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2023年我國能源電力發(fā)展綜述
時光壯闊落筆,歲月浩蕩成歌。2023年作為全面貫徹黨的二十大精神的開局之年,又是我國能源電力發(fā)展歷史上又一個大發(fā)展、大跨越的極不平凡一年。在“雙碳”目標的戰(zhàn)略引領(lǐng)下,我國能源電力系統(tǒng)的清潔轉(zhuǎn)型之路加速邁進,交上了一份亮點紛呈的“成績單”,接連邁上“三大”新臺階:2023年我國新增電力裝機約3.3億千瓦,總裝機達到29.20億千瓦、同比增長13.9%,再創(chuàng)歷史新高,尤其是可再生能源成為保障電力供應(yīng)的新生力量,繼2023年6月底我國可再生能源裝機突破13億千、歷史性超過煤電裝機規(guī)模后,僅僅過了三個月時間,到9月底我國可再生能源裝機近14億千瓦(達到13.84億千瓦)、歷史性超越了火電裝機規(guī)模,到2023年末我國可再生能源裝機再創(chuàng)高,達到14.5億千瓦,占全國發(fā)電總裝機比重的一半以上,彰顯出我國可再生能源和新能源發(fā)展的強大動能和堅實足跡?;仨?023年,我國能源電力發(fā)展可以用以下“32”字來形象概括,即“煤”飛“氣”舞、“水”漲船高、“光”芒萬丈、“風”頭仍盛、“生”機“熱”鬧、“核”來運轉(zhuǎn)、“氫”裝上陣、“儲”精蓄銳。
(來源:微信公眾號“能源新媒” 文/徐進)
“煤”飛“氣”舞
火電尤其是煤電作為我國最主要的發(fā)電方式,占我國發(fā)量總量的60%以上,在我國電力保供中發(fā)揮著“壓艙石”作用。受2021年電荒的影響,我國近兩年加大煤電核準力度,基本改變前些年煤電嚴控局面。截止到2023年底,我國火電總裝機達13.90億千瓦(其中煤電裝機11.65億千瓦,氣電裝機1.22萬千瓦),占我國電力總裝機的48%。全年發(fā)電量62318億千瓦時,同比增長6.1%,占我國當年發(fā)電總量的69.95%,排在第1位。全年新增火電裝機5793萬千瓦,僅次于光伏、風電新增發(fā)電裝機規(guī)模,排在第三位,相比于去年同期增加了1332萬千瓦,同比增長30%,遠超于2022年同期的-16.53%。全年煤電“三改聯(lián)動”合計規(guī)模達到1.9億千瓦,十四五期間前三年合計規(guī)模達到6.75億千瓦,占“十四五”規(guī)劃的目標6億千瓦的112.5%。2023年全國總核準煤電裝機預計在1億千瓦左右,略高于2022年9000萬千瓦的核準規(guī)模。另外,我國在煤電碳捕捉技術(shù)日趨成熟,建成投運了亞洲最大的煤電CCUS項目—國家能源集團泰州電廠50萬噸年CCUS項目。與此同時,煤電行業(yè)的關(guān)閉速度卻是近8年來最慢的,呈現(xiàn)出明顯的反轉(zhuǎn)趨勢。由此看來,隨著煤電容量電價機制的建立與實施,煤電改革的“靴子”已然落地,煤電發(fā)展的困難期已過,煤電發(fā)展的客觀環(huán)境預計會發(fā)生較大的改觀。
另一方面,我國火電(主要是煤電)正從基荷電源逐步向調(diào)峰電源的轉(zhuǎn)型,預計“十四五”期間仍需適度發(fā)展煤電項目,新增煤電裝機主要在于以下三方面:有一部分是為了滿足新增用電帶來的“缺口”所需,也有一部分是為了配合新能源大基地“風光火打捆”的靈活性調(diào)節(jié)需要,還有部分是為了接替陸續(xù)淘汰的舊煤電機組。與此同時,國家發(fā)改委、能源局在2023年11月印發(fā)的《關(guān)于建立煤電容量電價機制的通知》后,意味著現(xiàn)行的煤電單一電量電價機制將正式調(diào)整為“兩部制(容量電價和電量電價)”,讓煤電企業(yè)的收入結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、更多元,有可能會助推國內(nèi)本就高漲的煤電投資熱情,給煤電降碳減排帶來不利影響。
“水”漲船高
水電作為一種利用水流落差動能來產(chǎn)生電能的可再生發(fā)電方式,既具有火電的穩(wěn)定性又具有新能源的清潔性,對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、減排溫室氣體、保護生態(tài)環(huán)境等方面具有重要推動作用,是替代高碳能源的不二之選。長期以來,我國水電裝機規(guī)模一直處于穩(wěn)步增長態(tài)勢。截止2023年末,我國共有水電站8600余座,其中2200余座為大型水電站,總裝機規(guī)模達4.2154億千瓦(其中抽水蓄能5064萬千瓦),占我國電力總裝機的14%,占技術(shù)可開發(fā)裝機容量(預計為54,164萬千瓦)的比例超過70%,表明我國水力資源利用率已達到比較的高水平。2023年水電裝機規(guī)模先后被光伏和風電超越,排在第4位;總發(fā)電量達11408億千瓦,占我國總發(fā)電量的12.81%,僅低于煤電,排在第2位。2023年,共有203個水電相關(guān)的項目被列入年度重點省級項目行列,雅礱江牙根一級、金沙江昌波等大型水電項目核準開工,全年新增水電并網(wǎng)容量804萬千瓦,同比增長-66%,其中常規(guī)水電259萬千瓦,抽水蓄能545萬千瓦。目前我國水電開發(fā)綜合能力處于全球領(lǐng)先水平,具備了全球單機容量最大的百萬千瓦水輪機組和700米級水頭、單機容量40萬千瓦抽水蓄能機組的自主設(shè)計制造能力,在特高壩建設(shè)與防震抗震、大型地下洞室設(shè)計施工等領(lǐng)域創(chuàng)造諸多世界第一,成為我國能源電力“走出去”一張靚麗“名片”。
平心而論,雖然我國常規(guī)水電發(fā)展的高峰期已過,但隨著對可再生能源的需求不斷增長,水力發(fā)電將在推動“風光水一體化”方面發(fā)揮愈發(fā)重要作用,尤其是隨著新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建,充分利用抽水蓄能電站調(diào)峰填谷和調(diào)頻調(diào)相的獨特優(yōu)勢,已成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵要素和重要支撐,在保障能源安全和促進能源轉(zhuǎn)型方面的優(yōu)勢越發(fā)凸顯,近年來一路高歌猛進。到2023年底,全國在運抽水蓄能裝機容量已達到5064萬千瓦,核準在建抽水蓄能裝機容量超1.58億千瓦,均位居世界首位。未來,隨著裝機規(guī)模的日益壯大,帶動水電設(shè)計、施工、設(shè)備制造等全產(chǎn)業(yè)鏈體系強勁發(fā)展,迎來更加生機勃勃的嶄新局面。
“光”芒萬丈
2023年是光伏發(fā)電“狂飆”的一年,也是國企與民企合縱連橫、分庭抗爭最為競暴的行業(yè)。從分布式、集中式再到大基地、海上光伏全面開花,我國光伏總裝機繼在8月突破5億千瓦“大關(guān)”之后、到年底又邁上6億千瓦的門檻,連續(xù)邁上三個新臺階,達到6.0949億千瓦,超過水電成為全年第二大裝機電源,占我國電力總裝機的21%;全年發(fā)電量2940億千瓦時,同比增長17.17%,占我國發(fā)電總量3.3%,排在第五位,正朝著主力能源形式快速跨越。2023年新增光伏裝機規(guī)模達到2.1668億千瓦,同比增長55.2%,占我國當年新增電力裝機的60%,可謂是一騎絕塵。全國戶用分布式光伏累計裝機容量突破1億千瓦“大關(guān)”,也創(chuàng)下歷史裝機新紀錄。光伏組件正式邁入N型時代,TOPCon因具有較高性價比成為主流產(chǎn)品,以鈣鈦礦為代表的新電池轉(zhuǎn)換效率屢破紀錄。另外,到2023年底,我國硅料、硅片、電池、組件的有效產(chǎn)能分別超過500萬噸、70000萬千瓦、60000萬千瓦、70000萬千瓦,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都已進入絕對過剩階段,價格全線下跌,老玩家與新對手或?qū)⒂瓉硪粓鲑N身肉搏。
光伏發(fā)電在2023年取得歷史性突破的主要原因有三:一是項目建設(shè)成本呈快速下降趨勢,單位千瓦造價從1萬元以上降到4000元左右,降幅高達70%以上;二是技術(shù)迭代升級加快,P型、N型、TOPCon、HJT及鈣鈦礦疊層電池交相輝映,電池轉(zhuǎn)換效率得到大幅提升;三是全壽周期成本大幅降低,自2007年以來我國光伏發(fā)電度電成本累計下降超過90%,成為最便宜的電力形式。在表面看似“風光”的背后,也暗藏著巨大“隱憂”:一是非技術(shù)成本的影響日益加大,包括接網(wǎng)、消納、土地使用、土地稅費等諸多因素阻礙產(chǎn)業(yè)的快速成長;二是光伏產(chǎn)業(yè)的房地產(chǎn)化傾向日益明顯,逐步成長地方政府謀“財”尋“租”的工具;三是產(chǎn)能過剩帶來的“內(nèi)卷”日趨嚴重,外受歐美國家的排斥,內(nèi)受降價風潮的打壓,以致于陷入“價格戰(zhàn)”的“肉搏”之中。
“風”華正茂
在“雙碳目標”和全面推進美麗中國建設(shè)的大背景下,風力發(fā)電業(yè)已成為除光伏發(fā)電外我國能源轉(zhuǎn)型的最重要的載體之一。截止到2023年12月31日,我國風電裝機規(guī)模達到4.4134億千瓦,占我國電力總裝機的15%,其中陸上風電4.434億千瓦,海上風電3700萬千瓦,首次突破了4億千瓦大關(guān),稍高于水電裝機規(guī)模,排名第3位,已連續(xù)14年穩(wěn)居世界第一。全年風電發(fā)電量8091億千瓦時,同比增長12.26%,占我國當年發(fā)電問量的9.08%,也排在第3位。2023年風電新增裝機容量達到7590萬千瓦,占當年新增裝機的21%,同比增長近一倍,其中陸上風電6941萬千瓦,比上一年同比增長112%;海上風電649萬千瓦,比上一年增長25.85%。需要說明的是,海上風電在2021年新增裝機達到史無前例的1691萬千瓦后,呈現(xiàn)出逐年下滑態(tài)勢,2022年新增裝機為515.7萬千瓦,2023年呈現(xiàn)出筑底回升態(tài)勢,其中一個重要原因是伴隨著平價時代的到來,在現(xiàn)階段設(shè)備、技術(shù)、施工、運維等成本沒有實現(xiàn)革命性突破的情況下,海上風電項目投資收益難以滿足項目決策的要求。
一言以蔽之,雖然2023年的風電開發(fā)沒有光伏發(fā)電那么“明亮耀眼”,也難以比上前幾年的“高光”時刻,但整個行業(yè)仍處于相對景氣的狀況,未來風電發(fā)展主要取決于技術(shù)水平的提升和制造規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn),并逐步呈現(xiàn)出以下三大特征:一是風電機組持續(xù)保持大型化趨勢,產(chǎn)品更新迭代進一步加快,大功率風電機組主軸軸承實現(xiàn)國產(chǎn)化,陸上15MW風電機組發(fā)布,海上20MW風電機組下線,風電技術(shù)的大型化、輕量化、低成本成為主要方向;二是整機價格呈現(xiàn)不斷降低態(tài)勢,風機“價格戰(zhàn)”將會愈演愈烈,在零補貼、平價上網(wǎng)時代有可能會更加“內(nèi)卷”;三是隨著政策和規(guī)劃的陸續(xù)到位,卡頓了大半年的海上風電將會重啟,成為各家逐鹿的“必爭之地”,大型化、智能化、漂浮式開發(fā)技術(shù)將成為未來海上風機發(fā)展的新方向。另外,隨著屋頂風能技術(shù)新突破和國家能源局正式豁免分散式風電項目電力業(yè)務(wù)許可,審批流程大大簡化,長期以來困住的分散式風電將會得到“松綁”,迎來發(fā)展的“拐點”。
“生”機“熱”鬧
相對風光發(fā)電來說,生物質(zhì)能和地熱能是很“小眾”的可再生能源,在我國整個能源電力中占比幾乎也可以忽略不計,很難成為“大眾”能源,但對于優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、完善產(chǎn)業(yè)體系仍具有相當重要的現(xiàn)實意義,是我國能源發(fā)展中不可或缺“拼圖”。
生物質(zhì)能利用方式主要包括生物質(zhì)發(fā)電、生物液體燃料、生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)燃氣和生物制氫技術(shù)等類型,目前我國生物質(zhì)發(fā)電逐漸成為可再生能源發(fā)展的新生力量之一,截止到2023年底,我國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量達到0.44億千瓦,當年新增生物質(zhì)發(fā)電新增裝機容量為268萬千瓦,同2022年相比減少66萬千瓦。生物質(zhì)能累計裝機容量排名前五的省份是廣東、山東、江蘇、浙江、黑龍江,幾乎占全國裝機規(guī)模的一半。我國現(xiàn)已基本上建立了涵蓋生物質(zhì)發(fā)電上游、中游和下游全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)體系,但也存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)明顯失衡、創(chuàng)新能力不足、電價補貼拖欠嚴重等現(xiàn)實問題,不利于生物質(zhì)能利用的平穩(wěn)健康發(fā)展。
在我國,地熱主要應(yīng)用于供暖(制冷)等方面。截至2020年底,我國地熱能直接利用裝機容量就達到4060萬千瓦,占全球的38%,連續(xù)多年位居世界首位,全國地熱能開發(fā)利用面積超過14億平方米,亦位居世界第一。但在發(fā)電領(lǐng)域,我國適于發(fā)電的高溫地熱資源發(fā)電潛力還不到1000萬千瓦,地熱能現(xiàn)有發(fā)電裝機容量僅超過50兆瓦,在全球占比不足1%,在我國的電力裝機中占比微乎其微。另一方面,我國擁有豐富的地熱資源,地熱資源總量折合標準煤8532億噸,可開采資源量相當于標準煤2560億噸,尤其是干熱能發(fā)電,具有24小時、365天不間斷發(fā)電的優(yōu)勢,一旦能夠大規(guī)模開發(fā)利用,可能會取代現(xiàn)在的傳統(tǒng)能源,被稱為應(yīng)對氣候變化的有效武器。2021年我國曾在河北唐山馬頭營干熱巖勘查區(qū),成功實現(xiàn)了干熱巖試驗性發(fā)電。
“核”來運轉(zhuǎn)
作為唯一依靠原子核內(nèi)蘊藏能量的新型發(fā)電方式,核電的清潔基荷能源屬性日益得到重視。自2019年國家重新開啟新增核電機組的審批之后,我國核電業(yè)務(wù)重新走上快速發(fā)展的軌道,新型技術(shù)不斷迭代,呈現(xiàn)出“核”來運轉(zhuǎn)之勢。2023年我國核電核準數(shù)量再次延續(xù)高景氣,國務(wù)院常務(wù)會議先后兩次核準山東石島灣、福建寧德、遼寧徐大堡和廣東太平嶺、浙江金七門核電項目共10臺機組,按一臺核電機組投資額約200億元,預計總投資將達到2000億元,這是2022年核準數(shù)量達到10臺機組之后再一次“大手筆”,也2019年以來我國連續(xù)第五年核準新的核電項目,充分表明我國核電正處在穩(wěn)定發(fā)展的政策周期中。2023年12月6日,國家重大科技專項標志性成果、全球首座第四代核電站—山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站商業(yè)示范工程圓滿完成168小時連續(xù)運行考驗,正式投入商業(yè)運行,標志著中國在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平。2023年我國在運核電機組55臺,在運裝機規(guī)模5691萬千瓦,占我國電力總裝機的2%,僅次于美國和法國,位居世界第三位;全年發(fā)電量4333億千瓦時,同比增長3.71%,占我國當年總發(fā)電量的4.86%,排在第4位;當年新增投核電裝機規(guī)模僅為138萬千瓦,同比增長-39%。目前在建核電機組24臺,在建裝機規(guī)模近2800萬千瓦,世界最大。另外,我國在核聚變(俗稱人造太陽)領(lǐng)域也取得重要進展,首次實現(xiàn)了100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行,距離可控核聚變目標又近了一步。還有我國首個核能供熱工程—“暖核一號”在2023年全面建成,實現(xiàn)了我國核能商用供熱的新突破。
我國業(yè)已形成并建立了比較完整的核電產(chǎn)業(yè)鏈,掌握了核島和常規(guī)島關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計、制造核心技術(shù),發(fā)展壯大了一批為核電配套的裝備和零部件生產(chǎn)企業(yè),形成了每年8至10臺套核電主設(shè)備制造能力,百萬千瓦級三代核電機組關(guān)鍵設(shè)備和材料的國產(chǎn)化率已達85%以上。2024年預計核電項目建成投產(chǎn)4臺機組,新增裝機500萬千瓦左右。同其他電力品種不同的是,基于核能的特殊性以及核電技術(shù)的復雜性,核電的行業(yè)準入和市場壁壘很高,長期以來我國的核電開發(fā)運營基本上維持在中核和中廣核雙寡頭競爭格局,近幾年華能集團和國電投也雙雙邁入了“核門檻”。
“氫”裝上陣
氫能作為二次能源,因其零排放、高熱值等諸多優(yōu)勢,被稱為未來能源革命的先鋒。我國氫能產(chǎn)業(yè)雖起步較晚但發(fā)展迅猛,現(xiàn)已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等技術(shù)和生產(chǎn)工藝,年制氫產(chǎn)量近4000萬噸,是世界最大的制氫國,累計建成加氫站近300座,位居世界第一。有超過三分之一的中央企業(yè)已經(jīng)在布局包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈。
2023年我國氫能產(chǎn)業(yè)取得大突破的一年:在制氫端,以中石化新疆庫車綠氫示范基地項目全面建成投產(chǎn)為標志,首次實現(xiàn)了綠氫工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用場景,還有一大批風光制氫、合成氨一體化項目陸續(xù)開工建設(shè),總投資超3000億元。在儲運端,首條“西氫東送”管道納入國家規(guī)劃,中國石化的全長400多公里“西氫東送”純氫管道項目正式啟動建設(shè),中國石油首個氫氣管道項目—玉門油田可再生能源制氫示范項目在管輸銷售環(huán)節(jié)全面打通,國內(nèi)首次全尺寸摻氫天然氣管道封閉空間泄漏燃爆試驗日前成功實施。在應(yīng)用端,南方電網(wǎng)率先在廣州和昆明同時實現(xiàn)固態(tài)氫能發(fā)電并網(wǎng),首次將光伏發(fā)電制成固態(tài)氫能應(yīng)用于電力系統(tǒng);國內(nèi)最大規(guī)模商業(yè)化運營氫能通勤車在深圳市正式交付中國中車首臺“寧東號”氫動力機車正式下線等。
當前制約氫能發(fā)展面臨的最大“痛點”是成本居高難下,降本是推動氫能未來發(fā)展的最大利器,這也是我國近年氫能獲得突破性進展的最大推動力。譬如,在制氫端,中國能建招標采購的生產(chǎn)綠氫核心設(shè)備的電解槽價格總體要比西方便宜2到5倍;在應(yīng)用端,將氫轉(zhuǎn)換為電的氫燃料電池中的核心部件—電堆的成本已從早期的售價20000元/千瓦左右降到目前的4000至5000元/千瓦。隨著新一輪能源革命撲面而來,作為這場革命的主角之一,氫能源被稱為“零排放”的重要解決方案,將會呈現(xiàn)出無限廣闊的發(fā)展空間,是未來能源轉(zhuǎn)型的重要支柱產(chǎn)業(yè)。
“儲”精蓄銳
2023年是我國新型儲能突飛猛進的一年。從裝機規(guī)模來看,僅2023年上半年,全國新型儲能新投運裝機規(guī)模就達到865萬千瓦/1772萬千瓦時,相當于此前歷年累計裝機規(guī)??偤?;全年新型儲能新增投運裝機約2260萬千瓦/4870萬千瓦時,較2022年增長超過260%,相當于2022年新增投運規(guī)模(730萬千瓦/ 1590萬千瓦時)三倍。截止到2023年底,我國新型儲能累計裝機達到3139萬千瓦/6687萬千瓦時,平均儲能時長2.1小時,新型儲能在我國總儲能裝機的占比從2022年底的21%增長到了2023年底的40%。從發(fā)展方向來看,發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲能的新能源配建是新型儲能發(fā)展的主要方向,累計裝機占比超過90%(在電源側(cè)應(yīng)用占比49%、電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用占比43%);電動汽車車網(wǎng)互動則成為用戶側(cè)儲能的主要形式,占比降到8%左右。從儲能類別來看,磷酸鐵鋰電池的主導優(yōu)勢持續(xù)擴大,在新型儲能裝機中的占比高達97%以上,其他的新型儲能技術(shù)比如飛輪、壓縮空氣、液流電池的發(fā)展雖也取得一定的新突破,但占比依舊很低。
在高速發(fā)展的背后,我國新型儲能發(fā)展也面臨不少隱憂,可謂是“一半是海水,一半是火焰”:一是技術(shù)更迭的隱憂,具有原創(chuàng)性、突破性的關(guān)鍵核心技術(shù)不多,在設(shè)計軟件、標準等方面缺少話語權(quán),電池能量的儲存和釋放的安全風險并沒有從根本上解決;二是“內(nèi)卷化”的隱憂,儲能市場未“富”先“衰”,市場競爭日趨白熱化,產(chǎn)能過剩日益突出,產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重,賽道越來越擁擠,本來剛剛興起的儲能產(chǎn)業(yè)便已進入了殘酷競爭的紅海中;三是經(jīng)營上的隱憂,市場機制和盈利機制還不完善健全,成本疏導存在困難,據(jù)有關(guān)權(quán)威機構(gòu)調(diào)查分析,目前電化學儲能項目平均等效利用系數(shù)只為12.2%,新能源配儲系數(shù)僅為6.1%??傊?,新型儲能作為建設(shè)新型電力系統(tǒng)的重要支撐,儼然成為行業(yè)發(fā)展的“香餑餑”,但其發(fā)展決不能圖一時之利,要謀長久之功,只有那些擁有核心技術(shù)、綜合實力強的企業(yè),才能剩者為王,占據(jù)市場主導地位。
路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。總而言之,2023年我國能源電力行業(yè)牢牢圍繞以人民為中心的發(fā)展思想,“火水風光生核氫”等各發(fā)電模式齊上陣,全面開花,憑借“八路神仙、各顯神通”的氣概,承載著人們對美好生活的熱切期盼,創(chuàng)造諸多世界之最,取得了非凡成就,推動了我國由電力工業(yè)大國向電力工業(yè)強國的華麗轉(zhuǎn)身。