统在数字电网的支撑下,数字技术与物理系统将深度融合,整个系统表现出设备全面互联感知、系统运行规律和潜在风险精准分析、系统智慧决策、指令快速执行、业务高效协同等特色。以数字化改造提升传统电网业务、打造现代供电服务体系、开拓能源数字经济市场,是电网企业主动适应新型电力系统面临的新形势、新要求。在能源革命和数字革命相融并进的当下,数字电网将有力推进能源革命向纵深发展,成为支撑新型电力系统的关键载体。 以数字电网为基础科学构建新型电力系统 作为保障国家能源安全的“国家队”,电网企业必须发挥“引领者”作用,坚持不懈推进科技进步与创新,推动实现以数字电网为基础的新型电力系统构建目标。 一是建立发挥数据要素作用的体制机制。推动电力数据要素市场机制建设,加快完善电力数据要素市场化配置,以数据要素的合规高效流动,推动电力系统中其它生产要素充分融通,实现以数据流优化电力流、业务流,进而带动全要素生产率提升。加强对数据资源确权、流通交易、收益分配等数据基础制度研究,通过研究制定数据资源确权、交易、收益分类等一系列机制,充分调动电力系统数据资源流通活力。 二是推进新型电力系统建设的协同规划机制。完善支撑能源绿色低碳发展机制,大力发展新能源,坚持集中式和分布式并举,支持广东海上风电积极稳妥发展,推动西南水电加快开发、沿海核电安全发展、气电合理发展。建立跨省跨区通道输送高比例绿色电力保障机制。建立新能源开发与配套电网建设协调推进机制,建立新能源配套电网项目核准绿色通道,保障新能源与配套电网项目同步核准。将新型电力系统成本分摊问题在规划阶段予以考虑,专门设立能源规划研究机构开展规划编制,建立跨部门协商工作机制,加强能源规划与其他规划的衔接协调。加强数字技术在新型电力系统协同规划的应用,推动新型电力系统建设申请、需求分析、规划设计等全流程线上审批,推动数字电网对电力系统规划建设综合研判,科学规划新能源建设规模、并网时序及空间布局。 三是建立适应多元主体协同发展的电力市场机制。建立健全适应新型电力系统的电力市场机制,充分发挥市场在能源资源配置中的决定性作用,以多元竞争的市场格局推进能源结构转型。加快建立多层次统一电力市场体系,加快国家电力市场建设,积极在南方、京津冀、长三角等条件相对成熟的地区探索建设区域电力市场,健全全国、省(区、市)、区域各层次电力市场体系。积极探索区域市场架构和模式。推动数字技术支撑电力现货交易、绿电交易。 四是引导绿色能源生产消费的价格形成机制。推动新型电力系统建设,需要继续统筹发挥好“有效市场”和“有为政府”作用,科学形成、准确释放价格信号,积极引导绿色能源生产消费,推动电力资源优化配置。完善新能源发电上网电价形成机制,以市场化方式发现新能源发电上网或差价合约价格。加强研究大数据技术支撑快速、准确测算电网各环节成本应用,为新型电力系统建设下政府部门厘清电力各环节成本、有序推进电价改革、准确核定输配电价提供技术手段。 五是推动建立电碳市场协同运营和发展机制。电力市场、碳市场在核心产品属性、政策、技术、市场定位等方面联系密切,市场间的协同运营,有利于形成合力,充分发挥综合调控作用。探索电碳产品互认联通机制,加强电碳市场监管模式和治理体系的统筹谋划,构建电碳计量技术体系,利用大数据加强电碳排放核算。 六是支持绿色产业技术发展的金融服务体系。当前,金融服务对新型电力系统建设相关的绿色产业、节能减排等技术创新的支持力度有待提升,亟需充分发挥金融服务实体经济的作用,助力建设新型电力系统。拓宽支持绿色产业技术发展的投融资渠道,完善绿色产业技术的金融支持政策,加强基于电力数据的碳金融体系研究。 七是完善新型电力系统建设的相关治理体系。推动新型电力系统建设,需要进一步完善治理体系、提升治理效能,为新型电力系统建设提供更加坚实的制度保障。建立健全新型电力系统建设相关法律和标准体系,运用大数据、互联网等数字技术提升能源产业链的监管治理能力,优化新型电力系统科技创新环境。 南方电网公司深圳数字电网研究院承担着企业责任和社会责任,坚决贯彻落实国家重大部署,以数字电网推动新型电力系统发展,将通过研发创新、技术平台、软硬集成、实施运营四大体系,深耕互联网、物联网领域,具备全过程的IT服务价值创造能力,支撑新型电力系统信息化、数字化、智能化建设,为我国实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。
  • 《分布式能源将在电力系统转型中扮演关键角色》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-09-09
    • 2019(第十五届)中国分布式能源国际论坛9月5日至6日在北京举行。与会专家认为,当前,我国能源生产和消费深入推进,正在从以化石能源为主的传统能源体系向清洁低碳安全高效多元化发展的现代能源体系转型发展;分布式能源系统作为一种新型动能系统和能源利用的方式,比传统能源具有更高效和更环保的优势,将在未来电力系统转型中扮演关键角色。 “当前我国正处于经济结构调整和经济增长方式转变的关键时刻,推动能源转型,以更高效和智能的方式来升级能源供应和消费系统至关重要。”中国能源研究会分布式能源专业委员会主任冯丽雯在会上表示,这种经济和能源系统结构的转型伴随着分布式能源相关成本的降低和能源系统的数字化进程,为我国能源的发展创造了新的机会。 近年来,可再生能源已经成为全球能源共同体系的重要组成部分,同时也成为推进能源转型和应对气候变化的重要途径。我国以光伏、风电为代表的新能源产业迅速发展,技术水平屡破世界纪录。新能源生产与消费的快速发展,有力地推动了我国能源绿色低碳转型,促进了能源经济向以生态为核心的发展方式转变,为我国实现能源转型,绿色清洁低碳发展提供了有力支撑。 数据显示,到2018年底,我国风电、光伏并网装机容量分别为1.84亿千瓦和1.75亿千瓦,应用规模位居全球首位,生物质能产业规模化发展,并网装机容量达1781万千瓦,地热能开发规模不断扩大,并网装机容量达4.638万千瓦,新能源市场的开发利用取得了明显成效,清洁能源替代作用日益凸显。 “如何尽快实现能源体系的现代化转型,必须要从能源的安全性、经济性、可持续性、清洁低碳四个维度进行考量,更要与我国能源资源的禀赋和人民日益增长的美好生活需要相适应。”国家能源局原副局长张玉清分析指出,“众所周知,我国能源资源分布的一个特点是资源中心和负荷中心呈逆向分布。我国能源电力生产的不平衡、不充分,导致了我国能源电力生产与消费依然存在效率不高、应对气候变化及环境保护压力渐增以及弃风弃光现象等诸多矛盾。为应对这些挑战,须大力推动多能协同互补、清洁发展,集中与分布式能源并举,供应与消费集成,公共电网与终端微电网、局域电网相互支持,发电与用户需求双向响应,共同构建一个现代能源体系。要实现这个目标需要各级政府职能部门和全产业链共同努力,从能源规划、产业政策、标准规范、体制机制、加强监管、技术创新等多方面协同推进我国分布式能源的高质量发展,从而推动我国能源系统的转型。” 经过多年发展,我国分布式能源行业不断发展壮大,分布式能源正成为能源电力结构越来越重要的形态。 据中国能源研究会分布式能源专业委员会副秘书长王子佳介绍,现在关于分布式能源的讨论日益增多,行业多元化延伸发展已成常态,单一的发电企业在智慧化互联化趋势下正朝着多元化和多能互补方向发展。越来越多的企业在主动或者被动地做一些调整,以求在市场上找准自己的定位。经过多年的储备和探索,我国企业逐渐积累了一定经验和能力,业内呼吁将分布式能源发展与“一带一路”倡议更好地相结合。 “未来,希望分布式能源产学研用各个环节多元化发展,优化布局,共同努力建设一体化的基础设施,运用分布式能源、可再生能源和智能电网等方式实现多能协同供应和能源的综合利用,既有利于提高我国能源供应的协同能力,推动清洁能源生产,也将不断提高能源的综合利用效率。”张玉清说。