世界上需要多少光伏电站才能实现碳中和? 资产负债率

股票资讯  2021-02-20 15:42:05

专家认为,为了在未来实现零碳排放,能源系统将主要依靠低成本的太阳能发电。到2025年,全球必须建设约100家太阳能电池板工厂,以实现到2035年世界能源供应的“去石化”。如果没有以光伏为代表的可再生能源,通过技术进步实现的成本会迅速下降,那么实现“碳中和”的目标就更加困难。

去化学石化势在必行

克里斯蒂安·布雷尔是芬兰LUT大学的太阳能经济学教授,他设计了通向未来零排放能源系统的过渡路线。他说:“世界必须尽快、安全和经济地实现温室气体净排放为零,而且有必要对能源系统进行去石化处理。为了实现这一目标,有必要为世界上每个地区提供一条技术上可行、成本优化的能源系统转型之路。我们的计算给出了如何实现转型的答案。”

LUT的成本优化模型于2019年发布,它展示了如何实现零净碳排放的全球能源系统。在这种模式下,当实现零排放时,太阳能光伏板(PV)在一年内满足全球所有目的的总能源需求的69%。其余来自风能、生物质能和垃圾、水电和地热能。

布雷耶强调,他的零排放设想不包括核电,因为它“太贵”。光伏技术越来越便宜;另一方面,核电站的建设成本正在上升。此外,安装和运营太阳能发电厂更容易、更快、风险更低。

全球实现碳中和,需要多少光伏厂?

世界应该什么时候停止燃烧化石燃料?

LUT的研究人员基于太阳能模型提出了两个问题。

首先,如果要实现国际公认的全球变暖保持在1.5摄氏度(2.7°F)以下的目标,地球的温室气体排放量什么时候才能达到净排放为零?

其次,要想实现这个气候目标,必须建多少个太阳能电池板制造厂?何时才能完成,以满足太阳能占所有能源生产三分之二的要求?

英国利兹大学气候学家皮尔斯·福斯特(Piers Forster)表示:到2021年初,为了将全球变暖控制在1.5摄氏度以下,人类可以向空气中释放多达1950亿吨的二氧化碳,而自工业革命开始以来,人类已经向空气中释放了1700亿吨二氧化碳。

仅在2019年,全球总排放量约为40亿吨二氧化碳。如果未来几年的排放量大致维持在2019年的水平(很有可能),剩余的CO2排放预算将在2025年底前用完。之后,世界将处于碳超标状态,这可能导致更危险的气候变化。

布雷耶说:“我们必须在2025年后尽快实现零排放。目前零排放的政治目标年是2050年,为时已晚。”

全球实现碳中和,需要多少光伏厂?

燃煤发电的真实成本

为了避免危险的气候变化和长期海平面上升,现在释放到大气中的大部分碳必须在未来几十年内回收,这将是非常昂贵的。布雷尔认为,更快地扩大可再生能源系统,并尽快关闭燃煤电厂,将会便宜得多。

原因如下:1兆瓦时的燃煤发电将导致约1吨二氧化碳排放。长期来看,如果二氧化碳永久储存,每吨成本可能在100欧元左右。相比之下,到2020年,德国1兆瓦时电力的平均交换成本将为33欧元。这意味着燃煤发电实际上比没有碳排放的光伏发电或风力发电贵四倍。

布雷耶说:“这不包括燃煤电厂排放的重金属的健康成本。公共卫生专家估计,仅在德国,这种污染每年就造成约5000人过早死亡,而在亚洲,这一数字接近100万。”

全球实现碳中和,需要多少光伏厂?

解决方案:立即建立100家巨型光伏工厂

LUT模型估计,地球上90%的零排放将来自电力而不是化石燃料,69%的电力将来自太阳能光伏发电。实现这个目标需要多少巨型光伏组件工厂?什么时候完成?

这取决于我们对世界上剩余的200亿吨二氧化碳的碳预算有多紧张。让我们想象一个到2035年完全由可再生能源驱动的全球系统,并假设新的光伏电站将在2025年建成,因此它们可以在10年内完成工作。

到目前为止,世界上最大的光伏组件工厂正在中国安徽省建造。根据开发商GCL集成科技有限公司的公告,其年生产能力为60GW(GW或Jiwa,功率单位,1GW = 10亿瓦),该项目总投资为180亿元,其中固定资产总投资约为120亿元,将于2020年至2023年四年分四个阶段投资建设。到2020年,全球光伏产能将达到200GW左右,其中大部分将在中国。

LUT模型预测,当世界实现碳中和时,世界可再生能源发电装机容量将达到78,000千兆瓦。包括63,400千兆瓦的太阳能光伏,大约8,800千兆瓦将在欧洲。

我们能否在2024年前建立足够的工厂,并在2035年前生产出所需数量的太阳能电池板?答案是:远非如此!按照目前的行业规划,到2024年,仅建立400GW的年光伏产能,全球仅生产安装1,500GW左右的光伏。为了在2035年前实现零排放,三分之二的能源来自太阳能,2025年至2035年期间将再生产和安装62,000千兆瓦的光伏发电,即每年6,200千兆瓦。

这意味着,为了应对气候变化的挑战,到2024年,我们需要再建设至少100家与安徽60GW光伏组件厂规模相同的超级工厂,以实现每年6,000 GW的总产能。如果欧洲想生产自己的光伏组件,而不是进口它们,那么100家大型工厂中的15家必须位于欧洲。

这些数字告诉我们,作为全球净零排放竞争的核心要素,可再生能源的快速扩张在技术上是可行的。毕竟,人类必须有能力建造和运营100个巨型工厂。目前的关键问题是:我们会认真对待气候科学家的警告,挽起袖子努力工作吗?

“碳中和”开启中国光伏产业的未来

在去年12月16日至18日召开的中央经济工作会议上,“做好碳峰值和碳中和”首次被列为今年的重点任务之一。这也是首次将碳峰值和碳中和目标纳入正在编制的经济社会发展“五年计划”。

此前,高层官员指出,中国将增加国家自主贡献,采取更有力的政策措施,力争到2030年达到二氧化碳排放峰值,到2060年实现碳中和。(也叫30.60目标)这是中国第一次向世界明确碳中和的时间点,也是迄今为止各国做出的将全球变暖预期降到最低的气候承诺。

在高层明确任务后,许多部委也开始做出回应:

12月20日,国家发改委强调,要部署开展碳峰化和碳中和相关工作;

12月21日,央行表示,为实现碳中和目标,将加大对新能源产业和能效利用产业的金融支持力度;

12月22日,生态环境部副部长透露,生态环境部正在制定2030年前碳排放峰值的行动计划和行动方案,支持有条件的地区率先达到碳排放峰值。

然而,中国的碳排放强度仍然很高。从行业来看,电力行业的碳排放占41%,因此加快能源结构调整迫在眉睫。根据《中国实现碳中和的路径建议》研究报告,“加快可再生能源转化”是实现“碳中和”目标最有效的途径之一。也就是说,如果中国继续提高道路运输、建筑和工业的直接电气化程度,并通过推广零碳电力(太阳能和其他清洁能源发电)的供应,将建立一个更大、更清洁的电力系统。那么,电力行业的碳排放最早会在2024年达到峰值,然后迅速下降。

根据国家能源局新能源司的最新预测,到今年年底,光伏发电装机容量将超过风力发电,成为中国第三大电源。根据国家能源局目前的计算,“十四五”对光伏发电新增装机容量的需求将远远高于“十三五”。中国光伏产业协会还预测,中国光伏年装机容量将在70GW至90GW之间,是目前年装机容量的两倍以上。

此外,用户光伏空间正在开放。华创证券指出,预计今年中国光伏新装机容量将在35GW左右。如果用户新增装机容量达到10GW,比例将超过28.5%,这意味着PV正向普通人的家庭迈进。用户光伏有巨大的潜在空间,其价值尚未得到充分开发。按照10%的普及率,单位瓦特值3.5元/W,市场空间可能达到1.4万亿元。

未来,全球电力系统将更加依赖中国的光伏发电

据不完全统计,除目前已实现“碳中和”的苏里南和不丹外,瑞典、英国等6个国家已制定“碳中和”,欧盟整体和加拿大等5个国家和地区处于“碳中和”立法(流程)状态,中国、日本等14个国家已发布“碳中和”政策宣言文件。

“碳中和”全球目标的实现有赖于以光伏为代表的可再生能源和清洁能源的开发利用。2019年,中国的硅材料、硅片、电池和元器件分别占全球产量的67%、98%、83%和77%,而中国光伏产品的60%-70%出口到世界各地。全球十大光伏组件出口商大多是中国企业。作为全球最大的光伏生产基地,全球碳中和也意味着全球电力系统将更加依赖中国光伏!


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