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30年之后全球能源供需情况

作者:徐守正 来源:嘿嘿能源heypower 发布时间:2019-11-25 浏览:次
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彭博新能源财经New Energy Outlook 2019报告,对30年后,也就是2050年时全球之能源供需情况,有深入浅出之介绍,现对该报告之内容,择要予以介绍。

全球风力及太阳能发电占比合计约50%

为将地球温升控制在摄氏2度内,2050年时之全球风力及太阳能发电量占比合计50%;水力、核能及其他再生能源之发电量占比合计21%;燃煤发电占比12%(目前约37%)。

届时,再生能源约占全球发电装置容量之三分之二(目前化石燃料占全球发电装置容量比率为57%)。此外,为将地球温升控制在摄氏2度内,届时之资源组合尚需包括:低成本再生能源搭配锂离子电池(Lithium-ion battery)、具调度弹性之需求面资源、尖载燃气机组等。

新增13.3兆美元之再生能源及11.4兆美元之输配电投资

未来30年,全球需新增120亿千万发电容量。其中,77%为再生能源,总投资金额13.3兆美元。配合前述建设,在电池及输配电方面需分别增加8,430亿美元及11.4兆美元之投资。

同一期间(2018年至2050年),全球电力需求共计成长约62%,全球发电容量为目前之三倍,需增加约13.3兆美元投资。其中,新增风力发电投资5.3兆美元,太阳能发电投资4.2兆美元,化石燃料电厂投资低于2兆美元。以亚太地区之新增投资金额最高(5.8兆美元,占比45%),中国及印度合计4.3兆美元。

商业及住家用户自建太阳能及电池(behind-the-meter)新增之投资约1。7兆美元。其中,电池之投资8,430亿美元,公用电业电网端投资5,210亿美元。为因应电力需求成长,输配电需新增11。4兆美元投资。

欧洲、中国、美国碳排量减少95%、48%、54%

因为非煤(coal phase-out policies)政策及实行碳定价(carbon pricing),2050年时欧洲再生能源占其总发电量比例将达92%;其他地区之再生能源发电量占比为美国43%,中国62%,印度63%。

同一期间,非OECD国家因人口及GDP成长、空调用电增加等因素,电力需求成长约98%。OECD国家在电动车及其他因素影响下,电力需求年平均成长率为0。4%。2050年时,电动车占全球总用电需求比例为9%,英国甚至高达24%。

在电力部门之减碳方面,欧洲2050年时之排碳量将较2018年减少95%(大量采用再生能源及2043年起全面停止燃煤发电所致)。其他主要经济体碳排量亦呈现下降情况,中国2050年时之碳排量较2027年碳排量(历史高点)下降48%;美国以新建燃气电厂取代老旧燃煤电厂之结果,碳排量下降约54%。

未来30年PV、陆上风电及电池价格将持续下降

2010年至今,风力及太阳能之发电成本降幅分别为49%及85%,已较全世界新建燃煤电厂及大多数(三分之二)新建燃气电厂,更具成本竞争力。预估风力及太阳能发电之成本,在2050年之前仍将持续下降,PV发电成本之降幅为63%,陆上风力发电成本之降幅为50%。

锂离子电池(Lithium-ion battery)受惠于电动车市场快速发展,生产规模将持续扩大,成本连带大幅下降。目前锂离子电池组价格,较2010年下降约85%,预估2030年时,成本将进一步下降65%,由目前每度176美元,降为每度62美元。届时,不论是单独设置(standalone)或搭配再生能源(co-located withrenewables),皆将较具弹性调度能力之新建燃煤或天然气电厂具成本竞争力。

今年9月,保时捷正式发表自家第一款纯电动跑车Taycan,被认为将动摇特斯拉独霸的高端电动车市场。

锂离子电池(Lithium-ion battery)受惠于电动车市场快速发展,生产规模将持续扩大,成本连带大幅下降。

消费端PV及电池布署使电网朝分散化方向发展

2050年时,消费者端PV占全球发电装置容量之比例约为12%,消费者端电池(behind-the-meter batteries)占全球电池装置容量比例约为40%。

对日照条件良好、PV价格低廉、零售电价较高之国家/地区,消费者端PV发展速度亦相对快速。以澳洲为例,其2050年时消费者端PV占其总PV装置容量比例将高达39%。

高再生能源发电占比情况之因应

当风力及太阳能发电渗透率达80%以上时,电力系统必须保有电池、尖载机组(peakers)、具调度弹性负载(dynamic demand )等资源,以避免弃风弃光,使系统发电成本最小化。

未来30年,全球对前述资源之预估需求量:

电池:1,393GW (将电力系统之电力移转至风力及太阳能出力较低之时段)

需求面弹性:用以搭配再生能源之间歇性特性,例如:让电动车透过时间电价或需量反应措施,于电力系统尖离峰时段充放电。

尖载燃气机组:1,225GW (因应再生能源间歇发电特性及季节性尖峰负载需求)

可卸除之发电:对于风电及光电渗透率较高地区(如80%以上),当再生能源出力过多时,为避免弃风弃光,系统须保有可快速卸除之发电资源,以使发电成本最小化。

燃煤电厂将于2026年以后陆续退场

燃煤电厂目前在亚洲仍呈现成长趋势,但2026年以后,因为中国、印度、东南亚地区之新增燃煤电厂发电容量,低于欧洲(实行碳定价及政策要求燃煤电厂退场)及美国(以燃气电厂取代燃煤电厂)减少之燃煤发电容量,将于2026年达峰值后,开始呈现下降之趋势。

未来10年,中国仍将是全球新建燃煤电厂之主要地区,其燃煤发电在2027年达峰值前仍将成长15%;印度之燃煤发电预估将在2038年达峰值。2032年之前,全球风力及太阳能发电量,将可超越全球燃煤电厂之总合发电量。2050年时,全球燃煤发电量将较目前下降51%,占全球发电量比例,亦将由目前之37%下降为12%。

燃气电厂将在较低之容量因子区间运转

未来30年,天然气使用量年平均成长率估约0.6%,主要用以满足各国电力市场备用(back-up)及弹性调度(flexibility)之需求。2050年时全球天然气发电容量将较目前增加一倍。其中,复循环燃气涡轮(CCGTs)约增加1,263GW(约较目前成长37%);尖载燃气电厂(peaking gas plants)约增加1,225GW(较目前成长350%)。

为因应电力系统弹性调度要求,2030年时复循环燃气电厂之容量因子(capacity factor)将维持在30%-60%之区间运转。同一期间,尖载燃气电厂为因应再生能源间歇性发电特性,经常快速升降载(help to ramp up quickly)之结果,亦将在较低之容量因子区间运转。

全球天然气需求在2035年之前,将呈现持平之发展趋势,2035至2050年之平均年成长率约1.4%。2050年时对天然气之需求,将较目前成长约22%。

关键字:能源需求 电力系统

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