12億千瓦是當前新能源裝機量的兩倍多，超過了當前煤電近11億千瓦的體量
隨著風機技術的進步和特高壓輸電工程的發展，西北風電的大基地平價項目將有很多新的發展空間；中東部地區將發展分散式風電；海上風電、海上工程和海上裝備的成本預計未來幾年將明顯下降，海上風電將迎來高速發展
據國家能源局統計，2020年全國水電“棄水”主要發生在四川，四川又主要集中在大渡河干流，約占全省“棄水”電量的53%。與此同時，四川也面臨著缺電隱憂
國家停止新能源補貼后，新能源企業可以通過“綠證”來填補這部分空缺，但必須要讓消費企業通過使用綠電來獲得經濟上的收益
文 |《了望》新聞周刊記者 杜剛 楊迪 郭燕
薪柴、煤炭、石油、太陽能……能源不僅見證同時也在推動著人類文明不斷發展。在應對全球氣候變化中，能源行業正成為先行軍。中國、美國、歐盟、英國、日本等均制定了明確的碳中和時間表，吹響了全球能源結構從化石能源為主體向可再生能源轉型的號角。
作為當今世界能源利用效率提升最快的國家，為了實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的雙碳目標，中國的能源電力行業正在迎來變革——電力系統中的主力軍煤電與替補隊伍可再生能源，未來將發生角色轉換。
提法變了
碳達峰是指二氧化碳的排放量不再增長，達到峰值之后逐步降低。碳中和是指通過節能減排、技術創新等途徑，抵消排放的二氧化碳，實現“零排放”。
3月15日召開的中央財經委員會第九次會議（下稱會議）提出，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。這次會議，更清晰地謀劃了“十四五”期間碳達峰、碳中和工作的“施工圖”——從能源體系、重點行業、綠色低碳技術、綠色低碳政策和市場體系、綠色低碳生活、生態碳匯能力、國際合作等7個方面進行了部署。
國網新疆電力有限公司經濟技術研究院院長趙志強認為，中國現在距碳達峰只有不到10年時間，從碳達峰到碳中和也只有30年時間，時間緊、壓力大，所以“十四五”必須取得實質性進展，才能保障碳達峰及后續的碳中和目標如期實現。可以說，“十四五”是落實雙碳目標的關鍵期、窗口期。
能源的清潔低碳化，是會議對碳達峰進行部署的第一項重點工作。會議指出，“要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統。”此前的2020年底，國家能源局的相關表述是，“構建適應高比例可再生能源發展的新型電力系統。”
受訪專家認為，對新型電力系統的新提法，一方面更加明確了新能源在新型電力系統中的主導地位，意味著以風電和光伏為主的新能源將迎來爆發式增長，新能源在一次能源消費中的比重將持續提升；另一方面則更加明確了推動新型電力系統轉型發展的迫切性——新型電力系統的發展目標是構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系，目前的電力系統還不能滿足這一發展要求，因此，還需要在電力系統技術創新、體系建設、體制機制等方面進一步突破，加快推進電力系統轉型發展。
位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處金沙江干流下游河段上的白鶴灘水電站（5月31日攝） 王冠森攝/本刊
誰把局面扭轉了
實現碳達峰目標，為什么要建立新能源為主體的新型電力系統？
廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強解釋，我國的資源稟賦是“富煤、貧油、少氣”，過去，能源消費結構中化石能源消費量占比約85%，化石能源的二氧化碳排放量，75%是由煤炭消耗導致的。以煤電為主的能源消費結構若繼續保持下去，就不能實現“30·60”雙碳目標，“新型電力系統要實現低碳化，就必須讓非化石能源在其中占據主體地位”。
我國的可再生能源開發利用較晚，但在這一領域的探索成效顯著。去年底發布的《新時代的中國能源發展》白皮書顯示，2019年碳排放強度比2005年下降48.1%，超過了2020年碳排放強度比2005年下降40%~45%的預定目標，扭轉了二氧化碳排放快速增長的局面。這背后，是能源供給側和消費側的持續優化。
一方面，在能源供給側，水電、風電、光伏發電、生物質發電裝機容量分別連續16年、11年、6年和3年穩居全球首位。特別是2010年以來，我國在新能源發電領域累計投資約8180億美元，占同期全球新能源發電建設投資約三成。
另一方面，能源消費結構加快向清潔低碳轉變。白皮書顯示，2019年我國煤炭消費占能源消費總量比重為57.7%，比2012年降低10.8個百分點；天然氣、水電、核電、風電等清潔能源消費量占能源消費總量比重為23.4%，比2012年提高8.9個百分點；非化石能源占能源消費總量比重達15.3%，比2012年提高5.6個百分點。
未來，隨著我國新能源裝備制造業不斷創新升級，新能源在減少碳排放中起到的作用將越來越明顯。
我國風電制造頭部企業之一新疆金風科技股份有限公司董事長武鋼介紹，今年1月，金風科技和全球權威的第三方機構瑞典環境科學研究院合作，完成了GW155-4.5和GW136-4.2兩款風機的全生命周期環境影響評估，發布了我國首個風機環境產品聲明：兩款風機在整個生命周期的單位發電量對應二氧化碳排放分別為7.25克/度和8.04克/度，不到火電的1%。兩款風機在分別運行6個月和6.4個月后所產生的能源量，便可抵消其在全生命周期中所消耗的能源量。
我國光伏制造頭部企業之一協鑫集團執行總裁沈承勇介紹，目前世界上絕大部分廠家生產的光伏產業所需的硅料，均采用傳統的改良西門子法，這是最為成熟、應用最廣泛的工藝技術。而該集團旗下保利協鑫能源控股有限公司歷經10年探索與創新，推出了完全自主創新工藝——硅烷流化床法（FBR）制備顆粒硅，去年下半年萬噸級生產線已正式量產。光伏產業鏈分別對FBR顆粒硅和改良西門子法生產的多晶硅組件進行碳足跡溯源后發現，僅在硅料環節，生產1吉瓦顆粒硅就可減排13萬噸二氧化碳，較改良西門子法降低74%；從整個產業鏈來看，生產1吉瓦組件至少可降低二氧化碳排放量47.7%。
中交一航局海上施工人員在進行海上風電大直徑嵌巖單樁施工作業（5月21日攝） 魏培全攝/本刊
新能源裝機量將超煤電
國家能源局的數據顯示，截至2020年底，我國可再生能源發電裝機總規模達到9.3億千瓦，占總裝機的42.4%。其中水電3.7億千瓦、風電2.8億千瓦、光伏發電2.5億千瓦、生物質發電2952萬千瓦。
國家能源局主要負責人表示，未來將制定更積極的新能源發展政策，錨定2030年非化石能源消費比重25%和風電光伏裝機12億千瓦以上的目標，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。12億千瓦是當前新能源裝機量的兩倍多，超過了當前煤電近11億千瓦的體量。
各種新能源的發展動力和趨勢如何？業內人士分享了他們的觀點。
——長期來看，海上風電發展潛力大。
國家能源局的數據顯示，到2020年底，全國陸上風電累計裝機2.71億千瓦、海上風電累計裝機約900萬千瓦。西北、華北、東北仍是陸上風電場集中區域；山東、江浙、福建、廣東等中東部沿海經濟發達、負荷集中地區則是海上風電市場發展迅速。
新疆金風科技股份有限公司旗下天潤新能創新經理劉昊分析，隨著風機技術的進步和特高壓輸電工程的發展，西北風電的大基地平價項目將有很多新的發展空間；中東部地區將發展分散式風電；海上風電、海上工程和海上裝備的成本預計未來幾年將明顯下降，海上風電將迎來高速發展。
和君國有資本與國企改革研究中心專家任明濤介紹，海上風電與陸上風電相比有幾個優勢：一是距離用電負荷中心近。海上風電場一般都在沿海一兩百里處，離主要的經濟圈比較近，并且常年有風，不需要長距離運輸，符合用電負荷中心的需求。二是海上風機利用效率更高。在同等海拔，海上的風速要顯著高于陸上風速，海上風電風能資源的能源效益比陸地風電高20%~40%。三是海上風機不占用土地資源，不會對居民和生物產生太大影響。
——光伏成本大幅降低，集中與分布并重。
我國光伏產業經過20年的發展，已經實現了光伏制造業產量、裝機量和發電量三個世界第一，成為一張閃亮的“中國名片”。我國光伏產業頭部企業之一隆基綠能科技股份有限公司副總裁李文學認為，雙碳目標的提出，為光伏產業發展帶來了前所未有的歷史機遇。
李文學介紹，光伏產業多年來技術進步很快，超出人們預期。2008年，我國單晶硅片的市場價格約為100元/片，現在已降至3元多；組件當年30多元/瓦，現在是1.8元/瓦。光伏設備沒有轉動部件，運行維護簡單，大規模應用后，運維成本也較低。目前，光伏發電在全球絕大多數國家和地區是最便宜的電力能源。“將來技術繼續進步的空間還很大，成本還可能進一步降低。”
沈承勇認為，當前光伏產業的發展趨勢可以從兩個層面來看：一是從技術角度看，隨著儲能技術的進步，“光伏+儲能”會解決光伏電力不穩定的難題，減少對電網的沖擊；二是從經濟角度看，隨著光伏產業技術迭代發展，成本逐步降低，每度電的上網成本可以低至0.16元，即使政府不補貼，也可以在能源市場有很強的競爭力。“未來10年到20年，光伏是前景最明朗的新能源產業。”沈承勇的語氣充滿信心。
對于光伏產業集中式電站和戶用分布式兩種發展方式，沈承勇認為，未來這兩種方式需要并重發展，光伏集中式電站好比高速公路，戶用分布式光伏則可以看作省道、縣道，兩種發展方式有不同用途，一定會并存。
——光熱電站尚需尋求突破。
在新能源行業中，太陽能光熱發電是新型發電方式。其中熔鹽塔式光熱發電是目前較受歡迎的技術路線，原理是將太陽光通過鏡面集中反射到吸熱塔形成熱能，再通過傳統發電技術將熱能轉化為電能。
2016年，國家為了支持太陽能光熱發電產業，在全國推出了20個示范項目，分布在新疆、甘肅、青海等地。一相關投資人介紹，太陽能光熱發電產業鏈條長，屬于資金密集型、技術密集型產業，在短時間內很少有企業能正常投產。據不完全統計，此前的20個示范項目，截至目前僅有8個項目并網。這名投資人介紹，國內不少企業不掌握核心技術，只能作為承包商來進行項目建設。
——水電正形成梯級滾動開發之勢。
根據國家能源局的數據，截至2021年3月底，全國水電裝機容量約為3.71億千瓦。因開發規模最大、技術最成熟、經濟性最強，水電已成為我國目前最重要的清潔能源種類。我國不僅是水電大國，還是水電裝備大國，水電裝備國產化水平很高。
四川、云南是我國水電裝機規模最大的省份。目前，正在建設中的烏東德、白鶴灘，以及已經建成投運的溪洛渡、向家壩等四座水電站，將在金沙江下游河段形成4646萬千瓦裝機的水電集群。形成梯級滾動開發之勢后，金沙江下游水電站還將與三峽、葛洲壩電站聯合調度，發揮出巨大的綜合效益，標志著世界上最大清潔能源走廊初步建成。
當前，我國水電開發項目多位于川滇兩省，不過兩省的水電發展也面臨著一系列“新愁舊困”，特別是自“十二五”以來出現了水電大規模“棄水”問題。據國家能源局統計，2020年全國水電“棄水”主要發生在四川，四川又主要集中在大渡河干流，約占全省“棄水”電量的53%。與此同時，四川也面臨著缺電隱憂。
“一邊在'棄水'，一邊又缺電，這種矛盾反映出四川電力行業的結構性問題。”四川省能源局有關負責人解釋，四川水電“棄水”主要發生在汛期，缺電主要是因水電先天不足、“豐余枯缺”導致的冬季季節性缺電，以及成渝地區雙城經濟圈加快建設帶來的成都及其周邊的區域性缺電。
國網四川省電力公司副總工程師、調度控制中心主任李鎮義介紹，近年來，通過著力提升外送能力、促進本地消納、加大市場化交易力度等舉措，四川省花大力氣使“棄水”電量連續四年同比下降，水能利用率在2020年底達到了國家《清潔能源消納行動計劃（2018—2020年）》要求的目標。“十四五”時期，隨著成渝地區雙城經濟圈建設國家戰略的加快實施，川渝地區將成為高質量發展的重要增長極，電力供需形勢將在未來兩三年出現“拐點”。當前，急需加快推動連接川西水電群和成都負荷中心的1000千伏四川特高壓交流電網落地開建。
大連理工大學水利工程學院教授程春田認為，在電化學儲能技術的規模、經濟性、安全性目前尚不足以支撐上述需求的情況下，如何利用好世界獨一無二的水電資源稟賦，利用水電基地干流多個龍頭水電站巨大的梯級杠桿效應，通過梯級水電功能再造，加建季節性抽水蓄能電站，進一步提升水電靈活性，構建以水電基地為核心的國家、區域靈活性調節樞紐風光大規模集中消納技術體系，將是未來很長一段時間內實現我國雙碳目標的可靠和現實選擇。
也有不同觀點認為，水電會受到技術和可開發量的限制。由于前期國家對水電大規模集中開發較多，剩余水電可開發空間有限。隨著水電開發難度增加，綜合造價會逐步上升，開發規模會逐漸趨緩。加之生態、民生等因素，水電裝機增長空間有限。
——生物質發電成有益補充，也需“減污降碳”。
目前，可再生能源中裝機最少的是生物質發電。生物質發電作為可再生能源利用的一種形式，主要包括沼氣發電、垃圾發電等形式和技術。業內人士分析，作為新能源電源發展的有益補充，未來生物質發電裝機規模將呈緩慢上升趨勢，考慮到生物質發電同樣存在二氧化碳排放的問題，中期可能要“減污降碳”。
林伯強認為，可再生能源發電與儲能技術相結合，才是推動其大規模應用的關鍵。這種結合不僅可以有效提升可再生能源發電的可靠性和穩定性，同時可以降低電力系統的碳排放，推動雙碳目標實現。
河北省張家口市張北縣國家風光儲輸試驗示范項目基地 宋鵬濤攝
平價時代的新挑戰
國家能源局的數據顯示，2020年我國風電和光伏發電總量合計僅占當年發電總量的9%左右。在這樣的情況下，推動實現雙碳目標，除了要提升可再生能源裝機體量，還要提升其利用效率。
近日國家發改委發布《關于2021年新能源上網電價政策有關事項的通知（征求意見稿）》，明確提出2021年起對新備案集中式光伏電站、工商業分布式光伏和新核準陸上風電項目發電中央財政不再補貼。補貼“斷奶”后，新能源在供給側形成新的商業模式，在消費側建立更有利于促進可再生能源消納的電力市場，就成為提高利用效率的關鍵問題。
劉昊認為，從新一輪電改、新能源參與市場化交易以及最新發布的新能源上網電價政策所釋放的信號可以看出，新能源電價走進平價時代，將引導全行業尋找轉型的機會，發展更多的細分新型服務。對新能源企業而言，具備更強的風資源預測、發電量預測、政策研究、綠電銷售、碳資產交易能力，將尤為關鍵。
從消費側來說，作為社會用電主力的企業如何使用更多綠色電力是關鍵。記者調研發現，許多企業還不愿意主動消費綠色電力。有一些企業有購買綠電的意愿，這種意愿來源于上游跨國企業的要求。客觀來說，綠電存在一定的價格劣勢，消費成本相對較高。現在企業要用綠電，如果自己去建一個新能源電站，它們一般不愿意去做；如果從國家可再生能源信息管理中心購買“綠證”，也會額外增加企業的運營成本，所以近些年來“綠證”的推廣并不快。
清華大學中國碳市場研究中心主任段茂盛認為，國家停止新能源補貼后，新能源企業可以通過“綠證”來填補這部分空缺，但必須要讓消費企業通過使用綠電來獲得經濟上的收益。同時，要加強可再生能源配額管控，要求售電公司出售的電必須有一定比例的可再生能源是較為現實的選擇。
此外，多位受訪專家表示，隨著新能源占比快速提高，為消納新能源付出的系統成本將會明顯上升，電力系統源網荷儲各環節建設和運營成本都要增加，且新能源發電成本下降不能完全實現對沖。與此同時，社會各界對于降電價的呼聲和期盼仍然強烈。因此，未來需要著力疏解供應側成本上升與需求側降低用電成本的矛盾，努力實現電力安全、綠色、廉價三者的綜合平衡。