“30·60”碳達(dá)峰及碳中和承諾，為我國(guó)新能源跨越式發(fā)展吹響了號(hào)角。目標(biāo)已定，只待行動(dòng)。
01新能源大發(fā)展時(shí)不我待
我國(guó)已明確提出，到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。
中國(guó)工程院院士、原副院長(zhǎng)杜祥琬表示，實(shí)現(xiàn)碳中和要同時(shí)兼顧三要素：一是提能效降能耗；二是以高比例的新能源替代傳統(tǒng)的化石能源；三是增加碳匯實(shí)現(xiàn)碳移除。
在此背景下，相關(guān)機(jī)構(gòu)參考能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和電力結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)2030年全國(guó)電力需求約為10.1萬(wàn)億kWh。根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電光伏的平均利用小時(shí)數(shù)，這意味著2030年風(fēng)電光伏發(fā)電量合計(jì)應(yīng)達(dá)到1.8萬(wàn)億kWh，目前仍有9777億kWh的電量缺口。如果這些發(fā)電量缺口由風(fēng)光來(lái)提供，相應(yīng)風(fēng)光的總規(guī)模必須達(dá)到18億kW以上。
由此看來(lái)，我國(guó)提出的2030年，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦的目標(biāo)只是下限，而產(chǎn)業(yè)的內(nèi)在需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這一數(shù)值。
如果放眼2060年，按照清華大學(xué)張希良教授的預(yù)測(cè)，屆時(shí)電力總需求將達(dá)到15萬(wàn)億kWh。風(fēng)光新能源電量的缺口更加巨大。
根據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院發(fā)布的《中國(guó)能源電力發(fā)展展望》，2035年前后非化石能源總規(guī)模將超過(guò)煤炭。風(fēng)能、太陽(yáng)能在2030年以后成為主要的非化石能源品種，2050年占一次能源需求總量比重分別為26%和17%，2060年進(jìn)一步提升至31%和21%。
種種跡象表明，剛剛步入平價(jià)的風(fēng)電和光伏在“十四五”“十五五”期間，必須進(jìn)入加速增長(zhǎng)階段。
02風(fēng)光既相互協(xié)同又良性競(jìng)爭(zhēng)
過(guò)去十年，光伏發(fā)電成本下降了90%以上，風(fēng)電成本下降近70%，到2025年，我國(guó)光伏、風(fēng)電的平均上網(wǎng)電價(jià)將降低到0.25元/千瓦時(shí)。隨著生態(tài)環(huán)境更高的期望，我國(guó)煤電的綜合成本將越來(lái)越高，預(yù)計(jì)到2030年，僅煤電的生態(tài)環(huán)境成本將達(dá)到0.15元/千瓦時(shí)，這使得風(fēng)電、光伏相對(duì)煤電的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)更加突出。
在全國(guó)人大代表曹仁賢看來(lái)，相比于核能、水能等清潔能源過(guò)長(zhǎng)的籌備、建設(shè)期，風(fēng)光能源將成為最可獲得、最便利的綠色能源。隨著成本的大幅度降低，光伏、風(fēng)電必然將被大規(guī)模復(fù)制，成為無(wú)任何排放、無(wú)其他生態(tài)危害的自然能源，加上建設(shè)周期短，布局方便，容易分布式上網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)西北地區(qū)將集中建設(shè)大規(guī)模風(fēng)光儲(chǔ)基地，中東部地區(qū)將以分布式、分散式風(fēng)光發(fā)電為主，東部沿海地區(qū)以海上風(fēng)電和屋頂、幕墻光伏發(fā)電為主。2050年后，我國(guó)70%的電力將來(lái)自風(fēng)光發(fā)電，成為碳中和的主力軍。
無(wú)疑，在碳中和的目標(biāo)下，風(fēng)電和光伏將更好的發(fā)揮協(xié)同作用。從資源本身特性來(lái)說(shuō)，風(fēng)能和太陽(yáng)能具有時(shí)空的互補(bǔ)特征。太陽(yáng)能只有白天的時(shí)候可以用于光伏發(fā)電，凌晨和晚上風(fēng)電更有優(yōu)勢(shì)，太陽(yáng)能在夏季和秋季比較豐富，風(fēng)能則在冬季和春季比較豐富。利用風(fēng)能和太陽(yáng)能的互補(bǔ)性的特征，完全可以解決好新能源的間歇性和波動(dòng)性問(wèn)題。
不過(guò)，在共同發(fā)展、協(xié)同互補(bǔ)的同時(shí)，風(fēng)電和光伏之間的良性競(jìng)爭(zhēng)也不可避免。未來(lái)，哪種技術(shù)成本下降更快、并網(wǎng)更友好。在實(shí)現(xiàn)碳中和的過(guò)程中，就能發(fā)揮更大作用。
“應(yīng)該說(shuō)，二者各有優(yōu)勢(shì)。從風(fēng)電方面講，用電負(fù)荷是24小時(shí)，但光伏只有6-8個(gè)小時(shí)時(shí)間的供給，其他時(shí)間的供給都必須靠風(fēng)電進(jìn)行支撐。此外，風(fēng)電比光伏的利用小時(shí)數(shù)更高，意味著同等裝機(jī)容量的風(fēng)電發(fā)電量更高，對(duì)于提高風(fēng)光滲透率的作用是更為顯著?！睒I(yè)內(nèi)人士稱(chēng)。
“風(fēng)電產(chǎn)業(yè)作為清潔能源的重要力量之一，必將承擔(dān)更多責(zé)任，也必將迎來(lái)更大的發(fā)展空間?！眹?guó)家能源局新能源司相關(guān)負(fù)責(zé)人曾表示，“初步考慮，將更大力度推動(dòng)風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展；更大力度推進(jìn)風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)；更大力度健全完善風(fēng)電產(chǎn)業(yè)政策；更大力度促進(jìn)風(fēng)電消納；更大力度推動(dòng)規(guī)劃政策協(xié)同；更大力度推動(dòng)體制機(jī)制創(chuàng)新。
03新技術(shù)賦能推動(dòng)電力系統(tǒng)變革
號(hào)角雖然已經(jīng)吹響，然而，新能源大發(fā)展之路并不平坦。
2019年風(fēng)、光發(fā)電量?jī)H占我國(guó)總發(fā)電量的8.5%，電網(wǎng)企業(yè)能夠通過(guò)一些手段做到很好消納。但未來(lái)風(fēng)、光大規(guī)模開(kāi)發(fā)，高比例并入電網(wǎng)后，消納問(wèn)題該如何解決，系統(tǒng)安全如何保證？
業(yè)內(nèi)人士表示，伴隨風(fēng)電光伏的大發(fā)展，新能源消納和電力系統(tǒng)安全的矛盾突出，將對(duì)電力系統(tǒng)的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、運(yùn)行控制帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。當(dāng)前的電力系統(tǒng)是適應(yīng)以傳統(tǒng)化石能源為主的電力系統(tǒng)，而要適應(yīng)以高比例可再生能源為主，除了新能源自身的改變外，也需要整個(gè)電力系統(tǒng)的重構(gòu)。
因此，新能源規(guī)模的增長(zhǎng)，不僅取決于自身的技術(shù)進(jìn)步，在一定程度上也取決于整個(gè)電力系統(tǒng)的重構(gòu)速度。
為此，國(guó)家層面已經(jīng)提出，必須盡快完善清潔能源消納長(zhǎng)效機(jī)制，推動(dòng)低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。同時(shí)，推動(dòng)能源數(shù)字化和智能化發(fā)展，加快提升能源產(chǎn)業(yè)鏈智能化水平。
新能源業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在用儲(chǔ)能來(lái)平衡風(fēng)、光等可再生能源的波動(dòng)性的同時(shí)，更要通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，打通源網(wǎng)荷儲(chǔ)各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而助力可再生能源的高比例接入和使用。
“想要清除風(fēng)電行業(yè)發(fā)展路上的阻礙，光靠蠻力必然行不通。必須通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)字孿生、人工智能、智能制造等新興技術(shù)為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展賦能?！比患瘓F(tuán)副總經(jīng)理、三一重能數(shù)字化本部總監(jiān)彭旭說(shuō)。
平價(jià)時(shí)代的到來(lái)，是我國(guó)陸上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的新起點(diǎn)，也是產(chǎn)業(yè)全價(jià)值鏈合作的新契機(jī)。對(duì)于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)而言，要通過(guò)不斷創(chuàng)新的智能制造技術(shù)和精益管理手段進(jìn)一步降低成本，提供更有競(jìng)爭(zhēng)力，可以最小化度電成本的產(chǎn)品。
以風(fēng)電為代表的新能源不僅要在上網(wǎng)端平價(jià)，更要在未來(lái)做到使用端的平價(jià)。
實(shí)現(xiàn)碳中和，從中國(guó)承諾到中國(guó)行動(dòng)，風(fēng)電大有可為。
評(píng)論