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欧盟委员会向欧洲议会和理事会提交清洁能源技术竞争力进展报告

2025年2月26日,欧盟委员会向欧洲议会和理事会提交《清洁能源技术竞争力进展报告(2025)》。报告指出,清洁能源技术对欧盟实现气候中和、保障能源安全和提升竞争力至关重要。2024年,欧盟可再生能源发电占比达48%,但欧盟清洁能源行业面临挑战,如能源价格高、全球市场份额受挤压、关键技术依赖进口、研发创新优势减弱、风险资本获取困难等。报告评估了15种净零技术的竞争力,部分技术欧盟有优势,部分则面临竞争压力。欧盟需通过实施相关政策、加大研发投入、提升制造能力、解决技能短缺等问题,增强在清洁能源技术领域的竞争力,推动能源转型。

一、欧盟清洁能源行业竞争力评估

1、全球经济背景与行业竞争力

能源价格和成本趋势:2023-2024年欧盟能源市场改善,价格低于2022年但仍高于危机前及竞争地区。可再生能源发电占比升至48%,成本竞争力强。尽管投资和运营成本因通胀等因素上升,但可再生能源因低可变成本仍具优势。

全球市场对净零技术的支持:全球净零技术市场预计到2035年近三倍增长,各国出台产业政策支持清洁能源技术制造。美国《通胀削减法案》提供大量资金支持,中国成为众多净零技术的主要生产国。同时,进口限制和产能过剩给欧盟制造商带来压力。欧盟通过一系列政策和计划支持净零技术发展,如欧洲绿色协议、《净零工业法案》等。

2、净零技术价值链的机遇与挑战

制造供应链:欧盟努力提升净零技术制造能力,但面临全球竞争压力,部分技术全球地位下降,依赖特定技术组件和关键原材料。制造投资方面,中国占主导地位,欧盟和美国成本较高。欧盟不同地区在净零技术制造上各有专长,且各国出台政策促进生产,但许可审批等问题仍待解决。

能源密集型产业的脱碳:能源密集型产业的产品对净零技术至关重要,同时净零技术也助力其脱碳。然而,欧盟能源密集型产业面临高能源价格和脱碳投资压力,竞争力受到影响,可能削弱欧盟净零技术供应链。相关报告建议提供协调支持,利用碳边境调节机制等措施应对国际竞争。

人力资本和技能:2023年欧盟可再生能源就业人数达180万,但劳动力短缺问题仍存在,且部分行业就业市场受2024年及以后的负面趋势影响。各级政策和举措已在解决劳动力和技能短缺问题,但仍需持续努力,吸引和培养更多相关人才。

3、清洁能源行业创新格局

研发趋势:欧盟在清洁能源技术研发方面曾具优势,但近年来被其他经济体赶超,在数字领域与美国、中国存在差距。欧盟公共研发投入较高,但私人研发投资较低。在研究产出上,中国在清洁技术领域逐渐领先,不过欧盟在部分领域仍保持专业化优势。《战略能源技术计划》和《净零工业法案》等加强了相关研究和创新的协调与合作。

风险投资趋势:风险投资对欧盟清洁能源公司发展至关重要。2023-2024年,欧盟风险投资呈现波动,2023年因大规模交易投资增长,2024年受宏观经济环境影响大幅下降。在不同技术领域,欧盟的投资表现各异,整体上融资仍是多数公司面临的关键障碍,需消除投资壁垒,促进资金流入。

二、欧盟净零技术竞争力评估

1、太阳能光伏

2024年欧盟太阳能光伏装机量持续增长,有望达成2030年目标,但增速放缓,且落后于中国。在制造方面,虽部分环节目标已实现或接近实现,但整体严重依赖从中国进口,制造成本比中国高约60%,面临库存高、价格竞争等问题,全球市场竞争力较弱。不过,欧盟在太阳能光伏的特定应用研究创新上表现突出。

(1)装机容量与目标:太阳能光伏是可再生能源中发展最快的电力生产技术。2024年,欧盟有望实现《欧盟太阳能战略》中到2030年安装600GWac(约720GWp)光伏容量的目标。尽管年度增长有所放缓,但安装量仍从2023年的超56GWp增长到2024年的63GWp,在部署方面仅次于中国(2024年为374GWp),领先于美国(2024年为45GWp)。

(2)制造能力与依赖:《净零工业法案》提及欧洲太阳能光伏产业联盟的目标,即到2025年实现全价值链每年30GWp的太阳能光伏制造能力。在部分环节,如逆变器(2023年为82GWp)和多晶硅(2024年为29GWp),已超越或接近这一目标。然而,欧盟在光伏产业链的其他部分情况不佳,如铸锭和硅片的当前制造能力低于1GWp,电池和组件的制造能力低于3GWp,且2023年组件的实际产量约为2GWp。欧盟在太阳能光伏制造方面严重依赖从中国进口,91%的已投产制造设施位于中国,而欧盟、美国和印度各自仅占1%。

(3)成本与市场压力:欧盟生产光伏模块的成本比中国高约60%,这源于较高的投资、劳动力和能源成本,较低的生产规模以及缺乏垂直整合。此外,中国的高库存水平和过剩供应导致现货市场模块价格大幅下降,2025年1月同比下降超过25%,至0.105欧元/Wp,这虽然推动了部署,但给欧盟制造商带来巨大压力,全球电池和组件生产设施的平均利用率约为50%。

(4)研发创新优势:尽管欧盟光伏制造商在全球竞争中面临困境,但欧盟在太阳能光伏的研究和创新方面仍具有重要作用,特别是在建筑、农业、基础设施或车辆集成光伏等特定应用领域。为提升在光伏制造领域的竞争力,欧盟需在大型工厂中扩大创新技术规模,并整合整个价值链。2024年4月签署的《欧洲太阳能宪章》,促使欧盟委员会、23个成员国和行业代表承诺采取一系列自愿行动,以支持欧盟光伏制造业发展。

2、太阳能热:欧盟太阳能热需求增长目标进展缓慢,投资受多种因素影响而放缓,全球市场也出现下滑,但工业过程热领域增长显著。欧盟在太阳能热水加热器制造方面能力较强,贸易保持顺差,但市场份额有待提升,且面临来自其他可再生能源解决方案的竞争。

(1)发展目标与现状:欧盟太阳能热发展设定了从2022-2030年将太阳能热需求增加两倍的目标,但目前进展有限。2023年,欧盟太阳能热新增装机容量为1.3GWth,较2022年下降24%,净容量仅增长1.3%,远低于实现2030年目标所需的增长率。全球市场也出现下滑,2023年新安装量为21GWth,低于2022年的23GWth。不过,工业过程热领域表现亮眼,全球同比增长两倍,2023年总容量达到0.95GWth,其中欧盟在西班牙建成了新的最大集中式太阳能热电厂(30MWth,带68MWh储能)。在集中式太阳能发电(CSP)方面,欧盟自2013年以来发电容量几乎未变(2.30GW,几乎都在西班牙),而中国已成为全球领先的CSP开发商,有1GW新容量投入运营,还有2GW正在开发中。

(2)市场表现:欧盟在太阳能热水器制造领域实力较强,此前能满足高达90%的国内需求,远超《净零工业法案》的制造基准。尽管过去十年该行业经历整合,尤其在德国和西班牙,但仍有众多企业提供多样化产品,希腊的热虹吸系统制造商出口表现出色。同时,一些欧盟公司开始涉足区域供热和工业太阳能热的大规模工厂市场,预计该市场在未来十年将显著增长。从贸易数据看,太阳能和非电热水器的进口显著增长,但欧盟在2023年仍保持2700万欧元的总体贸易顺差。

(3)技术应用与成本:太阳能热技术是成熟的脱碳选择,但目前仅占全球热能消耗需求的0.9%。其平准化成本在太阳能资源良好的地区可与传统能源竞争。然而,太阳能热技术通常需与其他热源配合使用,而热泵在许多应用场景中可提供独立解决方案。

(4)发展建议:为推动太阳能热行业发展,欧盟需要协调各方努力,制定明确的发展路线图,以实现2030年的增长目标。作为技术供应商,欧盟公司具有一定优势,但仍需在标准化方面加大力度,并建立一支具备成本效益解决方案专业知识的安装人员网络,包括探索与其他可再生技术的混合应用。对于集中式太阳能发电,欧盟市场的复兴很大程度上依赖于西班牙到2030年增加2.5GW容量的提案,同时,设计和制造的标准化对实现具有竞争力的成本水平至关重要。

3、陆上和海上风电

(1)装机容量:219GW,其中91%为陆上风电,9%为海上风电。2023年新增装机容量16.8GW,陆上风电占83%,海上风电占17%,这使得2023年成为年度装机量创纪录的一年。2024年的初步数据显示,欧盟又新增了13.6GW的风电容量,其中陆上为10.7GW,海上为2.9GW。

(2)制造能力与市场份额:依据《净零工业法案》,欧盟设定了到2030年风电制造产能至少达到36GW的目标。2024年,欧盟在全球叶片制造(约25GW,占比12.6%)、机舱组装(约35GW,占比12.5%)和塔筒制造(约38GW,占比21.8%)方面占据一定份额。2023年,欧盟公司在全球供应了超27GW的风力涡轮机,但全球市场份额从之前的30%降至23%,同期中国制造商的份额从46%增至55%。不过,在欧洲市场,欧盟公司仍占据主导,2023年市场份额达89%。随着未来装机量预期增加,欧盟需提升制造能力以满足需求,降低新装机的资本支出,确保供应与需求匹配并控制成本。

(3)市场竞争挑战:欧盟风电企业面临的主要挑战来自中国的激烈竞争。中国制造商能够提供比欧洲竞争对手低得多的价格,其出口的涡轮机比竞争对手便宜约32%,而全球风力涡轮机及其组件价格相比疫情前上涨了约26%。这种价格差异可能导致市场竞争不公平,削弱欧盟公司在全球市场的未来竞争力。

(4)投资情况:随着宏观经济环境改善,欧盟风电投资开始回升。2023年,欧盟风电投资达到创纪录的480亿欧元(2022年投资不足200亿欧元),其中陆上风电投资与2022年相近,约为180亿欧元,海上风电投资从2022年的4亿欧元大幅增至2023年的300亿欧元。

(5)供应链问题:全球风电行业高度依赖复杂的供应链,容易受到干扰、贸易紧张局势和关键原材料短缺的影响。风电产业对铜、钢等材料需求巨大,用于涡轮机的发电机、塔筒、叶片和变速箱等部件制造。尤其令人担忧的是对中国稀土元素的强烈依赖,其对生产风力涡轮机的永磁体至关重要。此外,在发电机等部件和子部件方面也存在供应风险,原材料和组件的采购集中在少数国家,地缘政治因素加剧了供应链风险,凸显了建立多元化和弹性供应链对支持风电行业增长的必要性。

(6)应对措施:为支持欧盟风电制造业的竞争力,欧盟委员会提出了《欧洲风电行动计划》,并推动签署了《欧洲风电宪章》。该宪章由26个成员国签署,承诺通过扩大欧盟制造能力、改进和简化拍卖及许可程序等措施支持欧盟风电行业发展。同时,现有的支持风电部署的努力,如加快许可、提高项目规划透明度和电网投资等,需要继续推进,以确保未来风电场投资保持吸引力,使欧盟风电行业能够从全球风电扩张中受益。

4、海洋能

(1)技术发展与市场表现:海洋能包含多种技术,其中潮汐能和波浪能技术相对成熟,但整体仍未实现工业化规模部署。2023-2024年,该领域获得了前所未有的资金和关注。2024年,欧洲新增海洋能装机容量至少1230kW,其中欧盟在2022年安装了878kW,2023年安装了250kW。国家收入支持以及欧盟和国家的资金投入,是吸引私人投资和推动项目发展的主要动力。行业预计在15个试点和预商业农场将形成165MW的项目储备。

(2)行业地位:欧盟在海洋能技术开发方面处于领先地位,尤其在潮汐能和波浪能领域。在全球高价值发明中,欧盟占比20%,仅次于中国(32%)。欧盟企业在行业发展中发挥着主导作用,41%的潮汐能开发商和52%的波浪能开发商位于欧盟。在齿轮箱、发电机和控制系统的制造方面,欧盟也占据主要地位,相关项目预计为欧盟提供至少415个全职等效岗位。

(3)面临挑战:目前,欧盟海洋能发展面临的主要挑战是资本成本高昂,这阻碍了投资和部署,进而影响了工业化进程。例如,战略能源技术计划(SET?Plan)设定目标,希望到2030年将潮汐能的生产成本降至0.10欧元/千瓦时,波浪能降至0.15欧元/千瓦时,但实现这一目标面临诸多困难。部分成员国缺乏针对试点和预商业农场的技术特定拍卖,这使得降低投资风险的工具缺失,不利于吸引投资和加速项目部署。

(4)应对措施:为推动海洋能发展,需要采取措施降低投资风险。可以通过为首批预商业农场提供贷款担保等方式,降低资本成本,吸引投资者,加速项目部署。这将有助于实现规模经济,进一步降低成本,就像已成熟的可再生能源发展过程一样。

5、电池和储能

(1)产业目标与发展现状:欧盟期望在全球清洁能源转型中发挥引领作用,《净零工业法案》提出到2030年欧盟电池制造产能至少达到550GWh的目标。2024年初,欧盟看似有望达成这一目标,但随后瑞典公司Northvolt在11月申请破产保护,约616GWh的计划制造产能被取消、延迟或缩减,使2030年目标面临风险,导致欧盟2024年全球运营电池生产份额降至7%,低于此前预期。不过,若能实现规划,预计2030年欧盟占全球生产的10%份额将能满足自身需求。

(2)面临挑战

供应链风险:欧盟电池生产在阴极和阳极方面高度依赖中国,且生产每单位输出容量的成本通常比中国高70%-130%。全球电池产能过剩和电动汽车需求下滑,致使欧洲生产基地产能利用率不足,部分生产线暂停或推迟,如大众萨尔茨吉特工厂。

贸易环境:贸易保护主义措施增多,如美国对中国电动汽车加征关税,欧盟对中国进口的电池电动汽车展开反补贴调查并征收反补贴税,贸易紧张局势升级可能推高成本,影响电池供应链采购决策。

储能发展滞后:在全球电网规模电池储能系统(BESS)部署方面,2024年全球容量达到168GWh,中国占比67%,欧洲落后于中国和美国、加拿大。“表后”(BTM)储能方面,2024年全球达到40GWh,预计到2035年,固定式应用的电池部署占比将从2020年的6%提升至16%,但欧洲在这方面也相对滞后,多数领先的BESS电池供应商总部位于亚洲。

(3)应对策略:为提升竞争力,欧盟必须加快产能部署,构建可靠的价值链,加大对新电池技术的研发投入,并通过替代解决方案填补价值链中的关键缺口。

6、热泵技术

(1)市场地位与产能规划:欧盟的热泵最终组装制造商在高端家用液体循环热泵解决方案以及工业热泵领域处于全球领先地位,而中国公司则主导着可逆式空气-空气空调市场。欧盟制造商计划在本十年内大幅扩张最终组装产能,2023年现有产能约为24GWth,已宣布的扩张计划超过30GWth。按照规划,欧盟有望满足国际能源署确定的2030年约60GWth的部署需求,也接近实现《净零工业法案》中规定的至少31GWth的制造产能目标。不过,欧盟公司在某些组件制造方面的地位相对较弱。

(2)贸易与销售情况:2023年,欧盟液体循环热泵贸易逆差减少了三分之一,这得益于进口下降13%和出口增长14%。然而,在经历了十年的稳定增长后,2023年欧盟热泵销售额相比2022年下降了7.2%,2024年这一趋势加剧,销售额较2023年下降31%。这种销售下滑导致该行业出现短期工作和裁员现象,也给制造投资决策带来了不确定性,同时使得2033年欧盟制造产能增长放缓。

(3)成本与供应链问题:目前,欧洲和美国的热泵最终组装成本约为184-230欧元/千瓦,约为中国的两倍。由于组件成本占最终成本的75%,垂直整合的制造商更具竞争力。欧盟行业在压缩机、热交换器、阀门和制冷剂等组件方面在很大程度上依赖进口,为增强住宅热泵制造的竞争力和弹性,需要实现供应的多元化并强化欧盟的价值链,以减少这种依赖。

(4)工业热泵发展:在工业热泵领域,欧盟制造商占据全球领先地位,覆盖了整个供应链。国际能源署预计,到2050年,高达400°C的工业热需求中约30%应由工业热泵满足,到2030年这一比例应达到一半。工业热泵在满足低于200°C的工业热需求方面也具有潜力,目前已在食品饮料和纸浆造纸等行业得到应用。为进一步发展工业热泵,需要开展研发项目以扩大应用范围,加快技术应用和标准化进程,同时还需要对欧盟供应链进行投资,扩大生产能力并降低产品成本。

7、地热能

(1)装机容量与利用:2024年,地热能受到更多公众关注和政治推动,欧洲议会和欧盟理事会分别发布了相关决议和结论。2023年,欧盟已安装的净地热能发电装机容量约为0.9GWe(全球为14.8GWe)。地热能的直接热利用稳步增长,2023年有298个区域供热和制冷系统投入使用。

(2)产业地位:在欧盟单一市场内,从场地勘察到退役的地热能部署价值链通常完全在国内完成,欧盟公司在这一过程中发挥着重要作用。在最终产品制造方面,该行业估计能满足《净零工业法案》中规定的国内生产覆盖40%部署需求的目标。然而,在全球市场上,如涡轮机、涡轮膨胀机、泵、阀门和控制系统等关键组件的市场主要由非欧盟公司主导。例如,日本生产全球82%的闪蒸循环蒸汽涡轮机,以色列生产74%的双循环膨胀机。在研究和创新领域,欧盟曾是高价值发明的全球领导者,但在2019年被中国超越。

(3)面临挑战:地热能开发存在一些挑战。在材料方面,地热能技术对钢材有较强依赖,大部分钢材从亚洲进口,同时也在一定程度上依赖铝、铜和钛等关键原材料。此外,还面临数据可用性不足、投资风险较高、熟练劳动力短缺以及公众接受度有待提高等问题。

(4)发展建议:为推动地热能发展,欧洲议会和欧盟理事会建议采取一系列措施。包括提高地热能潜力和挑战的政治关注度与公众意识;解决数据可用性问题;通过实施担保计划降低投资风险;简化和加快许可程序;推广最佳实践;解决熟练劳动力短缺问题;以及提高公众接受度等。

8、氢技术(电解槽和燃料电池)

(1)电解槽发展现状

产能增长:在欧洲,电解槽的制造能力在监管和资金框架支持下不断提升。2024年,欧洲已安装的电解槽容量从2023年的228MWe增长到663Mwe(包括已运营或已做出投资决策的项目),其中欧盟国家占517MWe。全球范围内,安装容量也从2023年的1.4-1.7GWe增长到2024年的高达5GWe,中国的安装容量为2.7GWe,美国约为300MWe。欧洲电解槽堆栈的制造能力预计在2024年达到每年10-15.7GWe,而全球预计为每年40-54GWe,中国的制造能力最高,预计2024年约为20GWe。

成本问题:尽管产能有所扩张,但由于通货膨胀以及辅助部件、电力连接和间接成本等因素,预期的成本降低并未实现。近期研究显示,100MW碱性系统的资本支出成本为每千瓦3050欧元,200MW系统为每千瓦2630欧元,至少是亚洲的四倍。部分欧洲制造商表示产品缺乏足够买家,影响了降低单位千瓦资本成本的能力以及许多可再生和低碳氢商业案例的可行性。

供应挑战:欧洲氢供应的增长速度放缓,原因包括上游供应链短缺、缺乏合适的需求规模以及对关键原材料(如铂族金属)和组件的依赖,这些因素也导致了制造成本的上升,影响了欧洲电解槽公司的竞争力。

研发创新挑战:在研究和创新方面,仍面临一些挑战,如替代用于膜的“永久化学品”、降低系统成本、提高性能和使用寿命、减少淡水消耗以及以有竞争力的价格提高终端用户部门的接受度等。

(2)燃料电池发展现状

全球市场分布:燃料电池主要用于为运输、供暖或离网电力提供脱碳解决方案,在燃料电池电动汽车、公交车、区域列车等领域有应用,在供暖、机械和离网固定电力领域应用较少。2023年,全球燃料电池的估计安装容量为7.8GW,亚洲占72%,美国和加拿大占18%,欧洲仅占0.6GW(8%),市场主要集中在移动领域。

欧盟市场情况:欧洲制造商提供燃料电池公交车,但大多数情况下,燃料电池需从其他供应商(主要是加拿大和日本)购买。随着对清洁运输的兴趣增长,欧盟正在开发用于重型车辆的燃料电池原型,但预计燃料电池重型车辆在成本上仍将高于电池电动车辆。在供暖领域,燃料电池在欧盟可能仅发挥小众作用。

(3)未来发展方向:为了增强竞争力,欧盟需要加强电解槽和燃料电池价值链的弹性,从原材料采购到组件制造和供应,缩短完整系统的交付时间,并确保以具有竞争力的成本获得大量可再生和低碳氢。

9、可持续沼气和生物甲烷

(1)产业成熟度与市场情况:欧洲在可持续沼气和生物甲烷领域拥有成熟的产业,主要用于发电,同时在供热和运输领域的市场也在不断增长,这得益于生物甲烷注入电网的推动。欧洲的产量占据全球近50%,仅德国就满足了全球20%的需求。2023年,欧盟沼气和生物甲烷的总产量约为221亿立方米,其中生物甲烷的生产能力为38亿立方米,实际年产量约为35亿立方米,且预计到2030年生产能力将增长5倍。当前,欧盟生物甲烷的增长速度与国家能源和气候计划中的2030年目标紧密契合,也符合REPowerEU目标。

(2)生产与制造优势:欧盟是沼气和生物甲烷的主要生产地,在设备制造方面处于领先地位,拥有世界领先的生产和制造组件的公司,如沼气池、沼气净化设备、气化炉等。

(3)技术研发进展:欧盟在新型生产途径的研发上处于领先地位,Horizon计划已投资超过1.2亿欧元用于20个创新项目,推动该领域技术进步。例如,生物质残渣和废物气化直接生产生物甲烷的技术虽尚未广泛应用(2023年已安装和运营的生产能力为2000吨/年),但预计到2030年生物甲烷产量将增长到7亿立方米。此外,生物液化天然气(Bio-LNG)生产厂在欧盟具有发展潜力,2023年产能约为7.3太瓦时,预计到2025年将增至15.4太瓦时。

(4)面临挑战:目前,较高的成本阻碍了生物甲烷的进一步推广。厌氧消化沼气厂的资本成本约为1500-2000欧元/千瓦,沼气生产和升级的总成本估计约为100欧元/兆瓦时;气化生物甲烷厂的资本成本为2000-3600欧元/千瓦,生产成本约为89-112欧元/兆瓦时。

(5)发展建议:为保持在该领域的竞争力,欧盟需要进一步支持可持续生物甲烷生产技术的创新,通过气化和升级厌氧消化沼气来提高生产能力并降低成本。同时,应促进沼气和生物甲烷工厂接入电网。

10、碳捕获和存储(CCS)

(1)战略规划:2024年2月,欧盟通过《工业碳管理战略》,为碳捕获、运输、利用和存储技术以及去除大气碳的技术制定了监管和投资框架。《净零工业法案》也为CCS技术提供支持,设定了到2030年在欧盟存储站点每年至少注入5000万吨二氧化碳的目标,推动了该战略中具体行动的实施。

(2)技术地位:在二氧化碳捕获技术方面,欧盟处于有利地位,全球16家主要的二氧化碳捕获技术供应商中,有5家是欧盟公司。然而,在二氧化碳运输、存储及整个价值链方面,欧盟落后于美国和加拿大,提供相关技术的公司较少。在公共研发支出方面,欧盟近年来有所追赶,2022年占全球支出的约22%,略领先于加拿大和日本,且大部分投资集中于二氧化碳存储。

(3)项目进展:2023年,全球处于不同开发阶段的CCS项目数量相比前一年翻倍,达到392个设施(欧洲有119个项目),二氧化碳处理能力总计3.61亿吨/年。在欧洲,CCS项目涉及多个行业,如氢气、氨和化肥生产(20个设施)、发电和供热(19个设施)、水泥(17个设施)以及生物质发电/供热(15个设施)。2024年,丹麦首次授予了陆地二氧化碳存储的勘探许可证,使二氧化碳存储勘探许可证总数翻倍。2025年1月,欧盟委员会通过“连接欧洲设施-能源”计划,为3个项目的建设和9个二氧化碳基础设施项目的前期研究提供了2.5亿欧元的资金支持。

(4)产业现状:欧盟在CCS关键组件制造领域,如用于吸收的胺溶剂(最成熟的技术)制造方面有一定基础,但尚未形成规模化生产和专业化价值链。2023年,欧盟胺溶剂产量达到2.6亿欧元,比上一年增长8%。在创新方法研发上,欧盟在膜(聚合物、陶瓷)和吸附剂等方面有发展潜力,欧盟的Horizon2020计划下的项目有望推动这些方法商业化。

(5)发展挑战与措施:尽管欧盟在CCS领域有一定进展,但要实现2030年、2040年和2050年的二氧化碳捕获目标,二氧化碳存储的部署速度需大幅提升。欧盟正在制定措施,增强存储需求和供应的透明度,建立非歧视、开放接入和多式联运的二氧化碳基础设施框架,以降低投资者风险。此外,欧盟委员会还将提出更多措施,激励和促进碳捕获、利用和存储(CCUS)技术的应用。

11、电网技术(电力线路和变压器)

(1)需求趋势:随着全球电力消耗增长、数字化发展以及可再生能源的整合,对电网组件(包括电力线路和变压器)的需求不断增加。Europacable对2024年十年网络发展计划的分析显示,2024-2033年欧洲将铺设近10万公里的新输电线路和电缆,较2022年的预估有10%的上调。Eurelectric预计,2025-2050年,欧盟和挪威的配电网每年平均需安装26.2万公里的导体,且每年需新增17.2万台变压器,到本世纪中叶,变压器数量将翻倍,从450万台增至900万台。预计到2040年,升级欧洲输配电基础设施可能需要高达730亿欧元的投资。

(2)市场与技术地位:欧盟在电力线路和变压器领域拥有一些长期的市场和技术领导者。欧盟的电线和电缆市场主要由欧洲公司供应,但国际竞争对手的压力可能在中短期内增加。在变压器市场,大型输电变压器部分由少数大型跨国公司主导,中型和配电变压器制造商则包括欧洲的传统制造商、家族企业以及国际竞争对手。

(3)原材料供应:铜和铝的供应链对制造至关重要。短期内,其供应预计能跟上稳步增长的需求,但长期来看,高需求和精炼铜生产的集中化构成供应中断风险。变压器的核心部件由取向电工钢(GOES)制成,全球GOES市场价值预计到2032年几乎翻倍,但许多欧盟变压器制造商依赖进口的取向电工钢。

(4)行业挑战:对电网组件的高需求导致交付延迟、交货期延长和价格飙升。此外,行业面临的最大挑战之一是技术工人短缺,近一半接受调查的变压器制造商表示,由于缺乏合格工人,产能未得到充分利用。

(5)应对措施:为应对这些问题,一些欧洲领先的电缆制造商已开始实施价值40亿欧元的投资决策,以将欧洲的高和超高压电缆生产能力提高一倍。欧盟委员会在其电网行动计划中确定了相关措施,以确保欧盟电网更高效运行和更快推广。具体包括公共当局、电网运营商和技术提供商之间加强合作,制定通用技术规范,提高电网项目规划的透明度,促进制造产能投资和保障供应链。同时,委员会将考虑欧洲电网的法律框架,以支持电气化并加快许可审批,还将提出电气化行动计划和欧洲电网一揽子计划,以实现能源输配电基础设施的现代化和扩展。

12、核裂变能源技术

(1)在电力供应中的地位:核电厂是提供可调度低碳电力的技术之一,其发电成本介于可再生能源和化石能源之间。2023年,核电厂在欧盟电力供应中的占比为22.8%,相较于2022年的21.9%略有上升。

(2)全球新反应堆建设格局:当前,全球新建反应堆大多位于亚洲。2024年初,全球在建反应堆容量约为61GW,其中一半以上集中在中国和印度。欧盟仅有一家活跃的反应堆供应商,其承建的反应堆容量占全球在建容量的5.3%,这表明欧盟在该领域的竞争力有待提升,以契合《净零工业法案》的目标。

(3)欧盟的应对举措:2024年,欧盟委员会发起了欧洲小型模块化反应堆(SMRs)工业联盟,旨在推动SMRs在2030年代初实现部署,并构建具有竞争力的欧洲生态系统。SMRs具有创新设计,采用模块化组件,理论上可进行系列化生产,但目前尚未在欧盟投入使用,而中国和俄罗斯已有SMRs投入运营。

(4)面临的挑战

制造产能与劳动力问题:为达成欧盟的核发电容量目标,需扩大制造产能。同时,核工业劳动力老龄化问题突出,需要吸引新劳动力加入,并对其他行业的专业人员进行再培训,还需加强核技术特定技能发展计划。

供应链问题:核燃料、燃料循环服务和备件的供应链需要进一步多元化,以减少对单一不可靠伙伴(尤其是俄罗斯)的依赖。

安全与可持续性问题:必须持续关注核安全,确保供应多元化、安全管理核废料,并推进新技术发展。未来核能的使用必须以遵守最严格的核安全标准以及安全处理各类核废料和乏燃料为前提。

13、水电

(1)全球水电容量及趋势:2023年全球水电装机容量达1416GW,预计到2030年将新增约160GW,其中欧洲预计新增15-16GW。抽水蓄能水电是全球最主要的电网规模储能技术,全球占比超90%,欧盟抽水蓄能装机容量达46GW。

(2)欧盟水电产业现状

装机与制造:欧盟水电行业在全球占据重要地位,但近年来在全球市场份额有所下降。2024年,欧盟水电组件制造产业表现良好,朝着《净零工业法案》的基准目标取得积极进展,不过未来可能面临永磁体组件的供应依赖风险。2023年,欧盟制造的水电部件和涡轮机价值为6.05亿欧元,贸易顺差从2015年的4.66亿欧元大幅缩减至2023年的2.13亿欧元,但2021-2023年欧盟在全球水电出口中的份额仍保持在44%的较高水平。

发展重点:欧盟在新型水电项目上有一定参与,但当前重点主要放在现有水电设施的升级和翻新上,现有安装容量约为153GW。

(3)面临挑战

竞争压力:欧盟水电产业面临日益激烈的全球竞争,中国在水电技术领域的发展对欧盟构成挑战,导致欧盟市场份额流失。

项目开发难题:在欧洲,寻找新的可持续水电项目站点困难重重,这限制了欧盟水电产业的进一步扩张。

技能维持困境:维持水电行业的专业技能也是欧盟面临的一大挑战,对行业的持续发展产生潜在影响。

(4)发展建议

创新与投资:欧盟需加大在水电领域的研发创新投入,保持领先地位。通过新的投资维护本土市场,提升产业竞争力。

储能拓展:挖掘抽水蓄能水电的潜力,包括对现有水电设施进行改造,以增强电网灵活性,更好地适应能源转型需求。

14、可持续替代燃料

(1)定义与发展定位:可持续替代燃料在《净零工业法案》中被定义为用于减少航空和海运领域温室气体排放的可持续且低碳的燃料。欧盟在这些技术方面有一定基础,但要建立具有竞争力的大规模生产仍需进一步努力。整体而言,欧盟目前在生产技术上具有优势,拥有世界上大部分商业设施,并在新技术研发中发挥重要作用。

(2)生产现状

航空燃料:目前,加氢处理酯和脂肪酸(HEFA)燃料是唯一完全商业化的航空燃料。欧盟目前基本没有可持续航空燃料的生产,但现有加氢处理植物油(HVO)工厂经升级后,每年可生产约1070万吨先进HEFA燃料,这一产量超过2023年全球可持续航空燃料总产量的两倍,但仍不到欧盟政策驱动需求的一半。预计到2030年,欧盟符合条件的生物质原料生产将扩大到每年1500万吨。

海运燃料:欧盟目前每年从废弃原料中生产100万吨海运用可持续替代燃料,预计到2030年将扩大到2100万吨,约为欧盟政策产生需求的一半。此外,行业计划到2030年,电子煤油产量将达到每年1129万吨,电子甲醇和电子氨产量将达到每年1464万吨,但分别仅占欧盟预计需求的3%和4%。

(3)竞争力分析:在全球生产可持续航空燃料的28个商业设施(技术就绪水平9级)中,15个位于欧盟(其中14个为HEFA设施),6个在美国。欧盟还有6个用于HEFA和先进技术的预商业工厂(技术就绪水平8级),而美国有4个。在海运领域,全球仅有3个运营中的创新生物甲烷工厂(技术就绪水平8级),其中1个在欧盟。这显示出欧盟在该新兴领域具有一定竞争力,但需加速先进技术的商业化进程以保持优势。

(4)面临挑战:欧盟在可持续替代燃料技术方面不存在关键依赖,许多技术开发商和设备制造商位于欧盟,对关键材料的依赖风险较低。对于先进生物燃料技术,欧盟在原料进口方面没有关键依赖。然而,对于非生物来源的可再生燃料(RFNBOs),欧盟严重依赖非欧盟国家生产的催化剂材料(钴、铬、钒和钨),并且对可再生电力、可再生氢和二氧化碳原料的供应也有依赖。此外,生产技术成本较高,目前可持续替代燃料价格是传统燃料的3-10倍,尽管随着生产技术规模扩大价格有望大幅降低,但仍需进一步研究创新以显著降低成本。

(5)发展方向:欧盟需要加快先进技术的商业化,进一步研究和创新以降低成本。通过实施示范和早期商业工厂项目,有望降低资本和运营成本,实现整体生产成本降低5-27%。同时,应协同发展可再生道路、航空和海运燃料的市场及生产设施,利用先进生物燃料生产过程中的副产品创造经济价值,降低主要燃料成本,发挥先进生物燃料和RFNBOs之间的协同作用,促进绿色氢、生物二氧化碳及相关技术的应用。

15、工业余热回收技术

(1)技术原理:工业余热回收技术旨在提高工业能源效率,通过多种方式回收工业过程中的多余热量。其中,利用朗肯循环技术将热量转化为电能是重要途径,包括有机朗肯循环(ORC)和蒸汽朗肯循环(SRC),两者均已商业化,且对ORC的研究创新仍在持续。超临界二氧化碳(sCO2)循环技术虽潜力较大,但尚未成熟。

(2)能源潜力:在欧盟,工业余热理论潜力巨大,每年可达920太瓦时,对应卡诺潜力为279太瓦时。据估算,利用ORC发电厂,每年可将工业过程中的多余能源转化为150太瓦时的电能。

(3)市场情况:2023年,全球ORC市场规模估计为7.5亿欧元,且预计将持续增长。该技术主要应用于地热能(占比77%)、工业余热回收(占比11%)和生物质能(占比10%)领域。

(4)欧盟优势:欧盟拥有众多ORC系统制造商,在该领域创新能力较强。全球ORC市场主要由一家美国公司和两家欧盟公司主导,2016-2020年这三家公司占据了78%的市场份额。在相关研发活动方面,欧盟处于领先地位,不过全球对ORC的研究兴趣日益增加,2019-2023年关于ORC的科学文献数量相比2014-2018年增加了一倍多,其中欧盟发表的相关文献数量为523篇,仅次于中国(860篇),领先于伊朗(368篇)、英国(176篇)和美国(165篇)。

(5)面临障碍:该技术在部署过程中面临诸多障碍。首先,前期投资和维护成本以及所产生电力的价格差异较大,导致投资回收期不同;其次,由于工业过程可能发生变化(如电气化),未来热量供应的稳定性存在不确定性;此外,不同工业过程和场地的特定条件增加了余热回收系统规划、设计和安装的难度。

(6)发展建议:为推动工业余热回收技术的部署和发展,需要实现组件的标准化,以满足大多数工厂的需求。在欧盟层面,基于战略能源技术计划,加强技术供应商和终端用户部门之间的交流,有助于加快技术部署,提升欧盟在该领域的竞争力。

三、结论与建议

1、结论

发展现状与机遇:净零技术为欧盟带来经济机遇,有助于推动能源转型。2024年欧盟可再生能源发电占比达48%,成本竞争力强,且欧盟是全球重要的净零技术市场。但欧盟能源价格高于其他经济体,影响了能源密集型产业和净零技术制造商的竞争力。

面临的挑战:欧盟在清洁能源技术研发方面虽有基础,但私人研发投资不足,且受少数大型交易影响,风险资本投资不稳定。在全球竞争中,欧盟面临市场份额流失的风险,如中国在太阳能光伏和电池制造领域占据主导地位。此外,技能短缺、新兴技术商业化困难等问题也制约着欧盟清洁能源技术的发展。

2、建议

政策与规划:全面实施《净零工业法案》,充分利用其工具支持净零技术制造,如优化审批流程、在公共采购和拍卖中运用非价格标准。通过《竞争力指南针》《清洁工业协议》和《平价能源行动计划》,强化欧盟竞争力,推动行业脱碳,降低能源成本。

研发与创新:加大研发投入,发挥《战略能源技术计划》的协调作用,整合公私利益相关者资源,提高研发支出效率。鼓励创新,推动新技术市场化,提升现有技术效率,减少对关键原材料的依赖,增强循环性和可持续性。

产业发展:提升制造业产能,采用价值链方法,涵盖原材料、能源密集型产业、制造和安装等环节。支持风能、热泵等战略产业,巩固欧盟在相关领域的地位,加强产业链建设。对海洋能源、小型模块化反应堆等新兴技术给予针对性支持,提高其商业可行性,实现大规模部署。

人才培养:重视技能短缺问题,通过政策和举措吸引、培养人才,提高劳动力素质,确保清洁能源技术行业的持续发展。

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