——訪中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖

實現(xiàn)碳達峰碳中和是一場硬仗。去年，我國宣布將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，引發(fā)能源行業(yè)熱議。作為新能源的排頭兵，風(fēng)電的發(fā)展對于實現(xiàn)碳達峰碳中和目標(biāo)具有非常重要的意義。

國家能源局近日公布的1-5月份全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至今年5月底，我國風(fēng)電裝機容量2.9億千瓦，同比增長34.4%。那么，風(fēng)電在未來能源轉(zhuǎn)型中究竟扮演怎樣的角色？產(chǎn)業(yè)未來進一步規(guī)?；l(fā)展還面臨怎樣的瓶頸？記者近日專訪了中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖。

風(fēng)電是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主力軍

記者：我國提出碳達峰碳中和的奮斗目標(biāo)，提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，那么在能源轉(zhuǎn)型的過程中，風(fēng)電扮演著怎樣的角色？

秦海巖：風(fēng)電是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主力軍，如果未來沒有出現(xiàn)顛覆性的新技術(shù)突破，電力系統(tǒng)脫碳將主要依靠風(fēng)電和光伏發(fā)電。同時，由于風(fēng)電的成本已經(jīng)與傳統(tǒng)化石能源發(fā)電持平甚至更加經(jīng)濟，并具有進一步降本潛力，風(fēng)電的大規(guī)模應(yīng)用會降低全社會用能成本，實現(xiàn)更經(jīng)濟的能源轉(zhuǎn)型。

“十四五”期間風(fēng)電新增裝機2.5億千瓦，是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的最低要求。根據(jù)清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院的研究成果《中國低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑研究》，為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，2025年能源消費結(jié)構(gòu)中的非化石能源占一次能源的比重需要達到20%。國家發(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于2019年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃執(zhí)行情況與2020年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃草案的報告》顯示，2019年，我國非化石能源占能源消費比重為15.3%。

綜合上述分析，為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，“十四五”非化石能源消費占比至少需要增加5個百分點。根據(jù)測算，“十四五”非化石能源消費占比每增加1個百分點，風(fēng)光裝機就要相應(yīng)增加1億千瓦，所以，“十四五”新增風(fēng)光裝機共5億千瓦。假設(shè)風(fēng)光各占一半，“十四五”需新增風(fēng)電裝機容量2.5億千瓦，年均新增5000萬千瓦。全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織開展的《中國“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃研究》得出結(jié)論，綜合考慮能源轉(zhuǎn)型需要、經(jīng)濟社會發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素，預(yù)計“十四五”將新增風(fēng)電裝機容量2.9億千瓦，年均新增5800萬千瓦。國家發(fā)展改革委能源所、國家可再生能源中心等機構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《中國可再生能源展望2019》指出，在平均溫升低于2攝氏度的情景中，“十四五”新增風(fēng)電裝機容量將達到2.65億千瓦，年均新增5300萬千瓦。

“十四五”期間，我國風(fēng)電年新增裝機5000萬千瓦以上的條件已經(jīng)具備。一是風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量不存在“天花板”。國家氣候中心聯(lián)合北京大學(xué)、國家發(fā)展改革委能源所、國網(wǎng)能源研究院等機構(gòu)對中國風(fēng)電技術(shù)開發(fā)量的評估結(jié)果顯示，我國風(fēng)能資源儲量巨大，陸上140米高度技術(shù)可開發(fā)量超過51億千瓦、海上水深50米海域100米高度技術(shù)可開發(fā)量約4億千瓦。未來，隨著技術(shù)進步和成本下降，具有經(jīng)濟開發(fā)價值的風(fēng)能資源量還會增加。

二是在并網(wǎng)與消納方面，大量的國內(nèi)外研究以及實踐均證明，構(gòu)建以風(fēng)、光為主體的電力系統(tǒng)不存在技術(shù)瓶頸。理論上，美國落基山研究所的分析明確指出，“2009年，八位美國和三位歐洲權(quán)威人士在主流電氣工程師專業(yè)雜志上撰文稱，沒有發(fā)現(xiàn)‘電網(wǎng)能接納風(fēng)電數(shù)量的可信、確鑿的技術(shù)性限制’”；2013年德國國際合作機構(gòu)的研究《關(guān)于德國能源轉(zhuǎn)型的十二個見解》指出，“只有當(dāng)可再生能源占比超過70%時，新的儲能技術(shù)才有必要”，“在未來相當(dāng)長一段時間里，電網(wǎng)擴展將一直是比新儲能技術(shù)更為廉價地將可再生能源并入電力系統(tǒng)的辦法”。實踐中，早在2010年，德國的4個州，1000萬人口的43%~52%的年用電量都來自風(fēng)電；到2020年，德國已有27%的發(fā)電量來自風(fēng)電，歐盟二十七國與英國的風(fēng)電在電力消費中的占比已達16.4%。結(jié)合中國現(xiàn)狀，高比例可再生能源接入電網(wǎng)具備條件。國家氣候中心聯(lián)合北京大學(xué)、國家發(fā)展改革委能源所、國網(wǎng)能源研究院等機構(gòu)開展的研究表明，“到2050年，如果風(fēng)電裝機25億千瓦、光伏裝機26.7億千瓦，按照全國小時級的風(fēng)光發(fā)電和需求側(cè)電力電量互動平衡，不用儲能和需求側(cè)響應(yīng)，僅靠風(fēng)光就可以提供全國67%的電力電量需求，同時棄風(fēng)棄光比率不到8%。”

三是消納空間不會受限。根據(jù)美國落基山研究所和能源轉(zhuǎn)型委員會的共同研究成果《中國2050：一個全面實現(xiàn)現(xiàn)代化國家的零碳圖景》，“十四五”期間，中國無需新增煤電裝機，即可滿足2030年前新增電力需求和電力系統(tǒng)靈活性的要求。全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織的報告《中國能源轉(zhuǎn)型與“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃研究》預(yù)測，“十四五”期間，增量電力需求1.8萬億千瓦時，存量煤電退出4053萬千瓦,由清潔能源滿足增量電力需求和替代存量煤電退出，對應(yīng)“十四五”期間需新增風(fēng)電裝機2.9億千瓦，年均新增5800萬千瓦。

四是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)成熟，足以支撐產(chǎn)能的擴大。過去30年，在技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)模效應(yīng)的雙重促進下，風(fēng)電設(shè)備價格降低了70%以上，風(fēng)電場開發(fā)造價降低了近50%。當(dāng)前，“三北”地區(qū)的風(fēng)電度電成本可以達到0.16元/千瓦時、中東南部區(qū)域可以達到0.34元/千瓦時，風(fēng)電已經(jīng)成為技術(shù)成熟、成本優(yōu)勢明顯的電力來源。同時，一條堅強的產(chǎn)業(yè)鏈條逐漸成形，通過模塊化設(shè)計、自動化設(shè)備應(yīng)用、工藝優(yōu)化等，生產(chǎn)效率還在持續(xù)提高，比如葉片的生產(chǎn)時間從最初的48個小時，降至目前的24個小時，這些都奠定了進一步釋放產(chǎn)能的基礎(chǔ)。目前，整機與供應(yīng)鏈企業(yè)是否會做出擴大產(chǎn)能的決策，完全取決于產(chǎn)業(yè)規(guī)劃層面能否設(shè)定更高的開發(fā)目標(biāo)。

優(yōu)化開發(fā)布局是產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵

記者：“十四五”期間，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將走向平價時代，行業(yè)將面臨哪些壓力？如何克服？

秦海巖：第一個挑戰(zhàn)是開發(fā)規(guī)模如何保證，開發(fā)空間如何布局。“十四五”期間，風(fēng)電要實現(xiàn)每年5000萬千瓦以上的新增裝機，但如何布局開發(fā)空間是最大的問題。解決不好，產(chǎn)業(yè)就不可能實現(xiàn)可持續(xù)快速增長。為此，“三北” “中東南部” “海上”，“三駕馬車”缺一不可。

“三北”地區(qū)風(fēng)電發(fā)展面臨的最大問題是送出和消納。對于“三北”地區(qū)來說，面對更大的裝機規(guī)模，依靠特高壓外送難以在短期內(nèi)解決風(fēng)電消納問題。而逐步壓低火電廠，尤其是自備電廠的發(fā)電量，將會產(chǎn)生立竿見影的效果。伴隨越來越多的國家開始加快碳減排進程，今后每個企業(yè)在發(fā)展中，都需要將“碳”作為重要的考量。而風(fēng)電既是零碳的，也將成為最便宜的電力之一。這種稀缺資源，可以吸引對低價、清潔電力需求量大的產(chǎn)業(yè)向“三北”地區(qū)轉(zhuǎn)移。“三北”地區(qū)應(yīng)當(dāng)立足于將風(fēng)電零碳便宜的“價格洼地”，轉(zhuǎn)變成工業(yè)企業(yè)的“價值高地”。

中東南部風(fēng)電發(fā)展的最大癥結(jié)在于開發(fā)建設(shè)用地方面的束縛。風(fēng)電是最節(jié)地的發(fā)電技術(shù)，現(xiàn)在廣泛使用的圓錐塔筒，地下基礎(chǔ)部分深埋至少2米，不會影響耕種，而露出地面的承臺部分占地不到100平方米。以5MW機組為例，開發(fā)1億千瓦裝機需安裝2萬臺機組，占地200萬平方米，即3000畝，占地非常少。風(fēng)電憑借經(jīng)濟性高、占地少、環(huán)境友好等優(yōu)勢，可以助力鄉(xiāng)村振興。接下來，我們應(yīng)推動在更多村莊安裝風(fēng)電機組，以此盤活鄉(xiāng)村的土地資源、旅游資源、產(chǎn)業(yè)資源以及農(nóng)村集體性資產(chǎn)。

海上風(fēng)電“國家補貼”取消后，產(chǎn)業(yè)怎么走？當(dāng)下，海上風(fēng)電還不具備平價上網(wǎng)的條件，仍需政府提供適當(dāng)?shù)闹С?，助推其在未來三年?nèi)過渡到平價上網(wǎng)。目前，僅有廣東提出了地方補貼政策。需要加強統(tǒng)籌規(guī)劃，堅持集中連片開發(fā)，單體項目規(guī)模應(yīng)不低于100萬千瓦；送出系統(tǒng)工程由電網(wǎng)負責(zé)投資，成本納入輸配電價；采取“以獎代補”的方式，支持重點產(chǎn)品與項目的開發(fā)，實現(xiàn)跨越式創(chuàng)新；成立海上風(fēng)電發(fā)展促進基金，推動項目長期貸款利率降至3%以下。

第二個挑戰(zhàn)是，如何構(gòu)建優(yōu)勝劣汰、促進行業(yè)健康發(fā)展的市場競爭秩序。當(dāng)前，行業(yè)中出現(xiàn)了一個不好的勢頭——設(shè)備“價格戰(zhàn)”。如果大家的競爭是基于質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在一個基準(zhǔn)線上進行價格比拼，顯然無可厚非。最怕的是出現(xiàn)劣幣驅(qū)逐良幣的亂象，質(zhì)量和可靠性一定是行業(yè)發(fā)展的底線。

第三個挑戰(zhàn)是，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，意味著風(fēng)、光在未來電力系統(tǒng)中的占比將高于80%，這對電力系統(tǒng)的靈活性提出了更高要求。為此，首先需要加強電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。一是加大跨省區(qū)的聯(lián)絡(luò)線路建設(shè)，提高跨省區(qū)的電力交換交易能力；二是提高配電網(wǎng)的智能化水平，整合分布式電源、儲能、負荷等資源，進行協(xié)同化運行控制和市場交易。其次應(yīng)當(dāng)加快靈活性電源建設(shè)。一方面，充分利用電力系統(tǒng)內(nèi)傳統(tǒng)電源的靈活性資源；另一方面，發(fā)揮各類儲能技術(shù)的優(yōu)勢來滿足不同時間尺度上的調(diào)度需求。此外，還需建立適應(yīng)新能源大規(guī)模并網(wǎng)需要的市場化機制。借助能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建下一代智能電力系統(tǒng)，電力能夠按照市場需求實時定價，從而回歸真正商品屬性，價格將取代頻率成為調(diào)節(jié)供需平衡的有效信號，從之前的供應(yīng)按需求調(diào)整變?yōu)樾枨?ldquo;隨風(fēng)而舞”“隨光而動”。

加快技術(shù)與商業(yè)模式創(chuàng)新

持續(xù)提升風(fēng)電項目建設(shè)價值

記者：對于“十四五”期間風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，您有怎樣的建議？

秦海巖：一是必須加快技術(shù)與商業(yè)模式創(chuàng)新，持續(xù)提升風(fēng)電項目建設(shè)價值。在陸上風(fēng)電方面，建議通過土地入股、PPP模式等方式，實現(xiàn)風(fēng)電項目投資建設(shè)與各地落實鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的深度融合，使風(fēng)電項目開發(fā)與各地旅游開發(fā)、特色小鎮(zhèn)建設(shè)、民生改善工程等緊密結(jié)合，讓廣大農(nóng)村地區(qū)以及居民切實從中受益，形成更廣泛的利益共同體，促進地方經(jīng)濟和社會發(fā)展。在海上風(fēng)電方面，建議著力推動海上風(fēng)電項目開發(fā)與海洋牧場、海水制氫、能源島建設(shè)、觀光旅游、海洋綜合試驗場建設(shè)等相結(jié)合，使發(fā)展海上風(fēng)電與我國建設(shè)海洋經(jīng)濟的國家戰(zhàn)略高度契合。

二是通過技術(shù)創(chuàng)新進一步提高風(fēng)電經(jīng)濟性，是接下來必須推進的另一項重點工作。比如，應(yīng)加快主軸承、齒輪箱軸承、柔性直流海纜等核心技術(shù)部件研發(fā)，提高裝備的國產(chǎn)化率；加快推動大型風(fēng)電機組檢測實驗平臺，特別是大型風(fēng)電機組傳動鏈地面公共測試系統(tǒng)的建設(shè)；持續(xù)推進風(fēng)電與數(shù)字化技術(shù)手段的深度融合。風(fēng)電度電成本的下降最主要的貢獻來自發(fā)電能力和效率的提升，而不僅是造價的下降。十年前，主流風(fēng)電機組的風(fēng)輪直徑是77米，現(xiàn)在已經(jīng)達到156米，平均度電成本從0.6~0.8元/千瓦時，降到現(xiàn)在的0.3~0.4元/千瓦時。最新的葉片風(fēng)輪直徑已經(jīng)突破200米，可以預(yù)計未來3到5年，度電成本可以再降一半。西北部風(fēng)能資源好的地區(qū)，現(xiàn)在大概為0.3元/千瓦時，5年后將降到0.15元/千瓦時。中東南部現(xiàn)在為0.4元/千瓦時左右，5年內(nèi)會降到0.2元/千瓦時。近海風(fēng)電在5年內(nèi)預(yù)計會降到0.4~0.5元/千瓦時，遠海風(fēng)電在8年左右會降到0.4~0.5元/千瓦時。這還沒有包括機組可靠性和基于大數(shù)據(jù)人工智能的全生命周期管理等技術(shù)應(yīng)用帶來的疊加提升效應(yīng)。