全球电量告急,“双碳”遇到新挑战

2022-08-20
至于今年的限电,除因恶劣天气等客观因素导致的用电供应紧张外,更折射出全球能源危机的大背景下,能源变革正在面临的阵痛。

编者按:本文来自微信公众号 惊蛰研究所(ID:jingzheyanjiusuo),作者:小满,创业邦经授权转载

去年9月份开启“限电潮”的情况还历历在目。最近,“限电潮”再次席卷长江流域多个地区。其中,江苏部分企业已轮流停产,而四川为了保障民生用电,上级部门下发通知从15日起,工业电力用户“让电于民”,停产停工6天。

惊蛰研究所在去年9月全国限电期间发布的文章《一线访谈丨限电潮里的众生相》中,曾提到1998年、2010年分别为了缓解电力供应过剩以及首次实行能耗“双控”目标而出现的“用电荒”,而“限电潮”恐将成为一种轮回,在工业发展和居民生活之间反复拉扯。

至于今年的限电,除因恶劣天气等客观因素导致的用电供应紧张外,更折射出全球能源危机的大背景下,能源变革正在面临的阵痛。

极端天气水电告急

去年之所以会出现“限电潮”,最根本的原因在于供给侧改革和“双碳”环保目标下,燃煤供应在短期内出现了紧缺现象。再加上全球疫情带来的原材料减产、物流运输滞缓等影响,导致煤炭等大宗商品的价格一路上涨。

2021年7月到10月,秦皇岛5500大卡动力煤价格,从每吨1000元涨到每吨2600元左右,原料成本暴涨一倍多。但是由于我国电价受市场供需、宏观调控和经济社会发展等多重因素影响,用电价格不能随成本抬升而上涨。于是为了避免因“亏损发电”造成巨大的经济损失,只能通过限电的方式有计划地保障工业生产和民生基础用电。

在去年因缺煤导致用电荒后,电力系统内部也通过扩大煤电交易价格浮动范围、签订长单协议等方式,帮助发电企业对冲原料价格造成的成本波动。并且在煤炭价格回落后,全国25省电厂的煤炭库存绝对值也达到了1亿吨以上。因此,今年的限电潮并非燃煤供应紧张导致,而是另有原因。

8月15日,微博话题#重庆嘉陵江都被晒干了#登上热搜。网传视频显示,疑似嘉陵江水位回落,部分河床露出水面。联系到近日重庆地区的极端高温天气,有网友戏称江水被“晒干”了。但根据长江委水文上游局工作人员的说法,其实是上游降水减少导致的。

公开信息显示,今年暑期长江上游地区持续降雨偏少,7月份降雨量较历年平均量减少两成,8月份上旬降雨量较历年平均量减少五成,最低水位较历年8月均值低1米左右。降水减少除了导致河床裸露外,还会直接影响水电产能。

长江水电的主要来源是水流在6600米的落差层层下落过程中的势能转化,而在长江绵延6380公里的河道上,有6300米的落差集中在长江源头到四川宜宾一段,几乎占到长江总落差的95%。2021年末的数据显示,四川水力发电装机容量达8947万千瓦,水力发电量3531.4亿千瓦时,占全省发电量的81.6%,高于全国67个百分点,水电装机容量和年发电量均居全国第一。

从历史数据来看,每年的5月到9月是长江的丰水期,但今年7月份开始的高温干旱天气,让原本充沛的水电供应面临“无水可用”的局面。根据《四川日报》的报道,7月份四川地区水电来水偏枯四成,8月以来达到五成。国家电网四川电力公司的数据显示,天然来水电量从同期的9亿度,下降到了4.5亿度,下降幅度达到50%。

与此同时,全国南方城市入夏便接连开启高温模式,全国夏季用电量激增。作为“西电东送”的重要输出省份,四川除供应省内,还要向重庆、湖南、江西、江苏、浙江、上海送电。由此在水电供应大幅减少、用电需求激增的双重作用下,产生了巨大的电力缺口。

“饥饿石”重现,欧洲能源危机蔓延

当嘉陵江因为枯水期露出河床时,远在数千里以外的欧洲也出现了类似的情况。据外媒报道,持续的高温天气侵袭下,欧洲遭遇500年来前所未有的大规模干旱,这导致捷克境内易北河(Elbe River)里具有数百年历史的“饥饿石”(hunger stones)再度浮出水面。

所谓“饥饿石”,其实就是被刻上特殊印记的石头。过去欧洲人为了标记航道警示水位,会在河心或河边的大石头上刻上低水位纪录,当航道水位降低,这些带有特殊印记的石头就会露出水面,航运也将被迫停止,无以为生的人们只能忍饥挨饿。

与国内四川水电发电量大减的情况相同,法国和西班牙的水库水位在7月份时,已经降至20多年来的最低水平,作为欧洲人均水坝数量最多的国家,西班牙8月份的全国水库蓄水量只剩下库容的四成。据挪威吕斯塔德能源公司的统计数据显示,今年前7个月欧洲水力发电量较去年同期减少两成,其中意大利过去12个月的水电发电量骤减40%,西班牙的水电发电量也猛降了44%。

不仅水电产能大幅缩减,欧洲煤电供应也因为航道水位下降,受到不小的影响。在主要依靠内陆水运运输能源物资的德国,作为煤炭重要运输通道的莱茵河近日水位暴跌,使得运送煤炭和汽油的船只航行难度大大提高,燃煤供应愈加紧张,部分工厂不得不限制生产或完全停产。根据德国尤尼珀公司的说法,莱茵河的低水位可能导致其旗下两家火力发电厂在9月停运。

不过与国内因为极端气候导致的“用电荒”相比,欧洲的能源短缺问题还有“人祸”的原因。3月份俄乌冲突发生后,欧洲各国开始减少俄罗斯天然气的订单,到8月份欧盟对俄罗斯的煤炭禁令开始生效。由此产生的能源缺口,不仅导致欧洲地区电价飞涨,还倒逼欧洲国家不得不重启煤电,并从其他国家购买大量能源。

据外媒消息,截至7月份英国天然气价格较俄乌冲突前上涨了75%,电价上涨了42%,相关机构测算,能源价格的夸张涨幅将直接导致每个英国家庭一年的生活开支增加16471元。另据彭博数据显示,8月16日法国电力也达到了466.21欧元/兆瓦时,较去年同期仅为84欧元/兆瓦时的电价,同比涨幅达到455%。德国的基准负荷电力价格也一度上涨到563.76欧元/兆瓦时(约合3.8元一度电),同比上涨约500%。面对巨大的成本上涨,欧洲的工厂也不得不选择主动减产以减少损失。

旧能源在欧洲“回归”

在疫情之前,全球发达国家和发展中国家的碳中和目标都在稳步推进,新旧能源转换逐渐成为国家发展的重要战略。但疫情、俄乌冲突以及极端天气等多种突发状况的产生,无疑打乱了人们的节奏。

目前,发达国家主要通过使用天然气替换煤炭在能源结构中的占比来实现减碳目标。但随着碳中和浪潮席卷全球,市场需求出现大幅上涨,加上全球气温不断升高,天然气产量出现波动,后疫情时代天然气的开采、运输成本价格也在显著上涨,多方因素一同抬高了天然气的价格。在天然气供给有限的情况下,欧洲国家的抢购也对发展中国家产生不良影响。

去年7月,巴基斯坦提出总价约10亿美元(约合人民币670亿元)的天然气订单,但最终却无人接标。此外,巴基斯坦已经支付但尚未交付的天然气,也被供应方主动违约后转运到欧洲。这意味着,欧洲国家集体抢购造成的天然气溢价,已经超出巴基斯坦这一发展中国家的支付能力。

但是,全球天然气的来源是有限的,即便有能力支付不断上涨的天然气价格,但俄乌冲突的爆发无疑切断了欧洲国家主要的清洁能源来源。无论是出于地缘政治的考量,还是基于不断飞涨的天然气采购成本,欧洲重新采用煤炭等旧能源都成为阶段性的必然选择。

道达尔首席执行官Patrick Pouyanne也表示,随着天然气价格的飙升,煤炭变得紧俏,这对实现清洁能源的目标显然产生了不利影响。“用天然气取代煤炭有利于应对气候变化,但要做到这一点,我们首先需要降低价格。因为煤炭如今已经成为了市场上最佳选择——煤炭比所有其他能源都便宜。”

对于当下全球实现碳中和目标的尴尬境地,联合国环境规划署发布的《可再生能源2022年全球状况报告》报告也指出,世界所期待的全球能源转型根本没有发生。后疫情时代各国追求的经济复苏,也直接导致全球能源需求增加了4%,而这部分的能源需求主要由化石燃料满足。

坦白来说,旧能源在欧洲的回归,一定程度上反映了过去发达国家在减碳目标上的过度自信。为了表现对减碳环保目标的积极性,欧洲的清洁能源在其电力供应结构中的占比达到了38%,但是这种高比例几乎依赖于进口天然气,且发达国家对依赖单一能源供给可能会被限制的情况毫无准备。这种过于理想化的策略和思路,与真正达成减碳目标恐怕还有相当长的一段距离。

由此,旧能源在欧洲的“回归”也给追逐减碳目标的人们带来了新的启示。

首先是保持清洁能源的多样化发展,包括风电、光电和水电的均衡发展,以避免过度依赖单一电力来源导致能源紧缺;其次,电力来源需要考虑季节性和易用性的问题,例如提升光电设备的普及和应用,减少电能在远距离传输中产生的损耗;第三,提升储能能力,将电能存储起来,以削减季节性用电导致的需求激增。

回到民生层面,本轮国内因为水电供应减少造成的限电潮预计不会造成太大影响,主要理由是随着入秋后的气温降低,夏季用电需求的情况将得到缓解。并且在全国范围内,水电供应在全部电力供应中的占比较小(2021年为14.6%),很容易通过火力、光伏等其他供电方式来填补供电缺口。

需要指出的是,据世界气象组织预计,类似今年这种规模和程度的极端高温天气,将在未来几十年中越来越频繁。无论人们通过何种方式来实现“双碳”目标,高温等气候变化带来的挑战都将至少持续到本世纪60年代。

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