新能源直面“新難題”

◎ 文《法人》全媒體記者 李遼

2005年，伴隨著《中華人民共和國可再生能源法》的出臺，可再生能源發(fā)展進(jìn)入快車道。16年來，中國對新能源產(chǎn)業(yè)投入巨大，投資額位居全球第一。如今，在中國向世界提出雙碳目標(biāo)之際，中國新能源的裝機(jī)量、發(fā)電量以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈條的裝備制造能力和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢真正凸顯出來。但同時，新能源也面臨著一些“煩惱”。

光伏成本將邁入平價時代

在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的催促之下，可再生能源走入聚光燈下。

國家能源局此前公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，中國可再生能源發(fā)電裝機(jī)總規(guī)模達(dá)到9.3億千瓦，占總裝機(jī)的比重達(dá)到42.4%，可再生能源發(fā)電量達(dá)到2.2萬億千瓦時，占全社會用電量的比重達(dá)到29.5%。作為世界上最大的光伏應(yīng)用市場，我國光伏發(fā)電的新增裝機(jī)容量和累計裝機(jī)容量連續(xù)數(shù)年均位居世界第一。

在實現(xiàn)碳中和之路上，風(fēng)電、光伏等可再生能源唱響了主旋律。截至2021年，全國風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會用電量的比重將達(dá)到11%左右。4月19日，國家能源局更是首次提出，到2025年，風(fēng)電、光伏發(fā)電量占比要求達(dá)到16.5%左右的目標(biāo)。重要性不言而喻。

近年來，在技術(shù)進(jìn)步的帶動下，光伏組件的成本和能耗快速下降，“降本增效”效果顯著。2012年，光伏發(fā)電成本平均達(dá)到1元/千瓦時，到2019年已變成0.44元/千瓦時，平均每年下降0.08元/千瓦時。至今很多地區(qū)的大型光伏電站發(fā)電每度電成本已接近甚至低于當(dāng)?shù)厝济簶?biāo)桿電價。

2020年5月，通威集團(tuán)董事局主席劉漢元在接受媒體采訪時表示，作為全球光伏制造和應(yīng)用第一大國，我國在光伏發(fā)電方面更具成本優(yōu)勢，“我國新增光伏裝機(jī)項目約有2/3已實現(xiàn)平價上網(wǎng)，預(yù)計到2021年將全部實現(xiàn)平價上網(wǎng)。”隨著技術(shù)的推進(jìn)，未來光伏發(fā)電每度電成本仍有下降空間，將逐步邁入平價時代。

“從2010年到現(xiàn)在，成本下降了90%以上。如今光伏設(shè)備3至6個月的發(fā)電量就可以抵消之前消耗的所有能量。” 四川省金融學(xué)會綠色金融專業(yè)委員會委員汪軍預(yù)測，光伏平價上網(wǎng)已不可逆轉(zhuǎn)，純市場行為可以與火電正面競爭。5年左右，光伏的成本還可能下降1/3，成為人人用得起的能源。

根據(jù)光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2020年我國光伏市場累計裝機(jī)量為253吉瓦 （GW）。而央視報道預(yù)測，2060年光伏裝機(jī)容量將會是現(xiàn)在的70倍。產(chǎn)量釋放不足是目前光伏行業(yè)主要問題，若要達(dá)到預(yù)定的碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，預(yù)計未來光伏新增裝機(jī)量將保持20%—30%的高增速。

如今，光伏行業(yè)呈現(xiàn)寡頭態(tài)勢，漲價最厲害的上游硅料領(lǐng)域只有四五家頭部企業(yè)，而它們的產(chǎn)能在行業(yè)中占比超過了70%。通威旗下的永祥股份以生產(chǎn)硅料為主，2020年產(chǎn)銷量全球第一。“永祥現(xiàn)在有3個投資幾十億元的項目同時啟動，而且通威旗下還有一家公司專做電池片，2020年的產(chǎn)銷量也是全球第一。”汪軍表示，“在未來70倍的市場增長潛力下，一定還會涌進(jìn)更多的‘玩家’。”

海上風(fēng)電：備受矚目的能源“黑馬”

風(fēng)電作為清潔能源，與光伏地位相當(dāng)。2020年底，全國風(fēng)電累計裝機(jī)2.81億千瓦，其中陸上風(fēng)電累計裝機(jī)2.71億千瓦，海上風(fēng)電累計裝機(jī)900萬千瓦。陸上風(fēng)電將在明年實現(xiàn)平價。海上風(fēng)電雖然裝機(jī)規(guī)模占比仍然很小，但其增速達(dá)51.6%，發(fā)展勢頭迅猛。而今年又將是海上風(fēng)電“搶裝潮”的最后一年，估計其發(fā)展速度不會低于去年。

從明年起，“搶裝潮”落幕后，增速將回歸正常。但就近淺海而言，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的整體技術(shù)進(jìn)步必將推動成本逐年遞降。從事能源規(guī)劃長達(dá)近40年的專家蔡紹寬預(yù)測，海上風(fēng)電必將進(jìn)入勢不可擋的長期快速增長期：由于它與陸上風(fēng)光發(fā)電相比具有處于負(fù)荷中心、分散接入系統(tǒng)、年利用小時較高、電能質(zhì)量較好等優(yōu)勢，一旦實現(xiàn)平價上網(wǎng)中國近淺海海上風(fēng)電將呈現(xiàn)持續(xù)15年以上高速發(fā)展期，深遠(yuǎn)海的漂浮式海上風(fēng)電一定會給雙碳目標(biāo)做出較大貢獻(xiàn)。

蔡紹寬表示，據(jù)粗略分析，當(dāng)前可實施固定樁施工的海深已到50米，中國5米至50米水深、140米高度海域低空的海上風(fēng)電可開發(fā)裝機(jī)規(guī)模不小于7億千瓦（kW），平均年利用小時3500小時左右。

在不久的將來，海上風(fēng)電技術(shù)上走向成熟、經(jīng)濟(jì)上漸趨平價時，中國的海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)模前景將超越近淺海，會成為中國電力結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中值得期盼的一匹黑馬。

“怕冷”和“愛掉鏈子”：新能源也苦惱

然而，新能源的發(fā)展并非一帆風(fēng)順。前些年處于混沌期的光伏行業(yè)技術(shù)尚未企穩(wěn)。一些項目投進(jìn)去幾十億元，沒過多久技術(shù)就已落后，且技術(shù)迭代非常快，3年至5年就迭代一次。

“根據(jù)清華大學(xué)研究論文《中國光伏電池組件的生命周期評價》，2009年一個光伏組件需要幾年甚至近10年的發(fā)電量才能抵消之前消耗的能量，而光伏設(shè)備的生命周期只有25年，當(dāng)時很多人詬病光伏是高污染、高排放行業(yè)，并非清潔能源。”汪軍介紹，“很多‘前浪企業(yè)’因此死在沙灘上，現(xiàn)在光伏行業(yè)里的幾個‘老大哥’，當(dāng)年都是用其他行業(yè)的利潤填補(bǔ)光伏的‘坑’，堅持技改。2015年、2016年以后，光伏行業(yè)逐漸穩(wěn)健發(fā)展，2017年才普遍實現(xiàn)盈利。”

可見，新能源的發(fā)展如同長跑，現(xiàn)階段小有優(yōu)勢并不意味著可以沾沾自喜，需要持續(xù)投入保持技術(shù)領(lǐng)先。

而且受制于自然環(huán)境，兩者屬于間歇性電源，相對于火電來說并不穩(wěn)定，這從今年2月美國得州“電荒”中可窺一二：風(fēng)電和光伏因極寒天氣基本停擺，發(fā)電量占比從42%驟降到8%，約4000萬千瓦機(jī)組“掉了鏈子”。因此，當(dāng)前在應(yīng)對氣候變化問題上，大規(guī)模、高比例新能源接入與電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行之間的矛盾，已成為共性問題。

此外，更替整個電網(wǎng)系統(tǒng)是一個長達(dá)幾十年的漫長過程，同時更是碳中和路線的難點。