中国新能源,烈火燎原
作者: 寇佳丽能源消耗在经济发展的初始阶段并没有被发现,随着经济高速前进,环境与能源的矛盾逐渐凸显,成为不可逃避的问题。新能源的出现可以解决问题、规避风险,也因此,新能源成为各国可持续发展的重要战略,为人类解决人口、资源和环境之间的矛盾提供了途径。
什么是新能源?
党的十八大以来,我国能源发展取得了历史性成就,能源生产和利用方式发生重大变革。从“一穷二白”到“能源大国”,从“以煤为主”向“清洁化、多元化”发展,能源供应从“普遍用不上”到“普遍有保障”再到“高品质、个性化”,我国能源事业经过从小到大、从弱到强的发展历程,战胜了重重挑战,攻克了无数难题,凝结着几代能源战线工作者的努力与奋斗。能源事业的成长与辉煌,体现了党领导人民进行社会主义建设、进行改革开放的探索和成果。
与此同时,全球能源结构低碳化转型加速推进。21世纪以来,新能源技术水平和经济性大幅提升,风能和太阳能应用实现跃升发展,规模增长了数十倍。全球应对气候变化开启新征程,《巴黎协定》得到国际社会的广泛支持和参与,很多国家和地区提出了碳中和目标,世界主要经济体积极推动经济绿色复苏,绿色产业已成为重要投资领域,而新能源也成为我国构建现代能源体系、推动能源高质量发展的必经之路。
“新能源”一词最早于1978年联合国第33届代表大会上提出。此次会议决议将新能源的外延界定为14种具体类别的能源,分别是太阳能、地热能、风能、潮汐能、海水温差能、波浪能、木柴、火炭、泥潭、生物质转化、蓄力、油页岩、焦油砂及水能。
目前被广泛认可的新能源和可再生能源概念的内涵由1981年在肯尼亚首都内罗毕召开的“联合国新能源和可再生能源会议”给出,新能源和可再生能源可以表述为“以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、循环利用的可再生能源来取代数量有限、对环境造成污染的化石能源”。
我国对新能源概念的认识也经历了动态演进。
2005年通过的《可再生能源法》,将可再生能源定义为“风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源”。2013年国务院印发的《能源发展“十二五”规划》,将风能、太阳能和生物质能列入新能源和可再生能源目录。2016年,我国进一步将新能源和可再生能源扩展为风能、水能、太阳能、海洋能和地热能等能源。
总体看来,新能源作为一种相对概念,其外延仍在变动中。
2022年6月1日,国家发展改革委、国家能源局等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《规划》)。《规划》指出,“全球能源转型进程明显加快,以风电、光伏发电为代表的新能源呈现性能快速提高、经济性持续提升、应用规模加速扩张态势,形成了加快替代传统化石能源的世界潮流”。可见,此处的“新能源”是相对传统化石能源来说的。
光伏产业要打破“亚健康”状态
“十四五”规划纲要多次提到“新能源”,指出要“立足产业规模优势、配套优势和部分领域先发优势,巩固提升高铁、电力装备、新能源、船舶等领域全产业链竞争力,从符合未来产业变革方向的整机产品入手打造战略性全局性产业链”“聚焦新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略性新兴产业,加快关键核心技术创新应用,增强要素保障能力,培育壮大产业发展新动能”。
作为新能源产业结构体系中发展较为成熟的分支,太阳能光伏产业正在不断扩大,并成为实现碳达峰、碳中和目标的重要保障。我国早在2000年就已经在太阳能光伏产业领域进行了前期规划,并通过2002年的“送电到乡”推动太阳能光伏产业在人口密度相对较低、土地资源丰富的乡村发展,从而实现了我国太阳能光伏年装机容量从KW级到MW级的转变。2009年“金太阳工程”的实施,使我国太阳能光伏产业发展进入“快车道”,随后,《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》《关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》《关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》等产业政策持续出台,为太阳能光伏产业发展提供了系统化保障。

作为世界上光伏产业发展增速最快的国家,我国拥有世界最大的太阳能光伏产业规模。截至2020年,我国光伏市场累计装机量为253GW,2020年新增装机量为48.2GW,同比增长60%。2020年,我国光伏发电量为2605kW·h,同比增长16.2%,占总发电量3.5%。可以看出,光伏产业发展在传统能源结构转型方面有着较为广泛的需求,同时,作为新能源产业结构中较为成熟和安全的一种,其规模在新能源产业中占据较大比例。
我国在太阳能光伏技术领域已经取得了突破,并在部分关键核心技术领域实现了全球领先。技术体系的日益完善为我国太阳能光伏产业发展打下了良好基础,实现了以技术为支撑的太阳能光伏产业成本的持续降低,增加了我国太阳能光伏产业在全球市场中的竞争力。
从新能源产业发展的角度看,太阳能光伏产业的发展能够解决长期以来困扰我国发展与环境保护之间的矛盾,探索与中国实际情况相适应的“低成本、高效率”的产业模式。然而,基于“双碳”理念,结果实际情况,我国太阳能光伏产业仍面临着一些“卡脖子”问题。
原本,太阳能光伏产业发展对技术迭代的需要并不很高,但进入快速发展阶段后,核心技术的研究也在加速,新技术在转换效率、安全、成本等方面都有进步,但由于新技术的太阳能光伏产品和系统的推广应用未能考虑与原有太阳能光伏产品之间的适配性等问题,导致产品和系统的生命周期相对较短。
太阳能光伏产业发展需要激发产业链上下游企业的积极性。我国太阳能光伏产业链盈利空间多集中在硅片和硅料的生产环节,即产业链的上游;对下游企业来说,其盈利空间相对较小,对产业发展产生了不利影响。受产业链盈利空间等的影响,大多数企业将重点放在了产业链上游,产业链下游因缺少优势企业的加入而难以拓展自身盈利空间。这对于太阳能光伏产业的整体发展极为不利。
在“双碳”框架下,太阳能光伏产业规模应进一步扩大,释放产业链下游盈利空间,激发相关企业的积极性。为实现产业盈利空间布局优化,政府部门可以通过优化税收结构的方式进行产业利润的二次分配,同时,对处于产业链下游的企业进行补贴。例如,国家在太阳能并网电价方面对相关企业进行补贴,各地区则可以根据实际情况对补贴额度进行调整,保证盈利空间的合理化,在推动太阳能光伏产业发展的同时,最大限度减轻政府财政压力。
海上风力发电势头正猛
风力发电是新能源发电的主要项目,也是国家大力投资发展的项目。2018年,国家发布了12项国家政策、27项地方政策。2019年,国家发展改革委、国家能源局、中共中央国务院等又发布了《绿色产业指导目录(2019年版)》《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》《关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》等30多项政策,表明国家对风能等绿色能源产业大力扶持与坚持发展的决心。
我国地理位置优越,北邻西伯利亚平原,东靠太平洋,南抵印度洋海域,受南印度洋的西南季风、澳大利亚北部的东南信风以及支气流源于北太平洋副热带高压给中国大陆带来的东南季风和南季风影响,具备安装风力发电机条件的地域十分广阔。我国幅员辽阔,广袤的土地上有许多草原、高原、山地等,这些都是风力资源十分丰富的地区;此外,我国还有长达18000多公里的漫长海岸线,因此风力发电机有无限发展潜力。利用风能发电不仅可以帮助解决我国能源问题,还可以满足低碳绿色的可持续发展目标。
近些年,风力发电行业发展迅猛,随着陆地优质风能资源的逐步开发,陆上风力发电已趋近饱和,在国家政策与市场趋势的引领下,不少企业纷纷把目光转向海上风电机的建设。海上风电主要是指近海风电,与陆地风电相比,它具有不占用土地、海上风速高、湍流强度小、风电机组发电量大、可以忽略噪声和视觉影响等优点。因此,海上风电已成为国际风电发展的一个新方向。
目前,“向海争风”正成为东部沿海地区绿色低碳发展的“蓝色动力”。《2021年中国海洋经济统计公报》显示,目前我国海洋清洁能源开发势头强劲,2021年全国海上风电新增并网容量1690万千瓦,同比增长4.5倍,累计容量跃居世界第一。国际能源署预测,2040年我国海上风电装机容量将与整个欧盟相当,减排能力将进一步提升。
我国风电产业蓬勃发展,无论从装机容量还是从发展规模来看,都已跻身世界风电大国行列,风电技术也取得了很大进步,不过发展中仍然存在一些问题,例如弃风限电、风电并网等。
大规模风电的消纳一直都是世界性难题,我国在这方面的问题更加突出。由于我国风电发展路线以集中建风电场为主,几十台甚至几百台并网的风电场造成了上网消纳风电的困境。风电资源较为丰富的地区,一般经济比较落后,自身用电量不大,就地消纳比较困难,导致弃风限电。
风力发电是一种新的发电方式,风能具有的不稳定性加上风机的抗干扰能力较差,会导致风电输出不均衡、风力发电输出功率不稳定等。风电并网特别是大规模风力发电的风电并网,容易导致电网负荷增大、稳定性降低、故障增加等问题。
此外,风电属于新兴产业,风电存储技术还不成熟,它的消纳问题实际上可以通过外送方式解决。风电的外送手段除了建设超高压电网外,就是大规模电力储存技术的应用,遗憾的是,储能技术虽发展迅速却并不完善,成为制约风电发展的另一个重要因素。
生物质能期待多元化
相比风能、太阳能等,生物质能是最稳定的可再生能源,其自带化学储能属性,便于储存、运输及转化。更为重要的是,其他可再生能源主要以电力输出为主,生物质是未来唯一可以作为燃料的零碳能源,同时生物质可以转化为可燃气、热、油、蒸汽、肥料以及材料等多样化产品。
《可再生能源法》生效以来,我国建立了由法律法规、发展规划和行业扶持政策措施构成的较为完整的生物质能源政策框架,采取了收购、产品补贴、税收优惠和费用分摊等一系列经济激励政策,基本涵盖了生物质发电、沼气、成型燃料和生物液体燃料等各个领域。一系列措施、政策的出台,助推我国生物质能的开发利用实现跨越式发展。
一是开发规模不断扩大。“十三五”期间,生物质能装机规模增长了近两倍。生物质天然气年产量达到1.5亿立方米,生物质成型燃料年利用量达到2000万吨。
二是利用水平显著提升。2020年,全国生物质发电年发电量达到1326亿千瓦时,同比增长约19.4%,为约1.8亿城乡居民提供了一年的绿色生活电力。全国生物质能年利用量折合约5000万吨标准煤以上。
三是政策体系日益完善。以《可再生能源法》为基础,可再生能源发电份额保障性收购管理办法出台,可再生能源电力消纳保障机制稳步实施,市场化竞争性配置有序推进。此外,国家能源局还会同有关部门出台了《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》等政策,有序推动生物质能多元化开发利用。
截至2020年年底,我国已投产生物质发电并网装机容量2952万千瓦,年提供的清洁电力超过1100亿千瓦时;生物质清洁供暖面积超过3亿平方米;建成大型沼气、生物天然气工程7700余处,年产气能力13.7亿立方米,供气47.8万余户。
不过,与早已实现商业化运营的水电以及快速进入平价时代的风电、光伏发电比较,生物质能发电的成本居高不下,而且有不断上涨的趋势。在发电领域的市场竞争中,生物质发电明显处于下风。