A redução científica de carbono deve atingir o menor custo total para toda a sociedade, o menor custo econômico e o melhor processo. Em nome da neutralidade do carbono, não devemos concentrar nosso poder de fogo em todas as indústrias de alto carbono para travar uma guerra de aniquilação ou guerra móvel. No atual processo de neutralidade carbônica, a relação entre novas energias e termelétricas a carvão deve ser complementar, interdependente, simbiótica e co-próspera, ao invés de um jogo de soma zero onde existem crescimento e contenção mútuos.
Ponto de vista: A energia nova e a energia térmica a carvão devem se complementar, coexistir e prosperar
Profissionais domésticos envolvidos em tecnologia de energia térmica e avaliação econômica geralmente gostam de usar o custo da eletricidade para avaliar a economia de um projeto. O conceito básico de custo da eletricidade é o custo unitário da geração de eletricidade, ou seja, o custo total dividido pela geração total de energia durante o período de operação. O custo por unidade de eletricidade pode ser dividido em custos fixos e custos variáveis. Os custos fixos incluem depreciação do capital fixo, amortização de ativos intangíveis, custos de reparo e despesas financeiras, etc.; custos variáveis incluem custos de combustível, custos de água, custos de materiais, dessulfurizadores, agentes de desnitrificação, etc.
Organizações internacionais de energia, como a Agência Internacional de Energia (IEA), preferem usar o LCOE para avaliar o custo total de geração de energia de projetos de investimento. LCOE é o custo nivelado da eletricidade, ou seja, o custo por grau de eletricidade de todo o ciclo de vida (incluindo o período de construção e o período de operação). O custo total em todo o ciclo de vida (a soma do valor presente de todos os custos, incluindo principalmente o custo de investimento original, custo operacional e valor residual) é dividido pela geração total de energia (a soma do valor presente).
Após a nova paridade energética, a importância da energia do carvão permanece
O LCOE é frequentemente usado para benchmarking de custo de energia térmica e energia nova. De acordo com dados relevantes da Agência Internacional de Energia Renovável, o custo nivelado fotovoltaico médio global da eletricidade caiu 82% em dez anos, de 37,8 centavos/kWh em 2010 para 6,8 centavos/kWh em 2019. Atualmente, o LCOE fotovoltaico da China é próximo ou mesmo inferior ao preço de referência da eletricidade da rede movida a carvão, e será um evento de alta probabilidade que o LCOE da energia eólica fotovoltaica seja menor do que o LCOE da energia a carvão. Além disso, de acordo com a Agência Internacional de Energia, o LCOE da energia eólica caiu 83% de 1983 a 2019. Com base na experiência e no julgamento acima, alguns pesquisadores de energia acreditam que novas fontes de energia, como cenários, podem substituir fontes de energia tradicionais,
Após anos de subsídios governamentais e forte apoio, a geração de energia eólica e fotovoltaica pode finalmente ser conectada à rede em paridade. Políticas preferenciais, como compra total de redes elétricas e acesso prioritário à Internet, deram uma confiança sólida à nova energia. As unidades de energia a carvão do projeto double-high (alta poluição, alta emissão) que nasceram com pecados originais parecem ter perdido completamente sua competitividade.
No entanto, a julgar pela tecnologia energética atual e pela realidade do mercado, novas energias + armazenamento de energia não podem substituir a energia fóssil ou a energia do carvão. Naquela época, devido à aleatoriedade, intermitência e volatilidade de novas fontes de energia, como energia eólica e fotovoltaica, não havia momento em que não fosse necessário e não havia momento em que não fosse necessário. . Até o momento, esse problema não foi fundamentalmente resolvido.
A queda de energia da onda de frio no Texas em fevereiro de 2021, o consumo ordenado de energia em algumas províncias da China do final de 2020 ao início de 2021 e os cortes de energia em muitos lugares na China a partir do terceiro trimestre de 2021 estão todos atrasados a insuficiente capacidade instalada efetiva. pergunta.
Como todos sabemos, embora a capacidade instalada de energia nova seja enorme, a capacidade efetiva equivalente é muito baixa. O coeficiente de resistência da energia eólica é próximo a 95%, e o coeficiente de resistência da energia fotovoltaica é de 100% (dia, noite). No cálculo do balanço de energia, o pessoal do setor sabe que o coeficiente efetivo do vento (luz) e outras novas fontes de energia só é considerado em 5% (0%), principalmente nos horários de pico de inverno e verão, quando quase não há vento.
Em contraste, o coeficiente de resistência médio da energia térmica convencional a carvão é de cerca de 8% (15% para unidades de aquecimento) e 40% para energia hidrelétrica. Para explicar melhor em linguagem simples, devido à baixa capacidade efetiva de novas fontes de energia, como eólica e solar, antes que a maturidade, a segurança e a economia da tecnologia de armazenamento de energia em larga escala e longo prazo não tenham alcançado avanços substanciais, será usado em toda a sociedade. Sob a premissa de manter uma certa taxa de crescimento da eletricidade, quanto mais energia renovável, como energia eólica e solar, for instalada, se a fonte de alimentação tradicional não puder ser construída de forma síncrona e manter um aumento correspondente, todo o sistema de energia ficará em falta em picos de inverno e verão e climas extremos. eletricidade. Esta é a causa raiz de frequentes faltas de eletricidade.
Vê-se que não é exagero comparar as termelétricas a carvão com a pedra de lastro e estabilizadora do sistema de energia nesta fase.
Em momentos críticos e em tempos de crise, apenas as odiadas unidades movidas a carvão podem se levantar e carregá-las, tornando-se o esteio do suprimento de energia. Algumas pessoas podem pensar que este é apenas um evento de pequena probabilidade, como pode acontecer todos os dias? No entanto, no sul, onde o frio extremo e a ausência de luz, o calor extremo e a ausência de vento e uma alta proporção de energia hidrelétrica, a estação seca no inverno e o clima extremamente frio carecem de vento e luz. A água se tornará um evento frequente de alta probabilidade. Em 2008, 2020 e 2021, ocorreram com frequência temperaturas extremamente frias e baixas. Além disso, os atuais canais UHV limitados ainda são difíceis de realizar a interconexão de eletricidade entre as províncias de todo o país, ajuste mútuo e complementaridade.
A frequente ocorrência de condições meteorológicas extremas alertou as pessoas repetidamente para colocar toda a sua segurança energética na intermitência e volatilidade do cenário, etc., e têm características sazonais distintas (a estação chuvosa no curso médio e inferior do rio Yangtze tem um período longo de escuridão, verão Períodos longos sem vento e com menos vento) em novas fontes de energia podem levar a interrupções de energia em grande escala. Esse recurso de energia nova requer um grande número de fontes de energia ajustáveis para manter a estabilidade e o reequilíbrio para as características intermitentes, flutuantes e de falta de energia. Como gestor do setor de energia, ele deve ter um profundo conhecimento sobre isso e fazer planos de emergência para segurança e abastecimento de energia.
Com a ocorrência frequente de tais condições climáticas extremas, garantir a segurança energética é a principal prioridade da subsistência da população doméstica (especialmente na região dos "Três Nortes", o aquecimento no inverno é a principal prioridade da subsistência das pessoas, não menos que a segurança alimentar). Naquela época, nem as antigas fontes de energia renovável, como a energia hidrelétrica, nem as novas fontes de energia renovável, como a eólica e a solar, podiam ser mencionadas. Apenas fontes tradicionais de energia fóssil (energia térmica, energia a gás) e energia nuclear poderiam garantir a segurança energética.
Limitações de LCOEs
A substituição da energia fóssil por energia nova não deve considerar apenas a estabilidade da rede elétrica, mas também diversas questões econômicas e sociais. Depois que a região dos "Três Nortes" entra na estação de inverno rigoroso, o aquecimento e o fornecimento de energia se tornaram a primeira prioridade da subsistência das pessoas, e a eficiência de utilização de energia de calor e energia combinada é a mais alta. A nova energia só pode gerar eletricidade sem aquecimento. Se o aquecimento tiver que ser convertido de eletricidade em calor, a eficiência da utilização de energia será significativamente reduzida. Se você não considerar do ponto de vista de redução de carbono e redução de carbono, a eficiência térmica da cogeração é a mais alta. Em contraste, a produção de hidrogênio após a nova geração de energia reduz a eficiência energética pela metade e depois transporta, armazena hidrogênio e, em seguida, gera calor para aquecimento, e a eficiência é reduzida pela metade novamente. A eficiência de conversão de energia é muito baixa e a perda de energia é grave. Se for considerado que a nova energia está equipada com armazenamento de energia de longo prazo (armazenamento de energia semanal e sazonal que excede o armazenamento de energia durante o dia), o LCOE da nova energia aumentará acentuadamente e suas vantagens econômicas desaparecerão.
Atualmente, todas as províncias (regiões) do país emitiram políticas uma após a outra, exigindo que novos projetos de energia sejam equipados com 10% a 15% de armazenamento de energia como padrão, e a duração é de cerca de 1 a 2 horas. Projetos de investimento em energia renovável com bons benefícios do projeto, mais esses 10% ~ 15%, 1 a 2 horas de configuração de armazenamento de energia, o benefício do investimento já começou a se deteriorar e está próximo do ponto de equilíbrio. Se estiver equipado com armazenamento de energia de longa duração por mais de um dia, nas atuais condições técnicas, económicas e de mercado, é difícil imaginar que um projeto de investimento em energia eólica e nova possa ser rentável.
No ano passado, o tema da energia do hidrogênio foi quente e até foi chamado de fonte de energia definitiva no século XXI. Então, a energia do hidrogênio será o fator chave para resolver o problema da nova energia? Isso provavelmente não é otimista. Devido a problemas como baixa eficiência de conversão de energia, alto custo, investimento em infraestrutura e segurança, não há esperança para o desenvolvimento em larga escala da energia do hidrogênio dentro de dez anos. Mesmo em 2050, os especialistas ainda não têm certeza absoluta de que a energia do hidrogênio substituirá a energia fóssil tradicional no campo dos transportes, muito menos em outras indústrias?
Além disso, ainda existem muitas dificuldades técnicas na energia do hidrogênio, e os principais componentes principais ainda não foram localizados... Esses problemas de gargalo precisam ser resolvidos com urgência. Embora países ao redor do mundo o defendam e promovam vigorosamente, o desenvolvimento da energia do hidrogênio ainda está no período de introdução no mercado e toda a cadeia industrial não tem uma vantagem de custo. Seu desenvolvimento em larga escala está a caminho e todos os problemas são resolvidos durante o desenvolvimento. Este período é de pelo menos dez anos ou mais. Depois que a tecnologia e o mercado estiverem maduros, a energia do hidrogênio será promovida e aplicada em larga escala.
Desse ponto de vista, avaliar o custo de várias fontes de geração de energia apenas a partir do LOCE é obviamente uma generalização e um vislumbre do leopardo. A energia nova beneficia de várias políticas e medidas preferenciais da rede elétrica (como acesso prioritário à Internet e compra integral, etc.), mas não assumiu as obrigações básicas correspondentes, como regulação de picos e regulação de frequências e disponibilização de capacidade efetiva. Tal como numa sociedade regida pela lei, cada cidadão deve assumir as suas obrigações no gozo dos seus direitos. Este também deve ser o caso na indústria de energia orientada para o mercado. Antes da comercialização completa da indústria de energia, o tipo de geração de energia nova não alcançou a unidade de responsabilidade, poder e benefício. Um profissional sênior no círculo de poder comparou vividamente,
Além disso, após um grande número de novas fontes de energia aleatórias e altamente voláteis serem conectadas à rede para geração de energia, elas terão um enorme impacto e impacto na rede. É difícil manter o equilíbrio de poder do sistema de energia, que é um problema mundial. Além disso, a rede elétrica tradicional precisa fornecer um momento de inércia e uma forte fonte de alimentação de suporte, caso contrário, a segurança da rede elétrica não será garantida. Estes não podem ser garantidos por fontes de energia intermitentes, como energia eólica e fotovoltaica, e só podem ser garantidos por fontes de energia tradicionais. Além disso, devido à alta proporção de capacidade instalada de energia nova, o problema das frequentes oscilações subsíncronas na Rede Elétrica Noroeste não foi resolvido de forma efetiva e completa até o momento.
Cálculo de custo perfeito
Para resumir, é unilateral considerar apenas o LCOE para o custo de geração de energia de novas energias, como eólica e solar. O custo total real da nova energia elétrica deve ser adicionado ao custo do sistema de energia que a nova energia deve suportar. O custo do sistema de energia é o custo do armazenamento de energia, e garantir a segurança da rede elétrica não pode ser suportado apenas pelas empresas da rede elétrica e pelas principais unidades termelétricas a carvão de geração de energia principal. Enquanto gozam dos direitos, as novas empresas de energia devem assumir as obrigações correspondentes. Esta é uma atitude científica, racional e pragmática.
Da mesma forma, o LCOE atual para avaliação de fontes térmicas não é abrangente e científico, especialmente no custo da energia térmica a carvão, que não considera seu custo ambiental. O LCOE da energia térmica mais seu custo ambiental (isto é, preço do carbono ou imposto sobre o carbono) é o custo total da energia térmica.
No momento, o mercado de carbono da China acabou de começar, e o nível geral do preço do carbono permanece em torno de 50 yuans/tonelada. O preço do carbono não reflete totalmente os custos ambientais causados pela alta poluição e características de alta emissão de unidades termelétricas a carvão. Do ponto de vista das tendências internacionais, o preço do carbono na Europa aproxima-se dos 100 euros/tonelada e oscilará na faixa dos 60-100 euros/tonelada. As unidades termelétricas movidas a carvão na Europa devem pagar altos custos ambientais se quiserem sobreviver. Desta forma, o mercado obrigará as termelétricas a carvão a se retirarem da concorrência de mercado devido aos altos custos, sem ordem administrativa.
Embora as unidades termelétricas a carvão ainda não tenham arcado totalmente com os custos ambientais, as novas fontes de energia da China, como eólica e solar, estão longe de arcar com os custos do sistema de energia que deveriam arcar. Apenas algumas províncias, como a região dos "Três Nortes", estabeleceram mercados de serviços auxiliares. O mercado de serviços está longe de ser estabelecido, e o mercado de capacidade efetiva ainda não começou.
Especialistas do setor de energia têm pedido um preço de eletricidade em duas partes para unidades de energia térmica, e o preço da eletricidade de capacidade não foi implementado até agora. As províncias hidrelétricas do sudoeste, como Sichuan e Yunnan, não têm energia térmica a carvão como suplemento importante durante a estação seca do inverno. Estima-se que a população da província terá dificuldade em garantir o consumo de eletricidade. Além disso, a província de Sichuan implementou subsídios de água e fogo por muitos anos, porque os governos locais muitas vezes não pagam fundos de subsídio para unidades de energia térmica, resultando em perdas perenes para unidades de energia termelétrica a carvão na província. Em última análise, a causa raiz é a falta de desenho do sistema na comercialização da eletricidade, ou seja, o mercado de capacidade elétrica não foi estabelecido a tempo.
Considerando as características de dotação de recursos baseados em carvão da China, o preço do carbono no mercado de carbono não deve ser muito alto antes que novas fontes de energia se tornem a principal fonte de energia. Se o preço do carbono for muito alto nesta fase, pode afetar a segurança energética e o consumo de eletricidade para a subsistência das pessoas. Roma não foi construída em um dia e o preço do carbono na Europa não subiu para 100 euros imediatamente após o estabelecimento do mercado de carbono. O mercado europeu de carbono também passou por quase 20 anos desde o seu estabelecimento até a maturidade. Portanto, o estabelecimento e melhoria do mercado de carbono da China provavelmente deve ser um processo lento e gradual de baixo para alto preço do carbono, em vez de alinhamento imediato com os preços do carbono europeu.
Além disso, a Europa e os Estados Unidos concluíram a industrialização e sua estrutura de consumo de energia é dominada pela indústria terciária, complementada pelas indústrias secundárias e primárias. O aumento anual no consumo de eletricidade não é grande e o valor total é basicamente estável. Enquanto a China estiver em processo de industrialização, durante o período do 14º Plano Quinquenal e do 15º Plano Quinquenal, a taxa de crescimento anual do consumo de eletricidade ainda manterá uma taxa de crescimento média a alta. A atual estrutura de consumo de energia é dominada pela indústria secundária, complementada pelas indústrias primária e terciária.
Em termos de incremento do consumo de eletricidade e estrutura de consumo de eletricidade de toda a sociedade, existem grandes diferenças entre a Europa, os Estados Unidos e a China, e a experiência de neutralidade de carbono na Europa e nos Estados Unidos não pode ser completamente copiada. Claro, o consumo de eletricidade de toda a sociedade chinesa é relativamente alto, principalmente porque o consumo de energia da China por unidade de PIB é muito alto (superior ao nível médio mundial, cerca de duas vezes o de países desenvolvidos como o Reino Unido). A causa raiz é que a indústria química pesada tem características óbvias, algumas indústrias de alto consumo de energia têm capacidade relativamente excessiva e a tecnologia é relativamente atrasada. Como resultado, a China ainda tem um longo caminho a percorrer no caminho da conservação de energia e redução de emissões.
Durante esse período, a energia térmica a carvão e a energia nova se complementam e são indispensáveis, em vez da vida e da morte. Somente eliminando as termelétricas a carvão, novas fontes de energia, como a eólica e a solar, podem ganhar um espaço mais amplo de sobrevivência e desenvolvimento. No momento, esse tipo de pensamento está ansioso demais para um sucesso rápido.
No atual processo de carbono duplo, a relação entre novas energias e unidades termelétricas a carvão deve ser complementar, interdependente, simbiótica e co-próspera, em vez de um jogo de soma zero onde existem geração e restrição mútuas.
