来源:《中国石化》杂志2025年第2期 时间:2025-02-17 16:13
Alex Whitworth
随着全球能源转型的推进,全球电力需求将大幅增加,电动汽车、去碳化供暖、人工智能处理和绿色氢能都将对电力产生巨大需求
亚太地区电力需求在以每年4%至5%的速度增长,现已超过世界其他地区的总和,这意味着亚太地区在未来将引领全球电力市场发展的趋势;亚太地区的电力投资也在蓬勃发展,预计10年内将达到近4万亿美元,比前10年增长50%,可再生能源技术将成为主要的投资热点
美国的制造业复兴、AI人工智能革命和快速电气化带来的电力需求激增将创造历史性的投资机遇,也带来巨大的挑战,但输配电基础设施建设等诸多市场瓶颈,将限制美国电力供应上线的速度
欧洲市场比美国更重视净零排放目标,愿意通过进口更多的新能源技术来实现这一目标,但经济不景气,大量的工业和制造业在减产、裁员,甚至面临倒闭的风险
随着全球能源转型的推进,全球电力需求将大幅增加,电动汽车、去碳化供暖、人工智能处理和绿色氢能都将对电力产生巨大需求。但电力生产能否跟上全球能源转型步伐?不同地区的电力供应和价格又会受到哪些因素影响?本文基于伍德麦肯兹研究团队发布的《全球及区域市场电力战略规划展望》,分析探讨亚太、北美和欧洲地区电力市场的未来。
亚太地区:准备迎接4万亿美元的投资热潮
据伍德麦肯兹追踪统计数据显示,2015年至2023年,亚洲电力需求增长占全球的81%,这一数据非常惊人。当前,亚太地区电力需求仍在以每年4%至5%的速度增长,现已超过全球其他地区的总和,这意味着亚太地区在未来将引领全球电力市场发展的趋势。
与此同时,亚太地区的电力投资也在蓬勃发展,预计10年内将达到近4万亿美元,比前10年增长50%,可再生能源技术将成为主要的投资热点。核电技术作为稳定性较高、成本与排放均低的解决方案也将成为投资收益产业,预计到2033年,核电装机容量将翻一番。总体而言,这一新投资体量中84%的份额将用于低碳能源产业开发,对比之下,仅有16%的投资将转向煤炭和天然气发电市场。
近年来,亚太地区的光伏产业发展实现了飞跃式发展。截至2023年底,光伏新增装机容量激增,促使亚太地区光伏装机总容量达到850GW(吉瓦),持续领先于其他地区新能源发电技术的市场发展。伍德麦肯兹最新市场展望数据显示,光伏新增加容量已经接近风能产业的3倍,预计2030年的光伏装机将达到2400GW,超越煤电新增装机容量,实现领先优势。预计到2050年,光伏装机容量将新增8倍,超过6000GW,其中中国的新增容量占比达到71%。风电装机也将实现大幅增长,到21世纪中叶,装机容量将增加近6倍。其中,电池储能产业的部署增速最快,到2050年将增长36倍,超过1500GW。
据测算,亚太地区的低碳光伏发电量2024年增长33%达到1250TWh(太瓦时),第一次超过风能发电量。其中,将近70%的新增容量来自中国市场,这一规模的发电量比日本的电力需求总和还高,也相当于澳大利亚市场体量的4倍。光伏市场继续保持这一势头发展,将有望于今年超越天然气发电,并于明年追赶水力发电的水平。
煤炭发电容量也将持续增长,但将在5年内开始步入稳步下行阶段直至2050年。然而,化石燃料方面的发展并非都是坏消息:预计2026年,亚太区域的天然气发电装机规模将超过北美,成为全球市场体量最大的天然气发电装机市场。同时,天然气也可以补足因煤电量下降而无法满足的部分需求,支持调峰和容纳更多间歇性可再生能源的工作。因此,伍德麦肯兹预计,到2050年,亚太地区天然气装机容量将翻一番,超过1000GW。
当前,亚太地区低碳氢项目的年产能超过15万吨,占全球已公开氢能项目总量的15%。亚太地区主要的低碳氢生产国中,中国凭借大规模的风光发电装机规模和快速的大型项目建设部署,占亚太区域已运营产能的绝大部分。澳大利亚宣布了氢生产税收激励,预计自2027年起向绿氢生产商提供2澳元/千克的补贴。印度也启动了清洁氢生产补贴计划,预计2026年起绿氢运营产能将快速放量。这两个市场的主要目标都是向日本及韩国出口氢氨。日本、韩国是亚太区域氢能市场的主要需求国家。根据伍德麦肯兹最新供需展望,到21世纪末,这两大市场将产生至少1.3Mtpa(百万吨每年)的低碳氢需求。低碳氢氨将在电力和运输行业首先实现商业化应用。氢气混烧、氨煤混烧模式所需的氢氨,将占10年内低碳氢总需求的一半左右。诸多日韩企业开始试行这项技术,预计在2030年后加速商业化模式。日韩将在短期内支持蓝氨进口,压低进口价格、实现进口规模。预计10年内,东北亚的蓝氨到岸成本可实现将近700美元/吨,价格水平大约是同期进口绿氨的一半。
2024年,氢能行业发展放缓,生产成本高、购买意愿低导致的承购难仍然是市场面临的主要挑战。伍德麦肯兹追踪统计了2000多个低碳氢氨项目数据,全球宣布的项目总规模已超过每年1.4亿吨低碳氢产能。但是,目前的合同量总计仅有830万吨,约占总规模的6%,且只有大约四分之一的合同量进展为确定的销售和购买协议。处于行业萌芽期,市场流动性不足、价格信号缺失等带来的不确定性使市场参与者越发担忧氢能短期发展的经济性。未来几个月,日韩氢差价合约拍卖的结果将成为扭转当前困境的重要催化剂。
北美地区:需求增长重回电力市场的议题中心
在经历了超过15年几乎持平的电力需求之后,数据中心和制造业的大量负荷增长给美国电力行业带来了一波冲击。需求增长主要集中在特定地区,包括PJM市场(美国东部地区的一个电力市场)、得克萨斯州、东南部和西南部等热点地区。预计短期内电力供应紧张会带来一些不确定性,但从中长期来看,到2030年的电力需求会更加强劲。
美国目前数据中心的用电量为25GW,占电力需求的5%。如果这25GW中的60%由天然气发电来满足,那么数据中心目前消耗天然气为20亿立方英尺/日(约合0.57亿立方米/日)。如果到2030年,数据中心的电力需求翻一番,超过50GW,甚至翻两番超过75GW,那么,美国的天然气需求将再增加20亿立方英尺/日至40亿立方英尺/日(约合1.13亿立方米/日)。
美国的制造业复兴、AI人工智能革命和快速电气化带来的电力需求激增将创造历史性的投资机遇,也带来巨大的挑战。伍德麦肯兹预计,包括输配电基础设施建设在内的诸多市场瓶颈,将限制美国电力供应上线的速度。短期内,运营商或将推迟煤炭和天然气发电站的退役计划,并增加火电机组的使用量。据估计,美国天然气需求仍将在21世纪40年代中期保持需求韧性,而按照美国的相关政策,美国煤电机组将于2040年基本实现退役。
特朗普任美国总统也会给美国电力市场带来更多不确定性。目前,伍德麦肯兹认为,潜在的进口关税会让美国的光伏板和锂离子电池价格维持较高的水平,但是美国本土的产能和技术仍缺乏竞争力。据伍德麦肯兹光伏供应链研究数据预估,美国制造的光伏组件成本在0.3美元/瓦以上,而中国出口的产品价格已经跌至0.09美元/瓦。特朗普有可能会减少对可再生能源、电动车、新能源产业的支持,也有可能减少一部分用于IRA(《通胀削减法》)的补贴额度。同时,他计划释放大量天然气、石油的开采和出口。由此,我们预计美国往亚洲出口的低价液化天然气有望到21世纪20年代末实现大量增长,也会影响亚洲电力行业的煤炭和天然气之间的竞争。
欧洲地区:重新思考实现净零排放目标下的能源转型步伐
欧盟推出REPowerEU计划(可再生能源计划),旨在到2030年大幅减少对化石燃料的依赖,并加快向低碳能源的过渡。为了实现净零排放的目标,该政策明确了三大关键因素:提高可再生能源装机规模、协调电网投资和激励电气化。
风能和光伏的加速部署是欧洲应对高能源价格,以及在国际局势的不稳定下,降低供应安全风险的关键支柱。据预测,到2030年,欧盟27国将有2/3的电力供应来自可再生能源。鉴于电力产业在欧洲能源转型中的关键作用,零碳发电技术在欧洲电力供应的占比有望从2022年的61%激增至2050年的97%,这意味着仅在2024年至2033年期间,市场将迎来一波投资机遇,以支持301GW风电容量、651GW光伏容量的新增部署。市场的投资机会较大,但供应链限制、成本上升和周转时间过长等因素,或将阻碍风能和光伏产业充分发挥其发展潜力。
欧盟成员国《2030年国家能源和气候计划》最新政策显示,各成员国的可再生能源电力供应目标有待全面提高,电气化进程还不够快,电动汽车和热泵的部署面临挑战。
随着项目经济性和政策目标趋于一致,21世纪30年代,欧洲可再生能源供应量将大幅攀升。光伏将在装机容量上占据主导地位。但由于更高的利用率,到2050年,风电将占电力供应的46%,而相比之下,光伏仅占27%。尽管发电能力大幅增长,但可再生能源仍无法满足部分电力需求。在欧盟27国,天然气供应份额从2023年的16%下降到2050年的6%。
总体来说,欧洲市场比美国更重视净零排放目标,愿意通过进口更多的新能源技术的手段来实现这一目标。近年来,中国出口到欧洲的光伏板、电动车和其他装备的数量实现了快速增长,也看到中国风能技术竞争力的提升。但是,欧洲的经济不景气,大量的工业和制造业在减产、裁员,甚至面临倒闭的风险。这也引起更多社会和政治不稳定,也有反对进口的趋势,给中国公司的出口战略带来挑战。
这个趋势将给中国企业更多机会变成真正全球化的技术公司,中国企业已经发展成可再生能源的技术领导。欧洲和全球很多国家需要先进低价新能源技术,但是也要求更多当地投资、经济增长和就业机会。积极向外投资,实行全球化经营战略,继续创造新技术和解决方案,走近全球客户,是全球领先技术公司的发展路径。
作者系伍德麦肯兹副总裁、亚太地区电力新能源研究负责人,由伍德麦肯兹资深翻译秦洁提供翻译