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英国百年能源变迁——从煤到清洁能源

日期:2020-07-20    来源:生物质耦合燃烧发电

国际新能源网

2020
07/20
10:16
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关键词: 英国能源转型 清洁能源 煤炭发电

从1870年代欧洲进入电力革命以来,全球的发电量经历了从零到26万亿度的发展。与之伴随的是,中国电力从1882年英国人在上海租界建设装机容量12kw的首台发电厂起,到2019年全国发电量超过7万亿度。尽管环境保护的呼声在近几十年日益高涨,各种清洁可再生的低碳能源的发展引人注目,各国政府为此投入巨大的财政支持,但经过近140多年的发展,煤炭、石油、天然气等化石原料至今仍然是全球主要的一次能源。其原因是电厂作为一种产业链完善,稳定性和封闭性较强的基础设施,具有投资高、生命周期长等特征,因此一国电源的更换通常需要几十年。

作为老牌发达国家的英国,其百年一次能源的变迁,可以简单概括为从单一煤炭原料,到核能和化石能源并存,再到化石能源、核能和清洁能源三足鼎立结构的变化,其变迁也典范地变现出了技术革命、市场基础和政策引导的特征。

英国近100年以来一次能源比例图

英国能源占比

二战以前,煤炭是绝对主要的一次能源,除此之外,水能有不到10%的比例。随着石油资源的开发利用,1955年以后,石油作为一次能源在英国发电行业得到了飞速的发展;但1970年代的石油危机和1980 年代的煤炭矿工罢工造成的混乱,直接导致煤炭和石油作为一次能源供应在电力行业的应用发生了巨大的变动;1990年代北海天然气产量的扩大,直接促使更清洁的一次能源天然气得到了迅猛的发展。

化石燃料比例的降低,可分为三个阶段,1960年代,1980年代和2010年代。前两个年代都表现出化石燃料的份额下降约10%,这是由于核能的增长。但总体而言,在2010年之前的超过百年的时间里,化石燃料的绝对主导地位几乎没有被动摇,2010年化石燃料生产了约80%的电力。但从2010年到2020年的10年里,化石燃料的比例减少了一半,从80%降低到40%。煤电比例已经降低至3%,风光水生物质等清洁可再生能源的比例接近煤炭石油天然气等化石能源的比例,标志着英国的电力行业已经完成了对煤电的依赖,并正逐步进入非化石能源时代。

值得关注的是,英国曾经拥有超过50座燃煤电厂,但2020年仍然在烧煤的电厂仅剩2座(West burton和Ratcliffe),英国的去煤化过程并没有完全抛弃煤电厂,而是对部分燃煤电厂锅炉进行了技术改造,改造后的燃煤电厂在保留绝大部分原有基础设施的同时,可以燃烧天然气和生物质燃料,这种方式和新建可再生能源发电厂相比较,极大地降低了成本,并延长了原有燃煤电厂的经济生命周期。

2000年后,英国开始论证生物质能发电大规模应用的可能性,并最终选择了建设改造成本和运营维护更低,配套设施及人员变动变动极低,燃料利用效率更高的大型燃煤电厂燃烧生物质原料的技术路线。2004年,英国出台鼓励大型燃煤电厂耦合生物质的行业政策,开启了高效率低成本的生物质发电应用历程。十多家大型燃煤电厂实施了5%-20%的低比例生物质耦合改造。

2012年,随着大型燃煤电厂燃烧生物质原料比例的自主性增加以及行业运营水平的提高,英国出台政策鼓励大型燃煤电厂从生物质耦合发电到燃烧100%生物质原料。该政策催生了Drax,Ironbridge,Lynemouth等数家燃煤电厂从燃煤到燃烧100%生物质原料的燃料转换。其中,2012年到2018年间,Drax电厂分批实现了4台660MW机组从燃煤到100%燃烧生物质燃料的转换,成为全球最大的生物质发电厂,截止2019年,该电厂已经连续3年上网电量超过100亿度,相当于国能生物发电集团旗下所有电厂上网电量的2倍,或约100家生物质发电厂上网电量之和。

2019年,英国生物质发电量比例已经超过全国比例的6%(注:我国农林废弃物发电起源于2006年,经过近15年的发展,2019年比例约占全国电量约0.7%),并计划数年后达到16%,英国已经成为可再生能源应用,尤其是大型燃煤电厂生物质耦合发电领域的全球领导国家。

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