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可再生能源分析和預測(2019~2024)

執行摘要

光伏推動可再生能源新增裝機容量大幅反彈

可再生能源發電新增裝機容量預計在2019年將以四年內最快的速度增長。在2018年經歷將近二十年來的首次停滯之后,新增裝機容量將增長12%。新一輪的增長主要受光伏發電的推動,包括光伏在歐盟迅速擴張,印度市場需求更為強勁,以及越南裝機井噴式增長。陸上風電的增長提速,也為這一反彈提供了支持,特別是在美國、歐盟和中國。

在光伏的帶動下,2019至2024年間可再生能源發電裝機容量增幅達50%。這意味著1200GW的增長量,相當于美國目前的總裝機容量。其中,光伏發電占預期增長量的近60%,陸上風電占四分之一。受歐盟競價機制以及中國和美國市場不斷擴張影響,海上風電將貢獻4%的增長量,預計到2024年裝機容量將增長兩倍。生物質發電裝機容量增幅與海上風電增長相當,其中以中國、印度和歐盟的增長最為迅猛。水電增速緩慢,但仍然占可再生能源發電總裝機容量增幅的十分之一。

與去年的報告相比,由于成本下降以及政策更加有效,對可再生能源發電裝機容量部署的預測顯著上調。到2024年,公用事業級應用和分布式應用的光伏發電成本將進一步下降15%至35%。最近的競價結果顯示,在越來越多的國家,公用事業級光伏電站的平準化發電成本將先于預期達到或低于新建化石燃料電廠的水平。而且,競爭和成本下降共同推動陸上和海上風電裝機容量的增長。

歐盟和美國占預測上調幅度的一半。之所以對歐盟市場發展持更加樂觀的態度,是因為其成員國為了滿足可再生能源目標,增加了可再生能源計劃招標量,并加快了分布式光伏增長。美國的風電和光伏發電開發人員正急于在聯邦稅收優惠到期之前完成項目,同時,企業購電協議和州級政策也為增長做出了貢獻。我們對中國到2024年的可再生能源發電裝機容量增長預測高于去年,原因在于其光伏和陸上風電系統消納情況改善、棄電率降低且競爭力增強。主要受光伏發電的帶動,印度到2024年可再生能源發電裝機容量將翻番。但是,配電公司運營和財務健康狀況、土地征用、電網改造和融資方面的持續挑戰阻礙其更快發展。由于不斷延遲實施已發布的政策、投資風險高且電網基礎設施薄弱,導致增長受阻,撒哈拉以南非洲是我們唯一下調預期的地區。可再生能源發電增長仍需大幅提速,才能滿足長期可持續能源目標。如果各國政府能夠解決加快部署所面臨的三大挑戰(政策和監管不確定性、眾多發展中經濟體的高投資風險以及一些國家風力發電和光伏發電的系統消納問題),有可能實現這一增長。解決這幾方面的挑戰是我們做出加速發展情景預測的基礎,該預測認為到2024年,可再生能源發電總裝機容量增幅將超過60%,達到4000GW,規模達到目前全球煤電裝機容量的兩倍。年部署量將增長至280GW,比目前高出60%,并與長期可持續能源目標一致。

分布式光伏登上舞臺中央

家用、商業建筑用以及工業用分布式光伏系統發展即將騰飛,將帶來電力系統重大變革。消費者自發電能力快速提高,對全球的供電商和政策制定者而言,意味著新的機遇和挑戰。到2024年,分布式光伏發電裝機容量將增長一倍以上,達到530GW,這一增幅與陸上風力發電增長相當或等于光伏總量近一半。

預計提早至2021年,中國將貢獻全球分布式光伏增長量的近半數,并在光伏裝機容量上超越歐盟,成為世界光伏領域的領導者。不過,由于歐盟經濟吸引力增強、政策環境改善,2019至2024年間,歐盟分布式光伏將仍然大幅增長。日本仍然是一個強大的市場,但印度和韓國已崛起,成為亞洲裝機容量增長的推動力量。主要受美國的帶動,與2013至2018年間相同,北美2019到2024年間分布式光伏將增長一倍。

與傳統觀點相反,分布式光伏增長主要集中在工商業應用,而非戶用領域。工商業應用幾乎占到至2024年新增分布式光伏裝機容量的四分之三,其經濟效果整體優于戶用。這是由于規模經濟導致每千瓦投資成本下降,以及供求通常能夠更好地協調一致,從而促進更多的“自發自用”應用和節省更多電費。到2024年,全球戶用光伏屋頂系統可能達到約1億個。得益于有利的政策設計和分布式光伏的經濟吸引力,許多國家將加快部署,屆時家用系統將占分布式光伏總裝機容量的四分之一。2024年,人均戶用光伏裝機容量前五的市場分別為澳大利亞、比利時、美國加利福尼亞州、荷蘭和奧地利。成本快速降低可能帶來分布式光伏井噴式增長。在大多數國家,商業用和戶用系統已經使發電成本低于零售電價中的可變部分。預計到2024年,戶用和商用太陽能光伏的成本將進一步下降15%到35%,使得這一技術更具經濟吸引力,從而刺激這一技術在全球的應用。根據加速發展情景預測,到2024年,不斷改善的經濟性,結合更加有效的政策和監管,能夠推動分布式光伏全球裝機容量超過600GW,幾乎是目前日本總裝機容量的兩倍。但是,根據可用屋頂面積,這也只占分布式光伏技術開發潛力的6%。因此,分布式光伏系統不斷增長的經濟吸引力將帶來未來幾十年的大幅增長,吸引數以億計(甚至十億計)的私人投資者。

分布式光伏可持續增長需要重要的政策和電費改革。目前,一些分布式光伏政策(例如:統購統銷和通過零售電價補償進行年度凈計量)可能產生一些不希望出現的效果。未加管理的增長可能增加系統成本、對可再生能源電網消納帶來挑戰、降低分布式電網運營商的收入,從而擾亂電力市場。需要電費改革和適當的政策,以吸引分布式光伏投資,同時確保有足夠的收入支付固定電網資產,和確保在所有消費者之間公平分配成本負擔。

可再生能源發電應用使供熱行業受益

2019~2024年,可再生能源供熱將增長五分之一。建筑供熱占全球可再生能源供熱增長的一半以上,其次是工業。在該預測期內,中國、歐盟、印度和美國占全球可再生能源供熱消費增長的三分之二。但是,可再生能源在全球供熱消費中的份額僅有略微增長,從目前的10%增長至2024年的12%。整體而言,可再生能源供熱潛力仍然有待大力開發,其部署與全球氣候目標不一致,需要更遠大的目標、更強大的政策支持。到2024年,預計用于供熱的可再生能源電量將增長超過40%,與用于供熱的生物質能增長相當,占全球可再生能源供熱消費的五分之一。這一增長主要得益于可再生能源在總電量中的份額越來越大,其次是終端用能電氣化程度越來越高。

從目前來看,到2024年,現代化的生物質能仍然是可再生能源供熱的最大來源。預計超過三分之二的生物質能增長將主要出現在印度、中國和歐盟的工業領域。

中國首次引領生物燃料產量增長

預計到2024年,生物燃料總產量將增長25%。2018年,受巴西乙醇產量飆升推動,生物燃料產量增長為五年來最快。總體而言,亞洲占增長的一半。亞洲由于頒布了有雄心的、旨在強化能源安全的生物燃料政策,促進了農產品需求增長和空氣質量改善。除了生物燃料以外,到2024年,主要在中國,可再生能源發電將為交通運輸業提供約10%的可再生能源。

中國將是所有國家中生物燃料產量增幅最大的國家。到2024年,受越來越多的省份開始推廣10%乙醇混合燃料以及產能投資不斷加大的推動,中國的乙醇產量預計將增長兩倍。由于2020年將實施國家生物燃料政策(Renovabio),巴西的增長幅度將位列第二。2024年,美國和巴西的生物燃料產量將仍占全球總產量的三分之二。

氫化植物油(HVO)生產將加速,與生物柴油的競爭加大。到2024年,氫化植物油產量將增加一倍以上,占生物燃料產量增長的五分之一,與生物柴油的貢獻相當,從而使之成為目前為止先進生物燃料的最大來源。氫化植物油可使混合環節具有更高的靈活性,能夠使用廢棄原料和剩余原料,能夠產生可再生丙烷和可再生化學品等具有更高價值的副產品。接下來的五年,歐盟和美國受政策驅動的需求預計將刺激50億美元投資,用于新建氫化植物油煉油廠,其中的一部分煉油廠將同時生產航空生物燃料。為了實現長期氣候目標,需要大幅加速可持續生物燃料生產和消費。我們的主要預測情景表明,到2024年,可再生能源仍然只占交通運輸行業能源需求的5%。我們的加速發展情景預測表明,2024年有望進一步增長20%,這需要加強政策支持以展示可持續性,刺激關鍵市場更高比例生物混合燃料的消費,以及開拓航空和海洋運輸行業新市場。同時,也需要采取金融風險防范措施,鼓勵對能夠采用更廣泛廢棄和剩余原料但尚未十分成熟的先進生物燃料技術的投資。

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