报告|欧洲电力评论报告:可再生能源正在欧洲取代天然气,去煤进程受阻
欧洲智库Ember发布的最新《欧洲电力评论——天然气危机中断了欧盟去煤进程》(European Electricity Review 2022——Gas crisis interrupts EU coal exit)报告指出,随着新的可再生能源取代昂贵的天然气而非污染更多的煤炭,欧洲去煤进程受阻。欧洲天然气危机为欧盟的清洁能源转型带来了“范式转变”(Paradigm shift)。
《欧洲电力评论——天然气危机中断了欧盟去煤进程》
European Electricity Review 2022——Gas crisis interrupts EU coal exit
https://ember-climate.org/project/european-electricity-review-2022/
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报告分析了所有欧盟 27 个国家 2021 年全年发电数据,以了解欧盟从化石燃料过渡到清洁电力方面的进展。这是 Ember(前身为 Sandbag)发布的第六份欧盟电力行业年度报告。报告将 2021 年与 2019 年新冠疫情之前的基准水平进行了比较,首次深入分析了天然气在新冠疫情大流行恢复后是如何影响欧盟的电力部门。
报告包括三个主要发现:
可再生能源主要取代的是天然气,而不是煤炭;
排放量下降只有到 1.5摄氏度目标所需速率的一半;
在整个能源危机期间交付的风能和太阳能装机情况。
从历史数据看,欧洲不断增长的可再生能源逐渐取代了排放最密集的煤电。然而,由于2021年下半年以来天然气价格的飙升,可再生能源取代的是天然气而不是煤电,欧盟加速淘汰煤电的计划得以减缓。而目前欧洲天然气危机将至少持续两年,如果各国不能加快可再生能源的部署并立法继续关闭煤电厂,欧洲的气候目标将可能面临风险。
Ember欧洲项目负责人查尔斯·摩尔表示:
“天然气危机是欧盟电力转型的范式转变。需要采取行动确保欧洲的煤炭淘汰工作保持在正轨上。立法是保证到 2030 年关闭燃煤电厂的唯一途径;波动的天然气价格清楚地表明,要实现碳减排目标不能仅仅依靠市场力量。”
“这是一个巨大的警钟。煤炭和天然气都等碳排放源头都需要减少,且需要加快去碳的速度。脱碳对经济和气候的好处日益明显。将 温控1.5摄氏度目标保持在触手可及的范围内,需要大幅度提升可再生能源的比例,以确保到 2035 年所有电网都不再使用化石燃料。欧洲向清洁电力过渡,现在正是加倍努力的时刻。”
报告摘要
1、可再生能源主要取代天然气,而不是煤炭
欧洲的可再生电力继续扩张,过去两年平均每年增长44 TWh(太瓦时)。自2019年以来,超过一半(52%)的新增可再生能源发电替代了天然气发电,三分之一替代了核能,而只有六分之一替代了煤电。然而,在此之前,从2011年到2019年,超过80%的新增可再生能源取代了煤电。在过去两年中,只有西班牙(-42%)和希腊(-43%)等关闭燃煤发电站的国家的煤炭发电量下降,但这又被波兰(+7%)的增长所抵消。一些欧洲国家核电站的停运和关闭也降低了煤炭发电量下降的程度。
2019年后,可再生能源主要代替的是天然气而非煤炭
2、排放量下降只有到 1.5摄氏度目标所需速率的一半
在2019至2021年间,欧盟电力部门的排放量下降了不到1.5摄氏度目标所需的一半。目前,从化石燃料到清洁能源的转变速度不够快。煤炭是排放最高的燃料,自2019年以来仅下降了3%,而此前的两年降幅为29%。西班牙在过去两年中实现了最大的减排,而波兰则是迄今为止对总体进展的最大拖累。2021年,化石燃料仍占欧盟电力生产的37%,可再生能源则占37%,核能占26%。
2019年开始,欧盟电力部门的排放逐渐偏离1.5摄氏度轨道
3、在整个能源危机期间交付的风能和太阳能装机情况
好消息是,欧盟的风能和太阳能的产能在整个能源危机中都得到了充分释放,除9月份外,在2021下半年每个月都创下新的记录。风能和太阳能在2021年创下新纪录(547TWh),尽管由于风速较低使得这一年风电光伏发电量增长一般,但风能和光伏的发电量仍然首次超过了天然气发电(524TWh)。尤其是太阳能在欧洲北部和南部地区蓬勃发展, 2021 年的发电量比 2019 年增加 了27%,同期荷兰和西班牙的发电量翻了一番。
能源危机期间,风电光伏都创下了新的月度记录
欧盟北部和南部地区太阳能发电蓬勃发展
欧盟27国可再生能源装机排行及占比排行
报告要点
欧盟范围内的需求恢复到新冠疫情大流行前的水平
化石燃料下降,但去煤进程减缓。
化石燃料发电在 2021 年有所增长,但仍低于新冠疫情前的水平。2021 年,欧盟 27 国的化石燃料发电量同比增长 4%(+43 TWh)至 1069 TWh。到 2021 年,化石燃料仍占欧盟发电量的 37%,低于 2019 年的 39%。自 2019 年以来,化石天然气发电量下降了 8%,占欧盟发电量的 18%(524 TWh)。煤炭发电占欧盟电力的 15%(436 TWh),自 2019 年以来仅下降 3%,而前两年下降了 29%。
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到 2021 年年中,能源危机使天然气发电比煤炭更昂贵
可再生能源在 2021 年下半年取代的是天然气而非煤炭
以 2019 年为基准,可再生能源产量的增长在 2021 年上半年主要取代的是煤炭。然而,到了下半年,由于天然气发电比煤炭更昂贵,新的可再生能源产量反而取代了天然气。此外,2021 年下半年,部分天然气直接被煤炭所替代,这一替代量相当于 2021 年煤炭总发电量的 5% 左右。
随着新的可再生能源取代天然气而不是煤炭,出现范式转变
新的定价动态意味着新的可再生能源主要取代了昂贵的天然气,而不是排放更密集的煤炭发电。
欧洲的可再生电力继续扩大,过去两年平均每年增长 44 TWh。自 2019 年以来,新的可再生能源发电中有一半以上(52%)取代了天然气,三分之一取代了核能,而只有六分之一取代了煤炭。然而,在此之前,从 2011 年到 2019 年,超过 80% 的新可再生能源替代了煤炭。自 2019 年底以来,核电停产和工厂关闭的增加也降低了煤炭发电量下降的程度。
煤电仅在关闭燃煤电厂的国家出现下降
自 2019 年以来,西班牙的燃煤发电量几乎减少了一半,此前两年关闭了 6.5GW 的煤炭产能(占全部燃煤电厂的一半以上)。 近两年,捷克、希腊、意大利、罗马尼亚和葡萄牙各退役约1-2GW(包括2019年底退役的电厂)。葡萄牙的燃煤电厂关闭使其成为第四个完全无煤的国家。
不幸的是,一些国家关闭煤炭的影响大部分又被欧盟其他地方现有煤炭发电站的使用增加所抵消。 自 2019 年以来,波兰的煤电产量增加了 7%(+8 TWh)。在连续 53 个月的进口之后,波兰甚至从 2021 年 8 月开始成为电力净出口国。
可再生能源打破新纪录,但增长放缓
2021 年,欧盟可再生能源发电量达到 1068 TWh 的新高,同比增长 1%(+12 TWh),与 2019 年相比增长 9%(+88 TWh)。可再生能源占比2021 年占欧盟电力生产的 37%,高于 2019 年的 34%。
自 2019 年以来,风能和太阳能一直是可再生能源增长的主要来源。风能和太阳能发电量在 2021 年创下新纪录(547 TWh),发电量首次超过化石天然气(524 TWh)。到 2021 年,风能和太阳能占欧盟电力的 19%,高于 2019 年的 17%。
欧盟风电发电量同比略有下降(-2% / -10 TWh),仅相当于欧盟总发电量的0.3%。太阳能发电量则增加 10%(+14 TWh),欧洲蓬勃发展的太阳能,足以抵消风能发电量的少量下降,这确保了欧洲风能和太阳能的持续增长。 随着可变可再生能源(VRE)份额的增加,由长时储能(如绿氢)支持的现代化、灵活的电网可以确保未来的能源安全。
2021 年,整个欧盟的风电和太阳能装机容量继续增长。风电和太阳能装机容量估计分别增长了 8%(+15GW)和 16%(+22GW)。
整个能源危机期间风能和太阳能每月都有上佳表现
随着天然气价格的加速上涨,电价危机于 2021 年下半年真正显现。风能和太阳能在整个危机期间都发挥了重要作用。除 9 月外,2021 年下半年,欧盟的风能和太阳能发电量均创下历史新高。尽管人们担心风电产量下降,但实际上与 2020 年同期相比,2021 年下半年的风电产量还增长了 2%。
实际上,化石燃料价格尤其是天然气价格的异常上涨,是迄今为止欧盟电价上涨的最大推动力。 (参考:英国天然气、电价飞涨,根本解决方案是加快向可再生能源转型,图说 | 俄乌开战,对欧洲天然气供应影响有多大?)
西班牙、荷兰和希腊已成为欧盟风能和太阳能增长的新引擎。
这三个国家的风光市场份额在短短三年内增长了约 10 个百分点。到 2021 年,风能和太阳能提供了西班牙三分之一的电力,荷兰和希腊至少提供了四分之一。自 2019 年以来,这些国家共同贡献了欧盟一半以上的风能和太阳能产量增长,尽管它们仅占电力需求的 16%。
上述国家风能和太阳能增长受到支持性政策框架、成本下降和气候雄心的推动。西班牙和荷兰计划到 2030 年提供约三分之二的电力来自风能和太阳能(https://ember-climate.org/project/necp7/ ),希腊的目标是 50%。相反,波兰和意大利等可再生能源扩张速度则非常慢,而保加利亚、捷克和罗马尼亚等国家几乎没有部署任何风能和太阳能。
核能从新冠疫情的衰退中复苏,但仍处于长期衰退中
2021 年,欧盟核电发电量为 733 TWh。随着法国和比利时核电厂可用性的提高,2021年比 2020 年的核电增加了 7%(+47 TWh)的产能,但仍比 2019 年低 4%(-32 TWh),这主要是一些计划中关闭的核反应堆所致。到 2021 年,核能占欧盟电力生产的 26%,低于2011年前的 29%。
自 2019 年以来,核电产量下降大国包括:法国(-18 TWh)、瑞典(-13 TWh)和德国(-6 TWh)。自 2019 年底以来,这三个国家都关闭了至少 1.8 GW的核电装机容量。虽然比利时核电产量有所提高(+7 TWh),但也只抵消了部分减少。
欧盟核电的长期结构性衰退,减缓了电力部门脱碳的进度。可再生能源发电量的增长,一部分用于弥补核电产量的损失,从一定程度上也延缓了化石燃料的替代速度。这种化石燃料被可再生能源替代速度减缓的趋势在不久的将来可能还将继续下去。(https://ember-climate.org/project/european-electricity-review-2022/#chapter2)
欧盟电力部门的排放自2019年开始进展缓慢,已远离温升1.5摄氏度的轨道
根据国际能源署 (IEA) 的报告(https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050),全球温升限制在 1.5 摄氏度并避免气候危机的最坏影响要求发达经济体(包括欧盟)的电力部门到 2035 年达到净零排放。以 2019 年为基准(排除 2020 年新冠疫情带来的数据异常),电力部门的排放量最少需要以每年 6% 的年均速度下降,才能在 2035 年实现净零排放。
Ember 预计 2021 年欧盟电力部门的(直接)温室气体 (GHG) 排放量为 7亿吨二氧化碳当量(700 MT CO2eq),相当于自 2019 年以来每年平均下降 2.5%。因此,欧盟电力部门的排放量下降尚不到保持在 1.5摄氏度轨道所需的速率的一半。
排放量下降的速度不够快,是因为清洁能源替代化石燃料的速度仍不够快。目前欧盟的可再生能源正在取代天然气而不是排放更密集的煤炭,则进一步减缓了碳减排的进展。
西班牙是欧盟电力部门减排的最大贡献者,其他多数国家的电力部门排放量与 2019 年相比有所下降。波兰是一个明显的例外,这是迄今为止对整体进展的最大拖累,与 2019 年相比,波兰的排放量增加了 7%。因煤炭发电的增加,保加利亚、丹麦和爱尔兰的排放量也都出现了大幅增长。
2021年欧盟电力比 2019 年更加清洁。欧盟电力的排放强度(每单位电力排放的温室气体量)从 2019 年的 253gCO2eq/kWh 下降到 2021 年的 241gCO2eq/kWh。欧盟最清洁和排放最多的电网之间,仍然存在着巨大的差距。
欧盟的几个新兴趋势
2021年,欧盟电力呈现出三个新兴趋势:天然气作为过渡燃料的可信度消失; 太阳能光伏时刻已经到来; 欧盟核能衰退正在延缓电力部门的进展。
天然气作为过渡燃料的可信度消失。2021 年的天然气危机为欧盟的电力转型带来了范式转变。飞涨的化石天然气价格意味着新的风能和太阳能取代了化石天然气而不是煤炭。由于市场价格表明天然气危机将至少在未来两年持续,化石天然气作为电力部门“过渡燃料”的前景似乎受到严重破坏。
天然气危机导致欧盟电价飙升
天然气价格在 2021 年呈指数级上涨。TTF 日前价格(欧盟天然气基准合约)在 2021 年 12 月与 2020 年 12 月相比上涨了 585%。 天然气价格史无前例的飙升,由多种因素共同造成:2021 年初北半球寒冷的冬天耗尽了天然气的存储量 亚洲和南美洲的需求和价格增加,导致液化天然气 (LNG) 运送到这些地区而不是欧洲 随着新冠肺炎疫情限制令的解除,全球对天然气的需求上升 从俄罗斯输入欧盟的天然气进口低于预期
天然气危机可能还将延续到 2023 年以后。
根据未来天然气价格预测,这场天然气危机预计至少会持续两年。截至 12 月底,TTF 荷兰天然气2022日历年和 2023日历年合同的交易价格分别为 90 欧元/兆瓦时和 42 欧元/兆瓦时。这样的价格条件下,天然气仍将是最昂贵的发电方式——超过硬煤和褐煤。 持续的供应问题和不断加深的地缘政治动荡(https://www.reuters.com/markets/commodities/gas-flows-eastward-via-russian-yamal-pipeline-jump-2022-01-04/)导致人们有理由担心天然气危机将产生长期影响。一些能源分析人士认为,天然气危机将持续到2025年(https://www.forbes.com/sites/uhenergy/2021/09/24/as-lng-resources-stall-prices-are-set-to-rise-until-2025/)。这将显著增加与持续依赖挥发性进口化石天然气发电相关的风险,因此也有助于加速向清洁电力的过渡。天然气危机使可再生能源更具竞争力。
在天然气危机爆发之前,风能和太阳能发电的成本已经比天然气便宜(https://ember-climate.org/project/european-electricity-review-h1-2021/),尽管全球大宗商品价格上涨,风电光伏发电成本也变得更具成本竞争力。国际能源署 (IEA)最近文章(https://www.iea.org/articles/what-is-the-impact-of-increasing-commodity-and-energy-prices-on-solar-pv-wind-and-biofuels)证实, “尽管商品和能源价格高企导致设备价格出现历史性上涨,但天然气和煤炭价格上涨提高了风能和太阳能光伏的竞争力”。 此外,随着储能技术的进步和相关成本的降低,风能和太阳能与储能相结合将逐渐挑战天然气发电所能提供的灵活性(https://carbontracker.org/reports/put-gas-on-standby/),因此风能和太阳能足可成为欧洲未来电力系统的支柱。现在是摆脱化石气体的时候了
欧洲新的能源危机有力地提醒人们,只要欧洲仍然依赖进口化石燃料,它就会面临能源价格波动的风险。再加上天然气发电价格昂贵且前景不明朗,而风能、太阳能和清洁电力灵活性解决方案等替代能源的竞争力进一步增强,天然气作为过渡燃料的前景无疑将受到严重挑战。 许多国家都依赖可再生能源来替代排放量更大的煤炭,而忽略了可能存在的天然气问题,而天然气比煤炭更贵,单靠市场力量无法再保证推动去煤进程。现在,出于经济和气候目标的原因,逐步淘汰这两种燃料的紧迫性越来越高。欧洲需要以足够多的规模部署可再生能源,以迅速取代煤炭和天然气。 要将全球变暖限制在 1.5摄氏度以内,发达经济体(包括欧盟)必须在 2035 年之前实现电力部门的净零排放。(https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050)可再生能源的加速部署以及能源效率投资的增加,为摆脱能源和气候危机提供了一条出路。欧洲能源危机之后,更多的国家看起来可能会选择这条道路,而不再坚持使用天然气。欧洲太阳能时刻已经到来
2021年,欧洲风能和太阳能发电(547 TWh)的总发电量首次超过天然气(524 TWh)。在风速低于平均水平的一年中,太阳能发电的增长对于实现这一里程碑至关重要:2021 年太阳能发电量比 2019 年增加 25% 以上,占欧洲发电量的 6%。许多欧洲国家皆已为太阳能的快速增长奠定了基础,而不单单是在太阳能潜力最高的南欧。但也要看到,整个欧洲的太阳能产业发在还极为不平衡,一些国家甚至还没有太阳能光伏装机。太阳能装机开始在欧洲大部分地区飙升
西班牙太阳能装机足可成为欧洲其他国家效仿的典范。自 2019 年以来,西班牙太阳能发电量几乎翻了一番,从 15 TWh 增至 26 TWh。西班牙有充足的阳光,加上有政策框架,其太阳能装机还将继续加速。根据目前的计划(https://ember-climate.org/project/necp7/),到 2030 年,太阳能将可提供西班牙近 30% 的发电量(目前为 10%)。欧洲北部太阳能发电的增长则由荷兰推动(自 2019 年以来增加了 6 TWh ,增长 115%)。到 2021 年,太阳能已能满足荷兰近 10% 的电力需求,尽管荷兰是一个高纬度国家,但它在这十年里制定了进一步增长的宏大计划。自 2019 年以来,西班牙和荷兰合计占到了欧洲太阳能装机增长的一半。一些太阳能装机并不多的国家中,波兰的太阳能增长很突出,自 2019 年以来增长了4倍(从 1 TWh 到 4 TWh)。波兰风能和太阳能发电总和(20 TWh)目前已超过天然气发电(16 TWh)。但最近波兰政府对住宅太阳能支持的变化可能导致 2022 年的增长放缓。匈牙利的太阳能装机(+67% / +1 TWh)也出现了明显增长,现在能满足超过 5% 的电力需求。葡萄牙也在开始追赶西班牙的步伐,两国纬度相似,葡萄牙太阳能可满足近 4% 的电力需求。葡萄牙最近正在进行水库漂浮式太阳能电站的首次拍卖。部分国家太阳能装机停滞不前
2010 年后意大利太阳能装机受政府激励措施的推动增长迅速,但随后增长趋于平稳(+7%,自 2019 年以来增加了+2 TWh)。2TWh的绝对增长数小于波兰(增长 +451%,+3 TWh),这是因为意大利在规划方面的延迟导致的,因此意大利政府也正试图简化这一过程。(https://www.reutersevents.com/renewables/solar-pv/italy-set-solar-surge-could-uncouple-markets)捷克和罗马尼亚太阳能装机量不低,但自 2019 年以来太阳能几乎没有增长,或者说自2011年后几乎没有增长。两国都在瞄准2030 年代初逐步淘汰煤炭(https://beyond-coal.eu/coal-exit-tracker/),因此继续发展太阳能很有必要。太阳能产业成功有赖于政策的发展,而不仅仅是阳光。
辐照度较高的国家(西班牙和塞浦路斯)和辐照度较低的国家(荷兰和德国)目前都有约10%的电力需求来自太阳能。政府政策如果持续下去,将有助于在欧洲任何地方为太阳能创造市场。南欧显示出巨大的太阳能潜力(如全球太阳能地图集所示https://globalsolaratlas.info/map?c=45.321254,14.897461,5&m=site) - 但欧洲北部的一些国家现在也能从太阳能中获得大量发电量。随着欧洲太阳能价格下降,预计会有更多国家提高太阳能发展目标。例如,德国新的联盟政府协议中提高了该国的太阳能雄心,新目标是到 2030 年达到 200 GW。与目前的约 59 GW装机容量相比,这是一个显著的进步,到 2021 年,德国太阳能满足了 9% 的电力需求。整个欧洲大陆的太阳能时刻已经到来——如果政府选择接受它。欧盟核能衰退正在延缓电力部门的进展
风能和太阳能发电量增长的三成取代的是核能而不是化石燃料
欧盟核电的长期结构性衰退,减缓了电力部门脱碳的进度。过去十年,欧盟风能和太阳能快速增长了 334 TWh,但核电产量下降了 105 TWh。因此,在过去十年中,近三成的风能和太阳能增长取代的是核能发电量的损失,而不是化石燃料,这在一定程度上延缓了化石燃料的替代速度。这种化石燃料被可再生能源替代速度减缓的趋势,在不久的将来可能还将继续下去。未来5年核电产量将进一步下降
这一趋势看起来将在未来五年内持续下去。2021年底,德国剩余核反应堆的一半被关闭(4GW),其余的也将在2022年底关闭。2021年12月,比利时政府原则同意到 2025 年全部关闭其核电站(6GW ) ,将从今年开始关闭反应堆。此外,由于在检测到故障后宣布了五个反应堆停机延长,法国的核电产量预计将在 2022 年也将急剧下降,估计下降 50 TWh。未来几年芬兰、斯洛伐克和法国有新的反应堆投入运行,但也只能部分抵消停机带来的发电量损失。随着风能和太阳能的加速发展,核能的影响在 2022 年之后将有所缓解
根据IEA对欧盟风能和太阳能发电量的基线预测(https://www.iea.org/articles/renewables-2021-data-explorer?mode=market®ion=European+Union&publication=2021&product=PV)以及 Ember 对核能发电量的预测,总体而言,预计 2022 年超过 75% 的风能和太阳能发电量增长将取代不断下降的核能发电量,而不是化石燃料。从 2023 年起,核能发电量应大致稳定——前提是没有发现新的核电站问题或没有新的核反应堆关闭——届时强劲的风能和太阳能增长将迅速压低化石燃料的比重。如果核能仍处于结构性衰退中,政策制定者将需要确保风能和太阳能部署计划以及进一步的效率措施具有足够的雄心,既要能弥补损失的核能发电量,又要能以保持 1.5摄氏度所需的速度逐步淘汰掉化石燃料。
结束语
依赖天然气将不再是可靠的能源战略
虽然期货价格表明天然气危机可能会在 2023 年消退,但危机将进一步延续到 2030 年的风险越来越大。这场危机暴露了过度依赖天然气这一化石燃料作为“过渡燃料”的能源战略的内在风险。同样,这场危机也提醒我们,仅靠碳定价和市场力量,并不能保证及时淘汰煤炭。 为确保到 2030 年逐步淘汰煤炭,正如保持1.5摄氏度轨道所要求的那样,政策制定者必须做好立法,要求在此日期之前关闭所有燃煤发电站。与此同时,还应该提出一个政策框架,以确保清洁能源基础设施和效率投资的速度和规模,以在 2035 年前逐步淘汰电力供应中的煤炭和天然气等化石燃料,从而在整个欧洲实现一个清洁电网。 CWEA点击阅读原文下载报告和数据资料,或关注CWEA公众号,后台回复“2202报告”下载本文相关报告PDF和数据、图表
国家发改委、中国人民银行、证监会:不再将煤炭等化石能源项目纳入绿色债券支持范围
UNESCAP《亚太退煤报告》
Coal Phase out and Energy Transition Pathways for Asia and the Pacific
下载报告PDF
https://www.unescap.org/sites/default/d8files/knowledge-products/Coal-Phase-Out-and-Energy-Transition-Pathways-25-Feb-2021.pdf
《能源规划与气候政策》专题之:
中国应对气候变化国家自主贡献与“十四五”电力规划
China Nationally Determined Contribution (NDC)
and Domestic 14th Power Five-Year-Plan (FYP)
卓尔德环境研究与咨询中心
能源和清洁空气研究中心
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参考 | 以色列能源转型:提前五年淘汰煤炭发电,大力发展可再生能源
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