俞凱峰,黃磊,閆濤,馮宗邦,劉武藝,Radia Sedaoui
(1.全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織,北京市 西城區(qū) 100031;2.全球能源互聯(lián)網(wǎng)集團(tuán)有限公司,北京市 西城區(qū) 100031;3.卡迪夫大學(xué),英國 卡迪夫市 CF10 3AT;4.中國電力建設(shè)集團(tuán)有限公司中東北非區(qū)域總部,阿聯(lián)酋 迪拜 487389;5.聯(lián)合國西亞經(jīng)濟(jì)社會(huì)委員會(huì),黎巴嫩 貝魯特 11-8575)
中東北非(Middle East and North Africa,MENA)地區(qū)位于亞、歐、非三大洲地理交匯處(如圖1所示),埃及、沙特、阿聯(lián)酋等是“一帶一路”倡議在阿拉伯世界的重要樞紐伙伴國家。目前,大部分阿拉伯國家電源側(cè)主要依賴天然氣和油電,消費(fèi)側(cè)電氣化率較低[1-2]。區(qū)域內(nèi)能源部門碳排放占比超過70%,能源轉(zhuǎn)型已成為中東北非經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境[2]可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容和手段。近年來,沙特、阿聯(lián)酋等國電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)完善,有效降低了大型可再生能源項(xiàng)目開發(fā)成本,從而提高了項(xiàng)目可融資性與可行性。而其他大部分阿拉伯國家大規(guī)??稍偕茉撮_發(fā)進(jìn)展緩慢,區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有太陽能和風(fēng)能開發(fā)力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足氣候目標(biāo)[3]。電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通不足,可再生能源電力消納與調(diào)節(jié)能力有限,已成為制約中東北非能源轉(zhuǎn)型的瓶頸。深入梳理把握中東北非國家電源特點(diǎn)以及電網(wǎng)互聯(lián)現(xiàn)狀對(duì)中資企業(yè)和政策性(商業(yè))銀行“走出去”,參與“一帶一路”沿線國家能源建設(shè)有著重要意義[4]。
圖1 中東北非國家Fig.1 Location of MENA countries
世界銀行(世行)旗下能源管理援助計(jì)劃(energy sector management assistance program, ESMAP)工作組早在2013年12月即聯(lián)合阿拉伯國家聯(lián)盟(阿盟)編寫并發(fā)布了題為《中東北非電網(wǎng)互聯(lián)互通—區(qū)域電力市場結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》的研究報(bào)告[5],梳理了區(qū)域內(nèi)海灣六國電網(wǎng)[6]、西亞八國電網(wǎng)[7]、北非馬格里布電網(wǎng)[8]三個(gè)子區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)現(xiàn)狀,及其與歐洲、撒哈拉以南非洲、伊朗等臨近區(qū)域的互聯(lián)規(guī)劃展望,以及阿拉伯國家電力監(jiān)管架構(gòu)、政策法規(guī)、市場主體情況。此后,阿盟聯(lián)合相關(guān)成員國政府提出建設(shè)“泛阿拉伯統(tǒng)一電力市場”[5]。近年來,沙特、阿聯(lián)酋等國陸續(xù)發(fā)布了可再生能源規(guī)劃目標(biāo),對(duì)電網(wǎng)建設(shè)提出了新的要求。需要在已有研究[7-12]基礎(chǔ)上梳理中東北非資源稟賦、電網(wǎng)互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施等最新數(shù)據(jù)現(xiàn)狀,并提出切實(shí)可行的能源開發(fā)、配置與消費(fèi)體系改革路徑。
中東北非相關(guān)路徑對(duì)中國牽頭建設(shè)東北亞電力市場,增強(qiáng)電網(wǎng)可靠性與靈活性,以及推動(dòng)中國電力節(jié)能環(huán)保建設(shè)有著重要借鑒價(jià)值。此外,中東北非地處熱帶干旱荒漠地區(qū)[13-14],有利于開發(fā)大規(guī)模光伏、風(fēng)電項(xiàng)目,相關(guān)“光伏扶貧”等開發(fā)模式可在中國西北地區(qū)落地。因此,本文一是全面梳理中東北非電源、電網(wǎng)互聯(lián)現(xiàn)狀與規(guī)劃目標(biāo),為中資能源電力環(huán)保企業(yè)提供戰(zhàn)略支撐;二是歸納阿拉伯電力市場頂層設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)展望,為東北亞電力市場建設(shè)提供相關(guān)對(duì)比資料;三是探討提出中東北非切實(shí)可行的可持續(xù)發(fā)展路徑。
由于清潔能源開發(fā)成本顯著降低和油氣價(jià)格波動(dòng),相關(guān)國家開始重視可再生能源開發(fā)。中東北非地區(qū)在太陽能、風(fēng)能、氫能、海水淡化以及儲(chǔ)能領(lǐng)域有較大開發(fā)潛力[5]。中東北非地區(qū)太陽能、風(fēng)能資源分布情況如圖2和表1所示,其可再生能源裝機(jī)容量與規(guī)劃目標(biāo)如表2所示。
中東北非地區(qū)逐漸成為全球矚目的太陽能開發(fā)基地。摩洛哥、埃及、沙特等國年均光照強(qiáng)度超過2000 kWh/m2,開發(fā)潛力較大[15-16]。作為大型太陽能項(xiàng)目開發(fā)模式較為成熟的國家,海灣阿拉伯國家合作委員會(huì)(Gulf Cooperation Council, GCC)六國(沙特、阿聯(lián)酋、卡塔爾、阿曼、科威特、巴林)太陽能年理論蘊(yùn)藏量約為199.65萬億kWh,年技術(shù)可開發(fā)量約為15.97萬億kWh,技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量約為78億kW[9](如表1 所示)。
圖2 中東北非太陽能、風(fēng)能資源分布情況Fig.2 Distribution of solar and wind energy in the MENA Region
截至2021年初,該地區(qū)已新建或在建摩洛哥510 MW 努奧光熱、埃及186 MW本班光伏、沙特300 MW薩卡卡光伏、迪拜950 MW光伏+光熱太陽能、阿布扎比1177 MW諾爾光伏、阿布扎比1500 MW達(dá)富拉光伏等大型項(xiàng)目。2020年4月,阿聯(lián)酋水電公司授標(biāo)的 1.35美分/kWh成為當(dāng)時(shí)全球最低電價(jià),由法國電力和中國晶科聯(lián)合體中標(biāo)。2021年,沙特可再生能源辦公室(Renewable Energy Project Development Office, REPDO)公布了600 MW費(fèi)薩利亞光伏項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格再創(chuàng)1.04美分/kWh新低。中資承包方、供應(yīng)商、融資方已積極參與相關(guān)競標(biāo)。目前來看,電網(wǎng)接入條件成熟,購電協(xié)議(power purchase agreement, PPA)等消納渠道穩(wěn)定,以及干旱區(qū)荒漠土地廉價(jià)等都是沙特、阿聯(lián)酋等國大型太陽能基地開發(fā)和獲得融資的重要先決條件。
表1 主要海灣國家太陽能和風(fēng)能資源稟賦[9,16]Table 1 Solar and wind resources evaluation of Gulf Cooperation Council (GCC) countries [9,16]
該區(qū)域風(fēng)電開發(fā)尚處起步階段。阿曼南部沿海、沙特西北部亞喀巴灣沿岸,以及阿爾及利亞和利比亞內(nèi)陸高海拔地區(qū)地表風(fēng)速可達(dá)7~8 m/s,風(fēng)能密度高,可開發(fā)潛力較大(如圖2所示)。GCC六國風(fēng)能年理論蘊(yùn)藏量約18萬億kWh,技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)約110億kW[9](如表1所示)。
沙特400 MW杜馬特風(fēng)電項(xiàng)目、埃及250 MW西巴克爾風(fēng)電場是標(biāo)桿工程[2]。利比亞等并網(wǎng)基礎(chǔ)較差的國別尚不具備大型風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)條件。目前,中資開發(fā)商、承包商較少參與該區(qū)域風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)。法國電力、美國通用、阿聯(lián)酋馬斯達(dá)爾、沙特國際電力和水務(wù)公司是該區(qū)域主要的風(fēng)電投資、承建以及開發(fā)商。
綠氫有望成為中東北非下一個(gè)投資風(fēng)口。摩洛哥、沙特、阿聯(lián)酋等國正與歐盟探討綠氫合作。2020年,“歐洲氫能”倡議發(fā)布了《綠色制氫:歐洲的2×40 GW倡議》報(bào)告[17],提出分別在歐洲和北非開發(fā)40 GW光伏/風(fēng)電電解制氫項(xiàng)目,其中北非產(chǎn)能的18.8%自用,剩余部分通過升級(jí)天然氣管道輸送至歐洲消費(fèi)終端。阿聯(lián)酋方面,迪拜于2019年與西門子合作開發(fā)太陽能發(fā)電電解制氫項(xiàng)目,為世界博覽會(huì)運(yùn)輸部門提供氫能。2021年,阿布扎比國家石油公司(ADNOC)、阿布扎比發(fā)展公司(ADQ)、穆巴達(dá)拉主權(quán)基金(Mubadala)探討了合作開發(fā)藍(lán)氫、綠氫的規(guī)劃。穆巴達(dá)拉還與意大利天然氣公司(SNAM)達(dá)成了氫能合作協(xié)議。未來,中東北非大型電解制氫(綠氫)工廠將優(yōu)先部署在電網(wǎng)設(shè)施完善地區(qū)或鄰近大型太陽能或風(fēng)電基地,綠氫有望與大規(guī)模清潔能源基地協(xié)同規(guī)劃開發(fā)。
表2 中東北非國家可再生能源裝機(jī)容量(2020年)與規(guī)劃目標(biāo)[2,15]Table 2 MENA countries’ renewable energy capacity (2020) and future targets[2,15]
續(xù)表
區(qū)域內(nèi)淡水短缺問題突出。沙特和阿聯(lián)酋海水淡化技術(shù)已達(dá)國際領(lǐng)先水平。約旦政府急需海水淡化設(shè)施,但缺乏足夠資金、技術(shù)支持。目前,沙特、阿聯(lián)酋的大型海水淡化項(xiàng)目一般從電網(wǎng)買電或自建離網(wǎng)天然氣電站,已有清潔能源-海水淡化聯(lián)動(dòng)項(xiàng)目較少,未來具有較大潛力[18]。
2017年末,迪拜授標(biāo)馬克圖姆光伏-光熱太陽能公園項(xiàng)目,儲(chǔ)熱時(shí)長達(dá)15 h,夜間可持續(xù)供電;摩洛哥努奧光熱項(xiàng)目也配備了全球領(lǐng)先的儲(chǔ)能設(shè)施[19]。阿布扎比巴拉卡核電站1號(hào)、2號(hào)機(jī)組分別于2020年2月、2021年8月并網(wǎng),成為阿拉伯國家首座商用核電站[9]。
中東北非地區(qū)已形成海灣六國電網(wǎng)[7]、西亞八國電網(wǎng)[8](土耳其、伊拉克、敘利亞、黎巴嫩、約旦、巴勒斯坦、埃及、利比亞,后在阿拉伯電力部長會(huì)議上改稱“三大洲互聯(lián)電網(wǎng)”)、北非馬格里布電網(wǎng)[8](摩洛哥、阿爾及利亞、突尼斯)三個(gè)子區(qū)域電力市場。目前三個(gè)子區(qū)域電網(wǎng)處于各自運(yùn)營狀態(tài),阿盟邀請(qǐng)世行研究發(fā)布了報(bào)告,旨在推動(dòng)子區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)并實(shí)現(xiàn)“泛阿拉伯統(tǒng)一電力市場”[5]。世行報(bào)告發(fā)布以來相關(guān)數(shù)據(jù)亟待更新,目前三個(gè)子區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)現(xiàn)狀如圖3所示。
海灣六國互聯(lián)電網(wǎng)已分三階段落地實(shí)施。第一期覆蓋海灣國家北部區(qū)域,連接科威特、沙特、卡塔爾,于2009年完成。第二期覆蓋海灣國家南部區(qū)域,連接阿聯(lián)酋、阿曼電網(wǎng)。第三期連接海灣國家北部和南部電網(wǎng),于2011年完成[10]。
沙特、科威特、巴林、卡塔爾、阿聯(lián)酋通過一條位于沙特東海岸的400 kV雙回路交流線路實(shí)現(xiàn)互聯(lián),阿聯(lián)酋與阿曼通過220 kV交流線路實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。沙特是海灣六國互聯(lián)電網(wǎng)的樞紐國家,該條由海灣阿拉伯國家合作委員會(huì)互聯(lián)電網(wǎng)管理局(Gulf Cooperation Council Interconnection Authority, GCCIA)擁有的400 kV線路與沙特國家電力公司(Saudi Electricity Company, SEC)擁有的沙特東部電網(wǎng)通過背靠背直流實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)[11]。此外,GCCIA分別在2019年、2020年與埃塞俄比亞、約旦、伊拉克等三國簽署了電網(wǎng)互聯(lián)合作協(xié)議,希望逐步實(shí)現(xiàn)與東非、西亞八國電網(wǎng)的互聯(lián)[6]。
西亞八國互聯(lián)電網(wǎng)暨“三大洲互聯(lián)電網(wǎng)”是亞-歐-非清潔能源優(yōu)化配置、電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的關(guān)鍵。其中約旦、沙特和埃及是樞紐國家,除敘利亞、埃及外,約旦計(jì)劃推進(jìn)實(shí)施與沙特、巴勒斯坦、伊拉克等周邊國家的電力互聯(lián)(如圖3所示)。
由于宗教等因素,以色列通過低壓孤島線路為巴勒斯坦供電(主要為約旦河西岸),但總體來看被周邊阿拉伯國家孤立。以色列政府正全力推動(dòng)“歐亞電網(wǎng)互聯(lián)項(xiàng)目”,旨在通過以色列-塞浦路斯-克里特島-希臘本土(安提卡)海纜線路實(shí)現(xiàn)與歐洲電網(wǎng)互聯(lián),該項(xiàng)目已納入歐盟基礎(chǔ)設(shè)施共同資助項(xiàng)目清單(projects of common interests, PCIs),有望獲得歐盟基礎(chǔ)設(shè)施互通基金(connecting Europe facility, CEF)、歐盟戰(zhàn)略投資基金(European fund for strategic investments, EFSI)及相關(guān)政策性銀行的融資支持[20]。
圖3 中東北非海灣六國[6]、西亞八國[7]、北非馬格里布三國[8]等子區(qū)域電網(wǎng)及其與歐洲、中亞、東非互聯(lián)示意圖Fig.3 Scheme of grid interconnection in the MENA region and neighbouring countries
2.2.1 北非-西亞電網(wǎng)互聯(lián)
1)約旦樞紐。約旦政府在約旦國家電力公司(National Electric Power Company, NEPCO)下設(shè)了阿拉伯電力聯(lián)盟(Arab Union of Electricity, AUE),秘書處設(shè)在約旦阿曼,旨在推動(dòng)西亞八國互聯(lián)電網(wǎng)項(xiàng)目落地[21]。已有的互聯(lián)電網(wǎng):一是約旦-埃及雙回 400 kV/300 MW交流線路于1998年投入運(yùn)行,輸送距離為13 km,目前正在進(jìn)行容量升級(jí),改建后第一階段將升級(jí)至1 GW,第二階段將升級(jí)至2 GW。完成升級(jí)后,埃及將通過約旦向敘利亞、伊拉克外送電力,遠(yuǎn)期甚至可以向土耳其或歐洲國家輸送廉價(jià)綠色電力。二是約旦-敘利亞400 kV/300 MW交流線路于2001年建成投運(yùn),但與土耳其-敘利亞、土耳其-伊拉克等線路一樣由于戰(zhàn)爭處于停運(yùn)狀態(tài)[6]。
約旦-伊拉克互聯(lián)項(xiàng)目和約旦-巴勒斯坦互聯(lián)項(xiàng)目將加速實(shí)現(xiàn)西亞八國內(nèi)部電網(wǎng)互聯(lián),做好與海灣六國電網(wǎng)互聯(lián)的準(zhǔn)備。目前,西亞八國尚存在眾多孤島或停運(yùn)狀態(tài)的跨境輸電線路,約旦處于樞紐地位。2019年8月14日,約旦能源與礦產(chǎn)資源部長海拉·扎瓦提與伊拉克電力部前部長哈提卜共同討論了雙邊關(guān)系和加強(qiáng)能源合作的途徑,并簽署了相關(guān)協(xié)議。新的約伊電網(wǎng)互聯(lián)項(xiàng)目第一階段將修建一條高壓輸電線路,將約旦東部地區(qū)里沙變電站和伊拉克西部地區(qū)凱姆變電站連接起來,全長300 km,預(yù)計(jì)需要投資1.4億美元,目前尚未開始招標(biāo)流程。雙方已同意各自在境內(nèi)建立、擁有、管理本國部分電網(wǎng),雙方已同意共同完成互聯(lián)項(xiàng)目第二階段所需技術(shù)和可行性研究。2019年7月,扎瓦提部長表示,約旦將增加對(duì)巴勒斯坦的電力出口,輸送容量將由25 MW提升到80 MW。巴勒斯坦希望通過增加從約旦的電力出口逐步擺脫從以色列電力公司(Israel Electric Corporation, IEC)進(jìn)口電力的依賴。
2)埃及樞紐。埃及作為三大洲互聯(lián)項(xiàng)目的北非樞紐已完成了相關(guān)規(guī)劃。向北,埃及-約旦-敘利亞-土耳其陸上400 kV交流輸電線路已基本形成,埃及-塞浦路斯-希臘海上輸電工程(暨“歐非電網(wǎng)互聯(lián)項(xiàng)目”)已進(jìn)入可行性研究階段。向東,埃及-沙特 500 kV/3 GW直流輸電工程于2021年9月授標(biāo),預(yù)計(jì)將于2023年投運(yùn)。屆時(shí)獨(dú)立的海灣六國、西亞八國將形成互聯(lián),對(duì)“泛阿拉伯電力市場”建設(shè)具有里程碑意義。向南,埃及-蘇丹220 kV/100 MW交流輸電工程經(jīng)多次推遲后于2020年投運(yùn),向蘇丹出口電力,且未來也可以通過蘇丹電網(wǎng)購買來自埃塞俄比亞的水電。向西,埃及-利比亞220 kV/100 MW交流輸電線路于1998年投運(yùn),近年來埃及每年向利比亞出口電力約 1億kWh。
埃及輸電公司(Egyptian Electricity Transmission Company, EETC)于2020年初招標(biāo)埃及-沙特互聯(lián)項(xiàng)目,商務(wù)標(biāo)于2021年上半年截標(biāo),受疫情影響截至2021年9月仍未能授標(biāo),國網(wǎng)中電裝備與印度拉森特博等承包商已參與競標(biāo)。埃及與沙特早在2010年就進(jìn)行項(xiàng)目談判并在2014年共同提出了電纜線路和變電站招標(biāo)計(jì)劃,但由于埃及國內(nèi)政治形式以及沙特NEOM新城建設(shè)而數(shù)次推遲。據(jù)悉,沙特-埃及互聯(lián)項(xiàng)目預(yù)計(jì)耗資16億美元,其中沙特將出資10億美元。沙特和埃及將分別承擔(dān)各自境內(nèi)的工程建設(shè),項(xiàng)目建成投運(yùn)后將實(shí)現(xiàn)北非和西亞/海灣互聯(lián),對(duì)“泛阿拉伯統(tǒng)一電力市場”的建設(shè)具有里程碑意義。
2.2.2 西亞-海灣電網(wǎng)互聯(lián)
1)沙特-伊拉克互聯(lián)。沙特-伊拉克互聯(lián)、沙特-約旦互聯(lián)是實(shí)現(xiàn)西亞八國與海灣六國電網(wǎng)互聯(lián)的關(guān)鍵項(xiàng)目[9]。2020年5月24日,伊拉克副總理兼財(cái)政部長阿里·阿卜杜拉·阿勞伊率團(tuán)訪問沙特首都利雅得。遜尼派穆斯塔法·卡澤米于2020年5月當(dāng)選伊拉克新任總理后任命阿勞伊為副總理兼財(cái)政部長,同時(shí)計(jì)劃鞏固與沙特(主體為遜尼派)的關(guān)系。在美國豁免伊拉克進(jìn)口伊朗電力的情況下,阿勞伊在利雅得會(huì)見了沙特能源部長阿卜杜拉齊茲·本·薩勒曼親王,雙方簽署了兩國電網(wǎng)互聯(lián)線路建設(shè)協(xié)議。此外,伊拉克于2020年初與GCCIA簽署了合作協(xié)議,計(jì)劃通過科威特形成與海灣六國的互聯(lián)電網(wǎng)。
2)沙特-約旦互聯(lián)。約旦-沙特技術(shù)委員會(huì)于2019年1月通過了兩國電網(wǎng)互聯(lián)可行性研究,兩國落點(diǎn)分別為約旦東安曼和沙特庫雷亞特,輸送距離為170 km。NEPCO表示,雙方已草擬項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間表,但招投標(biāo)流程截至2021年9月尚未開始。在冬季,約旦太陽能電站并網(wǎng)后,白天發(fā)電量可覆蓋沙特能耗,而日落后則從沙特進(jìn)口電力,從而通過電力交換實(shí)現(xiàn)兩國電源側(cè)的最佳利用。約旦-沙特電網(wǎng)互聯(lián)將降低電力生產(chǎn)成本,造福兩國消費(fèi)者,并對(duì)各個(gè)部門產(chǎn)生積極影響。互聯(lián)將提高電網(wǎng)的可靠性,特別是規(guī)模和容量較小的約旦電網(wǎng),并降低發(fā)電機(jī)組突然停電或極端天氣事件導(dǎo)致可再生能源電站產(chǎn)能波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。沙特電力公司(SEC)在最新的五年規(guī)劃方案中提出將新建34 000 km國內(nèi)、跨國互聯(lián)電網(wǎng)線路,旨在推動(dòng)沙特電網(wǎng)與海灣、西亞、北非、歐洲電網(wǎng)的互聯(lián)互通[9]。
摩洛哥、阿爾及利亞、突尼斯三國暨馬格里布電網(wǎng)是阿拉伯地區(qū)實(shí)現(xiàn)與歐洲電網(wǎng)互聯(lián)的唯一子區(qū)域電網(wǎng)[8]。摩洛哥與馬格里布國家電網(wǎng)互聯(lián)工作始于1950年代,與歐洲地區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)則可追溯到2003年末舉辦的歐洲地中海地區(qū)部長級(jí)會(huì)議。在此會(huì)議上,歐盟和馬格里布地區(qū)國家能源部長簽署了將馬格里布地區(qū)電網(wǎng)整合至歐盟電力市場的相關(guān)協(xié)議。在此基礎(chǔ)上,馬格里布地區(qū)國家在2010年簽署了《阿爾及利亞宣言》,進(jìn)一步表達(dá)了該地區(qū)國家對(duì)于區(qū)域一體化的希望。根據(jù)該宣言,三國采取了統(tǒng)一的法律框架和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如圖3所示,目前的電網(wǎng)互聯(lián):一是摩洛哥通過兩條400 kV海底電纜與西班牙互聯(lián),線路容量為 1400 MW;二是摩洛哥和阿爾及利亞之間通過一條400 kV雙回交流線路以及兩條220 kV線路電網(wǎng)互聯(lián),輸送容量為1500 MW;三是阿爾及利亞和突尼斯通過兩條90 kV、一條220 kV、一條150 kV交流線路實(shí)現(xiàn)互聯(lián);四是突尼斯與利比亞曾于2002年嘗試互聯(lián),但線路建成后由于技術(shù)原因未能實(shí)現(xiàn)同步[8]。2021年 8月,阿爾及利亞政府宣布與摩洛哥斷絕外交關(guān)系,對(duì)馬格里布電力市場建設(shè)造成了一定負(fù)面影響。
大力推動(dòng)可再生能源開發(fā)是中東北非地區(qū)實(shí)現(xiàn)碳減排以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展最切實(shí)可行的路徑。目前來看,中東北非能源互聯(lián)在實(shí)現(xiàn)亞-歐-非跨洲互聯(lián)以及高比例可再生能源并網(wǎng)消納與跨國跨洲優(yōu)化配置中處于核心地位[12]。上文分析了北非、西亞、海灣三個(gè)子區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)現(xiàn)狀,下面將闡述北非、西亞、海灣電網(wǎng)與周邊歐洲、中亞、東非電網(wǎng)互聯(lián)的現(xiàn)狀與規(guī)劃目標(biāo),為中資企業(yè)和政策性(商業(yè))銀行融入當(dāng)?shù)厥袌鎏峁Q策支撐,中東北非電網(wǎng)互聯(lián)暨泛阿拉伯統(tǒng)一電力市場建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與重點(diǎn)項(xiàng)目如圖4所示。
圖4 中東北非電網(wǎng)互聯(lián)暨泛阿拉伯統(tǒng)一電力市場建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與重點(diǎn)項(xiàng)目Fig.4 Milestones of the Pan-Arab electricity market development and key projects
歐盟成立了環(huán)地中海輸電運(yùn)營商聯(lián)盟[22](Mediterranean Transmission System Operators, Med-TSO),秘書處設(shè)在意大利羅馬。Med-TSO共19個(gè)成員國,包括歐洲10國(西班牙、葡萄牙、意大利、法國、希臘、黑山、塞浦路斯、斯洛文尼亞、克羅地亞、阿爾巴尼亞),北非5國(摩洛哥、阿爾及利亞、突尼斯、利比亞、埃及),以及西亞4國(以色列、約旦、巴勒斯坦、土耳其)。19個(gè)成員國電力部長定期召開會(huì)議,交流北非-歐洲能源互聯(lián)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)、規(guī)劃研究、項(xiàng)目進(jìn)展等。歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營商聯(lián)盟[23](European Network of Transmission System Operators for Electricity, ENTSO-E)依據(jù)《跨歐洲能源網(wǎng)架法案》(Trans-European Energy Networks, TEN-E)發(fā)布了最新版《十年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》[24](Ten-year Network Development Plan, TYNDP)。根據(jù)該規(guī)劃,北非-歐洲互聯(lián)主要分為三條走廊。一是西部走廊,即摩洛哥-西班牙互聯(lián)。西班牙國王費(fèi)利佩六世于2019年率團(tuán)訪問摩洛哥拉巴特期間與摩洛哥國王默罕默德六世達(dá)成共識(shí),兩國將建設(shè)第三條海纜互聯(lián)線路。雖然目前西班牙向摩洛哥單向出口電力,三期工程投運(yùn)后摩洛哥有望向西班牙和歐洲電網(wǎng)出口北非清潔電力。二是中部走廊,即阿爾及利亞/突尼斯-意大利(西西里島)互聯(lián),相關(guān)輸電運(yùn)營商已簽署合作協(xié)議并成立聯(lián)合工作組開展相關(guān)項(xiàng)目推動(dòng)工作。三是東部走廊,即埃及-塞浦路斯-希臘互聯(lián)(“歐非能源互聯(lián)項(xiàng)目”)。其中克里特島-希臘本土(安提卡)部門已在2020年6月授標(biāo)給意大利普威斯曼與德國西門子聯(lián)合體,項(xiàng)目建設(shè)工作于2020年下半年開始。
埃及-蘇丹互聯(lián)項(xiàng)目于2020年上半年建成投運(yùn)。該線路長1000 km,輸送容量達(dá)到了240 MW,該項(xiàng)目是非洲電力公共事業(yè)協(xié)會(huì)(Association of Power Utilities of Africa, APUA)、東部非洲電力池(Eastern Africa Power Pool, EAPP)、南部非洲電力池(Southern African Power Pool, SAPP)、國際可再生能源署(International Renewable Energy Agency, IRENA)等國際組織和機(jī)構(gòu)共同推動(dòng)的東非綠色電力走廊項(xiàng)目的重要組成部分。該項(xiàng)目由埃及輸電公司授予印度拉森特博承建[5]。
以色列和土耳其是實(shí)現(xiàn)西亞-歐洲電網(wǎng)互聯(lián)的重要國別。2020年5月25日,塞浦路斯電力管理局(Electricity Authority of Cyprus, AHK)和希臘國家電網(wǎng)公司(Independent Power Transmission Operator, IPTO/ADMIE)共同宣布,以色列-塞浦路斯-希臘(阿提卡)暨1 GW“歐亞電網(wǎng)互聯(lián)項(xiàng)目”克里特島-阿提卡海底電纜線路6.23億歐元高壓直流換流站建設(shè)合同中標(biāo)方為西門子,西門子將為該電纜線路提供相關(guān)設(shè)計(jì)、建設(shè)、供貨、安裝和運(yùn)維技術(shù)解決方案。亞歐互聯(lián)線路具體為以色列查德拉-塞浦路斯科菲努-希臘克里特島-希臘阿提卡(本土),建成后將實(shí)現(xiàn)塞浦路斯與歐洲大陸電網(wǎng)互聯(lián)。此外,輸送容量達(dá)到 1 GW的“歐非電網(wǎng)互聯(lián)項(xiàng)目”招標(biāo)工作已于2020年3月宣布,重點(diǎn)標(biāo)段是埃及-塞浦路斯之間價(jià)值6.5億歐元的高壓直流電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)、供應(yīng)、建造和安裝事宜,西門子同樣在競標(biāo)中處于領(lǐng)先地位,歐非互聯(lián)項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于2023年底建成并網(wǎng)。歐盟已將“歐非互聯(lián)”以及“歐亞互聯(lián)”等跨洲電網(wǎng)互聯(lián)工程列入2021—2027年基礎(chǔ)設(shè)施投資項(xiàng)目清單(PCIs),總預(yù)算達(dá)到87億歐元。此外,ENTSO-E提出要推動(dòng)在2030年前建成“泛歐輸電網(wǎng)絡(luò)”的發(fā)展目標(biāo)[24],并以此為契機(jī)加快大規(guī)??稍偕茉撮_發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新,中東北非是ENTSO-E重點(diǎn)考慮的互聯(lián)地區(qū)。
伊朗是西亞與周邊區(qū)域?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)的樞紐[25]。伊朗是西亞重要的可再生能源開發(fā)與出口國。截至2021年9月,伊朗與巴基斯坦、阿富汗、土庫曼斯坦、格魯吉亞、亞美尼亞、阿塞拜疆、土耳其、伊拉克等8個(gè)鄰國均有互聯(lián)線路,是實(shí)現(xiàn)西亞、中亞、歐洲電網(wǎng)互聯(lián)的關(guān)鍵樞紐。伊朗政府正積極推動(dòng)將伊朗電網(wǎng)與中亞、俄羅斯、海灣國家、歐洲等區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián),現(xiàn)有項(xiàng)目梳理如表3所示。重點(diǎn)項(xiàng)目一是亞美尼亞-格魯吉亞-伊朗-俄羅斯電網(wǎng)互聯(lián),二是俄羅斯-阿塞拜疆-伊朗能源走廊項(xiàng)目,三是經(jīng)濟(jì)合作組織(Economic Cooperation Organization, ECO)電網(wǎng)互聯(lián),四是伊朗-阿曼/阿聯(lián)酋電網(wǎng)互聯(lián)線路。
表3 伊朗與鄰國電網(wǎng)互聯(lián)項(xiàng)目Table 3 Grid interconnection between Iran and its neighbouring countries
中亞電網(wǎng)互聯(lián)項(xiàng)目[30](Central Asia-South Asia Power Project, CASA-1000)于2020年2月進(jìn)入實(shí)施階段,預(yù)計(jì)將于2023年建成投運(yùn)。該項(xiàng)目成員國包括塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦、阿富汗、巴基斯坦等4國,目前巴基斯坦、阿富汗尚無與伊朗實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)的規(guī)劃目標(biāo)。巴基斯坦將從塔吉克斯坦獲得1300 MW 電力。塔吉克斯坦還將從吉蘭變電站將300 MW電力傳輸?shù)桨⒏缓蛊绽飵炷防铩O嚓P(guān)電力出口預(yù)計(jì)將持續(xù)15年。巴基斯坦政府于2020年5月指出,將支持CASA-1000項(xiàng)目建設(shè),巴方希望在冬季將該國剩余電力出口到塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦、阿富汗,而在夏季用電高峰期則希望從北方三國進(jìn)口豐富的水電資源。項(xiàng)目總預(yù)算超過10億美元,融資由世行、歐洲復(fù)興開發(fā)銀行(European Bank for Reconstruction and Development, EBRD)、伊斯蘭開發(fā)銀行(Islamic Development Bank, IsDB)、英國政府援助等提供。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織(Global Energy Interconnection Development and Cooperation Organization, GEIDCO)于2019年1月與海合會(huì)電網(wǎng)互聯(lián)管理局(GCCIA)、埃塞俄比亞電力部簽署合作協(xié)議,旨在推動(dòng)?xùn)|非與海灣六國電網(wǎng)互聯(lián)[31],從而實(shí)現(xiàn)東非、海灣國家多能互補(bǔ)與清潔能源大范圍配置。GCCIA運(yùn)營的400 kV線路位于沙特東海岸,海纜落地點(diǎn)位置仍需探討,備選方案一是在沙特西海岸落地,需考慮SEC與GCCIA電網(wǎng)互聯(lián)的問題,二是在阿曼灣落地,但需要考慮海纜水深、線路長度、耗資額度等技術(shù)和融資限制因素[9]。
為實(shí)現(xiàn)1.5 ℃氣候目標(biāo),中東北非地區(qū)需要根據(jù)資源稟賦以及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施條件推動(dòng)以電為中心的能源開發(fā)、配置與消費(fèi)模式系統(tǒng)性變革[32]。
4.1.1 傳統(tǒng)油氣部門改革
中東北非國家高度依賴油氣資源,全球石油資源需求預(yù)計(jì)將在2030年左右達(dá)峰[33]。富油氣國家主要依靠油氣資源出口獲取外匯,經(jīng)濟(jì)發(fā)展受國際原油市場波動(dòng)影響大。該區(qū)域國家天然氣與石油發(fā)電量占比普遍達(dá)97%~100%[33]。該區(qū)域傳統(tǒng)油氣部門亟待改革。對(duì)其能源轉(zhuǎn)型相關(guān)市場、政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等領(lǐng)域的全面把握對(duì)中國去煤電,建設(shè)靈活可靠的新型電力系統(tǒng),以及中國電力節(jié)能環(huán)保行業(yè)發(fā)展有重要借鑒價(jià)值。
中東北非國家天然氣行業(yè)已出現(xiàn)供大于求的問題。最新數(shù)據(jù)顯示[34],全球天然氣總產(chǎn)能已超過7億t/a, 而需求僅為4.27億t/a。其中卡塔爾、伊朗、伊拉克、沙特等中東國家是全球主要天然氣供應(yīng)國,其中卡塔爾產(chǎn)能為0.78億t/a,居全球第一。據(jù)預(yù)測,2020至2021年全球天然氣出口價(jià)格約為0.13~0.2美元/m3,且未來幾年價(jià)格不會(huì)顯著提高,將抑制中東北非相關(guān)投資。天然氣產(chǎn)能需要與藍(lán)氫和聯(lián)合循環(huán)(combined cycle gas turbine, CCGT)電站緊密結(jié)合。
以沙特國家石油公司(ARAMCO)為代表的中東北非油氣巨頭計(jì)劃持續(xù)提高精細(xì)化工部門投資,減少用于油電的損耗,并提高原油出口收益。區(qū)域石油化工衍生品主要為甲醇、航空油、液氨以及各類塑料產(chǎn)品等。沙特、阿聯(lián)酋和伊朗等國有望引領(lǐng)中東北非石油化工部門改革,旨在逐步降低各國油電、氣電在電源結(jié)構(gòu)中的占比[35]。
4.1.2 加大清潔能源開發(fā)力度
阿拉伯地區(qū)長期依賴油氣出口和精煉化工產(chǎn)業(yè),造成了環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)不可持續(xù)等突出問題。該區(qū)域清潔能源資源豐富,其中太陽能資源主要分布在沙特西部、也門、阿聯(lián)酋等地區(qū),年輻照強(qiáng)度為 2300 kWh/m2以上;風(fēng)能資源主要分布在伊朗東部高原、阿曼南部海岸、沙特西部海岸等部分地區(qū),風(fēng)速超過7 m/s(如圖2所示)。此外,伊朗、黎巴嫩等國也有部分水電裝機(jī)。為實(shí)現(xiàn)清潔能源有序開發(fā),中東各國已提出了對(duì)應(yīng)的國家發(fā)展規(guī)劃(如表2所示),需要在市場監(jiān)管與發(fā)電、售配電自由競爭等方面加速相關(guān)戰(zhàn)略落地。2020年全球新增可再生能源裝機(jī)達(dá)2.62億kW, 占全球新增發(fā)電容量的80%,較2019年新增裝機(jī)增長約50%,風(fēng)能和太陽能分別新增裝機(jī)1.11億kW和1.27億kW,其中中東北非地區(qū)貢獻(xiàn)較小[15]。未來,太陽能、風(fēng)能、綠氫、核能開發(fā),以及儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、海水淡化、智能電網(wǎng)、高壓海纜技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用有望成為中東能源環(huán)境技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、裝備板塊新的 風(fēng)口[36]。
中東北非地區(qū)是中國能源電力技術(shù)、裝備、標(biāo)準(zhǔn)以及金融機(jī)構(gòu)“走出去”的重要窗口,這些機(jī)構(gòu)包括:一是電建、能建葛洲壩、三峽、國網(wǎng)中電裝備、上海電氣、哈爾濱電氣、特變電工、中核等能源電力企業(yè)及其工程設(shè)計(jì)單位;二是平高、南瑞、晶科等裝備制造企業(yè);三是中建、中交、鐵建等建筑企業(yè);四是中國出口信用保險(xiǎn)公司、中國進(jìn)出口銀行、國家開發(fā)銀行、“四大行”等金融機(jī)構(gòu);五是華為等通信技術(shù)企業(yè);其均在中東尤其是阿聯(lián)酋設(shè)立了區(qū)域分支機(jī)構(gòu)。目前,相關(guān)中資機(jī)構(gòu)已單獨(dú)或協(xié)同設(shè)計(jì)、融資、承建了一系列中阿產(chǎn)能合作示范項(xiàng)目,例如哈電總承包、絲路基金融資的“一帶一路”重大項(xiàng)目—阿聯(lián)酋迪拜哈斯彥4×600 MW清潔燃煤電站項(xiàng)目;上海電氣承建、工行等參與融資,中國供貨的阿聯(lián)酋迪拜950 MW馬克圖姆太陽能公園四期項(xiàng)目;中電裝備承建、中國供貨的埃及500 kV輸變電項(xiàng)目等。
總體來看,中資機(jī)構(gòu)在中東北非“走出去”的效果顯著,已初步進(jìn)入相關(guān)國家市場,在燃?xì)廨啓C(jī)、核電機(jī)組、風(fēng)機(jī)、電纜、光伏、儲(chǔ)能、制氫等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈較為完整,尤其在特高壓交直流裝備等領(lǐng)域已達(dá)國際領(lǐng)先水平。但挑戰(zhàn)同樣突出:一是在海外“單打獨(dú)斗”的情況仍然存在,未能形成不同性質(zhì)資質(zhì)中資機(jī)構(gòu)之間的“合力”;二是中國能源環(huán)境領(lǐng)域的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、裝備正面對(duì)歐美傳統(tǒng)“軟實(shí)力輸出”的挑戰(zhàn),需要逐步實(shí)現(xiàn)品牌效益,協(xié)同攻克產(chǎn)業(yè)鏈短板,有效提高全行業(yè)市場占有率。
4.2.1 阿拉伯統(tǒng)一電力市場建設(shè)
中東北非電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)劃建設(shè)面臨著一系列政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、市場等方面的挑戰(zhàn)。一是敘利亞、伊拉克、利比亞、阿富汗、黎巴嫩等國沖突不斷,基礎(chǔ)設(shè)施損毀嚴(yán)重,其余阿拉伯國家也缺乏足夠的政治互信以及融資能力以推動(dòng)相關(guān)規(guī)劃和項(xiàng)目落地;二是區(qū)域內(nèi)僅有GCCIA擁有相對(duì)成熟的中長期跨境電力交易市場,尚未實(shí)現(xiàn)日前或?qū)崟r(shí)交易,且無可再生能源優(yōu)先調(diào)度機(jī)制;三是電源和電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃不足,對(duì)高比例可再生能源并網(wǎng)以及大型海水淡化、綠色制氫負(fù)荷準(zhǔn)備不足;四是國家間以及各國油氣化工、可再生能源、私人金融部門間未能形成能源轉(zhuǎn)型合力,電網(wǎng)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)后缺乏成熟的交易監(jiān)管與收益分配機(jī)制。目前,中東北非主要經(jīng)濟(jì)體政府話語權(quán)仍然掌握在傳統(tǒng)油氣部門手中。
為應(yīng)對(duì)相關(guān)挑戰(zhàn),阿拉伯國家能源轉(zhuǎn)型需要發(fā)電、輸電、售配電以及消費(fèi)側(cè)電氣化等協(xié)同發(fā)展與深入變革,其中電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通不足已成為區(qū)域大型可再生能源以及綠氫基地開發(fā)的瓶頸。同時(shí),電力市場監(jiān)管和交易體系尚不成熟[5],市場自由度不足,與阿拉伯國家聯(lián)盟提出的“泛阿拉伯電力市場”和沙特、埃及等國提出的建設(shè)亞-歐-非能源互聯(lián)互通樞紐的目標(biāo)尚有差距。以沙特為核心的海灣六國互聯(lián)電網(wǎng)和電力市場監(jiān)管運(yùn)行、電力交易模式對(duì)東北亞電力市場建設(shè)與電力交易機(jī)制優(yōu)化具有很好的借鑒價(jià)值[37]。
1)區(qū)域電力市場頂層設(shè)計(jì)。梳理各國電力市場參與方,制定準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),開展監(jiān)管政策法規(guī)等頂層設(shè)計(jì)。整合中東北非各國政府監(jiān)管部門以及發(fā)、輸、變、配、售產(chǎn)業(yè)鏈重要參與者,形成類似ENTSO-E的區(qū)域輸電運(yùn)營商聯(lián)盟;在已有跨國互聯(lián)線路基礎(chǔ)上簽署區(qū)域性電力交易協(xié)議,制定項(xiàng)目準(zhǔn)入和統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),共同開展泛區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)劃;根據(jù)相關(guān)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)落實(shí)電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)。
2)推進(jìn)國別電力市場改革。加速沙特等樞紐國家的廠網(wǎng)分離、輸配分離,引入售配電批發(fā)競爭機(jī)制。各國根據(jù)頂層設(shè)計(jì)和相關(guān)合作協(xié)議推進(jìn)本國電力行業(yè)自由化改革,在售配電領(lǐng)域引入批發(fā)競爭機(jī)制;完善國別與區(qū)域?qū)用婕夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)管架構(gòu)統(tǒng)一,設(shè)立國家與中東北非區(qū)域?qū)用娴莫?dú)立電力監(jiān)管機(jī)構(gòu),加速跨國跨洲互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)。
3)電力市場引入金融市場。電力批發(fā)交易與金融市場、碳市場耦合,建設(shè)完善區(qū)域電力交易平臺(tái)。完全實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和金融市場的規(guī)范化統(tǒng)一運(yùn)作,輸配電市場完全放開。馬格里布、西亞八國、海灣六國子區(qū)域電網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)互聯(lián)(如圖3所示),逐步實(shí)現(xiàn)泛阿拉伯電力市場建設(shè),相關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目積極納入歐洲、東非、中亞等鄰近區(qū)域互聯(lián)互通官方規(guī)劃。
4.2.2 可再生能源并網(wǎng)與電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)應(yīng)用
除摩洛哥、約旦等國外,中東北非國家間歇性能源并網(wǎng)比例并不高,凈負(fù)荷波動(dòng)性增加也不大。但隨著未來大型可再生能源項(xiàng)目陸續(xù)并網(wǎng),依賴常規(guī)燃?xì)鈾C(jī)組的運(yùn)行模式亟待變革。需要在以下方面采取措施以提高電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和靈活性。
1)實(shí)時(shí)監(jiān)控。加強(qiáng)對(duì)大型光伏、光熱電站的檢測和控制,并為電網(wǎng)公司提供運(yùn)行信息,保證系統(tǒng)運(yùn)行安全。在以燃?xì)鈾C(jī)組為主的中東北非國家,光伏、風(fēng)電對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響較小。而約旦、摩洛哥的光伏、光熱裝機(jī)容量占比較高,其出力可控性對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。為實(shí)現(xiàn)出力可見可控,太陽能電站需要配備實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(supervisory control and data acquisition, SCADA),以控制信號(hào)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整出力。
2)功率預(yù)測。在阿聯(lián)酋、埃及、摩洛哥,由于光伏出力已達(dá)到系統(tǒng)中不可忽視的比例,迪拜水電管理局(Dubai Electricity & Water Authority, DEWA)、阿布扎比輸電公司(Abu Dhabi Transmission & Dispatch Company, TRANSCO)、埃及輸電公司(EETC)等需要通過功率預(yù)測平衡功率差額。先進(jìn)功率預(yù)測系統(tǒng)可以幫助降低燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)度出力,同時(shí)減少棄光,提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。相關(guān)措施對(duì)解決中國西部棄風(fēng)、棄光問題也有著重要借鑒意義。
3)發(fā)電調(diào)度。中東北非輸電系統(tǒng)運(yùn)營商正嘗試通過先進(jìn)功率預(yù)測技術(shù)積極提高可再生能源發(fā)電比例。目前,包括GCCIA在內(nèi)的運(yùn)營商尚無成熟的日前、實(shí)時(shí)調(diào)度運(yùn)行機(jī)制,未來需要在相關(guān)調(diào)度中考慮可再生能源預(yù)測信息,利用燃?xì)鈾C(jī)組靈活性促進(jìn)可再生能源消納,同時(shí)保證系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定。未來,可根據(jù)大規(guī)模光伏、光熱出力預(yù)測調(diào)整機(jī)組調(diào)度運(yùn)行順序,提高可再生能源開發(fā)積極性。
4)友好并網(wǎng)。阿聯(lián)酋、沙特等國光伏、光熱項(xiàng)目容量較大,近年來開始逐步重視電力電子設(shè)備對(duì)并網(wǎng)后系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性的影響。
5)機(jī)組靈活性。中東北非基本以燃?xì)獍l(fā)電為主,新型機(jī)組靈活調(diào)節(jié)能力的提高對(duì)大型光伏、光熱、風(fēng)電項(xiàng)目并網(wǎng)消納至關(guān)重要。該區(qū)域國家越來越重視新型燃?xì)廨啓C(jī)、清潔燃煤機(jī)組、電網(wǎng)互聯(lián)、電化學(xué)儲(chǔ)能和抽蓄儲(chǔ)能以及負(fù)荷響應(yīng)等其他靈活性資源建設(shè)。阿聯(lián)酋哈塔抽水蓄能項(xiàng)目、迪拜馬克圖姆光伏-光熱項(xiàng)目配備儲(chǔ)能設(shè)備等,都作為靈活性資源提高了可再生能源并網(wǎng)消納能力。此外,中東北非地區(qū)還需要提高柔性交流輸配電系統(tǒng)以及柔性開關(guān)(soft open point, SOP)等電力電子輸配電靈活控制設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用,從而提高輸配電系統(tǒng)的靈活性。相對(duì)而言,中國以燃煤機(jī)組為主,天然氣資源相對(duì)匱乏,靈活電源裝機(jī)占比較低,需要借鑒中東北非相關(guān)經(jīng)驗(yàn),規(guī)劃并加快建設(shè)清潔煤電、抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電網(wǎng)互聯(lián)等靈活性資源。
6)區(qū)域互聯(lián)與多能互補(bǔ)。中東北非大規(guī)??稍偕茉床⒕W(wǎng)消納需要加強(qiáng)馬格里布、西亞八國以及海灣六國等三大子區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián),以充分利用電力系統(tǒng)間的多能協(xié)同作用。得益于大范圍平衡,通過中東北非不同時(shí)區(qū)太陽能資源協(xié)調(diào)調(diào)度可以平抑負(fù)荷以及可再生能源波動(dòng)。例如,海合會(huì)國家通過電網(wǎng)互聯(lián)共享了地區(qū)發(fā)電和備用容量,對(duì)阿聯(lián)酋、沙特開發(fā)大規(guī)模光伏、光熱資源以及提高電網(wǎng)韌性至關(guān)重要。阿盟已認(rèn)識(shí)到阿拉伯國家光伏、光熱、風(fēng)電以及燃?xì)鈾C(jī)組良好的多能互補(bǔ)潛力,中遠(yuǎn)期目標(biāo)是建設(shè)“泛阿拉伯統(tǒng)一電力市場”。中東北非未來將以燃?xì)怆娬緸橹危罅﹂_發(fā)太陽能資源,通過跨國、跨洲電網(wǎng)互聯(lián)建設(shè),實(shí)現(xiàn)不同時(shí)區(qū)、不同類型電源互補(bǔ),共享發(fā)電和備用容量,保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。中東北非源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)一體化以及多能互補(bǔ)發(fā)展對(duì)中國逐步實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要借鑒價(jià)值。
7)電源和電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃。中東北非大部分可再生能源資源位于撒哈拉沙漠以及沙特等國的荒漠地區(qū)(如圖2所示)。上述地區(qū)電力需求較低,由于基礎(chǔ)設(shè)施如公路、輸電線路限制或相關(guān)技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用程度不高,導(dǎo)致很多光伏、風(fēng)電資源難以開發(fā)。綜合考慮各項(xiàng)約束條件的電源、電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃可以避免未來?xiàng)壒?、棄風(fēng)問題。沙特電力公司(SEC)、迪拜水電管理局(DEWA)等均擁有垂直一體化架構(gòu),有助于實(shí)現(xiàn)電源、電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃發(fā)展,可避免大型可再生能源項(xiàng)目盲目開發(fā)。
4.2.3 加強(qiáng)電源電網(wǎng)融資模式創(chuàng)新
對(duì)也門、敘利亞等最不發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體或不穩(wěn)定國家而言,具有融資壓力小、建設(shè)周期短等特點(diǎn)的離網(wǎng)或微網(wǎng)設(shè)施的確具有一定優(yōu)勢(shì),但對(duì)于大規(guī)??稍偕茉撮_發(fā)、重大海水淡化項(xiàng)目建設(shè)、大規(guī)模綠氫產(chǎn)能基地開發(fā)而言,“堅(jiān)強(qiáng)+智能”的大電網(wǎng)仍然是中東北非快速實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型最切實(shí)可行的模式。
沙特、阿聯(lián)酋等主要經(jīng)濟(jì)體仍將提高和保證傳統(tǒng)油氣部門收益作為重點(diǎn)[35],但同時(shí)與埃及、約旦、摩洛哥等國加大了太陽能、風(fēng)電、核電項(xiàng)目開發(fā)合作,相關(guān)項(xiàng)目融資和開發(fā)模式值得在中東北非區(qū)域推廣應(yīng)用[34]。此前,油氣出口為海灣國家積累了雄厚資金,區(qū)域內(nèi)主要金融實(shí)體包括國際多邊金融機(jī)構(gòu)、主權(quán)基金、發(fā)展基金、伊斯蘭信貸等,擁有資金總規(guī)模超過2000億美元,為上述國家投資該區(qū)域乃至全球優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)設(shè)施、能源技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè)等提供了資本抓手。
中東北非能源行業(yè)自由度低,私有資本或外資投入比例仍然較小。中東北非能源投資中私有資本或外資占比僅19%,除摩洛哥和約旦外,其他國家私有資本或外資投入占比一般低于20%[34]。疫情后,相關(guān)能源電力企業(yè)收購和并購機(jī)會(huì)將有所增加,部分國家有望逐漸放開市場監(jiān)管。例如,沙特REPDO在第二、三輪可再生能源項(xiàng)目招標(biāo)中已允許外資100%控股。法國、阿聯(lián)酋、中國資本有望陸續(xù)進(jìn)入沙特電源和電網(wǎng)市場。
該區(qū)域內(nèi)較為活躍的金融機(jī)構(gòu):一是全球或區(qū)域性商業(yè)及政策性銀行,例如世行、伊斯蘭開發(fā)銀行(IsDB),歐洲復(fù)興開發(fā)銀行(EBRD)等;二是國際或區(qū)域援助發(fā)展基金或綠色基金,例如阿拉伯經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展基金(Arab Fund for Economic & Social Development, AFESD)、阿布扎比發(fā)展基金(Abu Dhabi Development Fund, ADFD),以及綠色氣候基金(Green Climate Fund, GCF)等;三是沙特、科威特、卡塔爾、阿聯(lián)酋等國的主權(quán)基金及其下設(shè)投資公司。受疫情爆發(fā)和國際油價(jià)波動(dòng)影響,中東本土財(cái)團(tuán)投資能源行業(yè)的實(shí)力和決心有所減弱,該區(qū)域能源轉(zhuǎn)型亟待中資開發(fā)商和金融機(jī)構(gòu)的深度參與。目前,中資企業(yè)以純粹EPC(engineering, procurement and construction)承包商角色參與當(dāng)?shù)仉娫?、電網(wǎng)、海水淡化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的模式越來越難以落地,取而代之的是當(dāng)?shù)卣蛧H資本合作暨“公私合營”以及“項(xiàng)目股權(quán)戰(zhàn)略融資”等新穎的模式,中國的絲路基金以及“四大行”等有望更多地參與到中阿產(chǎn)能合作中來。
現(xiàn)有能源轉(zhuǎn)型路徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足區(qū)域溫控目標(biāo)。除2020年疫情期間,全球碳排放量仍然在增加。IRENA提出的1.5 ℃氣候路徑中核心內(nèi)容是電為中心、綠氫與生物燃料、退出煤電,以及金融模式與監(jiān)管框架優(yōu)化[32]。中東北非能源消費(fèi)側(cè)鋼鐵、鋁業(yè)、水泥、石化、航空和海運(yùn)等工業(yè)部門仍然缺少經(jīng)濟(jì)的低碳能源選擇,仍難以擺脫對(duì)天然氣和其他石油衍生品的重度依賴。各部門需要重點(diǎn)突破相關(guān)技術(shù)難點(diǎn),一是載重交通部門電氣化或新型燃料電池應(yīng)用,二是綠色制氫,三是碳捕集、利用與封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS),四是循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用[32]。
中東北非可再生能源產(chǎn)能將更多地被轉(zhuǎn)換為氫能、(液)氨、甲醇等衍生品用于建筑、交通和工業(yè)部門。在可再生能源平均成本下降到20美元/MWh的前提下,中東北非尤其是沙特、摩洛哥的綠氫成本有望下降到1.5美元/kg[32],有望成為歐洲、澳大利亞、日本、韓國等主要?dú)淠芟M(fèi)國的進(jìn)口來源。作為代表性國家,沙特已宣布將加大氫氣制備規(guī)模,并出口低碳液氨。沙特希望利用中東發(fā)達(dá)的天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施將氫氣出口到歐洲負(fù)荷中心,并通過液化氨船舶向韓國、日本出口液氨?;谏程氐目稍偕茉撮_發(fā)潛力,2050年綠氫成本有望降至0.84美元/kg[34],中東北非國家有望通過綠氫和可再生能源聯(lián)動(dòng)發(fā)展,提高綠氫生產(chǎn)和出口能力,降低阿拉伯經(jīng)濟(jì)對(duì)化石能源的依賴。
中東北非天然氣產(chǎn)能將在近年達(dá)峰后陸續(xù)降低,屆時(shí)產(chǎn)能的70%需要用于CCGT和藍(lán)氫(甲烷制氫配合CCUS技術(shù))生產(chǎn)。相關(guān)國家需要加速推動(dòng)高效氣電機(jī)組取代油電設(shè)施。
中東北非國家淡水短缺已成為最突出的可持續(xù)發(fā)展問題。此前,中東北非“水電聯(lián)產(chǎn)”主要利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動(dòng)力。熱源主要是燃?xì)?,其產(chǎn)水成本較低。目前,沙特海水淡化產(chǎn)能達(dá)780萬m3/d,為全球之最;海水淡化產(chǎn)業(yè)消耗了全國10%的電力[35]。沙特計(jì)劃2030年將海水淡化產(chǎn)能提升至1080萬m3/d。該區(qū)域內(nèi)海水淡化與可再生能源聯(lián)產(chǎn)開發(fā)模式亟待落地,將有力推動(dòng)該區(qū)域海水淡化行業(yè)深度脫碳。有商業(yè)價(jià)值的低碳路徑為“并網(wǎng)風(fēng)電/光伏/ 光熱+膜法”模式,小規(guī)模海水淡化工廠還可以考慮使用離網(wǎng)/微網(wǎng)可再生能源設(shè)施[18]。
結(jié)合上述各國資源稟賦、規(guī)劃目標(biāo)與基礎(chǔ)設(shè)施客觀條件,中東北非可持續(xù)發(fā)展的核心路徑是在并網(wǎng)允許的條件下開發(fā)建設(shè)大規(guī)模光伏電站并配備儲(chǔ)能設(shè)備等靈活性資源;在配置和消費(fèi)側(cè)依賴堅(jiān)強(qiáng)可靠的區(qū)域骨干電網(wǎng)將清潔電力輸送到民用和工業(yè)負(fù)荷中心,新增工業(yè)負(fù)荷主要來自海水淡化以及電解制氫工廠;盈余電力通過區(qū)域市場出口至有需求的成員國。為此,通過策劃推動(dòng)實(shí)施“清潔開發(fā)-規(guī)模儲(chǔ)能-海水淡化-綠色制氫-電力出口聯(lián)動(dòng)發(fā)展模式”(即水電氫聯(lián)動(dòng)發(fā)展模式)示范項(xiàng)目,可與阿盟等提出的“泛阿拉伯電力市場”有機(jī)結(jié)合,作為在整個(gè)阿拉伯區(qū)域落實(shí)能源轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展路徑的重要抓手,形成可復(fù)制、可推廣的實(shí)施范例,形成一套有效促進(jìn)該模式健康發(fā)展的實(shí)施體系,具有較大的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
以電能為中心的能源開發(fā)、配置和消費(fèi)模式深度轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)中東北非氣候目標(biāo)、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容和手段。該區(qū)域內(nèi)太陽能和風(fēng)能資源豐富,可開發(fā)潛力大,沙特、阿聯(lián)酋、約旦、埃及、摩洛哥等五國已成為區(qū)域加速清潔能源布局的領(lǐng)導(dǎo)者。目前來看該區(qū)域內(nèi)清潔能源項(xiàng)目尤其是電網(wǎng)項(xiàng)目融資吸引力仍然有限。
為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,中東北非地區(qū)需要:一是加速傳統(tǒng)油氣部門改革;二是加速部署太陽能、風(fēng)能等可再生資源,并同步建設(shè)抽蓄、儲(chǔ)能、新型燃?xì)鈾C(jī)組等靈活性資源;三是是推動(dòng)電源、電網(wǎng)側(cè)協(xié)同規(guī)劃與項(xiàng)目融資創(chuàng)新,加強(qiáng)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通建設(shè);四是優(yōu)化區(qū)域電力市場頂層設(shè)計(jì),加大電力市場自由度;五是加速重工業(yè)部門轉(zhuǎn)型與研發(fā)投入,積極研發(fā)傳統(tǒng)能源替代技術(shù),加速規(guī)模儲(chǔ)能和新型(燃料)電池研發(fā)。在交通、建筑、工業(yè)部門加強(qiáng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的應(yīng)用。
電網(wǎng)互聯(lián)建設(shè)是中東北非能源轉(zhuǎn)型的核心手段?!胺喊⒗y(tǒng)一電力市場”有望成為歐洲電網(wǎng)后全球第二個(gè)相對(duì)成熟的區(qū)域電力市場,繼續(xù)對(duì)其理論機(jī)制、政策市場、電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新融資模式等的深入研究對(duì)中資電力環(huán)保企業(yè)深耕“一帶一路”沿線國別市場,以及中國牽頭建設(shè)東北亞電力市場具有重要價(jià)值。
在沙特、阿聯(lián)酋等重點(diǎn)國家探討以水電氫聯(lián)動(dòng)發(fā)展模式為抓手,發(fā)展基于太陽能光伏模塊、海水淡化、電解制氫相關(guān)工業(yè)產(chǎn)業(yè),完善工業(yè)鏈,降低政府能源補(bǔ)貼,形成經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的阿拉伯經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),中資企業(yè)需要全面梳理把握阿拉伯國家能源電力上下游全產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀與中長期規(guī)劃目標(biāo),因地制宜地推動(dòng)“一帶一路”沿線中阿能源基礎(chǔ)設(shè)施合作項(xiàng)目落地,具有較大現(xiàn)實(shí)意義。