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張歡歡：英國能源發展趨勢及對我啟示

點擊：27435  作者：張歡歡    來源：全球技術地圖（drc_iite）  發布時間:2019-04-12 11:16:21

 

         自實行低碳轉型以來，英國能源供應呈現低碳化、多元化趨勢，可再生能源占比不斷提升，其中生物能源和風能的漲幅最為明顯。生物能源作為一直以來被忽略的可再生能源，在交通運輸領域有著巨大的應用前景，將對我國“電動汽車走出去”產生重大影響。海上風能作為一種新興的能源市場，近年來在歐洲發展迅猛，也是英國能源的未來發展方向。

作為工業革命的發源地，英國不僅在煤炭、蒸汽機等工業化的方方面面引領著人類，在能源發展上也走在了世界前列。研究英國的能源轉型歷史、能源發展現狀以及未來趨勢將對我國能源轉型路徑、未來發展方向以及潛在合作機會提供參考思路。

一、英國能源轉型歷史

早在上世紀50年代，英國就開始了能源轉型之路。二戰后，因工業生產大量開采和使用煤炭，英國出現了持續不斷的空氣污染情況。1952年12月的“大霧霾”事件中，倫敦每立方米的污染微粒高達1000毫克，直接導致了約15萬人因呼吸問題被送至醫院，并最終導致4000人死亡。此次污染事件的發生，迫使英國政府啟動了告別燃煤發電的能源轉型之路。

此后的幾十年里，英國政府積極的調整能源結構，大量增加石油天然氣使用量，減少煤炭的使用量。在1989-1990年間，英國出臺了一系列控制污染的法案，包括《1989 年控制煤煙污染法案》、《1989年污染控制( 補充) 法案》、《1989年天然氣法案》、《1990 年環境保護法案》等。根據上述法案，英國政府積極的采取措施，用石油天然氣代替煤炭，以解決燃煤導致的空氣污染和酸雨等環境問題。

21世紀以來，英國將能源發展的重點放在可再生能源上。英國政府發布了《英國生物能源戰略》、《海上風電產業戰略規劃》、《潔凈空氣戰略》、《零排放之路》等多項戰略，以加強生物能源、太陽能風能以及核能等低碳能源的在工業和生活中的應用。

總的來說，英國的能源轉型之路是從“以油氣代煤”到“可再生能源代替化石能源”的過程。

二、英國能源發展現狀

1、能源生產結構

2017年，英國初級石油（包括原油和天然氣液體）占能源總產量的40%，天然氣占32%，初級電力（包括核能、風能、太陽能和水力發電）占17%，生物能源和廢棄物占10%，煤炭占比只有1.5%。

 

圖1 2017年英國能源生產結構

 

圖2 英國1990-2017年初級燃料的生產情況（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

從1990年開始，英國的煤炭產量就一路下降，一直跌至2017年的最低點。與此相反，生物能源與廢棄物一直保持穩步增長趨勢。

2、能源消費結構

2017年，英國的能源消費結構仍然以化石能源為主。石油和天然氣消費分別占總量的35.85%和39.02%，煤炭消費只占5.26%，三者總和占比超80%。其中，石油的消費主要用于交通運輸，而天然氣的消費主要用于家庭的燃氣供應上。新能源類包括生物能源和廢棄物以及核能等占比不到20%。

 

圖3 2017年英國能源消費結構

 

表1 2017年英國不同能源類型在不同領域的消費情況（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

 

圖4 英國1990年和2017年內陸能源的消費情況（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

單位：Million tonnes of oil equivalent

盡管新能源的消費量占總消費量的比例不高，但與1990年相比，英國在天然氣、生物能源以及核能等低碳能源的消費上均有大幅增加。而煤炭的消費數值從1990年的66.9降至2017年的10.1。此外，石油的消費量也有減少。

3、電力結構

2017年，英國的電力結構以低碳能源為主，其中40.4%的電力來自于天然氣，20.8%的電力來自于核能，18.2%的電力來自于風能和太陽能，燃煤發電只占總發電量的6.7%。

與2016年相比，英國的太陽能風能發電比例從14.1%提高至2017年的18.2%，其他可再生能源發電比例從8.9%提高至2017年的9.4%。而天然氣發電、核能發電以及燃煤發電比例均有下降。

 

圖5 2016年和2017年英國的電力結構（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

 

表2 1990-2017年英國不同能源類型的發電量（資料來源：UKENERGY IN BRIEF 2018）

從1990年到2017年英國不同能源類型的發電量變化來看，盡管天然氣一直是最主要的電力來源，但發電量從2010年來逐年下降；核能發電量變化不大，維持在60-80億千瓦時之間；太陽能、風能以及其他可再生能源發電從2000年以來增幅明顯；隨著技術的進步、成本的下降，可再生能源發電將會是以后的發展方向。

4、進口依賴情況

英國能源經歷了從能源進口國到能源出口國，再回到能源進口國的過程。2017年，英國36%的能源依賴進口，其中57%的煤炭、46%的石油以及35%的天然氣均依賴進口。相比于前幾年，英國2017年能源進口量有所下降，主要原因是煤炭進口量的大幅減少。

 

圖6 1970年-2017年英國能源進口依賴情況（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

 

圖7 1998-2017年英國主要進口來源（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

 

表3 英國不同能源進出口情況（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

總的來說，在能源的生產和消費上，英國仍然以石油和天然氣為主，煤炭的占比逐年下降。在電力結構上，英國以低碳能源為主，電力來源低碳化、多元化趨勢明顯。

三、英國低碳能源的未來趨勢

自英國實行低碳經濟以來，英國低碳能源供應占比逐年提高，從2000年的9.4%提高至2017年的18.4%。在各種不同種類的低碳能源中，核能、風能以及生物能源占比最高。下面分別從這三種能源類型來分析英國低碳能源的未來發展趨勢。

 

圖8 2000年-2017年英國低碳能源占比情況（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

 

表4 2000年-2017年英國不同類型的低碳能源占比情況（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

1、未來5年核電供應不會增加

近十幾年來，在廉價天然氣的沖擊下，英國核電的發展幾乎停滯。2015年12月，服役時間44年的Wylfa核電站關閉，宣告著英國第一代核電站全部退役。英國現在在運的核電機組以第二代氣冷堆和一座壓水堆為主，共16臺機組，總裝機容量約為940萬千瓦，為英國提供大約20％的電力供應。而英國唯一一個在建的核電項目即使過程順利也要到2025年才能啟動，因此，2015年以來英國的核電占比幾乎保持不變，接下來的5年核電供應也不會再有增加。

2、生物能源是英國可再生能源領域鮮為人知的領導者

2017年，英國的可再生能源來源中，生物能源占比66%，也就是說，接近三分之二的可再生能源來自于生物能源。

 

圖9 2017年英國可再生能源來源（資料來源：UK ENERGY IN BRIEF 2018）

生物能源是指從生物來源的材料制成的可再生能源。作為可再生能源開發利用的重要方向，生物能源既可以促進工業的發展，又為英國的交通、熱力、電力提供燃料。生物燃料的發展也日益受到各國政府的重視。

2012年4月26日，英國發布《英國生物能源戰略》。該戰略的首要原則是生物能源必須是可持續生產的，英國政府需引導生物能源可持續發展。2019年，英國可再生能源協會(U.K. Renewable EnergyAssociation)發布了一份新報告顯示，生物能源目前是英國減少排放和促進綠色能源就業的主要力量。英國氣候變化委員會預測，到2050年，生物能源在英國主要能源供應中的比例將翻一番。

但根據英國可再生能源協會的分析，英國生物能源政策和監管框架的差距正在不斷擴大，現有的支持機制已經結束，將影響到英國現有生物能源市場的安全和未來的持續增長。 

3、風電是英國未來能源的主要方向

2017年，英國的可再生能源來源中，風電占比21%，僅低于生物能源。在可再生能源發電上，陸上風電發電量達29.1 TWh，占比29.3%，海上風電發電量達20.9 TWh，占比21%,兩者占比之和超50%。此外，2010年以來，陸上風能和海上風能發電量都大幅提高，陸上風能發電量從2010年的7.2 TWh 提升至2017年的29.1 TWh，海上風能發電量從2010年的3.1 TWh提升至2017年的20.9TWh。與2016年相比，英國可再生能源發電量的增長幾乎全部來自于風能。

 

圖10 2000年以來英國可再生能源發電情況（資料來源：UKENERGY IN BRIEF 2018）

 

表5 1990年以來英國可再生能源發電情況（資料來源：UKENERGY IN BRIEF 2018）

海上風電因不占用緊缺的土地資源、遠離城鎮及居民生活區、對環境及景觀負面影響小、轉速和風機利用效率均高于陸上風機等優勢，近年來受到歐洲各國的青睞。英國因優越的地理位置，具有豐富的海上風力資源，這兩年來大力發展海上風電。

2019年3月8日，英國商務、能源與產業戰略部（BEIS）公布最新海上風電發展目標，計劃在2030年，將海上風力發電量提高到總發電量的三分之一，并將海上風電服務和設備出口額提高到每年26億英鎊。3月14日，英國發布“海上風電產業戰略規劃“。該規劃明確提出作為清潔能源的海上風電將在2030年前裝機容量達到3000萬千瓦，為英國提供30%以上的電力；每個海上風電項目在英國本土采購的設備和服務最低比例從目前的48%提高到60%； 此外，英國政府將撥付2.5億英鎊來補貼英國本土海上風電供應鏈企業，使其在未來的國際海上風電創新中保持競爭力和領導地位。

四、對我國能源發展的影響和啟示

1、能源轉型

英國作為走在世界前列的工業國家，其能源轉型的過程值得我國借鑒和反思。

英國早期的能源結構與中國相似，都是以化石能源為主，且電力結構中大部分來自于燃煤發電。現如今，英國則主要以石油、天然氣發電，以及核能、可再生能源發電為主，燃煤發電量在整體發電量中幾乎可以忽略不計。

從“以油氣代煤”再到“可再生能源代替化石能源”，英國在轉型路徑上分“兩步走”，并充分考慮了當時的能源現狀、工業發展以及經濟性。此外，在能源轉型過程中，英國始終堅持以綠色低碳發展為方向、保證能源來源的多元化、因地制宜大力發展海上風能，這些都值得我國借鑒，但在核電的發展上，英國現在受制于人的局面也值得我國反思。

2、未來能源發展

生物能源作為一種被忽略的可再生能源，需要引起我國的重視。一方面，生物能源具有良好的可儲藏性和運輸性，可以提供包括燃料乙醇、生物柴油以及航空生物燃料等多種運輸燃料，是一種非常有前景的可再生能源；另一方面，生物燃料將來可作為石油的替代燃料使用，一旦發展起來，將比電動汽車更便捷更具有經濟性。而我國現在大力發展電動汽車，在動力電池上投入了大量的資金。生物燃料的發展勢必會影響到電動汽車的市場占有率，也將對我國“電動汽車走出去”產生重大影響。

3、合作機會

在合作機會上，海上風能以及核能是值得關注的合作領域。

英國以及其他的歐洲國家因為地理優勢大力發展海上風能，對風機設備有著很大的需求量。盡管我國在海上風電上缺乏經驗，在核心技術和設計上也不具備優勢，但是海上風電所需的設備與陸上風電有很多相似之處，因此在制造上，我國風機廠商仍然有可以與英國企業合作的空間。

在核能領域，英國近些年來逐漸重視核電的發展并已重啟核電建設。中廣核參與的欣克利角C核電站項目是英國30年來首個新建的核電項目。在我國核電技術已具備自主研發能力、工程經驗走在世界前列的基礎上，可密切關注英國的核電發展情況，以尋求更多的合作機會。