關注風電和太陽能發(fā)電的新變化

■ 馮 飛 王金照

近兩年，風電和太陽能發(fā)電技術進步加快，成本下降超出預期，國內產(chǎn)業(yè)能力迎頭趕上，具備了大規(guī)模應用的技術基礎和產(chǎn)業(yè)基礎。國際上，發(fā)達國家向可再生能源轉型的態(tài)勢已非常明確，日本核事故加快了轉型步伐，我國在制定發(fā)展規(guī)劃和進行產(chǎn)能調控時應考慮這些新的變化。

風電和太陽能發(fā)電技術日新月異，應用部署加快

風電技術進步體現(xiàn)為風機的大型化和智能化。國際風電主流機型由2000年的0.5-1兆瓦提高到1.5-2.5兆瓦，5-6兆瓦的風機已開始生產(chǎn)運行，10-20兆瓦在部署研發(fā)，2010年全球新增風電機組的平均功率達到1665千瓦。我國主流機型由2005年的0.6-1兆瓦提升到1.5-2兆瓦, 3兆瓦海上風電批量安裝，5-6兆瓦風電機組生產(chǎn)下線，新增風電機組的平均功率由2005年的849千瓦提升到2010年的1467千瓦。單機容量增大提高運行效率和部件性能的同時，新的電機驅動技術、智能控制技術、電網(wǎng)接入技術和發(fā)電預報技術不斷涌現(xiàn)，使得風電更為可靠，也更易于電網(wǎng)接入。與技術快速進步相伴的是大規(guī)模應用，2010年全球新增風電裝機3940萬千瓦，累計裝機達到2億千瓦，與2007年相比，累計裝機實現(xiàn)翻番，預計到2014年再翻番，達到4億千瓦。風電已經(jīng)成為主力新增電源，2010年全球新增裝機的1/3是來自風電。金融危機后，美國和歐洲加快了向可再生能源轉型的步伐，其新增電力的一半以上來自風電。從電力供應的總量上看，2010年風電占歐盟電力供應總量的5.3%，其中德國6.7%、西班牙16%、丹麥20.1%的發(fā)電量來自于風電。

太陽能光伏發(fā)電轉化效率明顯提高，目前商業(yè)化晶體硅光伏電池的最高轉化效率可達20%。更為重要的是，多晶硅制備技術出現(xiàn)重大突破。國際上多晶硅的綜合電耗由2000年的240千瓦時/千克下降到120千瓦時/千克，標桿企業(yè)韓國OCI的綜合電耗已降至100千瓦時/千克。從國內來看，過去四年多晶硅制備平均綜合電耗下降50%，降至160千瓦時/千克左右，保利協(xié)鑫的綜合電耗由2008年的163千瓦時/千克下降到100千瓦時/千克。從多晶硅到硅片、光伏電池、組件和系統(tǒng)生產(chǎn)全過程的能量消耗在2-3年內即可通過電池發(fā)電回收，對于使用壽命長達25年的光伏電池而言，凈可再生能源系數(shù)高達0.8-0.9，在可再生能源技術當中是較高的。另外，有毒副產(chǎn)品回收利用也取得突破，基本可以實現(xiàn)閉式循環(huán)。光伏電池生產(chǎn)高耗能高污染的狀況已大大改善。光伏發(fā)電應用也在加速，2010年全球新增光伏發(fā)電1600萬千瓦，累計裝機達到3790千瓦，過去10年年均增長38.8%，國際能源署預測到2050年光伏發(fā)電將占電力總需求的11%。

太陽能光熱發(fā)電異軍突起。太陽能光熱發(fā)電雖然因占地面積大、有一定的應用局限性，但具有轉換效率高、電網(wǎng)調節(jié)性強等優(yōu)勢，近年來得到很快發(fā)展。2010年西班牙光熱發(fā)電裝機超過50萬千瓦，計劃在2013年達到250萬千瓦，2020年達到1000萬千瓦。美國未來幾年有1026萬千瓦的太陽能光熱建設計劃，美國能源部的目標是2015年將光熱發(fā)電的成本降至10美分/千瓦時，作為尖峰負荷具有競爭力；2020年降至5美分/千瓦時，作為基本負荷具有競爭力。國際能源署預計2050年光熱發(fā)電將占全球發(fā)電量的11.7%。

風電和太陽能發(fā)電成本下降超出預期，平價上網(wǎng)的前景日漸清晰

由于技術進步、規(guī)模經(jīng)濟以及競爭加劇，風電成本顯著下降。2010年單位容量（1兆瓦）風電機組的全球平均合同價格為98萬歐元，比2009年下降7%，比2007年121萬歐元的峰值價格下降19%。美國、瑞典等資源豐富地區(qū)的風力發(fā)電上網(wǎng)電價為68美元/兆瓦時（折合0.44元/千瓦時）,與燃煤電廠67美元/兆瓦時（折合0.43元/千瓦時）的發(fā)電成本已非常接近。從國內來看，過去五年風電機組價格每年下降10%，累計下降40%以上，風電機組的價格已降至4000元/千瓦以下。即使考慮到征地和塔架等基建成本的上升，風電裝機的綜合成本也下降了10%。目前，資源較好地區(qū)的風電發(fā)電成本已低于0.5元/千瓦時，全國火電的平均上網(wǎng)電價已達0.44元/千瓦時，如果考慮到火電尚有5-6分/千瓦時的電價需要疏導，風電與火電的價格已經(jīng)非常接近。

多晶硅制備和光伏發(fā)電的成本更是大幅下降。國際多晶硅價格在2008年4月達到峰值時高達470美元/千克，之后持續(xù)下降，2009年下降到40-50美元/千克，目前由于需求旺盛價格又回到50-80美元/千克的波動區(qū)間。實際上，國際上先進廠商的生產(chǎn)成本已降至20-30美元/千克，國內企業(yè)平均成本降至40美元/千克左右，保利協(xié)鑫的成本由2009年一季度的50美元/千克下降到2010年四季度的22.9美元/千克，預計2012年可降至18美元/千克。按照目前的成本水平，在各個環(huán)節(jié)有適當利潤的情況下，光伏發(fā)電成本可下降至0.9元/度，與2008年相比，下降了60%。業(yè)內專家普遍預計到2015年前后光伏發(fā)電相比火電有競爭力。

我國的風電和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入世界前列，具備大規(guī)模應用的產(chǎn)業(yè)基礎

從產(chǎn)業(yè)規(guī)模上看，2010年我國風機產(chǎn)能近4000萬千瓦，新增裝機1893萬千瓦，累計裝機4473萬千瓦，三項指標均為世界第一。我國光伏電池產(chǎn)量為800萬千瓦，更是占據(jù)世界半壁江山。

從產(chǎn)業(yè)鏈的完整程度看，近兩年也取得長足的進步。在風電領域，葉片、齒輪箱、發(fā)電機和控制系統(tǒng)等關鍵零部件實現(xiàn)了國產(chǎn)化，產(chǎn)品質量也有所提高，一個集原材料、零部件、整機和服務業(yè)的完整產(chǎn)業(yè)體系已初步形成。在光伏發(fā)電領域，原材料受制于人的局面得到改觀，2010年多晶硅產(chǎn)量超過3.5萬噸，進口比例降至50%，隨著新建產(chǎn)能不斷釋放，預計于2012年多晶硅將實現(xiàn)供求平衡。

從技術能力上講，已具備一定的自主創(chuàng)新能力。風電實現(xiàn)了大功率風電機組從引進消化、聯(lián)合設計到自主設計的轉化，兆瓦級風電機組的出口標志著我國風電設計制造能力達到了國際先進水平，在大型海上風電、直驅式全功率變流技術等新一代風電技術研發(fā)上也緊跟世界前沿。光伏發(fā)電領域，我國的企業(yè)在光伏電池和組件生產(chǎn)以及多晶硅制備和廢物回收利用上有一些獨特的技術。

更為重要的是，風電和太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)擁有一批具有相當規(guī)模的優(yōu)秀企業(yè)。在風電制造領域，金風科技和華銳風電已躋身世界前五；在光伏電池和光伏組件領域，無錫尚德、天威盈利、晶澳太陽能穩(wěn)居世界前10名；在多晶硅制備領域，保利協(xié)鑫和江西塞維也將躋身世界前10名。上述企業(yè)多是民營企業(yè)，并在國內外上市，這些企業(yè)極有可能像當年的華為、中興公司一樣，帶領中國的可再生能源產(chǎn)業(yè)成長為繼通信業(yè)之后又一個與世界同步并有一定領導力的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。

發(fā)達國家向可再生能源轉型態(tài)勢已非常明確，日本核電事故加快了轉型步伐

目前，我國光伏電池產(chǎn)量90%要出口，外部需求的穩(wěn)定性是行業(yè)普遍擔心的問題。從短期的需求來看，特別受政策的影響，國際可再生能源市場可能有波動。比如，受德國、意大利和捷克光伏發(fā)電補貼政策調整的影響，在過去幾年高速增長之后，歐洲市場將會趨于平穩(wěn)增長，今明兩年將是光伏市場的低潮，每年的新增裝機將在2000萬千瓦左右，預計到2012年后，隨著美國、中國、中東和印度新興市場的啟動，世界光伏市場進入新的增長周期。

從長期的角度來看，美國、歐洲等發(fā)達國家的消費模式和能源消耗水平基本已被鎖定，要實現(xiàn)溫室氣體減排，必須依靠可再生能源以及水電和核電等非化石能源的發(fā)展。在1999-2009年的10年中，歐盟能源消費結構發(fā)生了重大變化，可再生能源在能源消費總量中所占比重由1999年的5%上升到9%，幾乎翻了一番，歐洲議會在2009年明確提出2020年可再生能源比例將達到20%。美國在聯(lián)邦政府層面提出了2025年清潔能源比例達到25%的預期目標，多個州政府提出了更為激進和約束力更強的可再生能源發(fā)展目標。

日本核事故加快了發(fā)達國家向可再生能源轉型的步伐。日本已經(jīng)放棄將核電比例由30%提高到50%的能源戰(zhàn)略，轉向加快發(fā)展風電和太陽能發(fā)電。德國和瑞士明確停止發(fā)展核電，并很可能引起其他國家的連鎖反應，英國制定了雄心勃勃的海上風電發(fā)展計劃，2020年海上風電將達到2000萬千瓦，占電力總需求的19%。

目前不僅光伏電池大量出口，風電大規(guī)模出口的苗頭也開始顯現(xiàn)。盡管2010年只有13臺共計15.5兆瓦的風機出口，但我國的風電技術與國際先進技術差距較小，并且有30%左右的成本優(yōu)勢，在國內風機制造供過于求、而國際風電迎來新的發(fā)展契機的情況下，出口是大勢所趨。相關部門應該注意國際可再生能源發(fā)展的大趨勢，做好政策支持，特別是在進行產(chǎn)能調控時，要注意到外部市場的變化和中國競爭力提升帶來的總需求上升。