Глубокий анализ путей развития чистой энергетики

Проблема изменения климата становится важным рычагом для использования глобальной энергетической трансформации и даже корректировки международного порядка. Переход к зеленой низкоуглеродной тенденции является необратимой тенденцией времени. Китай активно и неуклонно продвигает работу « двойного углерода», экономика и общество вступили в стадию ускоренного зеленого и низкоуглеродного высококачественного развития. В последние годы реконструкция и строительство инфраструктуры ископаемой энергетики, исследования и разработки и применение технологий возобновляемой энергии в Китае накопили энергию для следующего этапа более глубокой, упорядоченной, эффективной и безопасной энергетической трансформации.

В недавно опубликованном Китайской академией нефтехимической экономики и технологий докладе « Энергетическая перспектива Китая 2060 (издание 2024 года) » прогнозируется небольшое увеличение потребления угля в краткосрочной перспективе и ускоренное снижение в среднесрочной и долгосрочной перспективе; Спрос на нефть вступил в заключительную фазу роста и, как ожидается, достигнет пика в середине « пятнадцатой пятилетки», ускорив снижение после достижения пика. Общее потребление энергии в Китае достигнет пика в 2030 - 2035 годах, пик превысит 6,2 млрд. тонн стандартного угля, когда доля потребления неископаемой энергии составит около 30%. На пике потребления энергии (2023–2035 гг.) чистые источники энергии, такие как фотоэлектричество, ветер и природный газ, станут видами энергии, вносящими наибольший вклад в рост. В течение следующих 12 лет потребление фотоэлектрической и ветровой энергии в Китае увеличится на 240% и 40%, а доля неископаемых источников энергии увеличится с 18% до 34%. Потребление природного газа достигло 575,5 млрд кубических метров, увеличившись с 9% до 12%; Их вклад в общий рост потребления энергии превысил 150%.

В этом издании отобрано содержание « China Energy Outlook 2060 (версия 2024 года) » для анализа перспектив развития чистых источников энергии, таких как природный газ, неископаемые источники энергии и водород в контексте ускоренного строительства новой энергетической системы в Китае.

Данная версия предоставлена Китайским научно - исследовательским институтом нефтехимической экономики и технологий

Природный газ: играть роль хорошего « мостовой энергии»

Перспективы развития зависят от общей энергетической безопасности и переходного процесса

В то время как европейский газовый кризис в краткосрочной перспективе ударил по глобальным энергетическим рынкам, трудно перевернуть позиционирование природного газа « мостовая энергия». Ожидается, что спрос на природный газ в Китае достигнет пика примерно в 2040 году, пик около 610 миллиардов кубических метров, что составляет почти 13% от потребления первичной энергии. К 2060 году около 400 миллиардов кубических метров, что составляет около 9% потребления первичной энергии.

В последнее время замещение угля природным газом ослабевает, а динамика роста потребления замедляется. Особенно в области генерации, динамика роста потребления природного газа как "мостовой энергии" ослаблена. Ожидается, что к 2025 году доля природного газа в потреблении первичной энергии составит около 9%. Позднее, под давлением ускоренного развития возобновляемых источников энергии и « углеродного пика», а также преимущества постепенного улучшения экономики и снижения стоимости импорта природного газа, рост потребления природного газа ускорился, и ожидается, что к 2030 году доля потребления первичной энергии составит около 11%.

В средне - и долгосрочной перспективе альтернативное пространство для природного газа будет заменено электричеством и водородом, а динамика роста потребления будет ослаблена. Относительно простая альтернатива природному газу, такая как строительные материалы, легкая промышленность и другие области, завершила замену, оставшееся пространство ограничено, в то время как некоторые отрасли постепенно вступают в фазу замены электроэнергии, водородные энергетические технологии достигли прорыва, преимущества природного газа в замене высокоуглеродной энергии и в качестве гибкого источника питания были поставлены под сомнение, рост потребления замедлился до тех пор, пока не вступил в платформенный период. Ожидается, что потребление природного газа достигнет пика примерно в 2040 году с пиковым значением 610 миллиардов кубических метров, что составляет почти 13% от потребления первичной энергии.

В долгосрочной перспективе природный газ постепенно заменяется электричеством и водородом, и потребление начинает входить в фазу снижения. С развитием электрификации и снижением стоимости водородной энергии сфера потребления природного газа постепенно сжимается, и спрос начинает снижаться через платформенный период. Ожидается, что к 2060 году потребление природного газа составит около 400 миллиардов кубических метров, что составляет около 9% от потребления первичной энергии.

По мере того, как переход энергетических систем на экологически чистый и низкоуглеродный, доля выбросов углерода от использования природного газа в общем объеме выбросов углерода продолжает расти. Доля потребления природного газа в первичной энергии « сначала поднимается, а затем уменьшается», но доля его выбросов углерода в общем объеме выбросов углерода будет продолжать расти. Ожидается, что к 2060 году почти половина всех выбросов углерода в стране будет обеспечиваться чистым и эффективным природным газом, а энергетические системы будут радикально оптимизированы.

Промышленность и производство электроэнергии существенно влияют на потребление природного газа

Двумя наиболее перспективными и влиятельными секторами потребления природного газа в будущем являются промышленность и производство электроэнергии, совокупный вклад которых в изменение потребления природного газа превысит 80%.

До тех пор, пока не будет достигнута цель « углеродного пика», природный газ будет способствовать корректировке конечной энергетической системы от высоких выбросов углерода к низким выбросам углерода. В течение этого периода для достижения цели « достижения пика углерода» и предотвращения загрязнения атмосферы предпочтительным путем является продвижение корректировки чистоты и низкоуглеродистости топлива, а промышленный сектор является основным двигателем роста потребления.

Между « углеродным пиком» и пиком спроса на природный газ роль природного газа в улучшении структуры конечной энергии снижается, а в оптимизации энергосистемы возрастает. В этот период, с преобразованием и модернизацией отечественной промышленности и повышением технологических процессов, спрос на электроэнергию более сильный, чем спрос на ископаемое топливо, снижение роста потребления природного газа в промышленном секторе привело к снижению общего роста потребления, в то же время требования к чистоте и стабильности энергосистемы также повышаются, спрос на природный газ в энергетическом секторе сначала ускоряется, а затем постепенно стабилизируется; В дополнение к проблемам электрификации транспортный сектор все чаще конкурирует с водородными транспортными средствами на дальних расстояниях, где природный газ может принести преимущества.

До тех пор, пока не будет достигнута цель « углеродной нейтральности», электроэнергия и водород ускорят проникновение в области конечного потребления энергии, а природный газ нацелен на обеспечение безопасности и стабильности энергосистем и потребности в топливе в областях, которые трудно электрифицировать. С развитием электрификации и снижением стоимости водородной энергии пространство для развития природного газа постепенно сжимается, и спрос начинает снижаться через платформенный период. Часть, используемая в качестве обычного промышленного топлива, постепенно заменяется электричеством, а высокотемпературный нагрев, восстановитель частично заменяется водородом. Сокращение численности населения ведет к сокращению потребления энергии в строительстве, а природный газ, используемый для приготовления пищи, приготовления горячей воды или обогрева, будет частично заменен электричеством или смешанным водородом. Рост масштабов производства электроэнергии из возобновляемых источников привел к увеличению спроса на регулируемые пиковые мощности, но использование установленных мощностей постоянно снижается, а потребление газа для производства электроэнергии неуклонно снижается.

Спрос на СПГ и стоимость предложения растут в течение длительного времени

Импорт СПГ (сжиженного природного газа) продолжает расти в краткосрочной и среднесрочной перспективе, но неопределенность возрастает после 2028 года.

Отечественный газ является прочным краеугольным камнем для поддержки роста спроса на природный газ, самообеспеченность природным газом в течение длительного времени не менее 50%. Ожидается, что внутренняя добыча газа достигнет пика примерно в 2040 году, что близко к пиковому периоду спроса на газ с пиковым уровнем около 310 миллиардов кубических метров, который все еще может составлять около 250 миллиардов кубических метров к 2060 году. Из этого следует, что пик совокупного импорта природного газа, вероятно, находится в пределах 300 миллиардов кубических метров.

После 2028 года на рынок могут выйти новые проекты по импорту трубопроводного газа. Россия активно продвигает строительство китайско - российской линии. В Сианьской декларации саммита Китай - ЦентральнаяАзия четко выражена поддержка ускоренного строительства линии D газопровода Китай - ЦентральнаяАзия.

Спрос на импорт СПГ является очень неопределенным, но быстрая стоимость поставок в долгосрочной перспективе может подтолкнуть новые импортные трубопроводные газы. Согласно расчетам, пик импорта СПГ в 2045 году составит 233 млрд куб. м, среднегодовой прирост составит 4,3%. Если линия D в Центральной Азии будет построена после 2028 года, пик импорта СПГ снизится до 203 млрд куб. м, среднегодовой прирост составит 3,7%; Если китайско - российская линия завершит вентиляцию после 2030 года, пик импорта СПГ снизится до 183 млрд кубометров, среднегодовой прирост составит 3,3%. Если оба трубопровода будут вентилированы, пик импорта СПГ снизится до 153 миллиардов кубических метров, среднегодовые темпы роста составят 2,5%. В любом случае, есть возможности для долгосрочного роста спроса на импорт СПГ.

В будущем стоимость новых поставок СПГ в целом выше, чем у уже запущенных проектов, долгосрочные затраты на поставку СПГ растут, ценовые соображения или продвижение новых импортных проектов трубопроводного газа. В то же время в будущем глобальные поставки СПГ будут в основном в США, и соображения диверсификации рисков за счет диверсификации источников импорта также повлияют на распределение импортного СПГ и импортного трубопроводного газа.

Неископаемые источники энергии: они стали инкрементными субъектами энергетических систем

К 2045 году он станет основным поставщиком энергоресурсов.

В 2023 году предложение неископаемых источников энергии в энергосистеме Китая увеличилось до 994 млн. тонн стандартного угля, что составляет 17,8% от потребления первичной энергии, из которых установленная мощность гидроэнергетики, ветроэнергетики и фотоэлектрической энергии занимает первое место в мире в течение многих лет подряд.

В целом, неископаемые источники энергии стали основным приращением энергетической системы Китая и станут основным источником энергоснабжения Китая примерно в 2045 году. В последнее время возобновляемые источники энергии, такие как фотоэлектричество и ветроэнергетика в Китае, ускоряют масштабирование, постепенно строятся новые энергетические системы « Новая энергия + накопление энергии», ожидается, что к 2030 году производство электроэнергии из неископаемых источников в Китае увеличится до 5,7 трлн. кВт / ч, что приближается к половине общего объема производства электроэнергии, а установленная мощность неископаемых источников энергии увеличится до более чем 2,6 млрд. кВт, что превышает 60% от общего объема установки электроэнергии в Китае. В средне - и долгосрочной перспективе неископаемые источники энергии превратились в основной источник энергоснабжения. С улучшением строительства новой энергетической системы как производство электроэнергии, не связанной с ископаемыми источниками энергии, так и установленная мощность превзошли ископаемые источники энергии. Под влиянием сокращения альтернативного пространства и других факторов рост установленной мощности неископаемых источников энергии замедлился. В долгосрочной перспективе неископаемые источники энергии станут доминирующим источником энергии в Китае, и ожидается, что к 2060 году производство неископаемых источников энергии в Китае превысит 16 триллионов киловатт - часов, что составляет 93% от общей выработки электроэнергии в Китае.

Наибольший вклад в рост неископаемых источников энергии вносят фотоэлектричество и ветроэнергетика, а устойчивый рост прибрежной ядерной энергетики значительно повышает вклад неископаемых источников энергии. Благодаря преимуществам ресурсов, стоимости и масштаба, ветроэнергетика и фотовольтаика являются основным источником увеличения производства электроэнергии из неископаемых источников энергии в Китае, на долю которых приходится в общей сложности более 70% установленной мощности неископаемых источников энергии в течение длительного времени. Устойчивое развитие прибрежной ядерной энергетики поддерживает устойчивый рост ядерной энергетики, а вклад в увеличение производства электроэнергии из неископаемых источников энергии увеличился примерно с 10% в последнее время до 20% в долгосрочной перспективе. В последнее время гидроэнергетика по - прежнему имеет определенный рост, но после 2040 года выработка электроэнергии в основном остается стабильной из - за ограничения новых эксплуатируемых гидроэнергетических ресурсов и базового насыщения установок. С технологическим прорывом применение биомассы в электричестве продолжает расти, и ее доля в приросте производства электроэнергии из неископаемых источников энергии увеличится с 5% в последнее время до около 10% в долгосрочной перспективе. Другие неископаемые источники энергии, такие как биомасса, геотермальная энергия и морская энергия, являются не только полезным дополнением к достижению цели « двойного углерода», но и эффективным средством борьбы с загрязнением атмосферы и удаления твердых отходов.

Усиление трехсторонней координации для обеспечения стабильного энергоснабжения неископаемых источников энергии

Быстрое развитие ветроэнергетики и фотовольтаики предъявляет более высокие требования к гибкости энергосистемы, и трехсторонняя синергия энергосистемы, предложения и спроса постоянно растет.

На стороне предложения угольная и газовая энергия играют важную роль в регулировании пика в качестве надежной тепловой мощности, а накопление энергии насоса и аккумулятора в ближайшие годы значительно возрастет. По мере увеличения доли производства электроэнергии из неископаемых источников, роль угольной и газовой энергии в качестве надежного источника энергии становится все более заметной. Количество часов выработки электроэнергии из угля постоянно снижается, упав более чем на 60%. Количество часов выработки электроэнергии на природном газе сначала выросло, а затем снизилось, сократившись почти на 50% в 2060 году. Что касается хранения энергии, то после ввода 30 миллионов киловатт - часов в 2025 году масштабы накопления энергии быстро расширяются, и в 2050 году будет поставлено более 400 миллионов киловатт - часов электроэнергии.

Что касается электросети, то структура « западного энергоснабжения на восток» и « северного энергоснабжения на юг» остается неизменной, а крупномасштабная межрегиональная промышленная передача и передача электроэнергии сосуществуют. Будущие крупные базы чистой энергии в основном расположены на западе и севере, центры спроса на электроэнергию все еще находятся на востоке и в центре, масштабы межрегионального потока электроэнергии будут продолжать расширяться, ожидается, что к 2050 и 2060 годам межрегиональный межпровинциальный поток электроэнергии достигнет 810 миллионов и 830 миллионов киловатт соответственно. Ключевым моментом является ускорение развития электросетей специального высокого напряжения, которые в последние годы первоначально сформировали две крупные синхронные сети на востоке и западе, а также асинхронную сеть между западными энергосистемами через многократное соединение постоянного тока. В долгосрочной перспективе будет полностью построена сильная и надежная восточная и западная синхронная энергосистема, ожидается, что в 2050 и 2060 годах пропускная способность проекта постоянного тока специального высокого напряжения Китая достигнет 490 миллионов киловатт и 510 миллионов киловатт соответственно.

На стороне спроса управление на стороне спроса будет играть важную роль в балансе спроса и предложения в энергосистеме и станет экономическим вариантом обеспечения безопасности. Регулируемая нагрузка как эффективный гибкий ресурс, с созданием и совершенствованием рыночного механизма, пространство для будущего развития огромно. Ожидается, что в 2025, 2030 и 2060 годах регулируемая мощность нагрузки Китая достигнет, соответственно, 80 миллионов, 120 миллионов и 350 миллионов киловатт, что составляет долю максимальной нагрузки около 5%, 7% и 15% соответственно. В ближайшем будущем регулируемая нагрузка будет в основном направлена на ослабление напряженности между спросом и предложением электроэнергии, а в среднесрочной перспективе - на ослабление напряженности между спросом и предложением и поддержку поглощения новых источников энергии.

Водород: широкое участие в углеродно - нейтральных процессах

Зеленый водород, как ожидается, преодолеет экономическую « точку перегиба» в 2030 - 2035 годах

В 2023 году поставки водорода в Китай составляют 35,41 млн. тонн, из которых доля производства водорода из угля составляет 64,6%, а доля производства водорода из электролитической воды составляет менее 0,5%. С усилением ограничений на выбросы углерода и улучшением экономики производства водорода электролитической водой производство водорода из ископаемых источников энергии в Китае достигнет пика и снизится в период « 15 - й пятилетки», производство водорода из электролитической воды начнет этап масштабного развития примерно в 2030 году. Ожидается, что к 2060 году поставки водорода в Китае увеличатся до 85,8 млн. тонн, из которых на долю голубого водорода из угля и голубого водорода из природного газа приходится 7%, а на долю электролитической воды - 89,5%, а потребление энергии для производства водорода составляет 18% от общего потребления первичной энергии в Китае.

В последнее время сероводород является доминирующим источником водорода в Китае, зрелая технология, низкая цена, но прямые выбросы углерода при производстве водорода составляют около 4% от общего объема выбросов углерода в энергетической деятельности Китая. В настоящее время Китай производит около 28 миллионов тонн сероводорода из угля и природного газа, находится в пиковом периоде платформы, что составляет около 78% от общего объема поставок водорода. Ожидается, что после 2030 года, в соответствии с политикой ограничения выбросов углерода, более высокие затраты на выбросы углерода будут способствовать ускорению роста стоимости сероводорода, что приведет к ослаблению конкурентоспособности на рынке сероводорода, постепенному сокращению предложения и базовому выходу к 2060 году.

В долгосрочной перспективе зеленый водород станет ведущим источником водорода в нашей стране и будет играть ключевую роль в низкоуглеродном процессе поставок водорода и низкоуглеродистом потреблении энергии. В сочетании с модернизацией технологии производства водорода электролизной водой, интеллектуальным производством и снижением производства электроэнергии из возобновляемых источников ожидается, что зеленый водород Китая пересечет экономическую « точку перегиба» с 2030 по 2035 год и вступит в стадию масштабного развития. Ожидается, что поставки зеленого водорода в Китае увеличатся до 3 миллионов тонн в 2030 году, до 11,88 миллиона тонн в 2035 году, превысив 30 миллионов тонн в 2040 - 2045 годах, официально став ведущим источником водорода в Китае (более 50% специализированного производства водорода), достигнув 76,8 миллиона тонн в 2060 году.

Синий водород является важным дополнением к низкоуглеродистому источнику водорода в Китае и будет ускоряться после 2030 года. Несмотря на то, что развитие синего водорода имеет свои конкретные сценарии применения, экономика синего водорода в целом менее экономична, чем серо - водород в краткосрочной и долгосрочной перспективе, чем зеленый водород, что ограничивает масштабирование сине - водородной промышленности.

Водород - это вторичный или даже трехуровневый источник энергии, и проникновение водорода и возобновляемых источников энергии глубоко реконструирует модель энергоснабжения и использования энергии в нашей стране.

Сценарии применения диверсифицируются, а общее потребление к 2060 году вырастет до 85,8 млн тонн.

Заглядывая в будущее водородное энергетическое общество, водородная энергия будет играть множество ролей, таких как топливо, сырье и накопители энергии, и будет широко и глубоко участвовать в процессах углеродной нейтральности в промышленности, транспорте, строительстве, производстве электроэнергии и других секторах. По оценкам, в 2060 году потребление водородной энергии в Китае достигнет 85,8 млн. тонн, что составляет почти 12% от общего потребления конечной энергии в Китае.

Рост потребления водорода в Китае можно разделить на три этапа:

Этап разработки модели (с настоящего времени до 2035 года). В течение этого периода водородный транспорт, переработка зеленого водорода, водородная металлургия и другие сценарии применения еще не имеют экономического масштаба, более 95% водорода по - прежнему используется в промышленности. Ожидается, что на этом этапе потребление водородной энергии в Китае будет расти медленно, среднегодовые темпы роста составят около 1,5%; Масштабное увеличение потребления водородной энергии было ограниченным и достигло 42,64 млн. тонн, что примерно на 23% больше, чем в настоящее время.

Этап быстрого продвижения (2036 - 2050 гг.). Ожидается, что за этот период потребление водородной энергии в Китае составит около 67,9 млн. тонн. Хотя промышленный сектор по - прежнему будет занимать около 2 / 3 потребления водородной энергии, сценарии применения водородной энергии от нефтеперерабатывающей химической промышленности до металлургии, цемента, стекла, керамики и других сценариев, а также в области транспорта, строительства и других областях для достижения крупномасштабных применений. Ожидается, что доля водорода в общем объеме конечного потребления энергии в Китае увеличится с 4,5% до 8%.

Этап многоцелевого применения (2051 - 2060 гг.). Энергетическая трансформация Китая вступила в стадию закрытия углеродного пика, « топливо» будет наряду с « сырьем», чтобы стать основным использованием водородной энергии, ожидается, что масштабы потребления водородной энергии в Китае расширятся еще примерно на 26%. Диверсифицированное применение водородной энергии в основном отражено на трех уровнях: во - первых, как недорогое топливо с нулевым содержанием углерода, широко используемое в промышленности, обеспечивающее высококачественное тепло; Во - вторых, водородная энергия в форме метанола, аммиака и другого водородного топлива, чтобы помочь авиации, водному транспорту и другим отраслям глубокой декарбонизации; В - третьих, хранение водорода и производство водорода станут важной частью обеспечения безопасности и стабильности энергосистемы Китая.