易躍春關于“十三五”我國可再生能源發展現狀的分析及趨勢預測
2017-04-10 10:15:25
摘要：我國發展可再生能源，主要是從保障能源安全、促進經濟社會可持續發展的角度出發。隨著經濟社會的發展，可再生能源又被賦予了節能減排、溫室氣體排放控制和大氣污染防治等新使命。
“十三五”時期能源發展形勢
全球氣候變化和新能源發展形勢。從2015年全球各國的能源結構來看，煤炭在全球能源消費結構中的占比不足30%，主要是以石油、天然氣為主。但包括中國、印度和南非這三個國家的煤炭消費，在一次能源消費中的占比基本為60%或60%以上。能源結構中煤炭比重過高會帶來溫室氣體排放增加、大氣污染加重等后果。
我國能源經濟發展形勢。《能源發展“十三五”規劃》明確提出，2020年能源消費總量控制在50億噸標煤以內，煤炭消費總量控制在41億噸以內。隨著我國經濟發展步入新常態，“十三五”時期能源消費總量年均增速與“十二五”時期相比下降1.1個百分點，為2.5%左右。全社會用電量在目前5.9萬億千瓦時的基礎上，到2020年預計為6.8到7.2萬億千瓦時左右，比初始預期結果低約0.8萬億千瓦時。“十三五”時期，整個能源結構也將相應進行調整，煤炭依然是我國的基礎能源，非化石能源和天然氣為主要增量。
可再生能源發展現狀及主要問題
當前發展可再生能是全球能源的重要發展方向，無論發達國家還是發展中國家，都將水能、風能、太陽能等可再生能源作為應對能源安全和氣候變化雙重挑戰的重要手段。我國政府非常重視可再生能源發展，提出到2020年非化石能源占能源消費總量比例達到15%、2030年達到20%的宏偉目標。全球主要國家也紛紛提出2050年高比例的可再生能源發展愿景。
可再生能源發展的基礎
一是我國可再生能源具有豐富的資源量。其中水電技術開發量為6.6億千瓦，到“十二五”末只開發了30%;風電技術開發量102億千瓦，目前已開發量為1.5億千瓦;截至2016年底，我國太陽能發電662億千瓦時，僅占到儲量的萬分之0.16。當然，可再生能源的開發量與煤炭、石油不可直接對比，但通過數據顯示，我國可再生能源資源豐富，但目前開發程度較低，具備廣闊的發展前景。
二是可再生能源開發建設規模逐步擴大。到2016年底，全國水電裝機達到3.3億千瓦，其中常規水電站30542萬千瓦，抽水蓄能2669萬千瓦，位居世界首位。風電并網容量連續7年領跑全球，到2016年底，全國風電并網裝機1.49億千瓦，年發電量2410億千瓦時，占全社會用電量比重達到4個百分點。從2013年起，我國太陽能產業成為全球最大的新增光伏應用市場，2015、2016年連續兩年位居世界首位。2016年全國光伏并網裝機容量在2015年4300萬千瓦的基礎上，增加到7818萬千瓦，發電量600多億千瓦時，太陽能熱利用面積超過4億平方米。另外，生物質能利用規模達到3500萬噸標準煤，開發建設規模已經走在世界前列。
三是可再生能源技術日趨成熟。在水電方面，建成了世界上最高的300米及以上混凝土雙曲拱壩;在風電領域，1.5~5兆瓦的風機已經實現批量生產;在光伏領域，依托國家光伏領跑示范基地，推動光伏產品先進性指標提升。另外，為了發展新能源，在儲能技術、多能互補技術以及微電網等方面也進行了有效的示范。從這些方面來看，我國水電、風電、光伏產業的制造能力已經位居世界首位，正在從“制造大國”向“制造強國”邁進。
四是可再生能源產業體系逐步健全。國家出臺了可再生能源法以及一系列配套政策，成立水電、風電、光伏領域的標準化委員會，推進了標準體系的建設。認證、建設、勘察能力不斷加強，支撐水電、新能源等產業的規模化發展。
五是可再生能源經濟性不斷提高。“十二五”時期，以光伏為代表的新能源是成本下降最快、經濟性提高顯著的能源類型。光伏在2010年的單位千瓦造價為2萬元左右，2012年下降到至1.1萬元左右，截至目前降至為7000元左右。上網電價由最初的1元錢降至目前0.6~0.8元/千瓦時，經濟性顯著提升。
可再生能源發展存在的問題
一是可再生能源利用效率有待提高，系統消納能力有待提升。主要出于以下幾方面原因：基于我國的資源稟賦與負荷中心呈逆向分布特點，資源和負荷匹配相對較差，且部分地區就地消納困難;“三北”地區電源結構中調峰電源相對較少，特別是自備電廠供熱機組比例較大，在冬季供熱期調峰能力進一步受限;我國經濟進入了新常態，電力需求放緩，裝機出現了相對過剩;輔助服務政策不到位，或落實不力;可再生能源發展建設速度較快，配套電網規劃建設相對滯后，電能通道輸送能力尚待提高。
二是技術水平有待提高，需通過進一步的技術進步和產業升級降低成本。如水電建設中環保、移民問題，開發難度加大，造成成本升高;海上風電如何有效利用風機裝備制造核心技術、微觀選址、海上風電設計施工等技術進行推進;太陽能高效晶體硅、薄膜產業化、無害化處理、熱發電集成技術進一步提高轉化率，實現平價上網;生物質天然氣集成、航空燃油、綠色生物煉制等關鍵技術與工業水平有待提升;海洋能、地熱能開發尚未達到成熟應用階段。
三是補貼資金缺口擴大。可再生能源發展初期，國家的鼓勵、支持和扶持政策很有必要。目前國家可再生能源發展基金來源單一，電價附加征收難度較大，補貼資金發放滯后，一些風電、光伏發電企業出現資金周轉困難和虧損等問題。如沿用現有的技術、成本以及補貼思路，到2020年補貼缺口將擴大到2000多億元，而現有的補貼方式將難以滿足需要。
可再生能源發展思路和目標
總體來講，“十三五”時期要積極穩妥地發展水電，全面協調推進風電的開發，推動太陽能的多元化利用，因地制宜地發展生物質能，加快地熱能開發利用，同時推進海洋能發電示范應用。
根據這個發展思路，可再生能源在電力體系中上升為替代電源指標：全部可再生能源裝機達到6.8億千瓦，發電量達到1.9萬億千瓦時，占總發電量的30%左右。到2020年，水電裝機達到3.4億千瓦，發電量達到1.25萬億千瓦時，其中未包含抽水蓄能4000萬千瓦。風電裝機在“十二五”末1.29億千瓦的基礎上新增8000萬千瓦，達到2.1億千瓦，發電量4200億千瓦時。太陽能裝機容量達到1.1億千瓦，發電量1500億千瓦時。若要在未來實現非化石能源占消費的比重15個百分點的目標，就要求風電、太陽能裝機必須達到2.1億千瓦和1.1億千瓦以上。因此，解決好補貼不足、棄風限電等問題，便成為可再生能源良好發展的前提。
另外可再生能源產業發展在供熱、燃料、供氣等方面也提出了明確的發展目標：供熱系統中太陽能熱水器80000萬平方米，地熱能利用160000萬平方米;燃料產業中生物燃料乙醇年產400萬噸，生物柴油年產200萬噸;供氣達到年產80億立方米。
可再生能源規劃重點任務
水電
一是在做好布局的基礎上，落實電力市場水電消納和輸電方案，包括四川、云南水電外送，以及“十三五”投產的重點水電。
二是落實水電與促進地方經濟社會發展和扶貧協調機制，研究建立西藏水電的開發協調機制，促進藏東南水電基地的開發。
三是研究制定龍頭水庫綜合效益共享機制與政策，進行抽水蓄能電站作用、效益機制研究，水電電價市場化改革及電價機制研究，探索和制定常規水電和抽水蓄能電站電價機制，促進水電持續健康發展。
四是做好流域綜合監測規劃，建立監測、監管體系，編制流域梯級水電站聯合調度運行規程，優化水電站運行，提高利用效率。
到“十三五”時期，水電投資不足、開發技術難度較大等問題都會基本得以解決，而難點轉向消納、外送、移民、環保等方面。因此要把水電開發好，除了技術研究和積累之外，還應該加強水電開發機制體制等一系列問題研究，促進水電有序有效開發利用。
風電
一是借助在建和新建輸電通道、發揮水電良好調節性等優勢推進風電基地建設。到“十二五”末，“三北”地區風電裝機容量接近1億千瓦，中東部內陸地區2800萬千瓦，全國存量共計1.29億千瓦左右。到“十三五”時期，中東部內陸地區新增裝機容量4200萬千瓦，“三北”地區新增3500萬千瓦，增速明顯下降。“十三五”時期，在解決存量及棄風限電問題的基礎上進行合理的規劃布局，結合特高壓、水電通道與規劃新建通道，按照擴大可再生能源消納范圍的要求，適度地規劃風電基地，協同風、光、水、火聯合運行的方式，做好“三北”地區的規劃布局。
二是中東部地區雖不存在棄風限電的問題，但可開發利用的資源條件較少。因此在開發中東部地區風電資源的過程中，要做好提高管理的對接工作。同時由于資源有限，風電產業需要加快先進技術研發，特別是低風速運行技術的研發。
三是推進海上風電發展。“十二五”時期，風電、光伏、水電都超額完成了規劃目標，只有海上風電最終僅建成規劃目標500萬千瓦中的70萬千瓦。因此在“十三五”時期，要發揮好海上資源優勢，加快制造技術、設計施工技術的研究，推進海上風電的發展，最終實現500萬千瓦的目標。
四是要提高風電消納能力，挖掘系統調峰潛力，加強電網規劃建設，優化設備運行管理。加強需求側管理，增加負荷側應用的新型風電消納方式。探索風電制氫、風電供暖等方式，提高風電消納能力。另外還要加強可再生能源優先發電制度的研究和輔助服務的推進，以及加強事中、事后監管體系的建設，利用“互聯網+”等新型技術做好事中、事后監管。
太陽能
在太陽能發展布局方面，一是在解決西北地區送出和消納問題的同時，有序建設大型光伏電站，在中東部地區結合農光互補、漁光互補、林光互補以及采煤沉陷區因地制宜建設一批光伏電站。二是加快推進分布式光伏系統建設。在“十二五”期間，我國光伏產業取得了較大成績，2016年底全國的光伏裝機容量達到7800萬千瓦，但是其中分布式光伏只占到1000萬千瓦，大部分以地面電站為主。在“十三五”時期，要進一步加大分布式光伏發展力度。三是由于光熱具備良好的調節性能，與電網比較友好，因此在“十三五”時期將推進一批太陽能光熱電站的建設，逐步發揮熱發電調峰電源作用，為下一步可再生能源更大規模地發展打下基礎。
太陽能利用發電建設的重點工作包括以下幾個方面：一是支持“領跑者”計劃的光伏發電綜合利用基地，通過“領跑者”基地有效地推進光伏產業的技術進步和產業升級，最終實現光伏成本降低，在“十三五”能夠實現平價上網。二是探索各種方式的光伏利用，包括多元化應用、支持光伏扶貧工程、高比例可再生能源示范區、重點生態保護區高比例光伏應用、新能源微電網等。三是培育自主化光熱發電技術和產業化發展能力。目前我國的光熱造價較高，單位千瓦造價在2~3萬元左右，目前平均上網電價是1.15元/千瓦時，在這種情況下大規模的光熱發展還不具備經濟性。因此需要通過一批示范項目，逐漸培育產業發展，降低成本，最終實現規模化的發展。四是要通過電價市場化改革及電價形成機制研究，完善價格管理機制，并加強信息系統的建設和服務體系的建設，最終實現光熱、光伏又好又快的發展。
生物質能
目前我國生物質能利用主要是以發電為主，但是由于原材料的不可控，生物質發電出現大面積虧損。今后生物質發電的發展方向是在原有原料區發展生物質發電之外，在其他地區推進垃圾治理、生物沼氣，加上提純技術，實現生物制氣的發展，最終實現生物質能在“能發電的地方發電，其他地方實現固體成型顆粒以及生物制氣幾方面相結合”的目標。
與水電、風電、太陽能發展布局不同，生物質能在“十三五”時期要做好規模化發展，主要是通過示范工程建設，探索、積累下一步做好產業體系發展的經驗。通過建立生物質天然氣循環產業園示范工程，推動木質類燃料、生物質成型燃料綜合產業示范，鼓勵垃圾機械生物綜合利用創新并完善服務體系，最終探索出一條適合我國國情的生物質發展的體系和思路。
地熱能和海洋能
地熱能是存在于我國大部分地區的淺層地熱能，以供暖為主。“十三五”時期，在蘇南地區城市群和重慶、上海、武漢等地，推進淺層地熱能重大項目。在青藏鐵路沿線、西藏、四川西部等高溫地熱資源分布地區，推進若干大型高溫地熱發電項目。在東部沿海及油田等中低溫熱資源富集地區，因地制宜發展中小型分布式中溫地熱發電項目。
目前我國的海洋能發展處于科研示范階段。“十三五”時期，在渤海海域建設海洋能創新、設計及服務產業示范區;在東海海域建設潮汐、潮流產業示范區;在南海海域促進海洋能開發、裝備制造及測試服務企業孵化，建設海洋能產業示范區;在沿海海島推進建設海島示范區，通過示范項目的發展，推進科研和技術的進步。
可再生能源發展保障措施
一是建立目標引導制度。目標引導制中明確了2020年各省(區、市)全社會非水可再生能源電力消納的比重目標，制定了非水可再生能源電力消納電量比重的核算方法，同時也進行可再生能源開發利用體制機制，包括建立綠色電力證書交易機制的研究完善。
對于資源豐富的地區，實施目標引導制難度相對較小，有些已達到目標的地區應適度控制發展節奏，做好開發建設與消納市場的統籌布局。有些省(區、市)已經達到目標，但也有一些省(區、市)，包括北京、天津等距離目標差距較大。因此，除了要加大可再生能源的開發力度，作為受端市場，也要積極地接納、消納來自可再生能源開發比重較大省(區、市)的外來電量。
二是監測預警機制。2016年7月，國家建立了可再生能源監測預警機制。通過該機制，一方面建立了配套評價機制，明確了監測程序，另一方面適時發布監測結果，用以指導各地區風電、光伏的投資開發，指導各地區確定風電開發方向，引導開發企業合理投資，達到優化布局的效果，最終實現我國可再生能源開發的健康發展。
三是為了實現可再生能源“十三五”規劃目標，設立補貼優化機制。補貼不足已經成為可再生能源行業發展特別關切的問題，影響產業下一步發展。補貼缺口的解決需要產業界共同的努力，通過技術進步降低成本，實現單位度電成本補貼強度的下降;通過優化布局，使有限的補貼資金能夠更好地發揮補貼使用效率。國家能源局對產業技術進步提出要求，同時國家發改委價格司也根據產業的發展情況適當地調整了新能源的上網電價，鼓勵通過市場化選擇，通過比選的方式探索電價下降的途徑，盡快實現風電、光伏平價上網目標。
根據發展形勢，到2018年風電上網標桿電價從0.47元下降到0.4元，光伏上網電價也將進一步下降。“十三五”時期可再生能源上網標桿電價還會逐步下降。從目前的情況看，“三北”地區投資風險主要是取決于棄風限電問題能否解決。
四是在引導電價下降的同時，也要解決補充可再生能源資金來源不足問題。2017年1月，國家發改委、財政部、國家能源局正式發布了《關于實施可再生能源綠色電力證書核發及自愿認購交易機制的通知》，建立可再生能源綠色電力證書認購體系，明確了“綠證”的核發認購規則，同時也完善了風電發電的補貼機制。另外通過“綠證”引導全社會綠色消費，促進清潔能源有效利用。“綠證”的實施分兩個階段：先期自愿交易，再根據自愿交易積累的經驗，適時啟動強制交易。在國外自愿和強制兩種方式皆有。通過“綠證”引導，最終實現降低補貼強度，同時也保障規劃目標的實現，推動能源轉型，并且吸引增強公民參與的意識，最終促進我國可再生能源又好又快發展。（《中國電力企業管理》/易躍春作者系水電水利規劃設計總院副院長）
