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可再生能源的过去、现在和未来

风电观察发布时间:2022-07-05 10:24:46

6月1日,国家发展改革委、国家能源局、财政部、自然资源部、生态环境部、住房和城乡建设部、农业农村部、中国气象局、国家林业和草原局发布《关于印发“十四五”可再生能源发展规划的通知》。这份文件是今年截止到目前指向性最强、内容最详尽、参与部门最多、指导意义最强的新能源发展规划性文件。在文件中,风电占据了很大的篇幅,详细规划了我国未来几年的风电发展路线。换一种说法,在这篇文件中,我们能看到一篇完整的“十四五”风电版图。本文中将从现状、发展方针、发展目标几个方面对《规划》中的风电部分进行提炼和解析。

Part1.现状

在文件中,官方再一次肯定了我国风电产业的发展,分别从不同层面上对我国风电发展现状进行了概括。 

但我国新能源产业发展还存在一些现实问题。由于我国是个长期以化石能源为消费主体的人口大国,能源消费总量很高,虽然我们现存的新能源设施总量已位居世界前列,但是把新能源发电量放到总体中来看,其实消费比重并不算高。

此外,我国新能源消纳问题还比较严重,集中体现在内蒙古、青海、西藏等地广人稀、距离负荷中心距离较远的新能源装机大省,在新能源增速进一步提速的背景下,个别几个省份的消纳任务只会越来越重,消纳水平长期难以匹配发电能力会造成非常严重的资源浪费,也会给投资方造成经济损失。

并且,我国风力发电配套产业链目前已不存在直接的技术关卡,但非技术性的成本仍旧过高,主要包括土地租金及税费、并网成本、融资难等问题,这些问题仍旧在影响电场收益,阻碍行业发展。从根本上来看,社会各部门对新能源发展的支持性措施还不够完善,电场建设过程中的商业模式还不够完善,不能高度适配新能源项目建设的特性。

总而言之,我国风电产业已经具备了跃升下一发展阶段的硬件条件,但是与之相配的政策、制度、保障机制、商业模式、配套标准还不甚完善。而这一部分问题,将会成为我们实现“十四五”能源发展目标的最大阻力,也将成为我们未来几年之内的重点攻坚对象。文件中指出,我国可再生能源正处于重要的战略机遇期,其中以风电、光伏为首的新能源正处于快速发展阶段,其经济性不断凸显,正在加速扩张在能源消费总体中所占的比重。储能技术、跨地区输电技术的不断发展将会为新能源产业带来崭新的市场环境,这对于风力发电这种大容量、高产出、高成本的新能源发电方式而言是一个难得的历史机遇,也是一个全新的挑战。

十四五期间,我国风电正处于平价上网的拐点,将要全面无补贴进入平价,甚至低价化市场。大规模开发和高比重消两手抓,还要保证电源的安全可靠。既要多,也要稳,还要把好刀用在刀刃上,更得把好刀用出优势来。从目前的市场现状来看,想要达到这个标准并不容易,主要是成本问题无法掌控。

首先风电机组部件受大宗产品价格上涨影响很大,零部件进一步降本的空间很小,虽然各家厂商已经在增加单机容量这条路上“开足马力”,但是效果并不算太明显,毕竟技术的更迭具有周期性,即使加大投入,也需要很大的时间成本。从去年年末开始,风电迎来了新一轮价格战,以陆上风电为主要战场,海上风电为次要战场,进行了新一轮的降价。很多厂商决定出海,争取存量巨大的海外市场,有很多厂商参与储能和光伏市场,增强企业的抗风险能力,更多的是在产业链上下功夫,通过对风电基地进行布局来形成地缘上的优势,从而实现进一步的降本。无论是哪种方式,对于风电产业链而言都是在以变革谋发展,通过改变原本传统的经营方式来应对时代赋予这个行业的新的要求。

价格战的压力主要落在厂商的身上,但新增装机容量和消纳比重的难题则是由地方政府来承担。今年开始,国家对沙漠、戈壁、荒滩的风电建设要求不断加码,要求风光大基地项目加快推进,这也就意味着未来将会有更多的发电总量有待消纳。从目前国内风电整机及零部件的生产能力来看,应对风光大基地建设带来的挑战并不是一件难事,限制新能源大基地发展的主要问题还是消纳能力比较低,弃光弃风严重。目前消纳问题的解决主要存在几个思路,第一,通过扩大需求量,在当地促进其他产业发展,将富余负荷纳入使用的同时为当地创收。第二,通过跨地区输电、新能源电制氢等方式将富余负荷跨地区进行消纳。第三,通过光伏、风电及其他发电方式相互配合调峰的方式降低并网难度,增强新能源电的适用性,还可以配合储能,在发电高峰期对电能进行存储。这几种方式都有很强的实用价值,但是目前储能技术、风电制氢、长距离输电等技术发展水平还比较有限,成本仍旧过高,不完全具备大规模投入市场化使用的条件。这些技术的更进和投用的商业模式,也将成为“十四五”期间的重点难点。

Part.2发展方针

文件为新能源产业规划了未来几年的发展原则,确定了基本发展方向。 

既然可再生能源这么烧钱,那我们为什么还要发展可再生能源呢?因为我国是个人口大国,且长期以化石能源为能源消费主体,随着经济社会的不断发展,维持现在的能源体系,只会 让年碳排放量继续上升,长此以往不仅会造成生态破坏,还会过分透支化石能源的存量。既然如此,可再生能源的发展就立足于生态,生态友好性被烙在了可再生能源的DNA里。如果可再生能源不能与生态相协调,那么也就失去了其根本。

一个产业存在并保持发展的基础便是市场。在早些年间,为了培育新能源产业,国家对可再生能源项目投入了大量补贴,时至今日,无论在技术上还是产品上,可再生能源产业已经完成了从0到1的跨越。在这个关健节点,市场化的参与决定了这个产业是否能够做到从1到2甚至是从2到3。从“十四五”开始,国家转变了对可再生能源产业的帮扶方式,从授之以鱼,转变成授之以渔,充分调动国土、环保、水利、财税、金融等社会各方资源,为可再生能源产业发展提供支持。除此之外,更要从行业本身来入手,充分发挥国家以及地方的政策指导作用,对产业进行引导,同时促进产业创新发展模式,使商业模式与技术发展水平相匹配,在已有基础上实现最大限度的为可再生能源产业创造发展动能。

除了对可再生能源产业进行培育以外,更重要的是通过可再生能源的大量加入,对我国能源体系进行着整体转变。首先,从集中向集中与分散结合转变,实现电源的去中心化,进一步减少输电成本,加强我国能源体系的抗风险能力。同时,通过技术的更迭,丰富可再生能源的发电场景,使可再生能源电场适配于各种环境及天气,充分调动我国的自然资源,提高部分地区的发电能力。但是这种能源分布模式难免会面临偏重的问题,可再生能源对环境的要求相对较高,在一些地广人稀的地区发电能力将会更强,这也就造成了多年以来都没有得到解决的可再生能源大省弃光弃风问题吧。在资源丰富的地区,绿电被白白浪费,在负荷中心却不具备大规模开发的条件,从而保持原有的资源消费方式,并不能从根本上解决我国的能源消费问题。所以,跨距离输电得到了广泛的关注,通过电能外送的方式可以进一步完善我国的资源版图。

但是就地消纳和长距离消纳相结合的方式对电源的要求将会更高,电网与电源之间要达到充分且有效的配合,才能实现动态平衡的电力系统版图。同时,为了克服可再生能源发电量的波动性,通过储能技术和火电调峰技术对可再生能源进行调峰,增强可再生能源的安全性,减少可再生能源并网的难度。为了保证可再生能源与各方面要素适配,要对可再生能源发展进行有序的监控和统一规划,调动更多的科技手段对电网中的各个要素进行实时监控保证电网安全。为了实现这样的“动态平衡”,我国推进源网荷储建设,总而言之,改变源、网、荷、储的信息孤岛状态,进而实现资源最大限度的有效利用,减少因信息滞后而造成的浪费。

Part.3发展目标

根据《“十四五”可再生能源发展规划》可知,到2030年我国非化石能源消费占比达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。

这就要求到2025年,非化石能源消费占比达到20%左右,同时文件中还对各方面目标进行了详细规划。 

根据早前国家能源局披露数据可以得知以下内容。 从以上数据可以看出,从宏观上来看,我国可再生能源稳步上升,以目前的增长速度,不难达到2025年的发展目标。

但是根据国家能源局披露的官方文件我们可以发现,保持稳步上升的态势对于风电产业而言并不算一件易事。首先,在2021年风电新增装机总量中,中东部和南方地区占比约61%,“三北”地区占39%。风光大基地新增容量增长速度见缓,沿海地区海上风电增长速度加快,接近负荷中心的小型能源基地和分散式风电增长速度略升。

从地区发电总量上来看,福建、蒙西、云南利用小时数较高,对比三月份全国新能源并网消纳情况,蒙西一季度风电利用率仅有89.2%,甘肃、青海、新疆一季度风电利用率均低于9。不难发现,早年间风电“爆火”的大省,如今均已面临消纳难题。

根据以上现实情况,我们可以猜测,在未来几年中,风电将要彻底离“能建则建”的时代远去。场景化、定制化的风电项目将要海量涌现,分布式项目将会增量明显,更多种类的风电项目将会成为重点的攻难对象。这也意味着,风电项目的技术成本将会上升,倒逼单机容量向大容量发展,整机抗风沙、抗冰冻等场景化功能将会进一步发展。除了这一部分暂时还没有全面打开的市场以外,大基地项目也会继续加大建设力度,近年来柔性输电工程、风电制氢技术已经不再像前些年那样“高深莫测”,甚至在特殊情景下展现出了其特有的经济性。随着储能的进一步推广,输电和储能技术的进步,大基地的开发更要有迹可循、合理安排、统一调度,在消纳的基础上进一步打开存量。除此之外,值得一提的是,智慧能源、物联网技术的进一步发展大大降低了大规模基地的运维管理难度,为大基地项目发展提供了可观的技术支持。

总而言之,在传统模式下建设的风电项目将会越来越少,同时会有更多个性化、定制化的项目纷纷涌现,这一过程必然会给产业链带来巨大挑战,同时也将为全面平价后的风电市场带来新的生机。虽然在“十四五”期间还有很大的新能源增量要求,但新增的部分已经在悄然发生变化,对整个行业来说,或许会带来全新的业态。在“十四五”期间,风电产业将会面临一次前所未有的变革,在保持新增容量增速的基础上,赚点发展形势,提高发展质量,使其对新型电力系统建设的影响更加凸显。国家对风电产业寄予厚望,更是证明了我国风电已经彻底实现了独立自主,有能力也有底气跨入下一个历史阶段。


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