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能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

2018-11-22 09:58
ERR能研微讯
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全球能源系统将在接下来的数十年间经历快速发展和广泛变革的过程,尤其是在发电,网络建设和电力使用这三个方面。

该能源转型展望模型的变化预测基于我们过去的理解和全球经验。

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

10个展望区域的地区

在我们的展望预测期间会出现全球变革主题有:

终端能源需求增长放缓,2030年将达到其峰值,约4700万亿焦/年,比2016年高出17%,到2050年会逐渐下降到4500万亿焦/年。这一趋势是由于人口和生产力增长放缓,以及终端能源使用效率的提高(特别是在交通的电气化方面),以及由于热效率相对较低,在化石燃料的能源组合中份额更少。

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

世界最终能源需求,按部门划分

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

世界最终能源需求,按载体划分

电力消费增长加速,从现在到2050年,其能源需求份额增加一倍以上达到45%。这是由于区域间和部门间的大规模电气化所驱动的能源需求,特别是电动汽车。反过来,这也将带来电力传输和配电系统的大规模扩张。

全球一次能源供应也将在二十一世纪三十年代初达到峰值,并且不再受煤炭,石油和天然气的支配。到2050年,能源供应组合将在化石燃料和非化石燃料之间平均分配,将有更多可再生能源,石油和煤炭的数量将减少一半以上。

电力生产将由可再生能源主导;包括光伏(PV),陆上风电,水电和海上风电。这些可再生能源将占2050年全球电力生产的80%。其中大部分将是大规模的,即公用事业规模的光伏和海上风电场。太阳能和风能的不稳定性需要通过多种附加选择提供灵活性,包括存储和需求方响应等方面的提升。

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

世界发电量 按发电站类型划分

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

世界电力装机容量 按发电站类型划分

全球能源系统的成本从运营支出(主要是燃料)转向资本支出,尽管可再生能源具有高资本成本的特点以及电力网络的大规模扩张,但到2050年这一期间,总能源支出将大幅下降,只占据GDP的一小部分。

主要影响:

以上变革主题对能源价值链中的利益相关者、消费者、政策制定者和监管机构产生了若干重要影响。在此我们总结了其中一些内容并会在本报告后面部分做更充分的讨论。

涉及已有能源行业参与者的主要变化将会扩散和深化

我们已经看到石油巨头的大量投资,例如电动汽车充电网络。他们中有些正在开始从“石油和天然气”转向“天然气和石油”,最终到“能源”供应商。在这个过程中,他们发现自己正在与现存的电力公司(电力网络所有者和电力供应商)竞争,电力公司本身也在定义自己新的角色和寻求新的商业模式。这些趋势将继续下去。

值得注意的是,谷歌和亚马逊等大型技术公司以及一些历史悠久的工程公司正在开发新的商业模式,并考虑在能源供应和使用方面的扮演新的角色。商业模式的变化可能会导致产品需求的显著变化,从而导致能源需求的变化,因为一些经济部门从所有者转向服务“按使用付费”模式。这其中主要的驱动因素是:

—数字化提供的新可能性;

—大规模的能源需求电气化;

—更大范围的发电技术,主要是太阳能和风能。他们有屋顶PV等不同规模。

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

传统和新的电力系统架构

具有可变性的可再生能源将成为影响市场、监管和网络的主要因素

太阳能和风能的高比例将需要更多地利用市场机制,同时将引起许多国家电力市场的基础变革,这些需要制度性的干预。

对于可再生能源来说,批发电价依赖时间的特性使可再生能源的收入存忧。这导致风能和太阳能的平均价格会降低。

太阳能和风能的可变性需要其他几种选择提供额外的“灵活性”。这包括存储,需求方响应和彼此间更强的互连能力。化石为燃料的发电机将达到其顶峰。可再生能源具有易受季节变化影响的特点,这对高纬度地区格外重要,特别是北欧,北美和大中华地区而言;在低纬度地区,可能存在不同的解决方案。基于市场的价格信号对于激励创新和提供高效的灵活性选择至关重要。

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

可用电池储能总量 按区域划分

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

电池储能对电力部门的贡献(欧洲)

该模型估算了应对太阳能和风能可变性所需的成本,但研究表明,这并不会严重限制可再生能源的增长。

可变可再生能源还鼓励所谓的“部门整合“,即使用多余的可再生电力来生产氢气或其他气体或液体燃料,或用于供热。这些方法都有助于更长的时间的存储。

我们预见到大规模扩张和传输自动化和分销网络

这将由需求的电气化以及风能和太阳能的分散性所驱动。比如,配电系统变压器的安装率将翻倍。

规划和建设电网所涉及的时间范围可能需要网络运营商在相当大的不确定性下做出决策。监管机构需要就风险的最佳分配和搁浅资产的相关成本做出决策。大型热能发电机将面临相当大的不确定性。

农村地区缺乏电网建设或者是建设薄弱,但他们可再生资源丰富,在这些地区,从家庭到村庄的“微电网”预计会增加;目前尚不清楚这些是否会最终超过传统的电网建设。

在工业,商业和住宅市场上将有更多的“电表后端”的发电,以及需求方响应的增加。系统运营商的任务将变得更加复杂:但总体而言,整个网络的能量传输可能较少,导致固定成本在总成本中占据更大的部分。

对电网的依赖增加需要足够的运行安全性。电网通常分布广泛,需要服务大量的终点,并使用来自多个供应商的设备,加上电网的添加或调整,电网可能是脆弱的。对此需要提高对电网的监控和自动化水平是,保证高水平的网络安全。

电动汽车的使用将迅速升级、改变消费者对能源供应的认识

交通的电气化将会加快,特别是私家车、“最后一英里”货运。电动汽车的家庭充电方式可以由家庭主导,并可用于向能源供应商和电网运营商提供服务。电动汽车充电的商业模式可能会不断发展成为包含所有家庭电力供应,包括“电表后端”的太阳能光伏和存储。

电动汽车的总量可提供灵活性优势,以帮助整合可再生能源产品。重要的是确定车主能从其中获益多少。

能源转型展望2018—电力供应与使用预测至2050年

P2G选项

“监管机构需要就风险的最佳分配和搁浅资产的相关成本做出决策。”

翻译:Lindy

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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