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碳中和不可缺少水上可再生能源:海上风电、海洋能、浮动光伏

国际可再生能源署(IRENA)最近发表“海上可再生能源:部署行动议程(”Offshore Renewables: An Action Agenda for Deployment)报告,指出为了让世界走上碳中和,未来几十年海上风能、海洋能源和浮动光伏需要大幅增长。

——海上风电
2020年底,全球海上风电装机容量超过34吉瓦,比2010年增加约11倍(当时装机容量接近3吉瓦)。
70%以上的海上风电装机容量位于欧洲(北海或大西洋)。在过去20年中,比利时、丹麦、中国、德国和英国在全球市场的海上能源部署中处于领先地位。
2020年,中国新增海上风电装机容量最高,超过3 吉瓦,其次是荷兰1.5 吉瓦,比利时0.7 吉瓦,英国0.4 吉瓦。欧洲国家在浮式海上风电和高空风能示范项目中占据主导地位。
欧盟委员会新的海上可再生能源战略目标是到2030年实现60 吉瓦的海上风电,到2050年实现300吉瓦。爱尔兰的目标是到2030年发展5 吉瓦的海上风电;荷兰11吉瓦;波兰到2030年为3.8 吉瓦,2040年为10 吉瓦,2050年为28吉瓦。法国计划在2028年之前每年招标1 吉瓦海上风电项目建设。
在欧洲以外,日本是一个关键的新兴市场,到2040年的目标为45 吉瓦;其次是美国,到2030年的目标为30吉瓦,韩国的目标是到2030年实现12 吉瓦,印度的目标为2022年5吉瓦、2030年的30吉瓦。
法国、日本、西班牙、韩国和美国是海上浮式风力的主要新兴市场。例如,韩国的目标是到2023年实现6吉瓦的浮动风电。
IRENA的分析表明,为实现巴黎协定的目标,到2030年全球海上风电累计装机容量需超过380吉瓦,到2050年需超过2000吉瓦。
——海洋能源
到2020年底,全球累计海洋能(包括潮汐能和波浪能以及海洋热能转换(OTEC)和盐度梯度)装机容量超过515兆瓦,其中501.5 MW来自两个大型潮汐能项目。
全球有31个国家正在实施海洋能源项目。除澳大利亚、加拿大和美国外,芬兰、法国、爱尔兰、意大利、葡萄牙、西班牙、瑞典和英国等欧洲国家也处于领跑地位。
潮汐能由法国、大韩民国、加拿大和英国主导,而波浪能部分由9个小型项目组成,总容量约为2.3 兆瓦,遍布全球8个国家和3大洲。美国夏威夷是唯一一个超过1兆瓦的波浪能项目所在地。
其他海洋技术处于研究阶段,技术趋势正在从潮汐能转向潮汐流和潮汐波。英国计划在2021年至2026年间建设六个潮汐流项目,而加拿大正在为其首个9兆瓦的并网潮汐流项目提供资金。
在符合1.5°C巴黎协定的能源转型方案中,IRENA的分析表明,到2030年海洋能源累计装机容量将超过70 吉瓦,到2050年海洋能源累计装机容量将超过350 吉瓦。
——浮动太阳能光伏发电
截至2020年8月底,全球35个国家的338个项目(主要是淡水人工水库)的累计安装浮动太阳能光伏发电能力约为2.6吉瓦,比 2018年的1.1 吉瓦增加了一倍多。中国、日本和韩国拥有全球10个最大的项目,全球最大的浮动发电厂位于中国,容量为150 兆瓦。
在亚洲,印度、印度尼西亚、新加坡、泰国和越南正在积极开发和部署浮动太阳能光伏。在非洲,加纳于2020年安装了第一座5兆瓦的浮动式太阳能发电厂。在欧洲,法国、意大利和荷兰都有浮动光伏发电厂,全球总共有60多个国家正探索浮动太阳能光伏装置。
浮动太阳能光伏的未来需求预计将由中国、印度、韩国、泰国和越南等亚洲国家驱动。印度正在规划一个1吉瓦的项目,而韩国正在黄海规划一个2.7 吉瓦的项目,预计这一趋势在欧洲也会增长。例如荷兰的目标是到2023年达到2吉瓦。
南美国家,如巴西,由于减少水电站大坝水体蒸发的好处,有可能扩大浮动太阳能光伏发电。岛屿国家也可以从这项技术中受益匪浅,马尔代夫、塞舌尔和新加坡正在规划分别为5.8兆瓦、11兆瓦和50兆瓦的浮动太阳能光伏项目。
——海上可再生能源的竞争力
总体而言,海上可再生能源正迅速接近经济成熟,在某些地区,相对于化石燃料发电,其成本已经具有竞争力。如下表所示,海上风电的平准化电力成本(LCOE)已创下历史最低记录,其他形式的海上可再生能源的成本预计将进一步下降。IRENA预计,到2023年固定底座海上风电的LCOE将低至每千瓦时0.05美元至0.08美元,比2020年的LCOE 0.084美元/千瓦时下降近50%;而浮式海上风电的LCOE预计到2024年将达到0.13美元/千瓦时,低于目前固定基础海上风电的LCOE。预计到2030年,浮动光伏发电价格将接近陆上地面安装太阳能光伏发电价格。对于海洋能源技术,2022年至2030年代初,潮汐能LCOE预计将达到0.11美元/千瓦时;而到2025年,波浪能成本可能达到0.22美元/千瓦时,到2030年将达到0.165美元/千瓦时。
来源:国际能源小数据
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