12億千瓦是當前新能源裝機量的兩倍多，超過了當前煤電近11億千瓦的體量
隨著風機技術的進步和特高壓輸電工程的發(fā)展，西北風電的大基地平價項目將有很多新的發(fā)展空間；中東部地區(qū)將發(fā)展分散式風電；海上風電、海上工程和海上裝備的成本預計未來幾年將明顯下降，海上風電將迎來高速發(fā)展
據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2020年全國水電“棄水”主要發(fā)生在四川，四川又主要集中在大渡河干流，約占全省“棄水”電量的53%。與此同時，四川也面臨著缺電隱憂
國家停止新能源補貼后，新能源企業(yè)可以通過“綠證”來填補這部分空缺，但必須要讓消費企業(yè)通過使用綠電來獲得經(jīng)濟上的收益
文 |《了望》新聞周刊記者 杜剛 楊迪 郭燕
薪柴、煤炭、石油、太陽能……能源不僅見證同時也在推動著人類文明不斷發(fā)展。在應對全球氣候變化中，能源行業(yè)正成為先行軍。中國、美國、歐盟、英國、日本等均制定了明確的碳中和時間表，吹響了全球能源結(jié)構(gòu)從化石能源為主體向可再生能源轉(zhuǎn)型的號角。
作為當今世界能源利用效率提升最快的國家，為了實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的雙碳目標，中國的能源電力行業(yè)正在迎來變革——電力系統(tǒng)中的主力軍煤電與替補隊伍可再生能源，未來將發(fā)生角色轉(zhuǎn)換。
提法變了
碳達峰是指二氧化碳的排放量不再增長，達到峰值之后逐步降低。碳中和是指通過節(jié)能減排、技術創(chuàng)新等途徑，抵消排放的二氧化碳，實現(xiàn)“零排放”。
3月15日召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議（下稱會議）提出，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。這次會議，更清晰地謀劃了“十四五”期間碳達峰、碳中和工作的“施工圖”——從能源體系、重點行業(yè)、綠色低碳技術、綠色低碳政策和市場體系、綠色低碳生活、生態(tài)碳匯能力、國際合作等7個方面進行了部署。
國網(wǎng)新疆電力有限公司經(jīng)濟技術研究院院長趙志強認為，中國現(xiàn)在距碳達峰只有不到10年時間，從碳達峰到碳中和也只有30年時間，時間緊、壓力大，所以“十四五”必須取得實質(zhì)性進展，才能保障碳達峰及后續(xù)的碳中和目標如期實現(xiàn)。可以說，“十四五”是落實雙碳目標的關鍵期、窗口期。
能源的清潔低碳化，是會議對碳達峰進行部署的第一項重點工作。會議指出，“要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。”此前的2020年底，國家能源局的相關表述是，“構(gòu)建適應高比例可再生能源發(fā)展的新型電力系統(tǒng)。”
受訪專家認為，對新型電力系統(tǒng)的新提法，一方面更加明確了新能源在新型電力系統(tǒng)中的主導地位，意味著以風電和光伏為主的新能源將迎來爆發(fā)式增長，新能源在一次能源消費中的比重將持續(xù)提升；另一方面則更加明確了推動新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的迫切性——新型電力系統(tǒng)的發(fā)展目標是構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，目前的電力系統(tǒng)還不能滿足這一發(fā)展要求，因此，還需要在電力系統(tǒng)技術創(chuàng)新、體系建設、體制機制等方面進一步突破，加快推進電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展。
位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處金沙江干流下游河段上的白鶴灘水電站（5月31日攝） 王冠森攝/本刊
誰把局面扭轉(zhuǎn)了
實現(xiàn)碳達峰目標，為什么要建立新能源為主體的新型電力系統(tǒng)？
廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強解釋，我國的資源稟賦是“富煤、貧油、少氣”，過去，能源消費結(jié)構(gòu)中化石能源消費量占比約85%，化石能源的二氧化碳排放量，75%是由煤炭消耗導致的。以煤電為主的能源消費結(jié)構(gòu)若繼續(xù)保持下去，就不能實現(xiàn)“30·60”雙碳目標，“新型電力系統(tǒng)要實現(xiàn)低碳化，就必須讓非化石能源在其中占據(jù)主體地位”。
我國的可再生能源開發(fā)利用較晚，但在這一領域的探索成效顯著。去年底發(fā)布的《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書顯示，2019年碳排放強度比2005年下降48.1%，超過了2020年碳排放強度比2005年下降40%~45%的預定目標，扭轉(zhuǎn)了二氧化碳排放快速增長的局面。這背后，是能源供給側(cè)和消費側(cè)的持續(xù)優(yōu)化。
一方面，在能源供給側(cè)，水電、風電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機容量分別連續(xù)16年、11年、6年和3年穩(wěn)居全球首位。特別是2010年以來，我國在新能源發(fā)電領域累計投資約8180億美元，占同期全球新能源發(fā)電建設投資約三成。
另一方面，能源消費結(jié)構(gòu)加快向清潔低碳轉(zhuǎn)變。白皮書顯示，2019年我國煤炭消費占能源消費總量比重為57.7%，比2012年降低10.8個百分點；天然氣、水電、核電、風電等清潔能源消費量占能源消費總量比重為23.4%，比2012年提高8.9個百分點；非化石能源占能源消費總量比重達15.3%，比2012年提高5.6個百分點。
未來，隨著我國新能源裝備制造業(yè)不斷創(chuàng)新升級，新能源在減少碳排放中起到的作用將越來越明顯。
我國風電制造頭部企業(yè)之一新疆金風科技股份有限公司董事長武鋼介紹，今年1月，金風科技和全球權威的第三方機構(gòu)瑞典環(huán)境科學研究院合作，完成了GW155-4.5和GW136-4.2兩款風機的全生命周期環(huán)境影響評估，發(fā)布了我國首個風機環(huán)境產(chǎn)品聲明：兩款風機在整個生命周期的單位發(fā)電量對應二氧化碳排放分別為7.25克/度和8.04克/度，不到火電的1%。兩款風機在分別運行6個月和6.4個月后所產(chǎn)生的能源量，便可抵消其在全生命周期中所消耗的能源量。
我國光伏制造頭部企業(yè)之一協(xié)鑫集團執(zhí)行總裁沈承勇介紹，目前世界上絕大部分廠家生產(chǎn)的光伏產(chǎn)業(yè)所需的硅料，均采用傳統(tǒng)的改良西門子法，這是最為成熟、應用最廣泛的工藝技術。而該集團旗下保利協(xié)鑫能源控股有限公司歷經(jīng)10年探索與創(chuàng)新，推出了完全自主創(chuàng)新工藝——硅烷流化床法（FBR）制備顆粒硅，去年下半年萬噸級生產(chǎn)線已正式量產(chǎn)。光伏產(chǎn)業(yè)鏈分別對FBR顆粒硅和改良西門子法生產(chǎn)的多晶硅組件進行碳足跡溯源后發(fā)現(xiàn)，僅在硅料環(huán)節(jié)，生產(chǎn)1吉瓦顆粒硅就可減排13萬噸二氧化碳，較改良西門子法降低74%；從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，生產(chǎn)1吉瓦組件至少可降低二氧化碳排放量47.7%。
中交一航局海上施工人員在進行海上風電大直徑嵌巖單樁施工作業(yè)（5月21日攝） 魏培全攝/本刊
新能源裝機量將超煤電
國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國可再生能源發(fā)電裝機總規(guī)模達到9.3億千瓦，占總裝機的42.4%。其中水電3.7億千瓦、風電2.8億千瓦、光伏發(fā)電2.5億千瓦、生物質(zhì)發(fā)電2952萬千瓦。
國家能源局主要負責人表示，未來將制定更積極的新能源發(fā)展政策，錨定2030年非化石能源消費比重25%和風電光伏裝機12億千瓦以上的目標，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。12億千瓦是當前新能源裝機量的兩倍多，超過了當前煤電近11億千瓦的體量。
各種新能源的發(fā)展動力和趨勢如何？業(yè)內(nèi)人士分享了他們的觀點。
——長期來看，海上風電發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p>
國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，到2020年底，全國陸上風電累計裝機2.71億千瓦、海上風電累計裝機約900萬千瓦。西北、華北、東北仍是陸上風電場集中區(qū)域；山東、江浙、福建、廣東等中東部沿海經(jīng)濟發(fā)達、負荷集中地區(qū)則是海上風電市場發(fā)展迅速。
新疆金風科技股份有限公司旗下天潤新能創(chuàng)新經(jīng)理劉昊分析，隨著風機技術的進步和特高壓輸電工程的發(fā)展，西北風電的大基地平價項目將有很多新的發(fā)展空間；中東部地區(qū)將發(fā)展分散式風電；海上風電、海上工程和海上裝備的成本預計未來幾年將明顯下降，海上風電將迎來高速發(fā)展。
和君國有資本與國企改革研究中心專家任明濤介紹，海上風電與陸上風電相比有幾個優(yōu)勢：一是距離用電負荷中心近。海上風電場一般都在沿海一兩百里處，離主要的經(jīng)濟圈比較近，并且常年有風，不需要長距離運輸，符合用電負荷中心的需求。二是海上風機利用效率更高。在同等海拔，海上的風速要顯著高于陸上風速，海上風電風能資源的能源效益比陸地風電高20%~40%。三是海上風機不占用土地資源，不會對居民和生物產(chǎn)生太大影響。
——光伏成本大幅降低，集中與分布并重。
我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過20年的發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了光伏制造業(yè)產(chǎn)量、裝機量和發(fā)電量三個世界第一，成為一張閃亮的“中國名片”。我國光伏產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)之一隆基綠能科技股份有限公司副總裁李文學認為，雙碳目標的提出，為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了前所未有的歷史機遇。
李文學介紹，光伏產(chǎn)業(yè)多年來技術進步很快，超出人們預期。2008年，我國單晶硅片的市場價格約為100元/片，現(xiàn)在已降至3元多；組件當年30多元/瓦，現(xiàn)在是1.8元/瓦。光伏設備沒有轉(zhuǎn)動部件，運行維護簡單，大規(guī)模應用后，運維成本也較低。目前，光伏發(fā)電在全球絕大多數(shù)國家和地區(qū)是最便宜的電力能源。“將來技術繼續(xù)進步的空間還很大，成本還可能進一步降低。”
沈承勇認為，當前光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢可以從兩個層面來看：一是從技術角度看，隨著儲能技術的進步，“光伏+儲能”會解決光伏電力不穩(wěn)定的難題，減少對電網(wǎng)的沖擊；二是從經(jīng)濟角度看，隨著光伏產(chǎn)業(yè)技術迭代發(fā)展，成本逐步降低，每度電的上網(wǎng)成本可以低至0.16元，即使政府不補貼，也可以在能源市場有很強的競爭力。“未來10年到20年，光伏是前景最明朗的新能源產(chǎn)業(yè)。”沈承勇的語氣充滿信心。
對于光伏產(chǎn)業(yè)集中式電站和戶用分布式兩種發(fā)展方式，沈承勇認為，未來這兩種方式需要并重發(fā)展，光伏集中式電站好比高速公路，戶用分布式光伏則可以看作省道、縣道，兩種發(fā)展方式有不同用途，一定會并存。
——光熱電站尚需尋求突破。
在新能源行業(yè)中，太陽能光熱發(fā)電是新型發(fā)電方式。其中熔鹽塔式光熱發(fā)電是目前較受歡迎的技術路線，原理是將太陽光通過鏡面集中反射到吸熱塔形成熱能，再通過傳統(tǒng)發(fā)電技術將熱能轉(zhuǎn)化為電能。
2016年，國家為了支持太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)，在全國推出了20個示范項目，分布在新疆、甘肅、青海等地。一相關投資人介紹，太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈條長，屬于資金密集型、技術密集型產(chǎn)業(yè)，在短時間內(nèi)很少有企業(yè)能正常投產(chǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計，此前的20個示范項目，截至目前僅有8個項目并網(wǎng)。這名投資人介紹，國內(nèi)不少企業(yè)不掌握核心技術，只能作為承包商來進行項目建設。
——水電正形成梯級滾動開發(fā)之勢。
根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，截至2021年3月底，全國水電裝機容量約為3.71億千瓦。因開發(fā)規(guī)模最大、技術最成熟、經(jīng)濟性最強，水電已成為我國目前最重要的清潔能源種類。我國不僅是水電大國，還是水電裝備大國，水電裝備國產(chǎn)化水平很高。
四川、云南是我國水電裝機規(guī)模最大的省份。目前，正在建設中的烏東德、白鶴灘，以及已經(jīng)建成投運的溪洛渡、向家壩等四座水電站，將在金沙江下游河段形成4646萬千瓦裝機的水電集群。形成梯級滾動開發(fā)之勢后，金沙江下游水電站還將與三峽、葛洲壩電站聯(lián)合調(diào)度，發(fā)揮出巨大的綜合效益，標志著世界上最大清潔能源走廊初步建成。
當前，我國水電開發(fā)項目多位于川滇兩省，不過兩省的水電發(fā)展也面臨著一系列“新愁舊困”，特別是自“十二五”以來出現(xiàn)了水電大規(guī)模“棄水”問題。據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2020年全國水電“棄水”主要發(fā)生在四川，四川又主要集中在大渡河干流，約占全省“棄水”電量的53%。與此同時，四川也面臨著缺電隱憂。
“一邊在'棄水'，一邊又缺電，這種矛盾反映出四川電力行業(yè)的結(jié)構(gòu)性問題。”四川省能源局有關負責人解釋，四川水電“棄水”主要發(fā)生在汛期，缺電主要是因水電先天不足、“豐余枯缺”導致的冬季季節(jié)性缺電，以及成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈加快建設帶來的成都及其周邊的區(qū)域性缺電。
國網(wǎng)四川省電力公司副總工程師、調(diào)度控制中心主任李鎮(zhèn)義介紹，近年來，通過著力提升外送能力、促進本地消納、加大市場化交易力度等舉措，四川省花大力氣使“棄水”電量連續(xù)四年同比下降，水能利用率在2020年底達到了國家《清潔能源消納行動計劃（2018—2020年）》要求的目標。“十四五”時期，隨著成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設國家戰(zhàn)略的加快實施，川渝地區(qū)將成為高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極，電力供需形勢將在未來兩三年出現(xiàn)“拐點”。當前，急需加快推動連接川西水電群和成都負荷中心的1000千伏四川特高壓交流電網(wǎng)落地開建。
大連理工大學水利工程學院教授程春田認為，在電化學儲能技術的規(guī)模、經(jīng)濟性、安全性目前尚不足以支撐上述需求的情況下，如何利用好世界獨一無二的水電資源稟賦，利用水電基地干流多個龍頭水電站巨大的梯級杠桿效應，通過梯級水電功能再造，加建季節(jié)性抽水蓄能電站，進一步提升水電靈活性，構(gòu)建以水電基地為核心的國家、區(qū)域靈活性調(diào)節(jié)樞紐風光大規(guī)模集中消納技術體系，將是未來很長一段時間內(nèi)實現(xiàn)我國雙碳目標的可靠和現(xiàn)實選擇。
也有不同觀點認為，水電會受到技術和可開發(fā)量的限制。由于前期國家對水電大規(guī)模集中開發(fā)較多，剩余水電可開發(fā)空間有限。隨著水電開發(fā)難度增加，綜合造價會逐步上升，開發(fā)規(guī)模會逐漸趨緩。加之生態(tài)、民生等因素，水電裝機增長空間有限。
——生物質(zhì)發(fā)電成有益補充，也需“減污降碳”。
目前，可再生能源中裝機最少的是生物質(zhì)發(fā)電。生物質(zhì)發(fā)電作為可再生能源利用的一種形式，主要包括沼氣發(fā)電、垃圾發(fā)電等形式和技術。業(yè)內(nèi)人士分析，作為新能源電源發(fā)展的有益補充，未來生物質(zhì)發(fā)電裝機規(guī)模將呈緩慢上升趨勢，考慮到生物質(zhì)發(fā)電同樣存在二氧化碳排放的問題，中期可能要“減污降碳”。
林伯強認為，可再生能源發(fā)電與儲能技術相結(jié)合，才是推動其大規(guī)模應用的關鍵。這種結(jié)合不僅可以有效提升可再生能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性，同時可以降低電力系統(tǒng)的碳排放，推動雙碳目標實現(xiàn)。
河北省張家口市張北縣國家風光儲輸試驗示范項目基地 宋鵬濤攝
平價時代的新挑戰(zhàn)
國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，2020年我國風電和光伏發(fā)電總量合計僅占當年發(fā)電總量的9%左右。在這樣的情況下，推動實現(xiàn)雙碳目標，除了要提升可再生能源裝機體量，還要提升其利用效率。
近日國家發(fā)改委發(fā)布《關于2021年新能源上網(wǎng)電價政策有關事項的通知（征求意見稿）》，明確提出2021年起對新備案集中式光伏電站、工商業(yè)分布式光伏和新核準陸上風電項目發(fā)電中央財政不再補貼。補貼“斷奶”后，新能源在供給側(cè)形成新的商業(yè)模式，在消費側(cè)建立更有利于促進可再生能源消納的電力市場，就成為提高利用效率的關鍵問題。
劉昊認為，從新一輪電改、新能源參與市場化交易以及最新發(fā)布的新能源上網(wǎng)電價政策所釋放的信號可以看出，新能源電價走進平價時代，將引導全行業(yè)尋找轉(zhuǎn)型的機會，發(fā)展更多的細分新型服務。對新能源企業(yè)而言，具備更強的風資源預測、發(fā)電量預測、政策研究、綠電銷售、碳資產(chǎn)交易能力，將尤為關鍵。
從消費側(cè)來說，作為社會用電主力的企業(yè)如何使用更多綠色電力是關鍵。記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，許多企業(yè)還不愿意主動消費綠色電力。有一些企業(yè)有購買綠電的意愿，這種意愿來源于上游跨國企業(yè)的要求。客觀來說，綠電存在一定的價格劣勢，消費成本相對較高。現(xiàn)在企業(yè)要用綠電，如果自己去建一個新能源電站，它們一般不愿意去做；如果從國家可再生能源信息管理中心購買“綠證”，也會額外增加企業(yè)的運營成本，所以近些年來“綠證”的推廣并不快。
清華大學中國碳市場研究中心主任段茂盛認為，國家停止新能源補貼后，新能源企業(yè)可以通過“綠證”來填補這部分空缺，但必須要讓消費企業(yè)通過使用綠電來獲得經(jīng)濟上的收益。同時，要加強可再生能源配額管控，要求售電公司出售的電必須有一定比例的可再生能源是較為現(xiàn)實的選擇。
此外，多位受訪專家表示，隨著新能源占比快速提高，為消納新能源付出的系統(tǒng)成本將會明顯上升，電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)建設和運營成本都要增加，且新能源發(fā)電成本下降不能完全實現(xiàn)對沖。與此同時，社會各界對于降電價的呼聲和期盼仍然強烈。因此，未來需要著力疏解供應側(cè)成本上升與需求側(cè)降低用電成本的矛盾，努力實現(xiàn)電力安全、綠色、廉價三者的綜合平衡。