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秦海巖:大規模、高比例、市場化、高質量是可再生能源發展的主旋律

   2022-06-06 風能專委會CWEA101480
核心提示:站在“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯點上,黨中央向全世界鄭重提出我國實現碳達峰、碳中和的時間表。這既是體現大國擔當,共建人類命運共同體的客觀需要,也是我國引領新一輪工業革命,實現偉大復興的必經之路。面對新的機遇和新的歷史使命,可再生能源必須

站在“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯點上,黨中央向全世界鄭重提出我國實現碳達峰、碳中和的時間表。這既是體現大國擔當,共建人類命運共同體的客觀需要,也是我國引領新一輪工業革命,實現偉大復興的必經之路。面對新的機遇和新的歷史使命,可再生能源必須完成從替代能源向支撐全社會低碳發展的主體能源轉變。《“十四五”可再生能源發展規劃》(以下簡稱“規劃”),通過與碳達峰、碳中和任務目標進行起步銜接以及開放兼容的系統性設計,為“十四五”期間可再生能源發展指出了方向,鮮明地提出大規模、高比例、市場化和高質量的新時期發展特征,為地方政府和企業提供了務實可行的抓手,“海上能源島示范”等示范工程和“千鄉萬村馭風行動”等行動計劃為引領和落實“十四五”發展目標奠定穩固基礎,是指導近期我國可再生能源工作的綱領性文件。

一、大規模發展:風光發電量實現翻倍

為堅定落實碳達峰、碳中和目標任務,“十四五”時期我國可再生能源必須實現高質量躍升發展。風電、太陽能發電是構建新型電力系統的主體能源,是支持電力系統率先脫碳,進而推動能源系統和全社會實現碳中和的主力軍,“規劃”為風電、太陽能發電設定了與碳中和國家戰略相適應的發展空間。錨定碳達峰、碳中和與2035年遠景目標,按照2025年非化石能源消費占比20%左右任務要求,“規劃”提出可再生能源總量目標、發電目標、電力消納目標和非電利用四大目標:2025年可再生能源消費總量達到10億噸標準煤左右。“十四五”期間,可再生能源在一次能源消費增量中占比超過50%。2025 年,可再生能源年發電量達到3.3萬億千瓦時左右。“十四五”期間,可再生能源發電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%,風電和太陽能發電量實現翻倍。2025年,全國可再生能源電力總量消納責任權重達到33%左右,可再生能源電力非水電消納責任權重達到18%左右,可再生能源利用率保持在合理水平。2025年,地熱能供暖、生物質供熱、生物質燃料、太陽能熱利用等非電利用規模達到6000萬噸標準煤以上。從中可以看到,為實現風光發電量翻倍,非水可再生能源消納責任權重從2020年的10.8%提高到18%,考慮到設備效率提升等綜合因素,粗略折算,“十四五”期間風電光伏新增裝機需要在2020年末風電光伏累計裝機5.3億千瓦的基礎上,再新增至少5億千瓦,累計達到10億千瓦以上,其中風電平均每年新增裝機在5000萬千瓦以上。

需要指出的是,規劃目標是引導性、而非約束性指標,是發展的底線目標,而不是天花板。2019年,國家發改委、國家能源局發布的《關于積極推進風電、光伏發電無補貼平價上網有關工作的通知》(發改能源〔2019〕19號)中,明確提出,開展省級人民政府能源消耗總量和強度“雙控”考核時,在確保完成全國能耗“雙控”目標條件下,對各地區超出規劃部分可再生能源消費量不納入其“雙控”考核。《2021年可再生能源電力消納責任權重及有關事項的通知》(發改能源〔2021〕704號)中再次提出,對超額完成激勵性權重的省份,在能源“雙控”考核時按國家有關政策給予激勵。2021年10月8日國務院常務工作會議上指出,完善地方能源“雙控”機制,推動新增可再生能源消費在一定時間內不納入能源消費總量。未來,對能源消費總量和強度的“雙控”有望向對碳排放總量和碳排放強度的“雙控”轉變,從而形成與碳達峰、碳中和目標順利接軌的機制。這一轉變將為可再生能源釋放巨大發展空間,在條件允許的情況下,能發展多少就發展多少,這必將極大地提振市場的信心,加上平價時代的全面開啟,對于穩定發展預期,順利實現新的跨越意義重大。

那么,如何實現大規模發展,市場在哪里?“規劃”也給出了明確的布局:在“三北”地區優化推動風電和光伏發電基地化規模化開發,在西南地區統籌推進水風光綜合開發,在中東南部地區重點推動風電和光伏發電就地就近開發,在東部沿海地區積極推進海上風電集群化開發。以風電為例,幾大市場的方向和定位已非常明確。

“三北”地區風能資源儲量大,風速高,度電成本已經低于常規火電,適合大規模集中開發。根據國家氣候中心最新評估結果,“三北”地區13個省(市)100m高度陸上風能資源技術可開發量約為60億千瓦;140m高度陸上風能資源技術可開發量約可達70億千瓦,截至2021年累計裝機為2.01億千瓦,僅占技術可開發量2.87%。“規劃”提出,“十四五”將重點推進新疆、黃河上游、河西走廊、黃河幾字彎、冀北、松遼、黃河下游等陸上新能源基地建設。截至2022年3月,我國首批已核準的基地風電項目超過6000萬千瓦,未來還需要加快核準的步伐。目前來看,依靠特高壓外送難以在短期內滿足風電更大規模開發利用的需求,而逐步壓低火電廠,尤其是自備電廠的發電量,會產生立竿見影的效果。截至2021年,全國自備電廠總裝機容量已超過1.33億千瓦,大部分位于“三北”地區,自備電廠發電小時數可達6500小時左右,如果能夠將其平均發電小時數降低2000小時,以2021年風電平均利用小時數2246小時計算,可為風電騰出1.18億千瓦的開發空間。風電是最清潔、最便宜的稀缺資源,可以吸引對低價、清潔電力需求量大的產業向“三北”轉移,從而使風電零碳便宜的“價格洼地”,轉變成工業企業的“價值高地”。

在中東南部地區就地開發、就近利用風能資源的條件已經具備,風電是實現“電從身邊來”、帶動鄉村振興的關鍵抓手。據國家氣候中心評估,中東南部19個省(市)100m高度陸上風能資源技術可開發量超過27億千瓦;140m高度陸上風能資源技術可開發量接近32億千瓦。截至2021年底,我國中東南地區累計裝機為1.45億千瓦,僅開發了可利用風資源的4.5%。據不完全統計,“十四五”期間中東南部規劃新增風電陸上裝機量不到7000萬千瓦,僅為技術可開發量的2%。究其根本,是當地對于風電開發的認識不足所造成的。經過十多年的發展,我國風電技術取得長足進步,大兆瓦機組、長葉片、超高塔筒的應用,以及智能化水平的提高,驅動著發電效率的提升以及成本的下降。目前,我國大部分地區的新建風電項目都實現了平價上網。以風速較低的河南省為例,150米高度風速約為6米/秒,安裝2臺4兆瓦機組的工程總承包成本不到6500元/千瓦,年利用小時數以較保守的2500小時計算,年發電量可達2000萬千瓦時,根據當地0.3779元/千瓦時的上網電價計算,年發電收益超過755.8萬元,年均凈利潤超過265萬元,20年運行期累計創造利潤可達5300萬元。由此可見,在中東南部地區就地開發、就近利用風能資源的條件已經具備,風電可以成為這些地區實現“電從身邊來”,提高中東南部地區能源自給率,利用清潔電力帶動鄉村經濟發展的重要抓手。“規劃”提出,“十四五”期間,通過試點示范,在全國100個縣中優選10000個村,推動鄉村風電開發。按未來普遍適用的5兆瓦機型計算,每村安裝1臺風機,總規模就是5000萬千瓦,如每村平均安裝2臺,總裝機規模就可達到1億千瓦。全面鋪開后市場潛力更加巨大。全國69萬個行政村,若其中有10萬個村莊,每個在田間地頭、村前屋后、鄉間路等零散土地上找出200平方米用于安裝2臺5兆瓦風電機組,就可實現10億千瓦的風電裝機。

大力發展海上風電,有助于加快沿海省份能源轉型進程,實現地區經濟結構轉型升級,建設海洋經濟強國和海洋經濟強省。國家氣象局的數據顯示,離岸200公里范圍內,我國近海和深遠海風能資源技術開發潛力約22.5億千瓦,截至2021年底,海上風電累計裝機容量僅達2535萬千瓦,未來發展潛力巨大。經統計,沿海各省規劃的“十四五”海上風電開發目標超過5000萬千瓦,扣除2021年新增裝機的1448萬千瓦,還有超過3500萬千瓦,加上陸續新核準項目,足以支撐“十四五”期間海上風電規模化發展。目前,海上風電還無法做到平價上網,仍需政府提供適當的支持,從而保持一定的開發規模,形成市場拉動,確保技術進步持續下去。希望中央和沿海省份能夠出臺扶持政策,助推海上風電在未來3年內順利過渡到平價上網,具體措施包括:一是加強統籌規劃,堅持集中連片開發,單體規模應不低于100萬千瓦。二是海上升壓站和海底電纜等送出工程由電網投資,成本納入輸配電價。三是通過“以獎代補”的方式,支持重點產品與項目創新開發,促使行業實現跨越式創新。四是成立海上風電發展促進基金,推動項目長期貸款利率降至3%以下。

“十一五”期間,我國風電裝機從126萬千瓦增長到4473萬千瓦,規模擴大了35倍;“十二五”期間,規模擴大了三倍達到1.4億千瓦;“十三五”期間剛好翻一番,達到2.8億千瓦。預計“十四五”和“十五五”都將保持翻倍增長,進入穩定上升通道。

二、高比例發展:結合國家和地方發展戰略,同步推動外送和就近利用

推動可再生能源外送消納,促進可再生能源就地就近消納,加強可再生能源多元直接利用,是“十四五”時期高比例利用可再生能源的必然選擇。

建設與優化好外送通道,提升跨省跨區可再生能源電力輸送與消納能力,是促進可再生能源富集區域擴大開發規模,滿足用能集中區域電能使用需求,實現我國可再生能源“十四五”發展目標的基本保障。目前我國已建成投運的特高壓輸電線路超過29條,其中22條特高壓線路2020年輸送電量達5318億千瓦時。但受電網運行限制與規劃供需匹配影響,跨省跨區通道的輸電能力并未得以充分發揮,多年來平均利用率僅一半左右;各輸電通道可再生能源電量占比差異明顯,大量通道低于10%。為解決跨省跨區通道利用率與可再生能源電量占比問題,確保2025年全國可再生能源電力總量消納權重達到33%左右,可再生能源電力非水電消納責任權重達到18%,“規劃”明確要求提升“三北”地區既有通道的新能源外送規模,充分利用現有資源以更小代價提升可再生能源消納能力。同時“規劃”要求優化新建通道布局,推動可再生能源跨省跨區消納,明確要求在送端區域內統籌布局風電和光伏發電基地,可再生能源電量占比原則上不低于50%。據統計,“十四五”期間特高壓輸電通道預計開工數量可達13條左右,這些輸電通道若實現50%可再生能源電量占比,將大大緩解未來可再生能源大規模發展可能出現的電力消納壓力。

“規劃”提出加強可再生能源多元化利用,開展高比例可再生能源應用示范,推動“綠色能源示范縣(園)”和“清潔能源示范省”建設。風電、光伏發電不僅是零碳電力,也正在成為最具經濟性的能源。未來,人們使用風電光電,不只是因為綠色,更因為便宜,風電、光電在新舊動能轉換和經濟社會轉型發展中將發揮越來越重要的基礎支撐作用,是工業領域脫碳的支柱。對于風電企業而言,未來的發展機遇蘊藏于更加廣泛的應用場景之中。在“三北”風電等新能源富集區域,與地方政府、工業園區、高耗能產業等各行各業建立廣泛的合作關系,打造零碳電力基地,以最具市場競爭力的綠色電力,吸引出口產業園區、高載能工業區,以及制造、數據等產業向內陸地區轉移,這不僅可有效緩解中東部減排壓力,還能一舉多得地促進區域產業升級,提升經濟發展水平,助力東北再振興和西部大開發。在中東部負荷中心區域,結合綠色消費政策,推動100%可再生能源示范城市建設,打造綠色園區、綠色工廠、綠色產品、綠色社區,為當地支柱產業提供零碳發展的資源和機會,保障經濟穩定增長。

從國家戰略大局出發,“規劃”提出開展“千鄉萬村馭風行動”,使風電成為助力鄉村振興的重要力量,支撐宜居宜業的富美鄉村建設。建議在條件較好地區,率先啟動“直接惠民”示范工程建設,探索分布式開發應用風電的新模式,將風電與新能源特色小鎮建設、區域旅游開發、農村能源清潔化等工程相結合,使廣大農村得到實惠,壯大村集體經濟。風電開發企業在保證合理收益水平的情況下,拿出一部分利潤與村集體分享,每年可為村集體提供15萬元至20萬元固定收入。當然,為有效推進和實施,還需要國家提供具體政策支持,為因地制宜開發風電出臺更具彈性和兼容性的土地政策,在建設指標和并網條件等方面給予支持和保障。

三、高質量發展:補齊短板,持續引領,建立創新驅動的正螺旋

規劃中有針對性的提出技術創新的方向和要求,“布局前沿方向,激發創新活力,完善可再生能源創新鏈,加大可再生能源關鍵技術攻關力度,加快培育新模式新業態,提高產業鏈現代化水平,提升供應鏈彈性韌性,持續鞏固提升我國可再生能源產業競爭力。”

歷史地看,我國可再生能源產業技術成熟,產業鏈完善,已經具備全球領先的競爭優勢。以風電為例,技術創新能力正在加速提升,具備了大兆瓦級風電整機、關鍵核心大部件自主研發制造能力。過去30年,風電機組設備制造基本上實現了系列化、標準化和型譜化,機型涵蓋雙饋、直驅和混合式,單機容量從幾十千瓦發展到目前全球最大的16兆瓦級別。風電設備的技術水平和可靠性不斷提高,數字化、智能化、定制化技術成效顯著,通過高塔架、翼型優化、獨立變槳、場群控制、新材料應用和精準測風等技術創新,我國風電發電效率較十年前提高了30%,推動成本下降超過50%。同時,我國已建成一個涵蓋風電開發建設、設備制造、技術研發、檢測認證、配套服務的成熟產業鏈,是全球最大的風電裝備制造基地,風電設備在滿足國內市場的同時出口到40多個國家和地區。我國生產的風電機組,包括國際品牌在華的產量,占到全球市場的三分之二以上。發電機、輪轂、機架等鑄鍛件,以及葉片、齒輪箱、軸承等關鍵零部件的產量也占到全球市場的70%以上。客觀分析,我國風電上游產業鏈不存在致命掣肘,足以支撐“十四五”發展目標。

同時,我們也應看到,當規模紅利退去,產業的發展只能依賴創新驅動,只有死磕硬核技術才能實現持續引領,只有堅守基礎研究和應用示范有機結合,才能推動創新的上升螺旋。未來,為進一步提升效率,降低成本,產業鏈上仍有許多短板需要補齊,仍需要我們沉心靜氣,久久為功,圍繞關鍵核心技術和關鍵共性技術進行攻關。主要方向包括:風電機組大型化、定制化和智能化開發;大功率齒輪箱和百米級葉片等關鍵零部件技術的持續突破;以漂浮式為核心的海上風電技術研發;高性能替代材料的研發和應用;陸上和海上運輸、安裝、運維等工程裝備的專業化研發;新型電力系統中多能互補等綜合應用技術創新,等等。尤其是產業鏈上下游的協同創新,產業外部圍繞電力網、信息網和交通網的三網融合創新,更是接下來的重點方向。

“長風萬里,光明在前。”與國家整體戰略緊密結合,可再生能源已迎來高質量躍升發展的新時代!


 
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