北京市光伏發電開發建設的機遇與挑戰

摘 要：北京市屬于國家II類太陽能資源區，光伏發電已成為北京市開發利用條件較好的本地可再生能源利用形式之一。北京市已經明確提出“十四五”期間光伏發電新增裝機容量達到190萬kW的目標，在政策支持和規劃引領下，北京市光伏發電的開發建設面臨新的機遇和挑戰。對北京市光伏發電的發展現狀進行了介紹，對近期出臺的促進北京市光伏發電高質量發展的相關規劃和政策進行了解讀，并對未來北京市光伏發電開發建設面臨的機遇和挑戰進行了分析。研究結果表明：隨著北京市可再生能源替代和能源結構持續調整，光伏發電的開發建設得到了強有力的政策支持，具有可靠的補貼激勵，彰顯出較好的經濟效益和社會效益。北京市的光伏發電將會持續高質量發展，加快推動北京市的能源綠色低碳轉型，為實現碳達峰、碳中和目標貢獻力量。

關鍵詞：光伏發電；裝機容量；機遇；補貼；開發建設

中圖分類號：TM615 文獻標志碼：A

0" 引言

北京市的太陽能資源為“很豐富”，屬于國家II類太陽能資源區。2015年，北京市的光伏發電累計裝機容量為16.5萬kW，2021年增加到80.1萬kW，2022年則進一步增加至95.3萬kW[1-2]。可以看出，光伏發電已成為北京市發展最迅速的本地可再生能源利用形式。

本文對北京市光伏發電的發展現狀進行介紹及分析，對近期出臺的促進北京市光伏發電高質量發展的相關規劃和政策進行解讀，并對未來北京市光伏發電開發建設面臨的機遇和挑戰進行分析。

1" 北京市光伏發電的發展現狀及分析

1.1" 發展現狀

2022年，北京市光伏發電新增裝機容量為15.2萬kW，累計裝機容量達到95.3萬kW，該累計值與2021年相比增長了19%，與2015年相比增長了5倍以上[1]。截至2022年底，全市已有600多個工商業企業、300多所學校、2.5萬戶居民安裝并使用了光伏發電系統，年發電量達9.1億kWh[3]。2023年上半年，北京市光伏發電新增裝機容量為6.5萬kW；截至2023年6月底，北京市光伏發電累計裝機容量為101.8萬kW[4]。

2015—2023年北京市光伏發電累計裝機容量變化曲線如圖1所示。

北京市光伏發電以分布式光伏發電為主，其是北京市光伏發電整體裝機容量增長的主要增長源。截至2023年6月底，北京市分布式光伏發電累計裝機容量為96.7萬kW[4]；集中式光伏發電累計裝機容量為5.1萬kW，主要項目為密云集中式光伏發電項目（裝機容量為2萬kW）和龍慶峽集中式光伏發電項目（裝機容量為3.1萬kW）。

對北京市的分布式光伏發電項目進行分析，從應用領域來看，主要包括建筑樓宇光伏發電項目、基礎設施光伏發電項目、農村光伏發電項目、產業園區光伏發電項目；從商業模式來看，主要包括業主自建模式和合同能源管理模式；從用戶類別來看，主要包括居民戶用、公共設施用、企業和工商業用等。

1.2" 快速發展的原因

自2015年以來，北京市光伏發電裝機容量實現了5倍增長，主要得益于政策推動。在“十三五”時期，北京市積極支持光伏發電的推廣應用，全面推動光伏發電項目的開發，由此前的起步、示范階段進入了擴大應用階段；在北京市發展改革委于2016年發布的《北京市“十三五”時期新能源和可再生能源發展規劃》[2]中，明確提出新增電源建設將以新能源和可再生能源為主。另外，北京市光伏發電的快速發展還得益于補貼利好政策的有效“落地”，以及強勁的電力需求，可將本地的光伏發電、風電等新能源電力全額消納。同時，近年來中國光伏產業鏈上下游的發展迅猛，技術成熟，項目的平準化度電成本下降，也助力了北京市光伏發電的發展。

1.3" 存在的問題

目前，北京市光伏發電裝機容量的增速雖然尚可，但是與其他省份相比，其絕對量和增速均偏低，應清晰認識到這一問題，并對其進行分析。

1）增速低于同期其他省份。中國正在加快構建以新能源為主體的新型電力系統，截至2023年6月底，山東省的光伏發電累計裝機容量達到了4946萬kW，北京市的光伏發電累計裝機容量與其相比差距較大；即便是與同北京市面積和開發條件相當的天津市相比也有不小差距[4-7]，“十三五”和“十四五”時期北京市與天津市的光伏發電累計裝機容量的對比如圖2所示。

2）可開發利用資源的制約因素多?？傮w來看，北京市的土地資源相對稀缺。郊區屬于生態紅線外的可用空地較少，雖然城市建成區的面積可觀[8]，但大部分建筑在建設初期未考慮建筑與光伏發電融合發展的問題，導致建筑屋頂結構不適宜進行光伏發電開發建設[9]。大型地面停車場之類可以開發光伏發電的區域數量有限，且由于北京的生態環境建設力度大、綠化推進較好，這些區域大部分種有植被，存在“綠光矛盾”的問題，并未給光伏發電的開發建設留下足夠空間。由于以上原因，光伏發電項目業主每處可利用的土地資源能夠開發的光伏發電項目規模小，預期收益有限，從而降低了部分業主的開發意愿。再加上產權、融資，以及光伏發電項目各相關方對項目的認知差異[10]等影響因素，造成北京市光伏發電的發展情況落后于天津市、上海市等可比較城市，無法滿足本地光伏發電開發建設的需求。

2" 北京市光伏發電發展的展望

2.1" 北京市政策推進光伏發電高質量發展

2022年，北京市人民政府印發的《北京市“十四五”時期能源發展規劃》[11]指出，到2025年，北京市可再生能源發電新增裝機容量要達到217萬kW左右，累計達到435萬kW，在本地電源裝機容量中的占比將由2020年的16.6%提高到2025年的28%左右。

根據北京市碳達峰碳中和工作領導小組辦公室發布的《北京市可再生能源替代行動方案（2023—2025年）》[12]，2025年，北京市光伏發電累計裝機容量將達到251萬kW，其在新能源和可再生能源發電裝機容量中的占比將達到57.7%，將比2020年時的占比提高29.5個百分點。

2023年，北京市發展改革委、北京市規劃和自然資源委員會等4部門聯合發布了《關于印發推進光伏發電高質量發展實施意見的通知》（京發改[2023]315號）[13]，明確提出光伏發電的資源潛力大、技術成熟，是北京市開發利用條件最好的可再生能源應用形式之一；應統籌城市規劃建設管理和光伏發電高質量發展，“十四五”時期，力爭實現全市光伏發電新增裝機容量達到190萬kW。

2022年，北京市人民政府發布了《北京市碳達峰實施方案》[14]，要求新建公共機構建筑、新建園區、新建廠房屋頂的光伏發電覆蓋率不低于50%。另外，《國務院關于支持北京城市副中心高質量發展的意見》（國發[2021]15號），提出北京城市副中心新建大型公共建筑將安裝光伏發電設施作為強制性要求，且其他重點功能區及城市更新重點項目應參照此要求。

除市級政府部門以外，各區各部門也紛紛出臺了關于光伏發電開發建設的具體方案。2023年7月，北京市農業農村局、北京市發展改革委聯合發布了《關于印發〈北京市農業農村減排固碳實施方案〉的通知》（京政農發[2023]34號）[15]，提出開展光伏微電網應用，并示范推廣“光伏+農業”模式。2023年7月，北京市朝陽區人民政府發布了《北京市朝陽區生態文明建設規劃（2023—2035年）》[16]，提出實施可再生能源發電工程，積極推動區內開展以街鄉或園區為單位的整區屋頂分布式光伏發電試點工作，建設“光伏+儲能”的分布式可再生能源發電“零碳園區”項目和一批以“自發自用”為主的光伏發電“零碳設施”項目。推進公共機構能源利用綠色低碳轉型，充分利用建筑屋頂、立面、車棚頂面等適宜場地空間，安裝光電轉換效率高的光伏發電設施；鼓勵有條件的公共機構建設連接光伏發電、儲能設備和充放電設施的微網系統，實現高效消納利用；推廣光伏發電與建筑一體化應用。

為分解落實“2025年北京市光伏發電累計裝機容量達到251萬kW”這一目標，對各應用場景領域的具體要求是：到2025年，新增“陽光園區”光伏發電裝機容量達90萬kW；新增“陽光惠民”光伏發電裝機容量達40萬kW；新增“陽光基礎設施”光伏發電裝機容量達30萬kW；新增“陽光鄉村”光伏發電裝機容量達10萬kW；新增“陽光商業”光伏發電裝機容量達10萬kW；新增“陽光公共機構”光伏發電裝機容量達10萬kW[12]。

2.2" 北京市經濟基本面長期向好，電力需求內生增長空間廣闊

2020年，北京市全社會用電量為1140億kWh，較2015年增長了19.6%；最大電力負荷為2356萬kW，較2015年增長了26.95%。預計2025年北京市全社會用電量為1400億kWh，最大電力負荷為3300萬kW[5]。在通過推動本地燃氣電廠增強機組調峰能力、持續完善外受電通道和優化城市電網的網架結構來提升北京市的電力保障能力和填補北京市本地用電缺口的同時，北京市本地可再生能源的開發利用規模也將持續快速提升。

從北京市本地資源稟賦來看，與風電、水電、生物質發電相比，光伏發電的開發具有較大優勢，北京市應積極擴大其應用規模。從規劃增量來看，根據《北京市可再生能源替代行動方案（2023—2025年）》[12]，到2025年，北京市風電裝機容量計劃新增11萬kW，生物質能發電裝機容量計劃新增16萬kW，水電計劃恢復發電6萬kW，而光伏發電裝機容量計劃新增190萬kW（累計裝機容量達到251萬kW），相比具有明顯優勢。根據《北京市碳達峰實施方案》[14]，到2030年，北京市的太陽能發電、風電累計裝機容量應達到500萬kW。

由此可以預見，2025—2030年北京市對綠電的需求廣闊，光伏發電裝機容量增長部分依然可以保證全額消納。

2.3" 北京市的“雙碳”目標有利于光伏發電的開發建設持續發展

中國已經提出二氧化碳排放力爭在2030年前達到峰值、2060年前實現碳中和的目標。北京市作為中國的首都和世界首個“雙奧之城”，具備能源綠色低碳轉型的良好基礎和條件，有能力、有責任在中國碳達峰、碳中和行動中發揮示范引領作用，在全球共同應對氣候變化過程中彰顯負責任的大國首都形象。在“雙碳”目標的指引下，光伏發電在綠色北京戰略中的支持作用更加凸顯，未來北京市的光伏發電開發建設會持續加強和發展。

2.4" 明確補貼政策以提升項目的投資回報率

根據北京市發展改革委、北京市財政局等部委聯合發布的《關于印發推進光伏發電高質量發展支持政策的通知》（京發改規[2023]4號）[17]，北京市的光伏發電補貼政策有兩種補貼形式。其中一種是針對符合條件且在2025年12月31日前并網發電的光伏發電項目，由市級財政資金給予支持，分類進行補貼，每個項目自并網時間起補貼5年，具體補貼標準如表1所示。另一種補貼形式是通過市政府固定資產投資給予支持，分類進行補貼，具體補貼標準如表2所示。

需要說明的是，市級財政資金和市政府固定資產投資這兩種補貼形式對同一項目不重復支持，投資方應根據光伏發電項目的具體情況進行合理選擇；光伏發電項目應在北京市行政區域內完成備案，并于2022年1月1日—2025年12月31日期間完成并網發電。

3" 北京市光伏發電開發建設面臨的機遇和挑戰

3.1" 光伏發電在電力供應能力和電力系統安全方面尚有不足

光伏發電系統是經過逆變環節后并網，其功率特性、運行特性與常規電源均不同，具有抗干擾性弱、慣性低的特性[18]。

太陽光的自然屬性為“極寒無光、晚峰無光”，再加上受天氣、環境等因素的影響，導致光伏發電系統的出力具有波動性、間歇性的特征，光伏發電規模增大給電力系統的穩定運行帶來了新的課題。

3.2" 獲取開發用地的成本居高不下

開發分布式光伏發電項目需要獲取的用地一般包括可開發的建筑屋頂、建筑立面、車棚頂面、空地等資源，例如：北京能源國際控股有限公司（下文簡稱為“京能國際”）的北京豐臺站分布式光伏發電項目，其實景如圖3[19]所示。但由于北京市的土地貴、產權、安全等各種原因，造成這些用地資源不易獲得，成為北京市光伏發電開發路上的一大難題。

3.3" 安全問題和綠色處置廢舊光伏組件問題

未來北京市光伏發電的開發建設會進一步拓展與建筑、農業、儲能等相結合的應用場景，由此也會帶來新的安全風險，需要針對各應用場景中新的安全隱患采取妥善措施。

隨著光伏發電裝機容量的增長和生態環保意識的進一步增強，廢棄光伏組件處理缺乏合理技術手段和成熟商業路線[20]的問題將受到重視，北京市也需要考慮綠色處置廢棄光伏組件的問題[21]，從而實現光伏發電的全周期安全、綠色發展。

3.4" 未來可能的發展機遇和應用展望

未來，隨著光伏組件光電轉換效率的提升和科技北京戰略引領下光伏發電新技術的推廣應用，將為北京市的光伏發電發展帶來新的機遇。隨著光伏發電技術進步和成本降低，可進一步降低光伏發電項目的平準化度電成本。

在此背景下，北京市適時出臺了DB11/T 1773—2022《分布式光伏發電工程技術規范》、DB11/T 2037—2022《光伏建筑一體化設計要求》等地方標準。未來除了更加規范和安全地利用既有屋頂資源之外，新建建筑在設計初期可以與光伏發電統一規劃，采用一體化設計并同步施工，從而可以一定程度地緩解用地資源的制約。這些都為光伏發電與建筑融合發展提供了廣闊前景。

同時，未來北京市應結合自身城市特點，更廣泛地擴展分布式光伏發電的應用場景。例如：探索光伏發電在建筑幕墻、院落圍墻、聲屏障、高速公路邊坡等場景的應用；在農業園區發展更具特色和經濟性的“光伏+農業”項目；在關停和廢棄礦區、垃圾填埋場等生態約束小的地點嘗試采用光伏發電模式進行綜合治理和生態修復等。

北京市在積極大力推進本地光伏發電開發建設的同時，也應理性面對本地光伏發電開發利用規模無法滿足本地的綠電需求這一現狀，通過簽訂《京蒙“綠電進京”框架合作協議》、在市域外建設可再生能源基地等，實行“內外并重、協同推進”的策略，同時可以大幅促進虛擬電廠的發展，聚合大量內外分布式電源、對外等效運行。

北京市的電力需求對于其光伏發電消納能力而言是一個長期優勢，因此若光伏發電的開發融合“多能互補”一體化和“源網荷儲”一體化，與電動汽車和各種儲能、氫能等形式相結合（例如：北京能源集團有限責任公司下屬北京京豐燃氣發電有限責任公司的光伏發電停車棚與電動汽車充電樁融合項目，見圖4），以及參與電力市場化交易、碳交易等，可能會一定程度增加投資收益，這些應用模式有待業界同行們共同探索。

4" 結論

本文對北京市光伏發電的發展現狀進行了介紹，解讀了近期出臺的促進北京市光伏發電高質量發展的相關規劃和政策，并對未來北京市光伏發電開發建設面臨的機遇和挑戰進行了分析。研究結果表明：隨著北京市可再生能源替代和能源結構持續調整，光伏發電的開發建設得到了強有力的政策支持，具有可靠的補貼激勵，彰顯出較好的經濟效益和社會效益。北京市的光伏發電將會持續高質量發展，加快推動北京市的能源綠色低碳轉型，為實現碳達峰、碳中和目標貢獻力量。

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OPPORTUNITIES AND CHALLENGES IN THE DEVELOPMENT AND CONSTRUCTION OF PV POWER GENERATION IN BEIJING

Shen Zhengchao

（Beijing Jingfeng Gas fired power Co.，Ltd.，Beijing 100074，China）

Abstract：Beijing belongs to the national Class II solar energy resource area. PV power generation is one of the local renewable energy application forms with good development and utilization conditions in Beijing. Beijing has clearly set the goal of increasing the new installed capacity of PV power generation to 1900 MW during the 14th Five-Year Plan period. With policy support and planning guidance，the development and construction of PV power generation in Beijing will have new opportunities and challenges. This paper introduces the current development situation of PV power generation in Beijing，interprets the relevant plans and policies recently introduced to promote the high-quality development of PV power generation in Beijing，and analyzes the opportunities and challenges faced by the future development and construction of PV power generation in Beijing. The research results show that，as the renewable energy substitution and the continuous adjustment of energy structure in Beijing，the development and construction of PV power generation have strong policy support and reliable subsidy incentives，and demonstrate good economic and social benefits. The PV power generation will continue to develop with high-quality in Beijing，accelerating the city's green energy and low-carbon transformation，and contributing to achieve emission peak and carbon neutrality goals.

Keywords：PV power generation；installed capacity；opportunities；subsidy；development and construction