可再生能源在碳中和目標下的影響

廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司柳州供電局 李國斌

可再生能源在當前電力形勢下，為實現(xiàn)“雙碳”目標，可以作為替代傳統(tǒng)化石能源一種能源。我國雖然煤炭儲豐富，但存在分布不均、煤質(zhì)較差的特點；油氣資源存在不足，需要依靠進口來滿足；可再生能源的儲量豐富，且具有先進的技術(shù)水平，隨著社會的發(fā)展，我國逐漸形成了以煤炭為主，石油、天然氣、可再生能源等綜合發(fā)展的能源生產(chǎn)、供應(yīng)體系。相對傳統(tǒng)的化石能源，可再生能源不僅在發(fā)電/熱過程幾乎不產(chǎn)生或產(chǎn)生少量碳排放，同時在自然界中還可循環(huán)再生，可謂是取之不盡用之不竭的“綠色動力”。在碳達峰、碳中和的背景下，利用可再生能源替代傳統(tǒng)化石燃料進行發(fā)電/熱是改善能源結(jié)構(gòu)、尋求能源安全的重要路徑。

可再生能源及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

可再生能源替代化石能源在能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著重要作用。碳峰值和碳中和的目標意味著中國的能源清潔需要在未來長期加速，以風(fēng)、光為載體的新能源發(fā)電發(fā)展快速。可再生能源的發(fā)展目標是到2030年風(fēng)能和太陽能總裝機容量將達到12億千瓦以上，2020年12月國家能源局計劃“在2021年在中國增加1.2億千瓦的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電”。為實現(xiàn)“30·60”雙碳目標，必須確保每年新增5000萬千瓦以上新能源發(fā)電，“雙碳”背景下的電力需求參量如表1所示。

表1 “雙碳”背景下的電力需求參量

在碳峰值和中和的目標下，電力企業(yè)積極開發(fā)可再生能源，努力成為“碳中和”的領(lǐng)導(dǎo)者。2020年簽署了數(shù)個風(fēng)能、光能和儲能項目價值數(shù)千億元，例如：2020年底國家電力投資公司的總裝機容量為億千瓦，其中清潔能源占比達到56.09%，風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機容量達到6049萬千瓦；2020年中國華能集團新能源發(fā)電項目新增1000多萬千瓦，超過以往四年的總增長量；石化公司也非常重視可再生能源，將可再生能源作為技術(shù)和經(jīng)濟競爭的新領(lǐng)域。

一、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

目前中國風(fēng)電裝機容量平穩(wěn)增長，發(fā)電量持續(xù)上升，截至到2020年底我國風(fēng)電累計裝機達到2.8億千瓦，連續(xù)11年穩(wěn)居全球榜首。隨著我國海上風(fēng)電配套技術(shù)、風(fēng)電智能化技術(shù)和大型風(fēng)電機型技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用初見成效，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也開始基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高。在風(fēng)力發(fā)電開發(fā)建設(shè)、設(shè)備制造、技術(shù)研發(fā)、檢測認證、配套服務(wù)等方面已建立起了具有全球競爭力優(yōu)勢的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)體系，在風(fēng)機葉片、塔筒、齒輪箱、風(fēng)力發(fā)電機變槳和偏航系統(tǒng)、輪轂器等零部件實現(xiàn)國產(chǎn)化，重要零部件及整機系統(tǒng)國產(chǎn)化率已經(jīng)達到95%以上。

其次，陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電建設(shè)投資成本也在呈現(xiàn)下降趨勢。陸上風(fēng)電初始投資降至5000～6000元/千瓦，機組價格由2010年的5000元/千瓦左右下降到2021年的2000+元/千瓦左右,2021年起實現(xiàn)全面平價，度電成本平均為0.3元/千瓦時左右，有望2025年降至0.25元/千瓦時左右；海上風(fēng)電技術(shù)也在不斷的進步其成本也在不斷降低，據(jù)統(tǒng)計，2021年投資成本范圍在13500～17500元/千瓦左右，度電成本平均為0.65元/千瓦時左右。

二、光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

光伏主產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)上規(guī)模全球領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)配套環(huán)節(jié)完整，制造能力較強。目前我國主產(chǎn)業(yè)有多晶硅、硅片、電池片、組件等，硅片正向著大尺寸發(fā)展，產(chǎn)能達到30萬噸以上，占全球的60～70%，具備產(chǎn)能優(yōu)勢處于全球領(lǐng)先地位；電池片集中了全球產(chǎn)能，據(jù)統(tǒng)計2020年產(chǎn)能達到173.7GW,全球占比93.7%，其中為PERC、IBC、HJT 等N 型電池為主流發(fā)展方向；我國對組件進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和效率提升，同時也是最大的產(chǎn)源地，產(chǎn)能98.6GW 占全球的70%。2011～2020年過內(nèi)組件及系統(tǒng)價格統(tǒng)計表如圖1所示。

圖1 2011～2020年過內(nèi)組件及系統(tǒng)價格統(tǒng)計圖

三、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的各領(lǐng)域技術(shù)進步顯著。農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域以直燃技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，其中國產(chǎn)化爐排技術(shù)已經(jīng)較為生熟，國外引進技術(shù)以高溫高壓為主；垃圾焚燒發(fā)電領(lǐng)域大型爐排技術(shù)國產(chǎn)化方面也取得一定的突破，其中生活垃圾焚燒發(fā)電汽輪機技術(shù)、生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)、沼氣發(fā)電技術(shù)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。據(jù)統(tǒng)計：2020年我國生物質(zhì)發(fā)電新增裝機容量3.25GW，其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、生活垃圾焚燒發(fā)電、沼氣發(fā)電分別為1.21GW、1.99GW、55MW，生物質(zhì)能累計發(fā)電裝機容量達到了23.69GW。

可再生能源發(fā)展的機制改革

新能源電力價格調(diào)整。從2006年可再生能源法實施以來，以電價補貼為引導(dǎo)、調(diào)整的市場規(guī)模布局的風(fēng)、光等發(fā)電方式的項目建設(shè)、管理方式和政策正在發(fā)生轉(zhuǎn)變?！笆奈濉遍_始，電力系統(tǒng)預(yù)期在體制機制和軟硬件設(shè)施方面作出相應(yīng)的適應(yīng)和改變，從而支撐國家雙碳和非化石能源目標的實現(xiàn)。電力體制改革。2015年我國啟動了新一輪電力體制改革，在電價改革、電力交易機制改革、發(fā)用電計劃改革、售電側(cè)改革、確?？稍偕茉窗l(fā)電依照規(guī)劃保障性收購、開放電網(wǎng)公平接入等方面重點展開。

目前基于碳中和目標下可再生能源發(fā)展面臨問題主要體現(xiàn)在四個方面：可再生能源消納問題長期存在。需要解決其生產(chǎn)端和消費端的經(jīng)濟性、機制性和技術(shù)性障礙；安全和發(fā)展問題。高比例可再生能源發(fā)展對保障電力安全提出更高的要求，煤電支撐作用；經(jīng)濟性問題。發(fā)電平價、低價轉(zhuǎn)向系統(tǒng)成本優(yōu)先，各種電源優(yōu)先調(diào)度；新技術(shù)將助力可再生能源擺脫桎梏。儲能、氫能等新技術(shù)的發(fā)展將有效彌補可再生能源波動性問題。

可再生能源的發(fā)展是順應(yīng)當前新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要組成部分，也是當前能源體系發(fā)展的重要路徑。新能源項目與傳統(tǒng)高能耗能源項目的整合需要在一個高效的市場中運轉(zhuǎn)，同時也將助力推動能源結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)升級和向高質(zhì)量發(fā)展。提高天然氣產(chǎn)量，擴大天然氣、以風(fēng)、光為載體的新能源應(yīng)用范圍，是優(yōu)化產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，從傳統(tǒng)已化石能源為主向清潔能源為主的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。加快能源結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的優(yōu)化，立足確保能源供給問題，并以清潔、低碳作為導(dǎo)向，合理發(fā)展非石化能源，構(gòu)建以煤、油、氣、新能源、可再生能源為一體的多元化能源供應(yīng)體系，有序?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標。