中商情報網訊:2020年9月22日,總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上提出,中國將提高國家自主貢獻力度,採取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。未來,中國將建成一個以新能源和可再生能源為主體的「近零排放」的能源體系。
近年來,我國積極發展以太陽能、風能為代表的新能源,已具有一定的規模成效。而隨著新一代信息技術的發展,與新能源的融合應用進一步推動我國新能源產業發展,為新能源的推廣、應用帶來更強大的技術支撐。
從智慧新能源產業鏈來看,首先是基於太陽能、風能、海洋能、氫能等新能源,根據不同的方式進行利用。如太陽能、風能等通過不同的發電設備發電,之後是傳輸、配電環節;而氫能目前的主要應用為氫燃料電池車。隨著5G、物聯網、大數據、雲計算等新一代信息技術在新能源產業中的融合,電網數位化中心、泛在電力物聯網、電力大數據應用、智能加氫站系統等平臺推出並得到應用。基於此,發電、傳輸、用電、服務等環節可實現自動化、智能化,加快推動新能源在城市、工廠、產業園、學校、家庭等場景的應用。
來源:中商產業研究院
一、新能源應用情況
新能源,又稱非常規能源,是指傳統能源之外的各種能源形式,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。目前,我國太陽能、風能應用已具有一定規模,海洋能、生物質能等其他新能源的應用正在不斷推進。此外,氫能作為目前已知的所有能源中最為清潔的一種,也是我國重要發展的新能源之一。
(1)太陽能
太陽能是一種可再生能源,指太陽的熱輻射能,主要表現就是常說的太陽光線,一般用作發電或者為熱水器提供能源。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式,目前,太陽能光伏發電系統是主要的應用。
近年來,我國太陽能發電量持續提高。數據顯示,2019年我國太陽能發電量為1172.2億千瓦時。另外,據最新數據顯示,1-9月我國太陽能發電量累計達1070.6億千瓦時。
註:2020年數值為1-9月累計值。
數據來源:國家統計局、中商產業研究院整理
(2)風能
風力發電是指把風的動能轉為電能,是一種清潔無公害的的可再生能源。數據顯示,2019年我國風力發電量達3577.4億千瓦時。風力發電持續增長,據最新統計,2020年1-9月風力發電量為2971.9億千瓦時。
註:2020年數值為1-9月累計值。
數據來源:國家統計局、中商產業研究院整理
(3)水能
水能是一種清潔能源,指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。水能是一種可再生能源,主要用於水力發電。我國具有豐富的水力資源,水力發電是主要電力來源之一。數據顯示,2019年我國水力發電量為11534.4億千瓦時。截至9月,2020年水力發電量累計達9024.9億千瓦時。
註:2020年數值為1-9月累計值。
數據來源:國家統計局、中商產業研究院整理
(4)核能
核能(或稱原子能)是通過轉化其質量從原子核釋放的能量。核能是清潔能源,目前我國已建有秦山核電站、大亞灣核電站、嶺澳核電站等核電站,運行情況良好。數據顯示,2019年我國核能發電量為3483.5億千瓦時。截至9月,2020年全國核能發電量為2700.1億千瓦時。
註:2020年數值為1-9月累計值。
數據來源:國家統計局、中商產業研究院整理
二、新能源設備布局情況
根據不同屬性,新能源的發電方式各異,使用的發電設備也不同。
(1)光伏發電
光伏是太陽能光伏發電系統的簡稱,是一種利用太陽電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統,有獨立運行和併網運行兩種方式。太陽能光伏發電系統分為兩類,一種是集中式,如大型西北地面光伏發電系統;一種是分布式,如工商企業廠房屋頂光伏發電系統,民居屋頂光伏發電系統。
光伏組件是基於電池整合的具有封裝及內部聯結的,能單獨提供直流電輸出的、最小不可分割的光伏電池組合裝置。光伏組件是太陽能發電系統中的核心部分,也是太陽能發電系統中最重要的部分。2019年,我國光伏組件產量98.6GW,同比增長17.0%。
數據來源:中國光伏行業協會、中商產業研究院整理
另外,據行業統計,2020年上半年,全國新增光伏發電裝機1152萬千瓦,其中集中式光伏新增裝機708.2萬千瓦,分布式光伏新增裝機443.5萬千瓦。截止6月底,光伏發電累計裝機達到2.16億千瓦,其中集中式光伏1.49億千瓦,分布式光伏6707萬千瓦。從新增裝機布局來看,華北、華東地區新增裝機較多,分別達439和219萬千瓦。
(2)風電
數據顯示,2019年,中國新增風電併網裝機容量25.74GW,其中陸上新增併網裝機容量23.76GW,海上新增併網裝機容量1.98GW。截至2019年底,我國風電裝機容量達209.94GW,自2008年以來一直保持世界第一,佔全球累計風電裝機量的32.24%。
數據來源:國家能源局、中商產業研究院整理
另外,據統計數據顯示,2020年上半年風電發電量2379億千瓦時,同比增長10.9%,風電利用小時數較高的地區是雲南、四川和廣西。
(3)核電
我國是世界上少數擁有比較完整核工業體系的國家之一,一直有序、積極的推進核電的應用。從核電裝機容量來看,近年來保持向好的趨勢,2018年核電裝機量突破4000萬千瓦。數據顯示,截至2019年我國核電裝機容量達到4874萬千瓦,同比增長9.14%。2013-2019年,中國核電裝機容量複合增長率22.17%。
來源:中國電力企業聯合會、中商產業研究院整理
新增裝機量方面,2018年是我國核電裝機大幅新增的一年,新投產7臺核電機組,包括陽江核電5號機組、三門核電1號機組、臺山核電1號機組、三門核電2號機組、田灣核電3機組、田灣核電4號機組以及海陽核電1號機組,新增裝機容量884萬千瓦。此外,AP1000和EPR全球首堆建成投產。2019年雖有回落,核電新增裝機量仍達409萬千瓦。
來源:中國電力企業聯合會、中商產業研究院整理
(4)水力
2020年一季度,全國水電新增裝機約70萬千瓦。新增裝機較多的省份是四川(19萬千瓦)、陝西(17萬千瓦)和湖南(15萬千瓦),佔全部新增裝機的73.5%。
(5)氫能
氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置,實現將氫能轉化為電力。從氫燃料電池裝機情況來看,數據顯示,2019年我國氫燃料電池裝機量為128.1MW,同比增長140.5%。其中,氫燃料電池裝車平均功率整體上升。2019年1-6月,企業裝機功率集中在30-45kW之間,而下半年企業裝機功率多為45-60kW之間;分車型來看,2019年氫燃料電池客車平均裝機功率為46kW,同比提升4kW;專用車裝機功率為39kW,同比提升8kW。
三、新一代信息技術支撐「智慧+新能源」
隨著新一代信息技術的不斷發展,5G、大數據、雲計算、物聯網等技術與其他行業的融合不斷加深,呈現出新的業態。新一代信息技術與新能源行業的融合,推動新能源產業的智能化發展。
(1)5G技術
隨著5G通信技術的不斷落地應用,5G為智慧新能源提供網絡支撐。基於5G技術,能源應用涉及的數據傳輸、遠程操作、實時勘察等方面工作將更高效。
2020年以來,各地加快布局5G,三大運營商也發布了5G建設計劃。此前,三大運營商披露了2020年5G投資計劃。據投資計劃顯示:三大運營商2020年將建50萬個基站。其中,中國移動將新建25萬個5G基站,另外,中國電信將與中國聯通共建約25萬個5G基站,覆蓋全國所有地市級(含)以上城市。具體來看:
註:因有部分運營商基站合併共建,故合計數據已忽略合併部分避免重複計算。
數據來源:中商產業研究院整理
2020年是5G發展的關鍵年份,作為一種新型基礎設施建設,5G對經濟的影響不可忽視。工信部稱,電信企業要及時評估疫情影響,制訂和優化5G網絡建設計劃,加快5G特別是獨立組網建設步伐,切實發揮5G建設對「穩投資」、帶動產業鏈發展的積極作用。
5G發展,基站先行。5G基站的選址建設,是保證5G商用信號覆蓋的基礎,所以,5G基站建設是5G產業布局的第一步。2020年5G迎來大規模建設,5G基站目標不斷刷新。通信運營商將正式開啟5G大規模集採,帶動產業鏈。從5G基站產業鏈來看,主要涉及上遊規劃設計、中遊建設/運維以及下遊應用三大環節。其中在中遊環節,涉及產業較多,包括基站設備、小基站、光通信設備、網絡工程建設、無線設備、傳輸設備以及網絡優化與運維等。產業鏈下遊端,5G應用領域廣泛,涉及物聯網、智能裝備、手機/移動終端等等。
隨著5G基站的搭建越來越完善,5G技術的商用也進一步鋪開,對於泛在電力物聯網發展將帶來更多機遇。在5G通信技術下,電力領域可以實現更多智能化的升級、改造,在應用方面也將呈現新業態。
資料來源:中商產業研究院整理
(2)大數據技術
大數據是對數量巨大、來源分散、格式多樣的數據進行採集、存儲和關聯分析,從中發現新知識、創造新價值、提升新能力的新一代信息技術和服務業態。數據顯示,2018年我國大數據產業規模突破6000億元;隨著大數據在各行業的融合應用不斷深化,2019年中國大數據市場產值達到8500億元。
未來,大數據技術應用將進一步加深,2020年產業規模有望突破10000億元。其中,在新能源方面的應用,大數據技術可以採集、存儲、分析處理大量的信息數據,更高效的處理電力傳輸、配電等過程中需求及問題。
數據來源:中商產業研究院
(3)雲計算技術
雲計算平臺也稱為雲平臺,是指基於硬體資源和軟體資源的服務,提供計算、網絡和存儲能力。雲計算平臺可以劃分為3類:以數據存儲為主的存儲型雲平臺,以數據處理為主的計算型雲平臺以及計算和數據存儲處理兼顧的綜合雲計算平臺。
目前,中國雲計算市場處於快速發展階段,容器、微服務等技術的不斷成熟,推動著雲計算的變革。隨著雲計算的應用場景的不斷拓展,雲計算的應用已深入達到新能源、政府、金融、工業、交通、物流等傳統行業。當前,中國的雲計算市場規模整體規模較小,與全球市場規模仍存在一定的差距。
數據顯示,2018年全球雲計算市場規模突破3000億元。伴隨著企業逐漸傾向於追求數位化商業戰略,傳統IT服務向雲端服務轉變,全球雲計算市場規模將進一步增長。在國內,2019年中國雲計算產業市場規模將超1000億元左右,預計未來四年仍將保持快速增長的態勢。
數據來源:中商產業研究院
(4)物聯網技術
物聯網技術是支撐「網絡強國」和「中國製造2025」等國家戰略的重要基礎,在推動國家產業結構升級和優化過程中發揮重要作用。物聯網是新一代信息技術的高度集成和綜合運用,對新一輪產業變革和經濟社會綠色、智能、可持續發展具有重要意義。
2014年,國內物聯網產業規模突破6000億元,同比增長24%;截止到2015年底,隨著物聯網信息處理和應用服務等產業的發展,中國物聯網產業規模增至7500億元,「十二五」期間年複合增長率達到25%。十三五以來,我國物聯網市場規模穩步增長,預計2020年中國物聯網市場規模將突破2萬億。預計「十三五」期間年均複合增長率達24%。
數據來源:中商產業研究院整理
四、智慧新能源平臺建設情況
智慧新能源平臺將新一代信息技術與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合發展。根據國家電網「數字新基建」重點建設任務,智慧新能源平臺建設包括電網數位化中心,能源大數據中心,電力大數據應用,電力物聯網,能源工業雲網,綜合能源服務平臺等。
另外,國家發展改革委、國家能源局曾發布《能源技術革命創新行動計劃(2016–2030年)》,提出推動能源網際網路技術創新,其中提到推動能源智能生產技術創新,重點研究可再生能源等,涉及傳輸、消費、監管等方面:
來源:中商產業研究院整理
此外,還提到能源網際網路衍生應用,重點在能源大數據、能量虛擬化、儲能及電動汽車應用與管理、需求側響應以及能源交易服務平臺、智慧能源管理與監管支撐平臺等方面開展研發與攻關。
五、智慧新能源發展前景
未來,隨著5G、大數據、物聯網等技術在新能源產業中的進一步深入應用,智慧新能源發展前景廣闊:
(1)全面建設「網際網路+」智慧能源。促進能源與現代信息技術深度融合,推動能源生產管理和營銷模式變革,重塑產業鏈、供應鏈、價值鏈,增強發展新動力。
推進能源生產智能化。鼓勵風電、太陽能發電等可再生能源的智能化生產,推動化石能源開採、加工及利用全過程的智能化改造,加快開發先進儲能系統。加強電力系統的智能化建設,有效對接油氣管網、熱力管網和其他能源網絡,促進多種類型能流網絡互聯互通和多種能源形態協同轉化,建設「源—網—荷—儲」協調發展、集成互補的能源網際網路。
發展基於能源網際網路的新業態。推動多種能源的智能定製,合理引導電力需求,鼓勵用戶參與調峰,培育智慧用能新模式。依託電子商務交易平臺,實現能源自由交易和靈活補貼結算,推進虛擬能源貨幣等新型商業模式。構建基於大數據、雲計算、物聯網等技術的能源監測、管理、調度信息平臺、服務體系和產業體系。
(2)大力發展智慧能源技術。推動網際網路與分布式能源技術、先進電網技術、儲能技術深度融合。
先進電網技術。加強新能源併網、微網等智能電網技術研發應用,推動先進基礎設施和裝備關鍵技術、信息通信技術及調控互動技術研發示範。完善並推廣應用需求側互動技術、電力虛擬化及電力交易平臺技術,提升電網系統調節能力。
儲能技術。發展可變速抽水蓄能技術,推進飛輪、高參數高溫儲熱、相變儲能、新型壓縮空氣等物理儲能技術的研發應用,發展高性能燃料電池、超級電容等化學儲能技術。研發支持即插即用、靈活交易的分布式儲能設備。
能源網際網路技術。集中攻關能源網際網路核心裝備技術、系統支撐技術,重點推進面向多能流的能源交換路由器技術、能氣交換技術、能量信息化與信息物理融合技術、能源大數據技術及能源交易平臺與金融服務技術等。
更多資料請參考中商產業研究院發布的《中國智慧新能源行業市場前景及投資機會研究報告》,同時中商產業研究院還提供產業大數據、產業情報、產業研究報告、產業規劃、園區規劃、十四五規劃、產業招商引資等服務。