光伏和風電是主要的新能源品種,未來光伏和風電的競爭關(guān)系備受關(guān)注。在“碳達峰、碳中和”的大戰(zhàn)略之下,光伏和風電的發(fā)展需從系統(tǒng)的角度去考量,如何以系統(tǒng)最優(yōu)的方式開發(fā)新能源并滿足“碳達峰、碳中和”的需求值得重點關(guān)注。
整體來看,我國未來的新能源開發(fā)格局將是以集中式和分布式并舉的方式,這一整體發(fā)展格局在《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和 2035年遠景目標綱要》中得以明確,而這一格局的確立是由我國新能源資源和負荷中心的逆向分布所決定的。具體而言,我國陸上光照資源和風資源較好的地區(qū)主要分布在“三北”和西南地區(qū),而負荷中心集中在東中部地區(qū),因此,在資源豐富的“三北”和西南地區(qū)建設大型的新能源基地、在東中部負荷中心著力發(fā)展分布式新能源,構(gòu)成了我國陸上新能源開發(fā)的整體格局。
此外,東南沿海的風資源豐富,適合發(fā)展基地型的海上風電。結(jié)合位于“三北”和西南的陸上新能源基地和位于東南沿海的海上風電基地,形成了圍繞東中部負荷中心的新能源基地群??紤]資源和土地等因素,大基地模式將是我國未來新能源集中式開發(fā)的主要模式,而陸上新能源基地的開發(fā)一般依賴于輸電通道將電力輸送至負荷中心,為了平抑新能源基地的出力波動、提升輸電通道的利用率、降低受端電網(wǎng)的調(diào)峰壓力,目前規(guī)劃的陸上新能源基地主要采用多能互補的模式,以尋求系統(tǒng)的最優(yōu)?!叭薄焙臀髂系貐^(qū)是國內(nèi)富集風資源和光照資源的重疊區(qū),光伏和風電不僅在日內(nèi)具有出力的互補性,也具有季節(jié)性的出力互補性,適合采用風光互補的開發(fā)模式。“十四五”規(guī)劃綱要披露的 9個擬規(guī)劃建設的可再生能源基地均采用了風光打捆的模式。
在分布式這一端,目前分布式光伏相對比較成熟,2020年全國分布式光伏新增裝機約15.5 GW,占國內(nèi)光伏新增裝機總量的 27.7%,其中主要構(gòu)成是戶用分布式。
分散式風電的發(fā)展速度相對緩慢,但 2019—2020年各省出臺了大量的分散式風電項目,2021年將是分散式風電的搶裝年,有望加快分散式風電的發(fā)展進程。根據(jù)國家能源局發(fā)布的《關(guān)于 2021年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設有關(guān)事項的通知(征求意見稿)》,2021年將啟動“千鄉(xiāng)萬村馭風計劃”和“千鄉(xiāng)萬村沐光行動”,表明在分布式這一端風電和光伏也是協(xié)同開發(fā)的?;谝陨戏治觯覀冋J為未來陸上新能源的開發(fā)將是“風光并舉”的模式,旨在尋求系統(tǒng)最優(yōu);光伏和陸上風電都有美好的明天。對于海上風電,目前依然需要補貼支撐,高成本也是其被市場詬病的地方。但縱觀國家規(guī)劃布局的“十四五”期間的新能源基地,多數(shù)沿海省份都規(guī)劃了海上風電基地,廣東等地已經(jīng)明確在“十四五”期間對新建的海上風電項目給予省級補貼。
這種看似違背經(jīng)濟性原理的布局背后有其合理性。
首先,海上風電具有很大的降本潛力。例如,目前國內(nèi)正在建設的海上風電項目采用的風電機組以 5~6 MW單機容量的機組為主,而歐洲主流的海上風機企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出超過 10 MW 的機組。目前國內(nèi)企業(yè)也正在開發(fā)10 MW 及以上的機組,大兆瓦機組將產(chǎn)生巨大的降本效應,這一點已經(jīng)在陸上得以驗證;按照業(yè)內(nèi)預測,“十四五”期間國內(nèi)海上風電將實現(xiàn)平價。
其次,海上風電具有靠近負荷中心、不占用土地、發(fā)電利用小時長等顯著優(yōu)點,多數(shù)沿海省份為用電大省,且經(jīng)濟較發(fā)達、土地較稀缺,發(fā)展集中式新能源則土地可能成為瓶頸,分布式新能源又難以形成足夠的電量支撐,在考慮電源供應保障的情況下,海上風電可能是一個優(yōu)選方案。因此,從中長期看,國內(nèi)海上風電的前景是廣闊的。
“十四五”期間新能源總裝機倍增,新增裝機平穩(wěn)增長。
2020 年,我國總發(fā)電量同比增長約 4.1%,對應的增量發(fā)電量約 0.3 萬億度電,其中火電貢獻增量電力的約 43%,風電和光伏合計貢獻增量電力的 33%。在“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略的引領之下,我國將從以煤電為主的電源結(jié)構(gòu)向以新能源為主的電源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。從中短期看,這一過程伴隨的是增量電力逐步地實現(xiàn)主要由新能源裝機提供、煤電機組裝機規(guī)模達峰。
在 2030年前實現(xiàn)碳達峰的目標指引之下,新能源的開發(fā)節(jié)奏與達峰時間、峰值的碳排放量以及用電增速等諸多因素有關(guān)。參考全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織的情景假設,即2028年實現(xiàn)碳達峰、峰值的二氧化碳排放量約 109億噸、當年非化石能源占一次能源消費約 27%,在此情景之下,煤電機組裝機規(guī)模將在 2025 年達峰,后續(xù)煤電裝機規(guī)模開始回落。按照全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織的情景假設以及相關(guān)預測,2025年我國總的發(fā)電量規(guī)模將達到 9.3萬億度電(基于“十四五”期間發(fā)電量復合增速約 4%估算),到“十四五”末,我國光伏+風電的裝機規(guī)模將達到 11億千瓦,較2020年實現(xiàn)翻倍增長,相當于“十四五”期間年均凈新增光伏、風電裝機 114 GW,較“十三五”期間增長 54%。實際上,“十四五”期間光伏和風電各自的新增裝機受用電增速、是否發(fā)生對存量煤電的替代等因素影響,可能存在一定的波動區(qū)間。
短期來看,預計 2021 年國內(nèi)光伏+風電新增裝機有望達到 0.9 億千瓦以上。
根據(jù)國家能源局發(fā)布的《關(guān)于公布 2020 年風電、光伏發(fā)電平價上網(wǎng)項目的通知》,2020 年光伏平價項目規(guī) 模 33.05 GW,考 慮 2019年第一批光伏平價示范項目14.78 GW 以 及 2020 年 競 價轉(zhuǎn) 平 價 項 目8 GW,2019—2020年出臺的平價項目合計約55.8 GW。根據(jù)政策要求,這些平價光伏項目須于 2021年底前并網(wǎng),未在規(guī)定時限內(nèi)并網(wǎng)的項目將從 2019 年第一批、2020 年光伏發(fā)電平價上網(wǎng)項目清單中移除。結(jié)合考慮戶用、特高壓配套以及 2021年新出臺的平價項目,估計 2021 年國內(nèi)新增光伏裝機持續(xù)增長,有望達到 55 GW 以上。
2021 年底將是國內(nèi)分散式風電、海上風電項目、2019—2020 年新核準的陸上風電項目獲得補貼的并網(wǎng)截止時間,相關(guān)項目面臨搶裝。結(jié)合考慮平價基地和常規(guī)平價項目、部分 2020 年結(jié)轉(zhuǎn)至 2021 年的項目,預計 2021 年國內(nèi)新增風電裝機規(guī)模將超過 35 GW?;凇笆奈濉逼陂g用電需求增速平穩(wěn)以及新能源在增量電力環(huán)節(jié)逐步對煤電進行替代等假設,整體判斷“十四五”期間國內(nèi)光伏和風電新增裝機將呈現(xiàn)平穩(wěn)增長的態(tài)勢。