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中国可再生能源发展领先全球

2023-11-10石儒标高鹏飞

生态经济 2023年11期
关键词:储能风电发电

石儒标,高鹏飞

(新疆大学 马克思主义学院,新疆 乌鲁木齐 830046)

内蒙古草原上的风力发电设备/Pixabay

自党的十八大以来,我国不断加快可再生能源产业布局,十年间取得了突出成就,不仅可再生能源装机规模位居世界首位,技术创新能力也不断增强,特别是储能技术已占得先机。如今,百年未有之大变局正加速演进,国际形势风云激荡,气候危机不断加剧,能源安全已成为全球最重要和最紧迫的挑战之一。随着《巴黎协定》的全面落实,全球已有超过140 个国家和地区提出了碳中和或零碳目标,推进可再生能源及低碳发展已经成为国际社会的共识。在这种情况下,我国抢先布局,在可再生能源产业和技术等领域加速领跑,这对于改善能源结构、应对气候变化等必将产生深远的影响。

我国可再生能源装机规模世界第一

可再生能源作为绿色低碳能源,是实现经济社会发展绿色转型及能源结构绿色化的重要载体,在应对气候变化和实现“双碳”目标中能发挥突出作用。自党的十八大以来,我国不断完善可再生能源发展的政策体系,加大产业体系布局,十年来取得了突出成绩,在产业规模、技术创新等方面均加速领跑世界。

国际可再生能源机构(IREA)数据显示,2012 年我国可再生能源发电量仅为3.13 亿千瓦,远远落后于美国。此后,我国政府瞄准了能源清洁化和绿色化这一“新赛道”,通过不断完善可再生能源产业发展政策,不断加大技术、资金及人力等资源支持,加速推进各类可再生能源项目建设。到2021 年年末,我国可再生能源发电规模就远超美国,位居世界第一。

我国可再生能源行业的十年巨变,是新时代能源结构不断优化的十年,也是能源产业发展提质增效的十年。国家能源局数据显示,截至2022 年年末,我国可再生能源发电装机容量累计达12.13 亿千瓦,与2021年相比增长14.1%,占全部电力装机容量的47.3%。全国可再生能源发电量达2.7 万亿千瓦,占全国发电量的30.8%。其中,水电发电量为1.35 万亿千瓦,风电发电量为7 617 亿千瓦,光伏发电量为4 273 亿千瓦,生物质能发电1 824 亿千瓦。这四大领域无论是装机容量还是发电量,均位居世界首位。在运行的核电机组共55台,装机容量达56 985.74 万千瓦,位居世界第二位。在可再生能源发电中,风电、光伏发电增长最为迅猛,十年间发电量增长了90 多倍。同时,这十年来,可再生能源已经成为我国新增发电装机的绝对主体,仅2022年上半年,新增的装机容量达5 475 万千瓦,占到全国同时期新增装机容量的80%以上,可在十年前,这一增量数据在全国新增装机容量中的占比仅为2.7%。

国家能源局规划司李福龙司长表示,在整个“十三五”期间,我国非化石能源消费增长占能源消费总增量的40%。按照当前的发展趋势,到“十四五”末期,这一占比将提升至60%左右,能源结构的低碳转型取得决定性胜利。在可再生能源发电装机规模不断扩大的情况下,我国可再生能源产业体系、技术支持体系日渐完备,大部分技术领域处于世界领先地位。光伏发电技术正在加速更新迭代,多次刷新电池转换效率的世界纪录;水电领域更是取得巨大突破,完全具备独立设计和制造百万水轮机组的能力;在风电领域,低风速、超高塔架、高海拔等风电技术日渐成熟并处于世界领先水平,10 兆规模的海上风机也进入了量产阶段。

随着能源结构的绿色化和清洁化,我国可再生能源产业发展的减排效果不断凸显。仅在2021 年,因可再生能源的开发利用就相当于节省了7.53 亿吨标准煤,进而使得二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放量分别减少了20.7 亿吨、40 万吨和45 万吨。

我国可再生能源产业持续创新发展

可再生能源产业属于技术密集型产业,需要强大的技术和人才支持。随着可再生能源装机规模及发电量的增长,带来了大量新增就业岗位。就业岗位的增加能够吸引大量的优秀人力资源流向可再生能源领域,为其技术创新提供了不竭的人才支持。IREA 报告显示,仅2021 年全球可再生能源行业的就业岗位就达到1 270 万个,新增岗位70 万个。越来越多的国家和地区意识到,可再生能源产业是新一轮的产业竞争,也是新的社会就业机会的创造过程,其中新增的就业岗位约有2/3 集中在亚洲地区,而我国因可再生能源产业的高速发展,新增就业岗位占到了全球新增量的42%。新的就业岗位增加,使得人才大量涌入到可再生能源领域,大大提升了我国水电、风电、光伏发电等领域的创新能力。

中国光伏行业协会数据显示,截至2022 年年末,我国光伏组件产量、多晶硅产量、光伏新增装机容量、光伏累计装机容量分别连续16 年、12 年、10 年和8年位居世界首位。正是因为有这么多的“第一”,使得我国光伏企业国际竞争力大幅度提升,全球排名前十位的光伏企业中我国就占据7 家。随着我国光伏企业产品竞争力的提升,关键技术、核心技术正在取得突破。正是因为技术的突破,加上产业规模优势,光伏发电成本相较于2012 年已经下降了80%,为光伏发电平价并网提供了强有力的支撑,也为我国光伏发电走向市场化奠定了坚实的基础。

我国不仅光伏领域在产业规模和技术上领先世界,水电领域的技术创新能力也大幅度提升。在20 世纪90年代,我国水电行业依然处于追赶世界先进水平的阶段。如三峡工程作为当时最大的水电项目,在建设中通过引进、吸收、改造和再创新等手段,使得我国水电技术得到了较大提升。到白鹤滩水电站开工建设之际,我国水电建设能力无疑跨越了新的台阶,不仅实现了单机发电机组容量达100 万千瓦,更是实现了所有的设备均来自国产。显然,在三峡工程建设中单个发电机组容量只有70 万千瓦,到白鹤滩水电站建设时单个发电机组容量已达到100 万千瓦。30 万千瓦,不仅是装机容量的增长,更是技术水平突破的结果。国际大坝委员会主席贾金生表示,100 万千瓦的发电机组绝对是世界上水电领域的高端产品,已经超出了世界上现有的水电技术水平及相关规范。由此表明,中国不仅在建设大坝方面的技术和能力领先世界,在水电设备制造方面同样是领先世界。

在风电领域,相关技术水平也在快速提升。在国家政策的支持下,相关企业不断加大研发力度,我国已经具备兆瓦级风电整机制造能力,且绝大多数零部件能够完全实现国产化,并处于国际领先水平。赛迪顾问的报告显示,到2022 年年末,我国陆上风电机组的单机容量均已达到3 兆瓦及以上,并具备5 兆瓦、6兆瓦的制造及安装能力,可依照风电项目建设的实际定制生产这类大容量的风电机组。可以说,陆上风电机组制造及相关技术已经达到国家先进水平。海上大容量风电机组制造技术也基本能与国际先进水平保持同步,已具备独立制造10 兆瓦及以上风电机组、大型变压器及海缆的能力,还具备400 兆瓦海上风电场的设计、施工能力。

我国储能技术占得先机

可再生能源产业发展对于加速实现“双碳”目标,优化能源结构具有现实意义,但在发展中极易受到外部环境的影响,使其发出来的电力有时候无法使用,造成了资源的巨大浪费。如果发电端的输出与用电端的负载无法匹配,电力系统的稳定性就会面临较大挑战。此时,如果将暂时无法使用或用不上的电力在输出端储存起来,用电端就可以减少对电网供给的依赖。由此而言,储能技术在可再生能源产业发展中占据重要地位,是支撑其可持续发展的重要技术保障。

从理论上看,储能技术分为物理储能和化学储能两种。就目前世界储能技术发展情况而言,这两类技术均处于发展的早期阶段。我国在可再生能源产业发展过程中,积极布局储能技术领域,近年来取得了较大的突破。随着锂电池技术的进步,电化学储能因建设周期短、安装简便、应用范围广等优势,是实现储能技术商业化的重要载体。数据显示,2022 年上半年我国投运的66个储能项目中,有55 个属于电化学储能项目。

我国电化学储能技术得到突破,离不开企业的努力及创新,其中宁德时代和比亚迪就是其中的佼佼者。正是因为这两大企业的产业布局和技术创新,使得中国储能技术在世界范围内占得了先机。宁德时代在2011 年成立之初,就设定了两大业务目标:发展动力电池和储能电池。十多年来,宁德时代通过投资入股、合资合作等形式,在中国、美国、欧洲等多个国家积极布局储能技术产业,2021 年期储能业务营收就突破136 亿美元。比亚迪因推进新能源汽车制造,在储能技术领域的探索更早。2008 年,该公司就成立了电力科学研究机构,重点打造动力电池,如今基本实现了各类储能产品的全覆盖。

除了这两大企业之外,华为、阳光能源等国内企业近年来也在不断加大储能技术投资,积极开发各类新产品。可以预见,未来我国储能技术及相关产品的创新性必定会不断增强,随着研发投入力度的加大和技术积累水平的提升,必将带动储能市场及整个可再生能源产业的快速发展。

中国能源绿色转型引领全球减排

《华尔街日报》日前的报道指出,中国可再生能源产业发展的目标令人赞叹,按照当前的发展速度,到2025 年,中国可再生能源消费将占到一次性能源消费的18%左右。在中国可再生能源产业快速发展过程中,光伏产品、新能源汽车、动力电池在国际市场上的竞争力快速提升,市场占有率不断增加。美国SPV 公司的一项研究显示,全球太阳能电池出货量前五位的企业被中国包揽,中国太阳能产品制造的飞跃式发展,必将巩固中国作为全球可再生能源强国的地位。国际能源署(IEA)在报告中指出,中国可再生能源产业在全球处于绝对的领先地位。2022 年,中国光伏产品出口额高达512 亿美元,与2021 年相比增长约80%。到2025 年,全球光伏发电的主要产品及零部件中,中国相关产品的市场占有率将会达到惊人的95%,将欧美等国家远远甩在身后。法国《回声报》在报道中也同样指出,中国在绿色能源及新技术领域,在全球处于绝对的领先地位。2023 年,中国生产的太阳能电池板将会占到全球总产量的75%,生产的电动汽车占到世界的50%。西班牙《先锋报》在相关报道中认为,在全球能源转型竞争中,中国已遥遥领先。多年来,中国政府审时度势,高效率、一以贯之地推进绿色转型,不断加大政策支持和资金投入,鼓励行业企业加速创新。中国已经掌握了零排放领域60%的关键技术,主导着全球电池供应链,为世界贡献了74%的动力电池,由此创造了大量的就业岗位,在新一轮产业革命中将欧美日抛在身后。英国经济学人智库的相关报告显示,中国绿色能源制造及其技术绝对处于全球领先地位,特别是光伏、风电和电池等领域。在未来十年内,中国是推动世界绿色转型的绝对领导力量。

随着我国可再生能源产业的高速发展及技术创新能力的不断增强,产业发展带来的正向效应已经得到了世界的认可。《自然》杂志在2023 年8 月发布的一份研究报告中指出,全球悬浮颗粒物暴露量能够减少90%,主要贡献是来自中国。科学家通过研究1998—2019 年全球空气中PM2.5的相关数据发现,从2011 年以来,其浓度一直在降低,这得益于中国推进的产业绿色转型。亚太经济合作组织(APEC)的研究报告认为,正是因为中国可再生能源产业的发展,使得全球太阳能光伏装机成本较2010 年下降了80%,陆上风电和海上风电装机成本较2010 年分别下降了35%和41%,为可再生能源电力进入家庭、工业领域奠定了基础。

中国在大力发展可再生能源产业的同时,也在积极研究二氧化碳捕集、封存和利用技术。2023 年6 月,亚洲最大火电二氧化碳捕集封存和利用项目在江苏泰州正式投产,这一项目每年可捕集燃煤发电所产生的50 万吨二氧化碳。也是在6 月份,我国第一个海上二氧化碳封存示范工程在中海油恩平15-1 平台上投入使用,这标志着我国已成功掌握了海上二氧化碳捕集、处理、封存及监测的全套技术,这一项目每年可以捕集和封存150 万吨二氧化碳。

国际评级机构标准普尔在其网站中指出,中国可再生能源产业的发展,使其在水电、光伏、风电和储能等诸多领域积累了丰富的经验,通过与其他国家和地区的技术、投融资等交流,可以为全球可再生能源产业发展提供强有力支持。正如IREA 总干事弗朗西斯科·拉卡梅拉认为的那样,中国以自己的行动为世界应对气候变化和可持续发展做出了榜样和示范,实现《巴黎协定》中的气候目标离不开中国的参与、支持和引领。

我国可再生能源产业发展前景

我国可再生能源产业发展虽然取得了突出成就,并在产业规模、技术水准等方面处于全球领先地位,但在发展中依然存在“因资源禀赋差异导致错配现象突出;补贴的精准性有待提升;并网消纳能力有待提升;可再生能源发展相关的财税、土地和环保等支持政策衔接力度不够;可再生能源非电用产业支持政策不完善”等一些短板,亟待补齐和调整。

2022 年6 月,国家发改委、国家能源局等九部门联合印发的《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《规划》)中指出,在“十四五”期间要大力提升可再生能源发展质量,实现跃升式发展。按照这一要求,未来我国可再生能源产业应当统筹发展、提升消纳能力和促进完全的市场化转型。

统筹大规模开发。随着我国经济社会的快速发展,在未来很长一段时间内,能源需求量还会持续增长。在推进“双碳”进程中,要坚守国家能源安全和经济安全底线,坚持能源统筹开发,将发展可再生能源置于首要位置。内蒙古鄂尔多斯布尔台煤矿塌陷区治理一直是矿山治理的难题,从2020 年开始,在塌陷区发展光伏发电,在光伏板周围种树种草,搭建“光伏+生态”治理新体系。而在塌陷区的另一侧,布尔台煤矿正在大力推进数字化、绿色化和智能化煤炭开采,实现了可再生能源和传统能源统筹开发局面。国家发改委原副主任胡祖才认为,我国要在2030 年之前实现碳达峰,还要在碳达峰之后用远远少于发达国家的时间来实现碳中和,必须在未来十年之内夯实绿色能源根基,建立绿色能源转型体系,大力推进传统能源绿色转型,统筹各类可再生能源开发,使之成为能源消费的主体。因此,要按照“先立后破”的原则,在加大可再生能源开发利用的同时,也要借力可再生能源相关技术推进传统能源绿色化发展,实现统筹开发。

提升消纳能力。2022 年6 月,“宁电入湘”工程正式开工建设,计划到2025 年投产。作为“西电东送”的重点工程,其全面投产后将为湖南省提供1/6 的电力供应。不仅是“宁电”,新疆、西藏、青海、内蒙古等西部省份的可再生能源发电,也成为“西电东送”的重要力量。无疑,“西电东送”是调节资源配置的基本手段,也是提升可再生能源电力消纳的重要路径。过去十年,我国可再生能源发电项目建设如火如荼,但与之配套的储能、电网输送等建设相对滞后,在很多地方造成了较大规模的弃风弃电问题。如今,随着可再生能源发电并网率不断提高,可再生能源电力浪费问题也得到了控制。但提升其消纳比重,避免不必要的浪费,是事关可再生能源发电产业发展的关键。《规划》指出,要加大统筹电源与电网、开发与消纳的关系,拓宽可再生能源利用场景,提升电网的配置能力。“西电东送”作为一种消纳模式,在未来还能发挥突出作用。然而,长距离跨省输送投入高、能耗高,从长远看,会在很大程度上造成资源的浪费,因此就近消纳是未来提升消纳能力的重要方式。例如,吉林省白城市利用自身老工业基地优势,近年来大力吸引新材料、大型装备制造等产业聚集,发展新型工业园区经济,这些大型项目所使用的电力均是来自100 千米以内的可再生能源提供的电力。因此,我国应继续在工业园区、大型厂矿区等周边发展可再生能源发电项目,建立专线供电体系和自备电站,推进绿色电力就地供给。

实现市场化转型。过去十多年来,我国可再生能源产业快速发展,除了市场因素之外,最大的推动力量就是政府补贴。从长远角度看,可再生能源产业要实现可持续发展,就必须要摆脱政府补贴的支撑,通过完善市场机制,融入市场体系来实现市场化转型。从2006 年《中华人民共和国可再生能源法》出台以来,我国对可再生能源发电给予补贴支持,经过多年的发展,可再生能源发电产业从无到有并逐步壮大。随着技术创新能力的提升,可再生能源开发建设成本也在下降,大部分地区的可再生能源发电已具备平价上网的条件,中央财政补贴已于2021 年年底全面退出。虽然部分新建项目还可以享受省级财政补贴,但可再生能源产业发展依靠市场驱动已是不可逆转。因此,未来各级政府要进一步加大“放管服”改革,充分激发可再生能源市场主体活力,发挥市场机制在资源配置中的决定性作用,利用产业政策、税收、金融等手段进行引导和调节,促进其加快市场化转型。

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