英国能源发展趋势及对我启示
2019-04-12 16:51:52 浏览：19706 来源： 战略前沿技术
自实行低碳转型以来，英国能源供应呈现低碳化、多元化趋势，可再生能源占比不断提升，其中生物能源和风能的涨幅最为明显。生物能源作为一直以来被忽略的可再生能源，在交通运输领域有着巨大的应用前景，将对我国“电动汽车走出去”产生重大影响。海上风能作为一种新兴的能源市场，近年来在欧洲发展迅猛，也是英国能源的未来发展方向。
作为工业革命的发源地，英国不仅在煤炭、蒸汽机等工业化的方方面面引领着人类，在能源发展上也走在了世界前列。研究英国的能源转型历史、能源发展现状以及未来趋势将对我国能源转型路径、未来发展方向以及潜在合作机会提供参考思路。
一、英国能源转型历史 早在上世纪50年代，英国就开始了能源转型之路。二战后，因工业生产大量开采和使用煤炭，英国出现了持续不断的空气污染情况。1952年12月的“大雾霾”事件中，伦敦每立方米的污染微粒高达1000毫克，直接导致了约15万人因呼吸问题被送至医院，并最终导致4000人死亡。此次污染事件的发生，迫使英国政府启动了告别燃煤发电的能源转型之路。 此后的几十年里，英国政府积极的调整能源结构，大量增加石油天然气使用量，减少煤炭的使用量。在1989-1990年间，英国出台了一系列控制污染的法案，包括《1989 年控制煤烟污染法案》、《1989年污染控制( 补充) 法案》、《1989年天然气法案》、《1990 年环境保护法案》等。根据上述法案，英国政府积极的采取措施，用石油天然气代替煤炭，以解决燃煤导致的空气污染和酸雨等环境问题。 21世纪以来，英国将能源发展的重点放在可再生能源上。英国政府发布了《英国生物能源战略》、《海上风电产业战略规划》、《洁净空气战略》、《零排放之路》等多项战略，以加强生物能源、太阳能风能以及核能等低碳能源的在工业和生活中的应用。 总的来说，英国的能源转型之路是从“以油气代煤”到“可再生能源代替化石能源”的过程。 二、英国能源发展现状 1、能源生产结构 2017年，英国初级石油（包括原油和天然气液体）占能源总产量的40%，天然气占32%，初级电力（包括核能、风能、太阳能和水力发电）占17%，生物能源和废弃物占10%，煤炭占比只有1.5%。 图1 2017年英国能源生产结构 图2 英国1990-2017年初级燃料的生产情况（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 从1990年开始，英国的煤炭产量就一路下降，一直跌至2017年的最低点。与此相反，生物能源与废弃物一直保持稳步增长趋势。 2、能源消费结构 2017年，英国的能源消费结构仍然以化石能源为主。石油和天然气消费分别占总量的35.85%和39.02%，煤炭消费只占5.26%，三者总和占比超80%。其中，石油的消费主要用于交通运输，而天然气的消费主要用于家庭的燃气供应上。新能源类包括生物能源和废弃物以及核能等占比不到20%。 图3 2017年英国能源消费结构 表1 2017年英国不同能源类型在不同领域的消费情况 （资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 图4 英国1990年和2017年内陆能源的消费情况（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 单位：Million tonnes of oil equivalent 尽管新能源的消费量占总消费量的比例不高，但与1990年相比，英国在天然气、生物能源以及核能等低碳能源的消费上均有大幅增加。而煤炭的消费数值从1990年的66.9降至2017年的10.1。此外，石油的消费量也有减少。 3、电力结构 2017年，英国的电力结构以低碳能源为主，其中40.4%的电力来自于天然气，20.8%的电力来自于核能，18.2%的电力来自于风能和太阳能，燃煤发电只占总发电量的6.7%。 与2016年相比，英国的太阳能风能发电比例从14.1%提高至2017年的18.2%，其他可再生能源发电比例从8.9%提高至2017年的9.4%。而天然气发电、核能发电以及燃煤发电比例均有下降。 图5 2016年和2017年英国的电力结构（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 表2 1990-2017年英国不同能源类型的发电量（资料来源：UKENERGY IN BRIEF 2018） 从1990年到2017年英国不同能源类型的发电量变化来看，尽管天然气一直是最主要的电力来源，但发电量从2010年来逐年下降；核能发电量变化不大，维持在60-80亿千瓦时之间；太阳能、风能以及其他可再生能源发电从2000年以来增幅明显；随着技术的进步、成本的下降，可再生能源发电将会是以后的发展方向。 4、进口依赖情况 英国能源经历了从能源进口国到能源出口国，再回到能源进口国的过程。2017年，英国36%的能源依赖进口，其中57%的煤炭、46%的石油以及35%的天然气均依赖进口。相比于前几年，英国2017年能源进口量有所下降，主要原因是煤炭进口量的大幅减少。 图6 1970年-2017年英国能源进口依赖情况（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 图7 1998-2017年英国主要进口来源（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 表3 英国不同能源进出口情况（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 总的来说，在能源的生产和消费上，英国仍然以石油和天然气为主，煤炭的占比逐年下降。在电力结构上，英国以低碳能源为主，电力来源低碳化、多元化趋势明显。 三、英国低碳能源的未来趋势 自英国实行低碳经济以来，英国低碳能源供应占比逐年提高，从2000年的9.4%提高至2017年的18.4%。在各种不同种类的低碳能源中，核能、风能以及生物能源占比最高。下面分别从这三种能源类型来分析英国低碳能源的未来发展趋势。 图8 2000年-2017年英国低碳能源占比情况（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 表4 2000年-2017年英国不同类型的低碳能源占比情况（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 1、未来5年核电供应不会增加 近十几年来，在廉价天然气的冲击下，英国核电的发展几乎停滞。2015年12月，服役时间44年的Wylfa核电站关闭，宣告着英国第一代核电站全部退役。英国现在在运的核电机组以第二代气冷堆和一座压水堆为主，共16台机组，总装机容量约为940万千瓦，为英国提供大约20％的电力供应。而英国唯一一个在建的核电项目即使过程顺利也要到2025年才能启动，因此，2015年以来英国的核电占比几乎保持不变，接下来的5年核电供应也不会再有增加。 2、生物能源是英国可再生能源领域鲜为人知的领导者 2017年，英国的可再生能源来源中，生物能源占比66%，也就是说，接近三分之二的可再生能源来自于生物能源。 图9 2017年英国可再生能源来源（资料来源：UK ENERGY IN BRIEF 2018） 生物能源是指从生物来源的材料制成的可再生能源。作为可再生能源开发利用的重要方向，生物能源既可以促进工业的发展，又为英国的交通、热力、电力提供燃料。生物燃料的发展也日益受到各国政府的重视。 2012年4月26日，英国发布《英国生物能源战略》。该战略的首要原则是生物能源必须是可持续生产的，英国政府需引导生物能源可持续发展。2019年，英国可再生能源协会(U.K. Renewable EnergyAssociation)发布了一份新报告显示，生物能源目前是英国减少排放和促进绿色能源就业的主要力量。英国气候变化委员会预测，到2050年，生物能源在英国主要能源供应中的比例将翻一番。 但根据英国可再生能源协会的分析，英国生物能源政策和监管框架的差距正在不断扩大，现有的支持机制已经结束，将影响到英国现有生物能源市场的安全和未来的持续增长。 3、风电是英国未来能源的主要方向 2017年，英国的可再生能源来源中，风电占比21%，仅低于生物能源。在可再生能源发电上，陆上风电发电量达29.1 TWh，占比29.3%，海上风电发电量达20.9 TWh，占比21%,两者占比之和超50%。此外，2010年以来，陆上风能和海上风能发电量都大幅提高，陆上风能发电量从2010年的7.2 TWh 提升至2017年的29.1 TWh，海上风能发电量从2010年的3.1 TWh提升至2017年的20.9TWh。与2016年相比，英国可再生能源发电量的增长几乎全部来自于风能。 图10 2000年以来英国可再生能源发电情况（资料来源：UKENERGY IN BRIEF 2018） 表5 1990年以来英国可再生能源发电情况（资料来源：UKENERGY IN BRIEF 2018） 海上风电因不占用紧缺的土地资源、远离城镇及居民生活区、对环境及景观负面影响小、转速和风机利用效率均高于陆上风机等优势，近年来受到欧洲各国的青睐。英国因优越的地理位置，具有丰富的海上风力资源，这两年来大力发展海上风电。 2019年3月8日，英国商务、能源与产业战略部（BEIS）公布最新海上风电发展目标，计划在2030年，将海上风力发电量提高到总发电量的三分之一，并将海上风电服务和设备出口额提高到每年26亿英镑。3月14日，英国发布“海上风电产业战略规划“。该规划明确提出作为清洁能源的海上风电将在2030年前装机容量达到3000万千瓦，为英国提供30%以上的电力；每个海上风电项目在英国本土采购的设备和服务最低比例从目前的48%提高到60%； 此外，英国政府将拨付2.5亿英镑来补贴英国本土海上风电供应链企业，使其在未来的国际海上风电创新中保持竞争力和领导地位。 四、对我国能源发展的影响和启示 1、能源转型 英国作为走在世界前列的工业国家，其能源转型的过程值得我国借鉴和反思。 英国早期的能源结构与中国相似，都是以化石能源为主，且电力结构中大部分来自于燃煤发电。现如今，英国则主要以石油、天然气发电，以及核能、可再生能源发电为主，燃煤发电量在整体发电量中几乎可以忽略不计。 从“以油气代煤”再到“可再生能源代替化石能源”，英国在转型路径上分“两步走”，并充分考虑了当时的能源现状、工业发展以及经济性。此外，在能源转型过程中，英国始终坚持以绿色低碳发展为方向、保证能源来源的多元化、因地制宜大力发展海上风能，这些都值得我国借鉴，但在核电的发展上，英国现在受制于人的局面也值得我国反思。 2、未来能源发展 生物能源作为一种被忽略的可再生能源，需要引起我国的重视。一方面，生物能源具有良好的可储藏性和运输性，可以提供包括燃料乙醇、生物柴油以及航空生物燃料等多种运输燃料，是一种非常有前景的可再生能源；另一方面，生物燃料将来可作为石油的替代燃料使用，一旦发展起来，将比电动汽车更便捷更具有经济性。而我国现在大力发展电动汽车，在动力电池上投入了大量的资金。生物燃料的发展势必会影响到电动汽车的市场占有率，也将对我国“电动汽车走出去”产生重大影响。 3、合作机会 在合作机会上，海上风能以及核能是值得关注的合作领域。 英国以及其他的欧洲国家因为地理优势大力发展海上风能，对风机设备有着很大的需求量。尽管我国在海上风电上缺乏经验，在核心技术和设计上也不具备优势，但是海上风电所需的设备与陆上风电有很多相似之处，因此在制造上，我国风机厂商仍然有可以与英国企业合作的空间。 在核能领域，英国近些年来逐渐重视核电的发展并已重启核电建设。中广核参与的欣克利角C核电站项目是英国30年来首个新建的核电项目。在我国核电技术已具备自主研发能力、工程经验走在世界前列的基础上，可密切关注英国的核电发展情况，以寻求更多的合作机会。
