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张欢欢:英国能源发展趋势及对我启示
点击:  作者:张欢欢    来源:全球技术地图(drc_iite)  发布时间:2019-04-12 11:16:21

 

         自实行低碳转型以来,英国能源供应呈现低碳化、多元化趋势,可再生能源占比不断提升,其中生物能源和风能的涨幅最为明显。生物能源作为一直以来被忽略的可再生能源,在交通运输领域有着巨大的应用前景,将对我国电动汽车走出去产生重大影响。海上风能作为一种新兴的能源市场,近年来在欧洲发展迅猛,也是英国能源的未来发展方向。

作为工业革命的发源地,英国不仅在煤炭、蒸汽机等工业化的方方面面引领着人类,在能源发展上也走在了世界前列。研究英国的能源转型历史、能源发展现状以及未来趋势将对我国能源转型路径、未来发展方向以及潜在合作机会提供参考思路。

一、英国能源转型历史

早在上世纪50年代,英国就开始了能源转型之路。二战后,因工业生产大量开采和使用煤炭,英国出现了持续不断的空气污染情况。195212月的大雾霾事件中,伦敦每立方米的污染微粒高达1000毫克,直接导致了约15万人因呼吸问题被送至医院,并最终导致4000人死亡。此次污染事件的发生,迫使英国政府启动了告别燃煤发电的能源转型之路。

此后的几十年里,英国政府积极的调整能源结构,大量增加石油天然气使用量,减少煤炭的使用量。在1989-1990年间,英国出台了一系列控制污染的法案,包括《1989 年控制煤烟污染法案》、《1989年污染控制补充法案》、《1989年天然气法案》、《1990 年环境保护法案》等。根据上述法案,英国政府积极的采取措施,用石油天然气代替煤炭,以解决燃煤导致的空气污染和酸雨等环境问题。

21世纪以来,英国将能源发展的重点放在可再生能源上。英国政府发布了《英国生物能源战略》、《海上风电产业战略规划》、《洁净空气战略》、《零排放之路》等多项战略,以加强生物能源、太阳能风能以及核能等低碳能源的在工业和生活中的应用。

总的来说,英国的能源转型之路是从以油气代煤可再生能源代替化石能源的过程。

二、英国能源发展现状

1、能源生产结构

2017年,英国初级石油(包括原油和天然气液体)占能源总产量的40%,天然气占32%,初级电力(包括核能、风能、太阳能和水力发电)占17%,生物能源和废弃物占10%,煤炭占比只有1.5%

 

1 2017年英国能源生产结构

 

英国1990-2017年初级燃料的生产情况(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

1990年开始,英国的煤炭产量就一路下降,一直跌至2017年的最低点。与此相反,生物能源与废弃物一直保持稳步增长趋势。

2、能源消费结构

2017年,英国的能源消费结构仍然以化石能源为主。石油和天然气消费分别占总量的35.85%39.02%,煤炭消费只占5.26%,三者总和占比超80%。其中,石油的消费主要用于交通运输,而天然气的消费主要用于家庭的燃气供应上。新能源类包括生物能源和废弃物以及核能等占比不到20%

 

3 2017年英国能源消费结构

 

1 2017年英国不同能源类型在不同领域的消费情况(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

 

英国1990年和2017年内陆能源的消费情况(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

单位:Million tonnes of oil equivalent

尽管新能源的消费量占总消费量的比例不高,但与1990年相比,英国在天然气、生物能源以及核能等低碳能源的消费上均有大幅增加。而煤炭的消费数值从1990年的66.9降至2017年的10.1。此外,石油的消费量也有减少。

3、电力结构

2017年,英国的电力结构以低碳能源为主,其中40.4%的电力来自于天然气,20.8%的电力来自于核能,18.2%的电力来自于风能和太阳能,燃煤发电只占总发电量的6.7%

2016年相比,英国的太阳能风能发电比例从14.1%提高至2017年的18.2%,其他可再生能源发电比例从8.9%提高至2017年的9.4%。而天然气发电、核能发电以及燃煤发电比例均有下降。

 

5 2016年和2017年英国的电力结构(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

 

2 1990-2017年英国不同能源类型的发电量(资料来源:UKENERGY IN BRIEF 2018

1990年到2017年英国不同能源类型的发电量变化来看,尽管天然气一直是最主要的电力来源,但发电量从2010年来逐年下降;核能发电量变化不大,维持在60-80亿千瓦时之间;太阳能、风能以及其他可再生能源发电从2000年以来增幅明显;随着技术的进步、成本的下降,可再生能源发电将会是以后的发展方向。

4、进口依赖情况

英国能源经历了从能源进口国到能源出口国,再回到能源进口国的过程。2017年,英国36%的能源依赖进口,其中57%的煤炭、46%的石油以及35%的天然气均依赖进口。相比于前几年,英国2017年能源进口量有所下降,主要原因是煤炭进口量的大幅减少。

 

6 1970-2017年英国能源进口依赖情况(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

 

7 1998-2017年英国主要进口来源(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

 

英国不同能源进出口情况(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

总的来说,在能源的生产和消费上,英国仍然以石油和天然气为主,煤炭的占比逐年下降。在电力结构上,英国以低碳能源为主,电力来源低碳化、多元化趋势明显。

三、英国低碳能源的未来趋势

自英国实行低碳经济以来,英国低碳能源供应占比逐年提高,从2000年的9.4%提高至2017年的18.4%。在各种不同种类的低碳能源中,核能、风能以及生物能源占比最高。下面分别从这三种能源类型来分析英国低碳能源的未来发展趋势。

 

8 2000-2017年英国低碳能源占比情况(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

 

4 2000-2017年英国不同类型的低碳能源占比情况(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

1、未来5年核电供应不会增加

近十几年来,在廉价天然气的冲击下,英国核电的发展几乎停滞。201512月,服役时间44年的Wylfa核电站关闭,宣告着英国第一代核电站全部退役。英国现在在运的核电机组以第二代气冷堆和一座压水堆为主,共16台机组,总装机容量约为940万千瓦,为英国提供大约20%的电力供应。而英国唯一一个在建的核电项目即使过程顺利也要到2025年才能启动,因此,2015年以来英国的核电占比几乎保持不变,接下来的5年核电供应也不会再有增加。

2、生物能源是英国可再生能源领域鲜为人知的领导者

2017年,英国的可再生能源来源中,生物能源占比66%,也就是说,接近三分之二的可再生能源来自于生物能源。

 

9 2017年英国可再生能源来源(资料来源:UK ENERGY IN BRIEF 2018

生物能源是指从生物来源的材料制成的可再生能源。作为可再生能源开发利用的重要方向,生物能源既可以促进工业的发展,又为英国的交通、热力、电力提供燃料。生物燃料的发展也日益受到各国政府的重视。

2012426日,英国发布《英国生物能源战略》。该战略的首要原则是生物能源必须是可持续生产的,英国政府需引导生物能源可持续发展。2019年,英国可再生能源协会(U.K. Renewable EnergyAssociation)发布了一份新报告显示,生物能源目前是英国减少排放和促进绿色能源就业的主要力量。英国气候变化委员会预测,到2050年,生物能源在英国主要能源供应中的比例将翻一番。

但根据英国可再生能源协会的分析,英国生物能源政策和监管框架的差距正在不断扩大,现有的支持机制已经结束,将影响到英国现有生物能源市场的安全和未来的持续增长。 

3、风电是英国未来能源的主要方向

2017年,英国的可再生能源来源中,风电占比21%,仅低于生物能源。在可再生能源发电上,陆上风电发电量达29.1 TWh,占比29.3%,海上风电发电量达20.9 TWh,占比21%,两者占比之和超50%。此外,2010年以来,陆上风能和海上风能发电量都大幅提高,陆上风能发电量从2010年的7.2 TWh 提升至2017年的29.1 TWh,海上风能发电量从2010年的3.1 TWh提升至2017年的20.9TWh。与2016年相比,英国可再生能源发电量的增长几乎全部来自于风能。

 

10 2000年以来英国可再生能源发电情况(资料来源:UKENERGY IN BRIEF 2018

 

5 1990年以来英国可再生能源发电情况(资料来源:UKENERGY IN BRIEF 2018

海上风电因不占用紧缺的土地资源、远离城镇及居民生活区、对环境及景观负面影响小、转速和风机利用效率均高于陆上风机等优势,近年来受到欧洲各国的青睐。英国因优越的地理位置,具有丰富的海上风力资源,这两年来大力发展海上风电。

201938日,英国商务、能源与产业战略部(BEIS)公布最新海上风电发展目标,计划在2030年,将海上风力发电量提高到总发电量的三分之一,并将海上风电服务和设备出口额提高到每年26亿英镑。314日,英国发布海上风电产业战略规划。该规划明确提出作为清洁能源的海上风电将在2030年前装机容量达到3000万千瓦,为英国提供30%以上的电力;每个海上风电项目在英国本土采购的设备和服务最低比例从目前的48%提高到60% 此外,英国政府将拨付2.5亿英镑来补贴英国本土海上风电供应链企业,使其在未来的国际海上风电创新中保持竞争力和领导地位。

四、对我国能源发展的影响和启示

1、能源转型

英国作为走在世界前列的工业国家,其能源转型的过程值得我国借鉴和反思。

英国早期的能源结构与中国相似,都是以化石能源为主,且电力结构中大部分来自于燃煤发电。现如今,英国则主要以石油、天然气发电,以及核能、可再生能源发电为主,燃煤发电量在整体发电量中几乎可以忽略不计。

以油气代煤再到可再生能源代替化石能源,英国在转型路径上分两步走,并充分考虑了当时的能源现状、工业发展以及经济性。此外,在能源转型过程中,英国始终坚持以绿色低碳发展为方向、保证能源来源的多元化、因地制宜大力发展海上风能,这些都值得我国借鉴,但在核电的发展上,英国现在受制于人的局面也值得我国反思。

2、未来能源发展

生物能源作为一种被忽略的可再生能源,需要引起我国的重视。一方面,生物能源具有良好的可储藏性和运输性,可以提供包括燃料乙醇、生物柴油以及航空生物燃料等多种运输燃料,是一种非常有前景的可再生能源;另一方面,生物燃料将来可作为石油的替代燃料使用,一旦发展起来,将比电动汽车更便捷更具有经济性。而我国现在大力发展电动汽车,在动力电池上投入了大量的资金。生物燃料的发展势必会影响到电动汽车的市场占有率,也将对我国电动汽车走出去产生重大影响。

3、合作机会

在合作机会上,海上风能以及核能是值得关注的合作领域。

英国以及其他的欧洲国家因为地理优势大力发展海上风能,对风机设备有着很大的需求量。尽管我国在海上风电上缺乏经验,在核心技术和设计上也不具备优势,但是海上风电所需的设备与陆上风电有很多相似之处,因此在制造上,我国风机厂商仍然有可以与英国企业合作的空间。

在核能领域,英国近些年来逐渐重视核电的发展并已重启核电建设。中广核参与的欣克利角C核电站项目是英国30年来首个新建的核电项目。在我国核电技术已具备自主研发能力、工程经验走在世界前列的基础上,可密切关注英国的核电发展情况,以寻求更多的合作机会。

责任编辑:向太阳
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