引言:2023年,全球约84%的新增发电能力来自太阳能和风能。这一趋势不仅显示了太阳能光伏技术凭借其价格低廉和普及门槛低的优势正在引领一场前所未有的能源变革,也意味着东南亚在能源转型中具有巨大潜力。作为一个阳光充足、人口和能源需求快速增长的地区,东南亚正处于由太阳能光伏技术引领的重大能源变革的风口浪尖。一旦解决了太阳能发电技术和应用方面的问题,消除了市场障碍,东南亚将迎来利用离岸抽水蓄能系统平衡和利用清洁可靠的太阳能的无限机遇。
东南亚将迎来太阳能与抽水蓄能带来的无限机遇
2023年,太阳能和风能占全球新增发电量的84%左右,而煤炭、天然气、核能、水电和其他可再生能源等所有其他技术占剩余的 16%。随着太阳能和风能价格的持续下降,历史上最快的能源结构变革正在到来。
全球约四分之三的人口生活在南北纬35度之间的阳光地带,该地区常年拥有良好的太阳能资源,这里也是能源消耗和碳排放增长最快的地区。
随着生活水平的提高以及工业、交通、供热及制冷电气化程度的提高,东南亚的电力需求将激增十倍。对于已经发展了以绿色氢产品为主的大型化工行业的国家,电力需求可能会再翻一番。这与澳大利亚的电力需求趋势预测相一致,目前东南亚正处于能源快速变化的初期。
政策制定者已经提出了核能、生物能、水电、地热能以及碳捕集与封存(CCUS)在助力东南亚能源系统脱碳方面的潜力。然而,这些技术要么在全球能源市场上缺乏大规模竞争力,要么在快速部署方面受到很大限制。相比之下,太阳能和风能正在主导市场。太阳能的部署速度每三年翻一番,现在比全球所有其他低排放技术(不包括风能)的年部署速度总和还要快 20 倍。
太阳能光伏(PV)技术是当前成本最低的新电力形式,在整个阳光地带的应用基本上不受任何限制。澳大利亚在利用太阳能和风能实现能源系统去碳化方面处于全球领先地位,并将在 2030 年实现 82% 的可再生能源电力,这证明了可再生能源能够降低成本和排放。
然而,东南亚对太阳能的担忧依然存在。比如,越南致力于推广太阳能的“屋顶太阳能计划”导致电网高度拥堵,因为太阳能安装速度超过了输电设施升级和储能技术的部署速度。
此外,人们对太阳能光伏发电存在误导性担忧,包括太阳能发电的成本,发电量以及太阳能发电对电网可靠性的影响等。一些分析错误地认为太阳能发电量有限,无法满足现实需要。事实上,如果规划得当,太阳能完全可以满足阳光地带的全部电力需求。
马来西亚作为东南亚阳光地带国家的一个案例可以说明这一点。能源平衡模型显示,约 660 千兆瓦的太阳能就足以使一个富裕且完全电气化的马来西亚的能源系统脱碳。如果沿着这条道路部署,太阳能制造、供应链和光伏设备安装市场都有机会在马来西亚成熟起来。澳大利亚正走在一条类似的道路上,其发电组合中可再生能源已占 40%。在太阳能呈指数增长的同时,资金成本也在不断降低。
还是以马来西亚为例,在其屋顶、外墙、非森林地带、湖泊、水库以及与农业相结合的地方,有可能安装大约8,500千兆瓦的太阳能光伏发电设备。在风平浪静的赤道海洋上,离岸浮动太阳能也蕴藏着巨大商机。马来西亚可以在从未经历过大浪或强风的地区部署大约25,000千兆瓦的海上浮动光伏发电。如果还有人宣称太阳能光伏发电的潜力有限,那很大程度上是在误导大众,政策制定者应该对此观点保持警惕。
在广泛部署太阳能的同时,建设隔夜储能系统也至关重要。幸运的是,大多数阳光地带国家都可以利用几乎无限循环的离岸抽水蓄能。马来西亚拥有约 450,000 千兆瓦时的河外抽水蓄能潜力,这比支持该国整个能源系统去碳化所需的数量多 100 到 200 倍。
离岸抽水蓄能是一种相对成熟的能源储存技术,通过在海上建造储水池,利用电力将海水抽到储水池中储存,然后在需要时释放水流,通过水流驱动涡轮发电机发电。这种技术可以平衡太阳能和风能等间歇性可再生能源的发电不稳定性,提高能源利用效率。对环境影响小,用水量低,并能提供最廉价的长期能源储存。东南亚拥有一支擅长开发传统水电站的劳动力队伍,他们可以随时转岗开发抽水蓄能系统。
据估计,在富裕且全面电气化的马来西亚,利用太阳能和离岸抽水蓄能实现能源系统脱碳的总成本约为每兆瓦时95-103美元。目前,马来西亚半岛的电价高达每兆瓦时 120 美元,因此无需等待其他低排放技术的成本大幅降低。
要推动东南亚进入以太阳能为主的能源未来,重要的是要从技术角度证明和确保太阳能和抽水蓄能的潜力巨大甚至无限,消除人们关于太阳能发电的担忧和不安。当太阳能主导的电网分布在大型输电骨干网上,并得到长期储能的支持时,这将是一个可靠且低成本的投资项目。
随着人们对太阳能发电的担忧和不安日益减轻,下一步就是要消除阻碍屋顶太阳能或独立发电商接入电网的障碍,这两点对于推动价格确立和建立大型太阳能产业至关重要。随着供应链和太阳能安装人员队伍的发展,太阳能和相关成本将进一步下降。
此外,政策制定者有必要进行市场改革,以确保储能系统能够获得适当的收益回报,因为储能系统提供了频率和电压控制、黑启动能力(指的是电力系统在发生大范围停电后重新启动并逐渐恢复正常运行的能力)以及电力和能源储备,是普及太阳能的重要一环。
一旦解决了这些障碍,阳光地带的东南亚国家将有机会获得廉价、清洁和可靠的太阳能,实现能源结构变革,进而助力实现脱碳目标,推动经济可持续发展。
作者:Timothy Weber 是澳大利亚国立大学100%可再生能源团队的研究官员;Andrew Blakers 是澳大利亚国立大学工程学教授。
编译:刘颖
责任编辑:潘美琪
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