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豪赌海上风电+核电,英国转型没有第二条路

角马能源 2022-08-10 10:59 发文

撰文 | 魏然

编辑 | 谭潮

出品 | 零碳知识局

2022年3月的一天。风力发电占英国电力的47.9%,其次是核能18.2%,天然气17.1%,进口电力8.5%,生物质3.7%,煤炭1.7%,太阳能1.5%,水力1.4%。

20世纪50年代,英国发生了一系列严重的空气污染事件,直接促进了英国以“减煤”为核心的能源转型。到2019年,英国的能源转型取得了一定的成果:煤炭、天然气发电的比例从将近8成下降至不到一半。

现在,英国不得不面对这新的问题:一面是日趋严重的能源安全问题,一面是2050年的净零排放目标。

英国如何走好接下来的转型路径?

英国能源的现状

20世纪50年代以来英国的能源改革是由治理空气污染来驱动的。因此“退煤”成为这一轮英国能源改革的核心。从2021年英国的能源消费来看,转型无疑是成功的。1950年,几乎100%的能源由煤炭供给,到1990年这一比例降至30%,现在这一比例仅有5%。

石油和天然气现在在英国的能源结构中依然占据着主导地位。1970年代,英国在中东石油禁运的大背景下,开始了北海石油的大规模开发。北海石油供给成为英国石油和天然气自给的重要支撑。

但是北海油气田的产量在进入21世纪后逐渐进入下坡路。在此影响下,英国的石油和天然气进口比例不断攀升。

2019年,英国通过《气候变化法案》明确了2050年实现碳中和的目标。不过很快新冠疫情的大流行以及俄乌战争导致的能源市场震动就让英国的能源转型与能源安全备受挑战。

目前的能源危机可以说是重创了整个欧洲,当然英国也不会例外。供应紧张、价格暴涨……这些难题英国一个也没有落下。英国急迫的在考虑能源安全的问题,而这一问题的解决又和碳中和目标的实现息息相关。

在整个欧洲面对能源问题有些“四分五裂”的情况下,英国会走出什么样的能源安全转型之路呢?

Top1的优先级:海上风电

对英国来说,能源转型的核心竞争力就是海上风电。

2020年,英国政府发布了《绿色工业革命10点计划》,首先提到的就是大力发展海上风电。

我们都知道英国是世界上海上风电发展最快、规模最大的国家之一。截止2021年,英国海上风电累计装机容量超过10GW。而且根据英国政府《绿色工业革命10点计划》的描述,2015年以来,海上风电的成本已经下降了三分之二。

到2030年,英国的目标是将海上风电的装机容量翻两番,达到40GW。而英国政府在2020年时候的目标是,10年之内实现超过200亿英镑的私人投资直接用于海上风电的建设。

到2022年,英国政府再度提高了自己的海上风电目标。根据最新的能源安全战略,英国政府将2030年的海上风电目标提高到了50GW,其中包括了5GW的海上浮式风电。

英国政府期望的是自己可以成为风电领域的沙特阿拉伯,预期到2030年,有一半以上的可再生能源发电来自于风电。而目前英国只有四分之一的可再生能源是风电生产的。

英国政府也知道,自己这样提高目标也不能只靠着上嘴皮和下嘴皮的碰撞就能完成。为了实现这一目标,英国政府也提出一连串的扶持措施:1.审批时间从4年减少到1年;2.通过项目拍卖竞争,降低成本;3.加强港口建设投资和研发的资金支持;4.加强零碳排放宣传;5.强化政府、企业、电网间的协作;6.加强海洋生物多样性的保护,减少环保阻力。

相比海上风电,英国的陆上风电虽然累计装机更多(14GW),但资源潜力并没有海上风电丰富。而且相比之下,陆上风电资源更加集中在苏格兰地区。除了考虑苏格兰长期以来的分离主义倾向,中央政府管制较弱等问题。苏格兰距离英国的用电负荷中心区域也存在距离较远的问题,因此必须考虑建设更多的输送通道。

扭转局面,核电成命脉

1956年10月17日,英女王伊丽莎白二世亲手启动了考尔德霍尔核电站。这是世界上最早的商业化规模运营的核电站。

但是英国在核电站方面的成就也就止步于此了。目前英国6个核电站中有5个将在10年内退役,而新建项目只有1个。

虽然核能近几十年来没什么发展。但是核电在英国的能源体系中却发挥了重要的作用。仅占电力装机8%的核电在发电量中的比例高达15%。

无论是2020年的《绿色工业革命10点计划》还是2022年最新的能源安全战略,英国政府都把核电放在了重要的位置上。

《绿色工业革命10点计划》中提出了3.85亿英镑的核电基金用于先进核技术。此外英国政府还将投资2.15亿英镑用于小型模块化反应堆的建设和研发。英国政府希望撬动3亿英镑的私人机构投资,并承诺1.7亿英镑用于未来的模块化反应堆建设。

到了2022年,英国政府更是提出了2050年核电装机增加3倍达到24GW的目标。核电在发电量中的比例也将从15%上升到25%。

为此,英国需要更多的核电基金投资、核电技术研发等。而且英国的核电站选址资源除了正在建设的欣克利,还包括了塞兹韦尔、海舍姆、哈特尔普尔、布拉德威尔、威尔法、奥尔德伯里和摩尔赛德。丰富的选址资源也给英国核电更大规模的发展提供了基础。

关键的氢

氢在未来能源转型中的作用已经开始被许多国家所重视。英国明确提出氢在工业、交通和家庭的减排方面有着重要作用。

而且随着能源供给形势的变化,英国的氢能目标也不断提升。《绿色工业革命10点计划》中,英国提出了2030年5GW低碳氢的产能目标。到了2022年的能源安全战略,制氢目标就提升到了2030年10GW低碳氢能。其中有一半来自于电解水制氢。

英国在可再生能源发电上的巨大目标是支撑绿氢发展的基础。而且英国已经计划将高达20%的氢气混合到天然气管网当中去(这一目标还在讨论,并未最终确定)。

有趣的是,除了我们熟悉的灰氢、蓝氢、绿氢。在英国2022年的能源安全战略中,还提出了“粉氢”的概念:意为使用核电电解水制备的氢气。

与核电类似,英国也为氢能发展提供了资金支持、政策引导等一系列措施。对于氢的未来适用,英国希望氢能发挥关键性作用的点是:工业、交通、家庭取暖及能量储备。

雄心与目标看完了,那么挑战和问题在哪?

看起来英国的碳中和路径十分清晰,而且结合了自身发展的实际情况。但这也并不意味着没有问题和挑战。

何去何从?

首先就是巨额的投资。

在《绿色工业革命10点计划》中,英国政府预计完成所有目标需要120亿英镑的政府投资和360亿英镑的私人投资。但是据英国媒体和相关研究机构的预测,投资数量肯定会远远超过这个数字。而且在当前严重的通货膨胀下,投资数额可能会加剧。这些钱从哪里来?英国政府并没有给出这个问题的答案。

此外,很多隐形的潜在投资并没有被政府计算进去,但又是不可避免的。例如要支持50GW的海上风电,英国电网势必要进行更大规模的投资,不仅要保证风电的接入,还要考虑风电装机大规模增长之后带来的电网波动性问题,这又需要更多的储能等灵活性电源投资。即便是陆上风电,无论是苏格兰还是威尔士,都需要加强和英格兰等南部负荷集中地区的电网连接,这又是一笔巨额的费用。

除了风电,核电需要的额外投资也不少。尽管英国没有德国那么强大的反核势力,但几十年来核电没有大规模发展也是存在公众舆论压力等原因的。加强公众对核电的接受程度所需要的投资是一笔难以预测、上不封顶的支出。

其次是技术性的问题。

煤已经基本退出英国的能源体系,石油和天然气就是下一个要被淘汰的能源。那么可再生能源是不是具备替代石油和天然气的能力?

事实上,相比于工业领域,发电的可再生能源替代更简单一些,但现在依然没有成功。德国是可再生能源比例最高的国家之一。但其发电体系也建立在一定数量的灵活性电源(天然气发电)基础之上。当天然气供给不足的时候,甚至需要重启一定机组的煤电应急。

英国的目标显然也是要抛弃天然气和石油的,那么灵活性电源可能没有替代品。英国几乎没有多少水电资源,核电不能算做灵活性电源,电化学储能技术参数不足。这个问题不解决,英国的电力系统脱碳压力巨大。

从比例上来看,英国对天然气的依赖甚至超过了德国。而在应用领域中,发电和民用是英国天然气的最主要消费方向。民用取暖的替代趋势基本是电力,所以,电力行业摆脱天然气的依赖问题,英国并不比德国少。

2030年,英国的目标是实现95%的发电量来自于低碳能源。如果不考虑能源安全,像德国一样依托天然气发电实现转型过渡,等待储能技术的突破性进展是一种可行的方案。

但事实没有给英国机会,彻底抛弃石油和天然气的进口依赖几乎是当下必然的选择。北海石油天然气产量在2000年后到达巅峰就不可避免走入下滑轨道。现在英国唯一能做的就是利用好北海的油气资源,豪赌海上风电和核电。

关于我们:零碳知识局是《能源》杂志社旗下碳中和财经科技新媒体,专注发掘有关双碳、新能源和绿色投资的产业故事。接下来,我们在解读碳中和政策的同时,也将着力于碳中和浪潮中的产业赛道和标志性公司的剖析。敬请关注。

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