碳中和|清洁能源产业的发展趋势和新兴机遇


当前,全球正处于从高碳向低碳及净零碳转型的重要历史时期,围绕碳中和将开启一轮新技术和新产业的竞赛。碳中和在推动绿色经济复苏的同时,将促进包括能源、制造、科技、消费等众多行业的价值链重构。就当前全球形势看,实现清洁低碳发展既是当前发展的迫切需要,也是未来的必然要求。
2020年9月22日,中国政府在第七十五届联合国大会上提出:“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”我国对清洁能源发展高度重视,投资额连续多年位居全球第一,水电、风电、光伏发电装机容量稳居全球首位。碳中和承诺,无疑将为清洁能源产业注入长期发展动力,并带来围绕清洁能源的各种新兴机遇。

太阳能与建筑结合相关产业不断拓展。随着中高温太阳能热水器的开发,太阳能热水器的应用领域不再局限于提供热水,正逐步向取暖、制冷、烘干和工业应用方向拓展。太阳能与建筑一体化技术日益完善,主、被动太阳房,太阳能热发电和太阳能制冷等技术快速发展,已形成不同规模的产业链。
近年来,山东、江浙、福建、广东等中东部沿海经济发达、负荷集中地区,海上风电市场得到快速发展。大功率风机已成为海上风电未来的发展方向,运输吊装运维设备和船舶进一步专业化,带动了新的风电产业链发展。
据预测,到2050年世界能源迈入天然气、石油、煤炭和新能源“四分天下”时代,氢能约占18%,创造年均2.5万亿美元的市值,未来10-20年全球氢能产业将迎来快速发展的重大机遇期。未来备用电源、船舶、有轨电车及分布式发电等场景丰富,相关产业领域有望掀起产业新浪潮。日本正在加速涡轮氢气发电机、氢燃料电池商用车、氢能冶金的开发与应用。

氨气可能成为未来氢气大规模运输的重要载体,氨燃料产业已受到世界多个国家的关注,欧洲、日本、韩国、中国都已开展氨燃料船舶研发。日本经济产业省日本高度重视氨燃料产业链布局,打造涵盖船舶建造、设备研制、燃料加注的全产业链;计划到2030年用氨与煤炭混烧,替代日本燃煤发电站20%的煤炭供应,最终目标是建设氨气发电厂,作为新的低碳电力结构的一部分。
随着人类技术的不断进步,特别是在超导材料、量子计算机等一些先进技术的带动之下,未来可控核聚变技术有可能成为现实,到时核聚变电站将可以为人类带来非常丰富的能源。2021年4月,中国“人造太阳”工程实现核聚变达到一分钟燃烧,对于可控核聚变发展具有里程碑的意义。
地热发电是地热能利用的高级形式,是一种新能源整体实力的体现,2019年全球地热发电累计装机容量增长至13.93GW。目前的地热发电,依旧受资源条件和开发水平的限制,我国能够进行高温地热发电的浅层区域并不多,而更多的地热能蕴藏在几千米深处的干热岩中,储量很大,开采成本较高。

生物质发电可分为直接燃烧发电、混合燃烧发电、垃圾发电、沼气发电和气化发电。中国生物质能发展主要以发电利用为主,非电利用为辅。在县域、农村地区,利用秸秆、畜禽粪污和有机生活垃圾,通过生物质热电联产、厌氧发酵生产沼气及生物天然气,可很好地解决县域、农村清洁供暖难题。
储能是将电能转化为其他形式的能量储存起,分布式储能是指分布在用户侧的储能系统,与分布式发电系统共同构成分布式能源网络。随着我国大力推动“新基建”的建设,通信系统、商业园区、工业厂房、社区住宅、海岛、偏远地区等场景对稳定供电的需求增大,分布式储能拥有巨大的市场蓝海。

分布式储能系统依赖的设备、解决方案,主要有各类储能设备以及智能微电网系统,其中未来市场前景较大的主要有燃料电池、固态电池、超级电容器、液流电池等。目前,主要细分领域普遍面临技术不成熟、成本高昂难以大规模商业化推广、产业生态缺失等问题,制约了行业的发展,也为创新创业发展提供了巨大的想象空间。
能源互联网以智能电网为核心、可再生能源为基础、互联网为纽带,通过能源与信息高度融合,将分布式发电、储能系统、负荷等组成众多的微型能源网络。能源互联网将颠覆现有的能源格局与能源体系,也催生新兴商业模式和机遇的不断涌现,包括燃气分布式、光伏分布式、增量配电网、电动汽车及需求侧管理等。

在智慧能源管理领域,已涌现出不少成功的企业。例如远景智能构建的能源物联操作系统EnOS,目前连接协同全球超过100GW的能源终端与5000万智能设备。远景智能可以为智慧新能源、智慧工厂、综合能源管理、智慧出行、智慧城市等领域提供解决方案和智能产品,通过智能软件解决方案与服务智慧赋能发电、楼宇、园区、交通、城市等多个场景,推动从电力生产侧到消费侧的协同成本降低。
综上分析,在碳中和的引领下,清洁能源将成为一个确定性强、长期的、广泛的产业机遇,呈现出多样化的产业发展机会,包括成熟技术的产能扩张、成果产业化项目落地、清洁能源运营项目、新的技术方向研发等。在清洁能源产业链上抢占先机固然重要,但更重要的是切准产业技术的发展方向,做长远的谋划,把握好发展节奏。
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