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不可阻挡的可再生能源电网

时间:2020-04-19 09:14:16 来源:互联网

尽管去年美国天然气价格跌至10年来的最低点,但我去年5月预演的能源转型狂潮仍有增无减。 根据盖洛普的一项新民意调查,三分之二的美国人希望看到更多地强调太阳能、风能和天然气,而不到一半的人支持更多地强调核能、石油和煤炭。

除了民众的情绪外,可再生能源的安装也在迅速进行。 根据美国联邦能源管理委员会的数据[PD F],2012年,美国风力发电能力比任何其他能源都多:10700兆瓦,比天然气(8700兆瓦)高出23%,比新煤容量(4500兆瓦)高出一倍多。 新的太阳能容量增加了1500兆瓦,比2011年增加了31%。

人们普遍认为廉价的天然气会扼杀可再生能源的增长,我一直对此持怀疑态度,却从未找到令人信服的数据来支持这一观点,但这种观点毕竟没有什么实质意义。

即使在世界上最大的煤炭消费国中国,风力发电能力也比燃煤发电有史以来第一次增长。 2012年,风力发电增加了约26兆瓦时,而常规发电仅增长12兆瓦时。 更令人印象深刻的是,这家亚洲巨头的水力发电增长了196T Wh,远远超过了所有其他发电来源。

U.,美国天然气现货价格已经回到百万$英特(MMBtu)400以上,而2013年12月的天然气期货价格则超过4.30$。 我的年终目标是$4,所以天然气价格的上涨速度比我预期的要快。 正如我去年所详述的那样,$4确实是低成本页岩气生产商最低盈利价格,因此在经历了整整一年的停滞之后,天然气生产可能最终开始再次增长.. 根据美国的说法。 S.能源信息管理局(EIA),2013年1月的天然气产量(最近一个月有数据)为2.127万亿立方英尺(T CF),仍低于年初水平2.149tcf。 然而,最低的盈利能力不足以吸引新一轮的发展资本,在天然气恢复到5$或更多之前,我不会期望大幅增长。 页岩气的前景仍然不明朗。

天然气价格正在成为部署可再生能源的关键因素。

正如我在前面的专栏中所详述的,可再生能源已经开始在可再生能源占电网电力的很大一部分的地区推动核能和煤炭脱离电网。 这主要是因为它们在电网上的优先调度和需求高峰时的生成正在破坏传统的“基线”生成的经济学。 但天然气是风能和太阳能可变产出的天然补充,因为燃气“峰值”发电厂能够在可再生能源发电波动时快速上下坡以填补。

为了有一个主要由可再生能源驱动的电网,天然气价格必须保持与煤炭和核能的竞争力。 同时,无补贴可再生能源的成本必须继续下降,直到它与化石燃料竞争。 一些新的报告发现,到2020年,它将在关键领域达到这一点。

花旗集团(Citigrou p)的一份新报告(Giles Parkinson for Renew Economy)对此做了很好的总结,该报告预测,到本世纪末,太阳能将在世界大部分地区与化石燃料电网竞争,“可再生能源作为一种昂贵的电力来源的看法基本上已经过时了。

该报告提供了两张图表,显示了风能和公用事业规模太阳能在天然气发电方面的竞争力。

风图绘制了天然气价格的“产能因素”。 容量系数表示风电场的实际产量,表示为如果风电场以全“铭牌”容量全时运行时其产量的百分比。 因此,一个容量因数为32%的1兆瓦风电场每年将产生2803兆瓦的功率(一年1兆瓦x8760小时x0.32)。

环境影响评估为美国风提供了33%的平均容量因子,而国家可再生能源实验室(N REL)最近(2010-2012年)编制的估计数据给出了陆上风38%的中位容量因子和海上风39%的中位容量因子。

在花旗的图表中,32%容量因子的风在2012年与天然气的竞争力约为7.50$/MMBtu,到2020年将与天然气的竞争力约为6.50$。 在能力系数为40%的大风地区,风力已经与价格低于$6的天然气相竞争,到2020年将在$5时与天然气相竞争。

换一种说法,陆上和海上风力将比美国的燃气发电成本更低,天然气价格为$6/MMBtu或更高。 $6日的天然气将使美国页岩气产业的大部分盈利,如果不是更早的话,这似乎是2020年的好赌注。

对于公用事业规模的太阳能,花旗列举了各种太阳能日照因素(k Wh/kW/年)。 日照因素反映了一个特定区域的阳光程度。 日照系数2100将相当于24%的容量系数(2100÷每年8,760小时)。 对于美国太阳能光伏发电,EIA(偏高一点)给出了25%的平均容量因子,而NREL最近编制的估计从20%到28%不等。

花旗集团的图表显示,在阳光明媚的地区(日照系数为2100),公用事业规模的太阳能已经在天然气价格约为12.50$/MMBtu的情况下与燃气电力竞争,到2020年,天然气价格为5$,将比燃气电力更便宜。

花旗报告的结果? 到2020年,如果天然气价格在6/MMBtu$或更高,公用事业规模的太阳能和风能将比美国的燃气电力便宜。 分析师还指出,“公用事业规模太阳能正迅速接近与意大利、西班牙、美国和中国等多个国家批发电价的平价。

另外一些研究也指出,到本十年结束时,可再生能源将达到电网平价。

斯坦福大学(Stanford University)的研究人员预测,到2020年,公用事业规模的太阳能将达到电网平价,而在没有联邦税收优惠的情况下,“商业规模”的太阳能装置可能在两年后达到这一点。

当地自力更生研究所发现,在美国五个州,屋顶光伏发电已经比电网发电便宜10%以上。 到2022年,除华盛顿外,每个州都会有同样的情况,那里没有太多的太阳,水电太便宜了。

帕金森有帮助地收集了几份来自全球投资银行的最新报告,这些银行突然对可再生能源极为乐观。

全球投资银行瑞银(UBS)认为,在欧洲大部分地区,无补贴的屋顶太阳能正成为一个经济“无脑者”,“德国、意大利和西班牙的每个家庭住宅和每个商业屋顶都应该在本十年结束前配备一个太阳能系统。” 麦格理集团(Mac quarie Grou p)表示,在德国,“即使没有补贴,太阳能设施也可能以快速的速度继续运行”。 德意志银行(DeutscheBank)指出,印度和意大利的无补贴太阳能已经处于电网平价状态,而美国和中国的太阳能项目需求强劲,即使补贴很低。 到明年,德意志银行(Deutsche)看到太阳能在世界大部分地区从补贴市场向可持续市场过渡。

另一项新的研究发现,如果太阳能光伏安装在澳大利亚的每一个合适的屋顶上,它将不仅仅满足该国所有的住宅能源需求,并将电网电价从平均0.30$/k Wh降至0.07/k Wh,这使它成为一个煤炭丰富的国家的又一个经济上的无脑者。

同时,有证据表明,电网可以容纳比先前假设的更高水平的可再生能源,而不需要大量的存储或重大的电网重新配置。 (新读者可能想探讨一下我之前关于这个主题的专栏:“为可再生能源设计电网”和“即将到来:100%可再生能源”。

德国能源转型问题精明的英语观察家克雷格莫里斯(CraigMorris)最近强调了一项德国工程协会的研究,该研究发现,在没有任何真正的存储投资的情况下,电网可以从可变可再生能源中处理40%的电力。 可再生能源已经提供了大约25%的电网总功率。 从可再生能源中容纳80%的份额,这是德国2050年的目标,只需要大约14GW的短期电力和18GW的季节性电力储存,并将电网价格比2010年的水平提高约10%(从78€/MWh提高到84€/MWh)。 届时,核电将完全淘汰,燃煤发电将全部消失..

如果到2020年,美国的天然气价格上升到6$左右,并保持在$6-$12的范围内,那么燃气高峰工厂应该是最经济的方式,以满足全球大多数电网的最后20%左右的电网电力,至少直到可扩展和负担得起的存储选项到来..

在这方面,我期待着从现在起两周内在旧金山报道100%可再生能源会议的第一条道路。 演讲者阵容很好,包括几位思想领袖,我已经跟踪了他们的工作多年,包括加州兰开斯特,市长雷克斯·帕里斯,我去年六月对他进行了剖析。 (在帕里斯的领导下,兰开斯特最近成为全国第一个要求所有新住宅项目每户至少配备1千瓦太阳能光伏的城市。)

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