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加国未来电力行业中的可再生资源图景

日期:2016-10-22    来源:FX168财经网

国际电力网

2016
10/22
10:50
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关键词: 电力 加拿大电力

从中国到北美旅游的人们,一个最大的感受或本能反应,大概是觉得这里的环保做得真不错,随地可见蓝天白云、绿水青山。不过,北美当地人似乎并不满足于此,仍然觉得环保之路任重而而道远。比如,如何减少温室气体排放、防止气候变暖,就是北美从上到下关注的一件头等大事。2016年6月底,北美三国元首齐聚渥太华,共同承诺2025年甲烷排放量减少40%~45%,并将清洁能源在能源消费中的比例提高至50%。

为了减少煤炭燃烧造成的温室气体排放,加拿大安大略省早在十几年前,就开始陆续关闭以煤炭为燃料的发电厂。到2015年,其省内所有的燃煤电厂都已不见踪影,基本上实现了“无煤化发电”。魁北克省、马尼托巴省和纽芬兰省水力资源丰富,根本不需要燃煤、燃油或燃气等常规蒸汽发电方式,卑诗省、新布伦瑞克省则需要一小部分。只有阿尔伯塔省、萨斯喀彻温省、新斯科舍省,仍然保留着较高比例的常规蒸汽发电。其中,富产油气的阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省尤其突出。

联邦政府为了推动各省能源转型,先后推出了一系列支持项目。2010年出台的“生态能源可再生发展计划”,提出要投资14.8亿加元发展风能、生物质能、小型水利和潮汐能等。此外,还出资3亿加元开展“生态能效计划”,以便促进智能化能源利用和减少污染物排放;投资2.2亿加元,支持房屋、建筑改造和工业过程处理;投资3500万加元,开展“生态能源可再生供热计划”,支持工业发展环保型供热技术。

加拿大确定的减排目标是,二氧化硫(SO2)排放量到2020年较2002年减少54%,到2030年减少84%;氧化氮(NOX)排放量到2020年减少50%,到2030年减少

80%。为了实现这个目标,就加拿大电力行业来说,可再生资源生产到2020年必须占全国发电总量的90%以上。这意味着,加拿大必须将依靠油气、煤炭发电的比例,降到10%以下。

在电量需求固定的情况下,要放弃传统的常规蒸汽发电,就必须开发可再生能源。一般来说,可再生能源是指在自然界中可以不断再生、对环境无害或危害极小的绿色能源,如水能、风能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等(根据主流观点,核能不在可再生能源范围之内)。加拿大水力开发已经达到高峰,未来20多年内不会再有大的扩张,其发电量占总发电量的比例,将维持在51%左右。因此,加拿大未来的可再生能源开发,可能主要集中在风能、太阳能、潮汐能、生物质能等领域。换言之,风能、太阳能、潮汐能和生物质能发电,将成为加拿大水力发电的重要辅助,共同构成未来加拿大电力资源的绝对主力(90%以上)。接下来,我们就分别看看未来加拿大的风能、太阳能、潮汐能和生物质能开发。

所谓风能发电,即借助风力吹动风扇运转,进而带动发电机旋转,将风能转化为电能的一种能源开发模式。在世界上,丹麦、德国、美国、西班牙等国开发风能发电较早。进入21世纪后,加拿大政府才开始制订补贴计划,鼓励企业尝试风能发电。经过十多年积累,风能发电已经成为加拿大规模最大的可再生能源产业。2015年,风能发电占可再生能源总量的73%。不过,从长远来看,其发电总量会呈下滑趋势。

在加拿大各省中,风力发电分布极不均衡。其中,东部的安大略和魁北克两省的风能发电规模最大。2014年,安大略风能发电量高达2241.7兆瓦,魁北克省风能发电量为1866.2兆瓦,两者分居全国第一、第二位。中国电力[-1.90%]企业投资的首个海外风力发电项目——加拿大德芙琳风电项目,就位于安大略省的德芙琳县。西部的油气大省阿尔伯塔排名第三,2014年风能发电量为1116.6兆瓦。东西海岸的临海省份,开发风能发电成本较高,所以现有规模都比较小。

太阳能发电有两种途径,一种叫作太阳能热发电(Concentrating Solar Power,简称CSP),是借助集热器吸收太阳辐射所产生的热能,再将热能转换为蒸汽,以驱动汽轮机发电;另一种叫作太阳能光伏发电(Photovoltaic Power Generation),是以太阳能电池利用光电效应,直接将太阳辐射转换为电能。无论前者还是后者,简单地说,就是利用特定装置将太阳热能转化为电能的一种能源开发模式。

近年来,利用太阳能发电在加拿大颇受青睐。在过去十几年中,其太阳能光伏发电能力平均每年增长24%。其中,安大略省和阿尔伯塔省的开发规模相对较大。三、四年前,日本企业在安大略投资兴建了当时全球最大的太阳能发电设施群,其年发电量可供上万个家庭消费。最近,阿特斯阳光电力集团旗下的全资子公司,又成功建成了更大的太阳能光伏发电站,据说可供1.7万个家庭的用电消费。虽然加拿大太阳能发电行业的规模现在仍然偏小,而且东西两海岸省份光照不足,太阳能行业发展受限较为严重,不过,根据BMI预测,鉴于中部和西部省份积极支持太阳能开发,2015~2024年间加拿大太阳能行业仍将保持快速发展态势,期间的平均增长率可能为10.7%。

潮汐能是指海水在涨落和流动过程中产生的能量,利用特定设施将这种动能和势能转换为电能,便是潮汐能发电。在地球万有引力的影响下,海水每天都会出现两次潮汐,因此有人认为潮汐能是“最可控”的可再生能源。不过,由于只能建在海湾处,潮汐能发电所需要的硬件条件,显然又比风能和太阳能发电“苛刻”得多。

加拿大芬迪湾拥有世界上最大和最快的潮汐,潮汐中蕴藏着巨大的水能资源。芬迪海湾能源研究中心(Fundy Ocean Research Centre for Energy )专家Matt Lumley曾指出,每次海潮时,多达140亿吨的海水涌进芬迪海湾,水流速度高达每秒5米,如果能将这些水能转换成电力,可以满足加拿大大西洋[0.20% 资金 研报]沿岸的全部电力需要。这么一说,芬迪湾潮汐能发电的前景还真是诱人!

巨利之下必有“勇夫”。目前,Open Hydro和Emera公司已经合作建设了夏普角海潮Cape Sharp Tidal项目,尝试开发芬迪湾潮汐能中的电力资源。如果尝试成功,能够满足1000个家庭的用电需求。荷兰新能源开发公司Tocardo International BV、安大略省International Marine Energy Inc.以及哈利法克斯的Minas Energy亦联合宣布,2017年将在新斯科舍的芬迪湾地区建设大型漂浮涡轮系统,尝试潮汐能发电。

生物质能是蕴含在动植物和微生物之中的能量。通过直接或混合燃烧生物质,驱动电动机转动的发电模式,即生物质能发电。大多数生物质固体燃料低灰低硫,在燃烧时排放的氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳以及烟尘颗粒远远低于煤炭,因此以生物质作为发电燃料,不仅能够有效地补充高峰时期的电力供应,而且节能减排、低碳环保,也被视为绿色可再生能源。近几十年来,随着煤炭和油气价格持续走高,生物质能发电一直颇受各国欢迎。

美国生物质能发电技术处于世界领先地位。据报道,美国共有350多座生物质发电站,装机总量达700兆瓦,主要分布在城郊林区,供应纸产品和林产品工厂用电。中国电力需求旺盛,又拥有丰富的生物质能,因而也进行了各种各样的开发探索。不过,最近几年来,由于各种各样的原因,中国生物质能发电行业难言景气,很多生物质能发电厂亏损严重、举步维艰。

加拿大借鉴美国生物质能发电技术,已经形成了较为成熟的行业体系。2014年,生物质能发电量占加拿大总发电量的3%;据相关机构预测,2040年,这个比例将提高到5%,生物质能发电将成为仅次于核发电的电力资源。目前,加拿大大型卖场、公寓、酒店、医院以及学校等建筑设施,大多使用热燃烧氧化系统;小型机构则通常依靠燃烧木屑、木块或树皮等获取热量。

在欧美国家中,加拿大资源丰富、油气充足,在开发可再生能源方面起步较晚。不过,从2005年到2015年,加拿大持续十年的可再生能源项目建设大潮,使得可再生能源产量出现了成倍增长。其中,风能、太阳能和生物质能等可再生能源产量,从2005年的2360兆瓦上升到了2015年的1.56万兆瓦,增长了6倍以上。到目前为止,加拿大已经仅次于中国、美国和巴西,成为世界第四大可再生能源生产大国。

加拿大承诺到2020年减少17%的温室气体排放,计划关闭7000兆瓦燃煤电厂,为实现这一目标,联邦及安大略、萨斯喀彻温等省都出台了相关补贴政策,这些都是加拿大可再生能源行业持续发展的政策动力。不过,多数可再生能源生产成本相对较高,其发展前途能不能符合预期,还要取决于技术突破和政策配套。如果通过技术突破和政策配套,能够将可再生能源发电成本降下来,在北美电力市场占据优势,加拿大可再生能源生产就能拥有一个美好的未来。否则,便只能看其他发电行业的“脸色”行事了。

关于加拿大电力行业的未来,有两点发展趋势是比较确定的,一是水力发电将长期保持行业主导地位(50%以上),二是燃煤发电必将陆续退出电力行业的历史舞台。

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