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当下能源变革的突出问题在哪?很多人都忽视了

作者:凯恩斯   来源:《财富时代》2022年9月刊 2022-10-25 14:03:55

2022年的夏季高温、干旱、限电,川渝地区电力缺口的问题持续引发关注。很多人都把关注点停留在此次川渝大规模限电的问题上,或者着急如何发展新的能源供应,而没有去思考当下能源转型出现的突出问题,这篇文章笔者将从几个主要的问题上来阐述一下。

第一点,新旧能源之间的协调互补,是个缓慢配合的过程,过渡期的能源结构比较脆弱,往往会造成新能源供需不平衡的问题。欧洲能源变革过程出现了种种问题,关键时刻风能、太阳能无法及时补给能源的缺口。2021年下半年,欧洲天然气供需严重失衡,天然气供应不上来,导致电价大涨,能源不稳定带来的一系列问题冲击欧洲的经济。

第二点,储能是能源应急的一部分,能源相互协调配合下必须做好储能。

第三点,对新型能源来说,有支撑力度,有市场需求,有建设项目,剩下的产业链上的调节非常关键,比如,上游硅料价格猛涨,中游的组件厂的盈利能力已经受到影响,而下游的建设需求也受到一定程度的压制;调节不好产业之间的问题也很麻烦,上游价格需要管控,价格控制在合理范围,才能解决中游的组件正常运行,下游正常的需求,推动光伏产业链回归到稳健的增长势头中。8月25日工信部发布了《推动能源电子产业发展的指导意见》,提到2025年的目标,还提到引导光伏、储能技术均衡发展,避免恶性竞争的内容,这个还是应该引起我们关注的。

各项新型能源之间如何协调配合?

这次四川限电凸显了四川能源结构问题:能源转化不足,新旧能源衔接不足。

2021年,四川的水电占了80%左右,火力发电占了15%左右,而风力发电加太阳能发电加起来不到5%。即便是水电发电大,但结构不平衡,没有充足的储备,我们看2021年,四川发电量减去用电量还剩1255亿千瓦时,但每年要往外送1300亿千瓦时。保有电力不充足,一旦出现干旱、高温这类极端天气,出现电荒就是大概率事件。

水电调节能力总体较弱,具有年调节能力的水电不足10%,电力供需丰枯、峰谷矛盾并存。今年7月份,四川、云南和湖北水电增速分别比6月回落了17.8%、26.3%和66.4%。而8月长江流域降水量仍然明显低于过往,澜沧江和金沙江流域降水量偏低但程度较浅,所以四川和湖北近来受到了更大的影响。加上四川省的电力装机结构较为单一,又恰巧处在高温少雨的中心地带,7月水电来水偏枯四成、8月以来偏枯达五成,水电日发电量大幅下降,供电能力的下滑更为严峻。受高温刺激,四川7月电力售电量达290.9亿千瓦时,同比增长19.8%,再次凸显了供需协调失衡问题。

火电在四川电力结构占比里排第二,四川需要考虑的是如何发挥存量煤电的作用,水电出现问题的时候,火电能否在缺电的时候进行补充。

从四川地区反映出的能源结构问题,也能够看出,我国的新能源衔接协调好像依然显得不足,今年四月份的博鳌亚洲论坛年会上,提到了新旧能源的存续接替的话题,其中我国工程院院士、新能源电力系统国家重点实验室主任刘吉臻形象地确认了传统能源的两个属性:其一是能够提供足够的电量,其二是支撑新能源。“如果没有我,你这个调皮孩子也完不成,所以叫做兜底,你有你就尽量发,你没有我顶上。”

光伏、风能、水电、氢能等这类新能源在供给的过程中缺乏弹性,供给系统的稳定性相对较低,协调性低,很容易受到极端天气的影响,在能源变革的过程中,还是需要用天然气、石油、煤炭等传统能源的补充。煤炭这类火电能源是我们国家基础的能源供应保障,所以煤炭应该存在机会,价值等同于石油。基础的能源还是不能丢的,一定要作为新能源大力发展时期的补充能源。发挥传统能源和新能源各自的优势,相互衔接融合成一个能够支撑有序生活生产发展稳定的、可靠的、安全的能源系统。

目前,风能发电得到了好的验证,以风电发电小时数为例,国际能源局数据显示,2021年,全国风电发电量6526亿千瓦时,同比增长40.5%,利用小时数2246小时,利用小时数较高的地区中,福建2836小时、蒙西2626小时、云南2618小时。但是一年有8760小时,除了风能发电之外,还需要火电、水电、光伏、氢能等能源的支持配合。

最关键的问题还是在效率,如何做到高能效,高能效即是产出比要高,不然的话再先进的科技也无法大面积商业化,我们传统的火电利用率就不是很高,火电占全国电源装机比重达到67%,但调峰能力普遍只有50%左右。“三北”地区供热机组占有很大比重,10个省区超过40%,供热期调峰能力仅为20%左右。相比之下,西班牙、丹麦等国家火电机组都具备深度调峰能力,调峰能力高达80%。虽然2019年我国已完成火电灵活性改造容量约5775万kW,但是还差很远,火电灵活性改造还要继续。

储能是能源应急的基础

为什么需要庞大的储能?因为电的速度很快,以光速传送,发电、输电、配电这几个环节需要同步进行,整个电力系统时刻处于一个动态的平衡状态。当电网正常运行时,发电机发出的有功功率和负载消耗的有功功率是相平衡的,整个系统的频率维持在额定值。

若是电源功率大于负荷功率,那么系统频率升高,反之则降低。所以电网往往是利用一次调频、二次调频来保证频率在合理范围内,否则会发生频率崩溃,造成大面积停电。

电力系统最需要的就是稳定,而风电、光伏等新能源往往具有很强的间歇性和波动性。无论是风电,还是光伏,都非常依赖天气本身。从光伏的逻辑来看大多是在正午达到高峰,到了晚上就无电可用,而晚上往往要比白天的耗电量更大,不得不用其他能源来调峰,对电网的负荷极大。在这种高波动性下,如果没有储能,像青海、内蒙古等地的风光电,在光照或风力充足的情况下,发了很多电却用不完,就面临很高的弃光、弃风率。

目前全球最多的传统储能手段就是抽水蓄能,抽水蓄能有一个致命弱点——必须寻找水资源和地理结构合适的地方,如果想系统性布局,很多省份和城市并不具备相应的条件。

在新能源并网占比比较低的时候,利用低成本的抽水蓄能为火电配套是非常不错的方案,但当新能源占比超过15%以上的时候,就需要一种选址灵活、单体投入成本较低、建设周期更短、经济性也不错的方案。

所以,还是要建立高效率的储能,通过风、光、水、火储多能有效结合、发挥各类电源优势,调峰调压,提升消纳能力,增加新能源应用比重,缓解弃风、弃光、弃水,实现能源相互发展。

各项能源产业链上下如何调节?

新能源中,最有潜力的应该是光伏。国内来看,2014年,我国分布式光伏新增装机突破1GW;2015年,我国光伏新增装机首次超过德国,累计装机容量为43.18GW,成为全球光伏装机容量最大的国家。根据国家能源局最新数据,2022年1-7月光伏新增装机约38GW,同比增长约110%,保持高速增长。

7月,2022年光伏产业链供应论坛中,中国光伏行业协会名誉理事长王勃华表示,通过对各省装机规划了解看,乐观预计光伏市场或将开启加速模式,并将今年新增装机预测调高10GW,预计全年实现85-100GW。据统计,截至目前,已有25省市自治区明确“十四五”期间风光装机规划,其中光伏新增装机规模超392.16GW,未来四年新增344.48GW。这样来看,光伏产业还有很大的提高,很大的市场,距离实现目标还早着呢。

2022年以来,大大小小的支持光伏的政策有40余项,为光伏产业的健康发展打下了良好的政策基调。

8月18日,科技部等九部门联合印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022-2030年)》,方案提出,研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术,研发漂浮式光伏系统。研究光储直柔供配电关键设备与柔性化技术,建筑光伏一体化技术,区域—建筑能源系统网荷储用技术及装备。

从这些能源中,能看出国家对光伏重视程度很高。相比其他新型能源,光伏的技术已经基本成熟,在生产线专用设备方面,从硅材料生产,硅片加工,电池片、组件的生产到与光伏产业链相关检测设备、模拟器等,都已具备成套供应能力。

光伏技术还具备降本增效的能力,比如2014年,隆基率先攻克RCZ单晶生长技术产业化难题,使硅棒产出由原来的每坩埚60千克,提升至每坩埚超1500千克。这使单晶与多晶之间巨大的成本差距快速缩小,仅2020年就为中国光伏产业节省成本约136亿元。

未来光伏产业是朝阳产业,现在传统的火电发电模式占比仍然高达六成,光伏只占12%左右,要实现替代,光伏等新能源整个产业链仍然有做不完的生意。所以光伏的需求会越来越大,光伏的建设还会加大。

但是,光伏供应端还不充足,硅料等原材料出现供不应求的状态,价格仍将处于高位。随着国家对新能源的推广力度,光伏产业持续受到资本的挟持以及市场的关注,通威、隆基、中环,还有众多的产业链上下游企业都成为热点。但是并不是产业链上的每家企业都能够分到一杯羹,下游需求增长快,上游供应增长慢,供不应求状态下,上游的硅料的赚钱效应,明显要高于中下游。

这和新能源汽车的情况很像,最近几年新能源汽车呈现爆发式增长,产业链各环节企业都在加速扩产能,加强资本开支。但是却面临利润沿产业链不断向上转移,整个新能源产业链,利润不断从下游,向中游,再向上游转移。导致大多数整车和电池企业都在给上游的锂矿打工,结构很不合理。中下游所有新能源高科技企业的研发创新投入,到头来还赶不上上游的垄断和涨价。

根据已发布半年报的十几家锂材料加工企业来看,今年上半年平均利润达到35亿元以上,锂材料加工企业则有着极高的毛利率。上游矿产公司则利润更高。可新能源汽车整车企业基本处于亏损状态。上游矿产公司赚了满盆,下游整车企业亏损,长期下去,很难维持整个产业链的健康发展。这是一个前车之鉴。

前段时间,通威股份预中标华润电力3GW组件集采的消息在行业内引发了热议,其受关注的焦点就在于通威是以全场最低的1.942元/W的价格成为第一候选人。这一竞标价格比第二候选人的亿晶光电低了近5分/W,较之第三候选人的组件龙头隆基股份低了8分/W。

光伏行业上下游相互渗透不是第一次了,但之前还是说一说,而如今则是实打实的抢占和内卷,通威本次投标凭借价格优势击败了隆基,“低成本为王”已经成为光伏行业的基本生存法则。

实际上,光伏行业竞争加剧,催生了一体化发展。而一体化发展的结果,行业内卷化也会越来越严重。

通过这次华润电力集采的中标结果就能发现,通威股份与其他候选人之间已然掀起了新一轮的“价格战”,以明显低于竞争对手的价格中标,行业内卷趋于白热化。

龙头企业都这样内卷,那二三线企业又该如何生存?二三线组件企业由于没有垂直一体化产能,成本相对较高,硅料硅片价格持续上涨,据公开信息显示,目前国内组件价格在1.91元/W-1.98元/W之间。而硅料和硅片以及电池价格的持续上涨,必然会加大下游组件企业的成本压力,进一步压缩其利润空间,二三线企业的压力可想而知。今年二季度,光伏组件企业整体开工率较一季度出现明显下降,维持在大约50%的水平;组件企业的毛利水平也在10%以下。

所以,产业要想有序推进,产业链上的每一处都应该获得应有的合理利润,不合理的时候需要加大管控,若是某一处吸收了大量的利润,压制了其他环节的利润,即便有政策支持鼓励,都会影响产业链的推进,拖慢整个产业链发展。像光伏产业链里上游硅料价格猛涨,中游的组件厂的盈利能力已经受到影响,而下游的建设需求也受到一定程度的压制,即便政策一而再再而三地推动,实际上还是拖慢了整个产业发展。

8月25日,工信部发布了《推动能源电子产业发展的指导意见》,能源电子产业听起来是个新概念,不过通俗地说就是强调新能源技术的发展,新能源发展和电分不开,包括太阳能光伏、新型储能电池、重点终端应用、智能电网、关键信息技术及产品(以下统称光储端信)等领域,若是遇到光伏、风电不稳定,也需要调峰,储能怎么去配合,包括特高压电力等等,都需要智能电网。

指导意见最大的要点就是点名了2025年的目标,即到 2025 年能源电子产业年产值达到3万亿元,综合实力进入世界先进行列。3万亿可不是小规模了,是非常大的规模,因此非常利好光伏相关的产业链,包括光伏硅片、功率半导体、逆变器等的方向。

另一个要点是文件还提到引导光伏、储能技术均衡发展,避免恶性竞争的内容,具体来看,鼓励以企业为主导,扩大光伏发电系统、储能、新能源微电网等智能化、多样化产品和服务供给。推动能源电子重点领域深度融合,提升新能源生产、存储、输配和终端应用能力。

积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源,推动能源电子产业链供应链上下游协同发展。引导太阳能光伏、储能技术及产品各环节均衡发展,避免产能过剩、恶性竞争。推动基础元器件、基础材料、基础工艺等领域重点突破。

我们上文说过光伏、新能源汽车都出现过产业链上下游出现的这种问题,从前段时间光伏板块的大跌,就可以看到恶性竞争产能过剩,是不可避免的一个过程。

如今文件下来了,之后应该怎么引导,这个还是应该引起我们关注的。

作者:中国十大财经自媒体人,中央电视台财经频道特约评论员,《财富时代》杂志专栏作家,博客总浏览量超过12亿,微信公众号【凯恩斯】粉丝近二十万。

 

 

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