2020年9月22日,習近平總書(shū)記在聯(lián)合國大會(huì )上提出我國將努力在2060年實(shí)現“碳中和”后,在全世界引起重大反響,各國給予高度評價(jià)。所謂“碳中和”,是指通過(guò)碳減排、碳封存和碳抵消平衡整體經(jīng)濟排放量,從而實(shí)現凈零碳排放。其中,大力發(fā)展可再生能源替代化石能源,減少二氧化碳排放,是實(shí)現“碳中和”的重要途徑。“十三五”期間,我國可再生能源發(fā)展成效顯著(zhù),為碳減排和應對氣候變化做出了積極貢獻,但仍然存在一些問(wèn)題,影響我國可再生能源規模進(jìn)一步快速增長(cháng),抑制可再生能源“碳減排”效應的釋放。全面深化相關(guān)體制改革和新機制構建是促進(jìn)我國“十四五”時(shí)期可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵。
我國可再生能源發(fā)展取得四方面成績(jì)
隨著(zhù)2003年我國《可再生能源法》頒布實(shí)施和可再生能源發(fā)展支持政策的逐漸完善,我國可再生能源開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展期,成績(jì)斐然,主要表現在如下四個(gè)方面。
1.我國已成為世界最大的可再生能源消費和生產(chǎn)國
2019年,我國可再生能源(含水電)消費總量達到17.95EJ(1EJ(艾焦)是10的18次方J。1千焦等于34毫克標準煤),與2000年相比,我國可再生能源(包括水電)消費總量增長(cháng)了6.95倍,而同期一次能源消費總量?jì)H增長(cháng)2.34倍(文中數據如果不特別注明,均來(lái)自《BP世界能源統計2020》——作者注)。自2005年可再生能源(含水電)消費量超過(guò)巴西和美國后,我國就成為全球最大的可再生能源(含水電)消費國,同時(shí)也是最大的生產(chǎn)國(可再生能源除了生物質(zhì)能外,太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能不易儲存,因而消費量與生產(chǎn)量相差不大)。2019年我國占全球可再生能源(含水電)消費量份額高達26.94%。
2.可再生能源發(fā)展為我國碳減排做出重要貢獻
當前和未來(lái)的一段時(shí)期,我國能源消費總量仍將處于平穩爬升期。2008—2019年,我國能源消費總量從32億噸標準煤增加到48.6億噸標準煤,年均增長(cháng)3.85%。與能源消費有關(guān)的二氧化碳排放量也具有同樣的特征:2008—2019年,二氧化碳排放量從73.8億噸增加到98.3億噸,年均增長(cháng)2.6%,占全球排放量的28.8%。
根據國內有關(guān)機構的預測,我國二氧化碳排放將在2030年達峰,峰值在115億噸,這意味著(zhù)2020—2030年間我國二氧化碳排放量年均增速必須在1.58%以下,相比目前2.6%的年均增速要有大幅度減少。這意味著(zhù),除了要通過(guò)節能、提高能效和大幅度降低化石能源消費總量來(lái)減排之外,大力發(fā)展可再生能源替代化石能源成為另一個(gè)重要途徑。2019年,我國可再生能源發(fā)電量2.02萬(wàn)億千瓦時(shí),避免的CO2排放量為16.5億噸,占當年我國CO2排放量的16.8%。
3.風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電快速下降,加快補貼政策快速退出
風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電是可再生能源現代化利用技術(shù)進(jìn)步最快的兩種可再生能源。2010年以來(lái),我國風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電平準化度電成本(LCOE)逐年大幅下降,市場(chǎng)競爭力日益提高。據國際可再生能源機構(IRENA)的數據,2010年以來(lái),我國陸上風(fēng)電項目的平均LCOE從2010年的0.482元/千瓦時(shí)左右降至2019年的0.315元/千瓦時(shí),10年來(lái)下降了35%;海上風(fēng)電項目LCOE由2010年的1.186元/千瓦時(shí)降至2019年約0.75元/千瓦時(shí),10年來(lái)下降了37%。2019年中國部分海上風(fēng)電項目LCOE低于0.63元/千瓦時(shí)。光伏發(fā)電的LCOE下降幅度比風(fēng)電更大。2011—2019年間,我國(非居民屋頂)光伏發(fā)電平均LCOE從1.16元/千瓦時(shí)下降到0.44元/千瓦時(shí),下降幅度為62%。目前,我國大部分地區風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電已經(jīng)具備平價(jià)上網(wǎng)條件,2020年底陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電新增項目不再享受上網(wǎng)電價(jià)補貼政策。
4.“十三五”期間我國可再生能源發(fā)電繼續保持高速增長(cháng)
“十三五”期間我國可再生能源發(fā)電繼續延續高速增長(cháng)勢頭,超額完成“十三五”規劃目標。我國“十三五”可再生能源發(fā)電裝機規劃目標是2020年裝機總量67500萬(wàn)千瓦,其中水電34000萬(wàn)千瓦、風(fēng)電21000萬(wàn)千瓦,光伏發(fā)電10500萬(wàn)千瓦,太陽(yáng)能熱發(fā)電500萬(wàn)千瓦,生物質(zhì)發(fā)電1500萬(wàn)千瓦。
截至2019年,我國可再生能源發(fā)電裝機達到79400萬(wàn)千瓦,實(shí)際完成率117.6%;其中水電裝機完成率104.7%、風(fēng)電裝機完成率100%、光伏發(fā)電裝機完成率194%、生物質(zhì)發(fā)電裝機完成率150%、太陽(yáng)能熱發(fā)電完成率84%。除了太陽(yáng)能熱發(fā)電沒(méi)有完成規劃目標、風(fēng)電剛好完成目標外,其余可再生能源發(fā)電裝機都超額完成了規劃任務(wù)。
現階段我國可再生能源發(fā)展面臨的問(wèn)題
盡管我國已經(jīng)成為全球可再生能源第一大消費國和生產(chǎn)國,但可再生能源占能源消費總量的比重還不高。2019年,我國可再生能源占一次能源消費的比重為25.3%,與向高比例可再生能源系統轉型和碳中和的目標要求還有相當的距離,還存在一些影響可再生能源進(jìn)一步快速發(fā)展的問(wèn)題。
1.風(fēng)電和光伏發(fā)電的“限電率”較高
我國能源轉型還處于初級階段,風(fēng)電與光伏發(fā)電占發(fā)電量比重并不高,但近幾年風(fēng)電和光伏發(fā)電已經(jīng)出現了大量限電的情況(風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的“限電”是指可發(fā)電但因各種原因不能實(shí)現并網(wǎng)的電量。這部分電量與風(fēng)光電的發(fā)電量的比值是“限電率”,通常也程“棄風(fēng)率”“棄光率”)。根據國家能源局的數據,2015—2017年我國風(fēng)電限電率分別高達15.2%、17%和12%;光伏發(fā)電限電率分別為12.1%、10.6%和6%。2018年我國《清潔能源消納行動(dòng)計劃2018—2020》提出了2020年我國風(fēng)電和光伏發(fā)電限電率下降到5%的目標后,風(fēng)電與光伏發(fā)電限電率出現明顯下降。2018年和2019年,風(fēng)電限電率分別下降為6.2%和4%,光伏發(fā)電限電率分別下降為3%和2%。
根據歐洲主要國家的經(jīng)驗,當風(fēng)電與光伏發(fā)電占發(fā)電量比重超過(guò)10%時(shí),限電率已經(jīng)下降到1%以下。比如,2011—2013年間,德國發(fā)電量中風(fēng)光電占比從11.2%增加到13.1%,風(fēng)光電限電率從0.61%下降到0.15%;意大利風(fēng)光電占比從6.8%上升到12.4%,風(fēng)光電限電率從1.29%下降到0.42%。相比之下,2019年我國發(fā)電量中風(fēng)光電占比僅為8.4%,但風(fēng)電和光伏發(fā)電限電率仍高達3%和2%。因此,相對于我國可再生能源發(fā)展階段而言,這一限電率仍然偏高意味著(zhù)我國2019年“浪費”了145億千瓦時(shí)的風(fēng)光電。
2.后補貼時(shí)代風(fēng)力和光伏發(fā)電“非技術(shù)成本”的不利影響將日益凸顯
我國風(fēng)力和光伏發(fā)電項目建設中一直存在非技術(shù)因素導致“成本”過(guò)高的現象,這類(lèi)成本甚至占到項目總建設成本的20%—30%。非技術(shù)性成本的來(lái)源主要有幾個(gè)方面:一是國土與林業(yè)部門(mén)在項目建設用地政策方面不一致導致項目延誤甚至取消,土地使用費用征收不規范;二是風(fēng)電與光伏發(fā)電項目并網(wǎng)工程建設缺乏競爭導致建設成本居高不下;三是風(fēng)電與光伏發(fā)電項目融資信用體系建設滯后導致融資成本居高不下,融資成本甚至超過(guò)歐美國家一倍以上。
已有的可再生能源項目補貼政策實(shí)際上起到了“對沖”上述“非技術(shù)性成本”的作用。進(jìn)入后補貼時(shí)代,這些非技術(shù)性成本的不利影響將日益凸顯,成為影響可再生能源,特別是風(fēng)電和光伏發(fā)電發(fā)展的重要因素,甚至會(huì )影響風(fēng)電和光伏發(fā)電進(jìn)入“平價(jià)上網(wǎng)”時(shí)代。
3.政策限制導致生物質(zhì)能現代利用嚴重滯后
生物質(zhì)能一直是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要能源之一,是僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源,在能源系統中占有重要地位。根據清華大學(xué)和中國工程院的研究,我國生物質(zhì)能年可利用資源量接近8億—11億噸標準煤,如果能充分利用,將直接替代我國能源消費總量中17%—24%的化石能源,將極大推動(dòng)我國能源低碳轉型,為應對全球氣候變化做出巨大貢獻。
生物質(zhì)能的現代利用方式有生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)沼氣、生物質(zhì)車(chē)用燃料和生物質(zhì)清潔燃燒供熱等。歐盟一直非常重視生物質(zhì)能現代利用。歐盟終端能源消費中有17%來(lái)自可再生能源,其中59.2%(1156.9萬(wàn)噸標準油當量)是生物質(zhì)能貢獻的。這些生物質(zhì)能的終端用途構成分別是:12%用于交通生物燃料,13.4%用于生物質(zhì)發(fā)電,74.6%用于供熱。
在生物質(zhì)能現代利用的各種方式中,生物質(zhì)發(fā)電和生物乙醇燃料很早就得到政策支持,但發(fā)展規模不算大。2006年國家發(fā)展改革委制定了生物質(zhì)發(fā)電標桿電價(jià),到2019年生物質(zhì)年發(fā)電量1111億千瓦時(shí),占可再生能源發(fā)電量的5.4%;2001年我國開(kāi)始推廣車(chē)用生物乙醇燃料試點(diǎn),但到目前為止,車(chē)用生物乙醇燃料和生物柴油的年產(chǎn)量?jì)H占成品油消費量的0.6%。
歐盟實(shí)踐所證明的最適合生物質(zhì)能發(fā)展的方向——生物質(zhì)能供暖供熱——在我國一直受到政策限制。國家環(huán)??偩?001年發(fā)布的《關(guān)于劃分高污染燃料的規定》將直接燃用的生物質(zhì)燃料(樹(shù)木、秸稈、鋸末、稻殼、蔗渣等)歸為高污染燃料,限制生物質(zhì)直接燃燒利用。實(shí)踐中,各地環(huán)保部門(mén)對生物質(zhì)供熱供暖項目基本持否定態(tài)度,即使對政策明確鼓勵的采用生物質(zhì)成型顆粒為燃料的供熱供暖項目也一直從嚴控制。2017年,國家環(huán)保部發(fā)布《高污染燃料目錄》取代《關(guān)于劃分高污染燃料的規定》。新的《目錄》雖然明確工業(yè)廢棄物和垃圾、農林剩余物、餐飲業(yè)使用的木炭等輔助性燃料不屬于管控范圍,但在實(shí)踐中環(huán)保部門(mén)對生物質(zhì)供熱供暖項目并未全面放開(kāi),僅限于在山東陽(yáng)信、商河等少數幾個(gè)縣范圍內進(jìn)行示范發(fā)展,對全國生物質(zhì)供熱供暖的發(fā)展沒(méi)有產(chǎn)生實(shí)質(zhì)帶動(dòng)作用。
4.我國電力系統靈活性不能滿(mǎn)足現階段能源轉型的需要
發(fā)電部門(mén)是可再生能源發(fā)展最快的領(lǐng)域。隨著(zhù)波動(dòng)性風(fēng)光電比重的上升,傳統上基于化石能源發(fā)電而設計的電力系統穩定運行將面臨沖擊。從能源低碳轉型的要求出發(fā),正確的策略應該是通過(guò)提高現有電力系統的靈活性來(lái)應對風(fēng)光電的波動(dòng)性,而不是限制風(fēng)光電的發(fā)展。
根據歐洲的經(jīng)驗,提升現有電力系統波動(dòng)性的常見(jiàn)方法有五種:一是提高除風(fēng)電和光伏之外其他發(fā)電廠(chǎng)的靈活度;二是加強相鄰國家(區域)電網(wǎng)的互聯(lián)互通,發(fā)揮相鄰電網(wǎng)的間接儲能系統作用;三是通過(guò)市場(chǎng)和技術(shù)手段提高電力負荷的可調節性;四是發(fā)展可再生能源供熱,增加儲熱裝置增加電廠(chǎng)靈活度;五是利用多樣化的儲能技術(shù)提高電力系統各環(huán)節的靈活性。
目前,我國提高電力系統靈活性的主要手段是推動(dòng)煤電機組的靈活性改造。其余四種途徑,無(wú)論是技術(shù)上還是市場(chǎng)制度上變革有限,導致目前電力系統靈活性不高。更重要的是,多年來(lái)電源開(kāi)發(fā)與電網(wǎng)規劃不匹配,片面追求超臨界、超超臨界等超大煤電機組的做法降低了電力系統的靈活性,最終限制了我國電力系統對波動(dòng)性風(fēng)光電的消納能力。