眾所周知,, 我國政府承諾2020 年單位GDP 碳排放水平比2005 年降低40% 至45%,,2030 年單位GDP 碳排放水平比2005 年降低60% 至65%。目前我國單位GDP 碳排放水平已下降了18%,到2020 年還需下降22% 以上,,到2030 年還需下降更多,。我國電源裝機總規(guī)模預(yù)計到2020 年,、2030 年分別達(dá)到21 億千瓦,、30 億千瓦;煤電占比分別為57% 和44%,,仍居主體地位,,但這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。那么我國2050 年高比例可再生能源前景如何,?未來三十年,,如果每年減少1 億噸煤炭,我國將由目前的火電打捆光伏和風(fēng)電,,徹底扭轉(zhuǎn)為光伏,、風(fēng)電、儲能打捆部分煤電和燃?xì)?。對我國而言,,?050 年實現(xiàn)高比例的可再生能源,把目前的二氧化碳排放量從100 億噸左右減為30 億噸的目標(biāo),,是完全可行的,。
技術(shù)路徑
實現(xiàn)高比例可再生能源有兩種主要方式,一是頂層設(shè)計,,二是技術(shù)路徑,。在技術(shù)方面,實現(xiàn)高比例可再生能源的路徑首先是降低成本,,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級,。可再生能源的價格必須循序漸進(jìn)地下降,,不能像現(xiàn)在這樣“有庫存了,,就‘跳樓’了”。比如,,在行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點,,光伏組件價格大幅跳水,一下從4 元/ 瓦降到3 元/ 瓦,。這樣的現(xiàn)象是病態(tài)的,、不健康的,,對行業(yè)破壞性很大。降低度電成本是實現(xiàn)高比例可再生能源的前提,,但必須有相對合理的能源價格和電力市場支撐我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,。必須明確的是,可再生能源電價下降是必然趨勢,。同時必須倒逼成本下降,加速行業(yè)的優(yōu)勝劣汰,。
同時,,在未來5 年到10 年間,要想通過技術(shù)創(chuàng)新手段實現(xiàn)光伏度電成本降低30%—50%,,其中高效電池的發(fā)展是關(guān)鍵,。同時,必須提高逆變器的轉(zhuǎn)換效率,,遵循因地制宜的科學(xué)設(shè)計理念,,讓大容量的規(guī)模化電站和分布式小系統(tǒng)并舉,,同時采用優(yōu)秀的跟蹤器,、使用智能運維手段,通過對關(guān)鍵設(shè)備不斷進(jìn)行優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)一步提高系統(tǒng)PR 等指標(biāo),,以提升能源利用效率,。
風(fēng)電裝機容量遠(yuǎn)超過光伏,就新一代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)研發(fā)而言,,其終極技術(shù)目標(biāo)便是降低度電成本,;首要任務(wù)是提高風(fēng)能利用率;重要特征是智慧風(fēng)能,,采用輕量化設(shè)計,,降低風(fēng)電設(shè)備制造成本,加快產(chǎn)品迭代,;采用緊湊型傳動鏈形式,,實現(xiàn)傳動鏈輕量化,降低機艙重量,,兼顧低風(fēng)速地帶以及機組單機容量的大型化,。
發(fā)力儲能
要實現(xiàn)高比例可再生能源目標(biāo),就必須真正實現(xiàn)以可再生能源為主體的能源結(jié)構(gòu),,即風(fēng)電,、光伏等可再生能源占比要逐步增加,火電的占比要逐步下降,。未來三十年,,如何實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化,?除了降低度電成本,可再生能源
的電網(wǎng)適應(yīng)性也很重要,。應(yīng)當(dāng)提高可再生能源發(fā)電對電網(wǎng)的適應(yīng)性和支撐性,,為更大規(guī)模的接入創(chuàng)造條件。
儲能是提高可再生能源利用效率的有效途徑,。通過儲能系統(tǒng)實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)峰,,提高電網(wǎng)靈活性,采用虛擬同步發(fā)電技術(shù)讓光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的特性接近火電發(fā)電系統(tǒng),。
截至2015 年年底,,我國累計運行儲能項目(不含抽水蓄能、壓縮空氣和儲熱)118 個,,累計裝機10.5 萬千瓦,,占全球儲能項目總裝機的11%。儲能市場主要以鋰離子電池,、鉛蓄電池和液流電池為主,,且鋰離子電池的累計裝機規(guī)模占比最大,占市場總裝機的三分之二,。
我國儲能市場主要以分布式發(fā)電及微網(wǎng),、可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域為主,二者累計裝機規(guī)模超過我國市場的80% ,;特別是分布式發(fā)電和微網(wǎng),,無論在累計裝機規(guī)模還是項目個數(shù)方面,均占據(jù)第一位置,,占比分別達(dá)56% 和77%,。
值得一提的是,微電網(wǎng)可以并網(wǎng)運行,,也可孤島運行,,可以對大電網(wǎng)進(jìn)行有效的補充,使大電網(wǎng)能夠在更加安全的狀態(tài)運行,,提高供電靈活性與可靠性,。
高比例可再生能源的實現(xiàn)還需要采用先進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)和科學(xué)的電力運營管理模式。能源互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)平臺,,可實現(xiàn)資產(chǎn)配置的優(yōu)化,。虛擬電廠是邁向能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵因素,可實現(xiàn)對大量分布式電源的靈活控制,,從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,。大數(shù)據(jù)與虛擬電廠相結(jié)合,對發(fā)電企業(yè)來說,可以預(yù)測發(fā)電情況和電網(wǎng)負(fù)荷,,實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度,;對用電企業(yè)而言,可以預(yù)測用電量,,結(jié)合電價信息,,進(jìn)行需求響應(yīng)。
制度安排
改革創(chuàng)新是發(fā)展的基本推動力,。當(dāng)前,,我們需要抓住機遇,必須按照依法治國的思想,,全面落實依法治能的政策,,用法律的手段創(chuàng)造適應(yīng)可再生能源體制與機制的市場環(huán)境。
2006 年頒布實施的《可再生能源法》為可再生能源依法生產(chǎn)奠定了法律基礎(chǔ),。時隔十年,,我國可再生能源發(fā)展取得了舉世矚目的成就,,但同時也暴露了一些問題——全國棄光,、棄風(fēng)、拖欠補貼現(xiàn)象愈演愈烈,,個別地方甚至出現(xiàn)了要求光伏,、風(fēng)電企業(yè)倒補煤炭企業(yè)的荒唐政策。我國《電力法》已經(jīng)20 年沒有修改了,。這幾年國家雖也出臺了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法( 試行)》,、《可再生能源發(fā)電全額保障性收購管理辦法》、《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見( 中發(fā)〔2015〕9 號)》以及各種配套文件,,但“效果”都不是很理想,。歸根到底,我們?nèi)鄙倭艘徊磕茉搭I(lǐng)域的“憲法”——《中華人民共和國能源法》,。應(yīng)當(dāng)切實利用法律手段,,規(guī)范各類能源開發(fā)利用秩序,引導(dǎo),、調(diào)節(jié)國家能源結(jié)構(gòu)的科學(xué)轉(zhuǎn)變,。
此外,還需加快旨在控制和減少溫室氣體排放的《氣候變化應(yīng)對法》的立法進(jìn)程,;建立以配額制實施為基礎(chǔ)的綠色證書交易制度,,積極構(gòu)建基于市場的可再生能源電能供求機制和市場交易體系;建立完善碳排放交易平臺,、逐步推動所有企業(yè)的碳排放指標(biāo)的量化要求,,盡快開展資源環(huán)境稅征收。
真正實現(xiàn)電力交易市場化才能最終解決我國能源結(jié)構(gòu)不合理問題。要建立電力現(xiàn)貨,、備貨,、期貨市場,開發(fā)電力輔助市場,;通過電力改革提升可再生能源運營管理水平和運營效率,,通過生產(chǎn)、存儲,、傳輸,、消費環(huán)節(jié)實現(xiàn)市場自由配置,打破壟斷經(jīng)營,。