在生態(tài)環(huán)境惡化和化石能源逐漸枯竭的雙重壓力下，對可再生能源的研究和利用已成為全球各國關(guān)注的焦點(diǎn)。人類的任何活動都會對生態(tài)造成影響，從量級的角度來講，風(fēng)電對生態(tài)的影響微乎其微，并且與化石能源相比，風(fēng)電是與環(huán)境友好的清潔能源。
風(fēng)力發(fā)電是可再生能源發(fā)電技術(shù)中最成熟、最具大規(guī)模開發(fā)和最有商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式。由于在改善生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面的突出作用，目前世界各國都在大力發(fā)展和研究風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。根據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會（WWEA）的最新初步數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球新增53.9GW的風(fēng)電裝機(jī)，中國總裝機(jī)達(dá)到了221GW，遠(yuǎn)超位于第二位的美國。
“風(fēng)電具有能源、社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益等綜合價(jià)值，充分發(fā)展風(fēng)電等可再生能源，是解決中國環(huán)境問題與能源危機(jī)的必由之路”，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表示，風(fēng)電作為中國能源轉(zhuǎn)型的重要推動力量，取得了引領(lǐng)全球的發(fā)展成就。
化石能源的大規(guī)模利用造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，中國正在經(jīng)歷從非清潔能源向清潔能源、從化石能源向非化石能源轉(zhuǎn)型的基本趨勢與周期。從總體能源結(jié)構(gòu)看，原煤、原油在能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中的占比呈下降趨勢，天然氣和水電、核電、風(fēng)電等清潔能源占比上升。
中國的能源稟賦呈現(xiàn)“多煤、貧油、少氣”的特點(diǎn)，風(fēng)能等可再生能源將發(fā)揮能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要助推作用。那么，中國風(fēng)電發(fā)展產(chǎn)生了哪些環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益？目前中國風(fēng)電發(fā)展面臨的主要問題是什么？隨著可再生能源技術(shù)的迅猛發(fā)展，中國能源市場將涌現(xiàn)哪些新的機(jī)遇？本期「財(cái)經(jīng)」V課特別邀請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，為大家詳細(xì)講解未來的重要新能源——風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與能源使命。
風(fēng)電價(jià)值的能源戰(zhàn)略使命
風(fēng)能是一種清潔、環(huán)保又極具可持續(xù)性的可再生新能源。據(jù)氣象部門統(tǒng)計(jì)，中國風(fēng)能資源稟賦豐富，技術(shù)可開發(fā)量達(dá)30億千瓦，而且開發(fā)成本較低，那么，風(fēng)能會產(chǎn)生哪些經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益呢？
由中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會組織相關(guān)研究機(jī)構(gòu)編寫的《能源轉(zhuǎn)型加速度：中國風(fēng)電光伏發(fā)電的協(xié)同效益》報(bào)告顯示，2015年，風(fēng)和光加起來已經(jīng)替代了6000萬噸的標(biāo)準(zhǔn)煤。如果按照現(xiàn)在的發(fā)展規(guī)劃，到2030年，風(fēng)電和光伏發(fā)電加起來能代替3億噸的標(biāo)準(zhǔn)煤，這將產(chǎn)生很大的社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。
社會效益方面，燃燒煤炭發(fā)電不僅會產(chǎn)生很多導(dǎo)致環(huán)境污染的廢氣，汞污染，更致命的是會造成大氣的污染。煤炭發(fā)電過程中要消耗大量的水，加劇水資源匱乏的現(xiàn)實(shí)矛盾。秦海巖表示，在中國，水資源平均匱乏的嚴(yán)重級別有時(shí)比空氣污染更甚。
據(jù)其統(tǒng)計(jì)，2017年風(fēng)電和太陽能發(fā)電節(jié)約了5.7億立方米的水資源，按此發(fā)展趨勢測算，2030年風(fēng)電和光伏發(fā)電代替煤電預(yù)期可以節(jié)約36億立方米的水資源，相當(dāng)于為2億人提供全年的用水。
環(huán)境效益方面，秦海巖表示，如果用風(fēng)能和太陽能代替化石能源，每度電預(yù)計(jì)節(jié)約0.3元左右的外部性成本。據(jù)此測算，到2030年預(yù)計(jì)將產(chǎn)生4560億元的環(huán)境效益。
秦海巖介紹稱，經(jīng)濟(jì)效益方面，過去十幾年中國可再生能源投資已經(jīng)拉動了約13萬億元投資，推算到2030年，對全國GDP的帶動作用可達(dá)到1.57萬億元規(guī)模，預(yù)計(jì)解決770萬人的就業(yè)問題。因此，發(fā)展風(fēng)電和光伏不僅可以改善環(huán)境，同時(shí)對促進(jìn)新的經(jīng)濟(jì)增長、解決就業(yè)問題會產(chǎn)生重要作用。
過去十年，風(fēng)電等可再生能源取得了巨大的發(fā)展，這已經(jīng)成為未來革命的一個(gè)潮流和方向。在第一次能源革命過程中，人類發(fā)明了蒸汽機(jī)；第二次能源革命人類發(fā)現(xiàn)了石油和天然氣，用石油和天然氣代替了煤炭。第二次能源革命也發(fā)明了電力的應(yīng)用，使電力成為一項(xiàng)通用技術(shù)，促進(jìn)各行各業(yè)飛速發(fā)展。
第三次能源革命就是未來在終端用能上，電氣化趨勢非常明顯，“雖然現(xiàn)在只有40%左右用電的比例，但未來可能要達(dá)到60%、70%，甚至80%以上的終端用能都來自電力”，秦海巖說，用可再生能源代替化石能源，是當(dāng)前面臨的能源革命，也是總體趨勢。
“五大六小”寡頭市場被打破，風(fēng)電投資主體多元化
中國已連續(xù)多年成為全球最大風(fēng)電市場。據(jù)全球風(fēng)能理事會（GWEC）發(fā)布的《全球風(fēng)電市場年度統(tǒng)計(jì)報(bào)告2017》顯示，2017年，全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量超過5200萬千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到5.4億千瓦。其中，中國新增裝機(jī)容量和累計(jì)裝機(jī)容量分別占世界份額的37%和35%，位居全球首位。
在風(fēng)電投資層面，全球的可再生能源投資也表現(xiàn)出強(qiáng)勁態(tài)勢。根據(jù)彭博新能源投資近期發(fā)布的報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2017年全球可再生能源投資達(dá)到3335億美元，較2016年增加3%。中國可再生能源投資達(dá)到1326億美元，占全球總量的40%。
“中國風(fēng)電企業(yè)機(jī)組市場規(guī)模亦不斷擴(kuò)大，占據(jù)了90%以上的國內(nèi)市場份額；而中國風(fēng)電機(jī)組近幾年出口比例呈逐步增長態(tài)勢，2017年中國風(fēng)電機(jī)組累計(jì)出口容量達(dá)320萬千瓦”，秦海巖表示，風(fēng)電機(jī)組出口國家日益增多，這體現(xiàn)了中國風(fēng)電機(jī)組技術(shù)的穩(wěn)步提升。
在技術(shù)研發(fā)上的進(jìn)步顯著，他表示十多年前中國剛開始生產(chǎn)研發(fā)600千瓦的機(jī)組，要造一個(gè)單機(jī)容量一兆瓦的機(jī)組都比較困難，而到2017年，中國研發(fā)的6兆瓦機(jī)組已經(jīng)在市場上實(shí)現(xiàn)了批量應(yīng)用。另外，針對中國中東南部低風(fēng)速的情況，中國風(fēng)電制造企業(yè)研發(fā)了很多適合低風(fēng)速的機(jī)組。
在技術(shù)創(chuàng)新方面，風(fēng)電機(jī)組新機(jī)型的研發(fā)速度加快。2017年中國整機(jī)制造企業(yè)的新機(jī)組研發(fā)數(shù)量達(dá)87個(gè)，而2007年這一數(shù)字僅為10到20多個(gè)。
在風(fēng)電成本方面，秦海巖提及由于風(fēng)電技術(shù)規(guī)?；膽?yīng)用，學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)以及技術(shù)創(chuàng)新，使得風(fēng)電成本下降了40%。他表示，現(xiàn)在全球風(fēng)電平均度電成本為6美分/kwh，根據(jù)國際可再生能源署的預(yù)測，到2020年風(fēng)電平均度電成本能降到5美分/kwh。
棄風(fēng)限電，仍是我國實(shí)現(xiàn)風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的最大障礙。秦海巖比較稱，按照現(xiàn)在風(fēng)電的投資成本，基本上可以跟當(dāng)?shù)氐幕痣姵制剑@就可以進(jìn)行所謂的平價(jià)上網(wǎng)。
伴隨著中國風(fēng)電機(jī)組在技術(shù)研發(fā)、投資、出口等方面的利好消息，中國風(fēng)電投資主體卻發(fā)生了較大變化。以往，中國風(fēng)電開發(fā)的投資主體主要是國有企業(yè)——“五大六小”，市場占比曾高達(dá)80%到90%。其中，“五大”是指五個(gè)央企的電力集團(tuán)，“六小”是指地方的一些電力集團(tuán)。然而，秦海巖表示，從前兩年開始，中國風(fēng)電投資主體越來越多元化，除了“五大六小”的國有企業(yè)之外，民營中小企業(yè)開發(fā)商越來越多。
眾所周知，中國能源市場是較為封閉、壟斷的寡頭競爭市場，行業(yè)壁壘較大，民營企業(yè)進(jìn)入門檻較高。然而，可再生能源的發(fā)展對能源領(lǐng)域投資帶來了天翻地覆的變化，近幾年，風(fēng)電領(lǐng)域小的開發(fā)商數(shù)量在增多，總體開發(fā)規(guī)模占比達(dá)50%以上，已基本超過了“五大六小”。秦海巖表示，未來都是分散式的電源，網(wǎng)格化的電網(wǎng)，這為廣大中小投資者帶來巨大機(jī)會。
新能源未來格局：風(fēng)電走向何方？
“我國風(fēng)電成本下降明顯，但仍有較大下降空間”，未來風(fēng)電會走向何方，會有怎樣的發(fā)展？秦海巖認(rèn)為，棄風(fēng)限電如果解決，可以解決6美分/kwh的差距。
對此，他認(rèn)為，技術(shù)上來看障礙不大，主要問題還在于利益協(xié)調(diào)，這是體制機(jī)制層面的問題，并非技術(shù)上的障礙。而要再進(jìn)一步縮小平均度電成本，得靠行業(yè)技術(shù)的持續(xù)升級與進(jìn)步，使得通過技術(shù)應(yīng)用規(guī)?；?，更有利于降低成本。目前，從技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)調(diào)等因素考量，中國風(fēng)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)這一跨越的難度不大。
中國可再生能源已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)新階段。秦海巖認(rèn)為，過去中國已經(jīng)解決了很多問題，風(fēng)電成本已完全可以和火電成本競爭，而電力的體制、機(jī)制問題是中國現(xiàn)階段面臨的挑戰(zhàn)。
風(fēng)能、太陽能等可再生能源是一種分布式的能源，它是點(diǎn)狀的、分散式的、網(wǎng)格化的能源，而垂直的、一體化的、壟斷型的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不適合其應(yīng)用。未來的電力系統(tǒng)也將向去集中化、網(wǎng)格化發(fā)展，電網(wǎng)體系以及整個(gè)體制機(jī)制都面臨著變革。
“這個(gè)新的時(shí)代已經(jīng)從成本上的主要矛盾，變?yōu)榱巳绾螛?gòu)建新的電力系統(tǒng)，構(gòu)建新的電力體制機(jī)制的矛盾。從微觀上看，中國未來風(fēng)電發(fā)展的市場方向一定是中東南部，而不是西部。”秦海巖對當(dāng)前中國風(fēng)電發(fā)展形勢做出自己的研判。此外，德國、歐洲的三大電力公司已把所有煤電資產(chǎn)剝離了，他認(rèn)為這是未來的大趨勢。
但不少人可能會對此感到疑惑，中東南部是中國的復(fù)合中心，也是人口的聚集中心，這些地方有空間開發(fā)風(fēng)電嗎？秦海巖表示這里面存在非常大的認(rèn)知誤區(qū)。諸如德國這樣的國家，國土面積很小，但安裝了將近6000萬千瓦的風(fēng)電。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，德國每單位國土面積的裝機(jī)量是155千瓦每平方公里，而且德國很多州甚至達(dá)到了200、300千瓦每平方公里的裝機(jī)密度。而中國江蘇、湖北、湖南、安徽等中東南部地區(qū)每單位國土面積的裝機(jī)量，最高為50千瓦每平方公里，最低為10千瓦每平方公里，比德國至少差3倍甚至10幾倍的比例。
秦海巖表示，盡管德國風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)密度高，但因?yàn)閺膩頉]有集中式的風(fēng)電，都是在農(nóng)場里面，呈分散式，因此并不會妨礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也沒有對環(huán)境造成大的危害甚至視覺上的障礙，因此中國中東南部的開發(fā)潛力非常大。
他提到，中國中東南部風(fēng)電開發(fā)方式也存在新的挑戰(zhàn)。第一，微觀選址面臨新的情況，東南部地區(qū)都是復(fù)雜地形，需要提高選址水平。案例顯示，如果機(jī)位選擇差20、30米，發(fā)電量可能差100、200小時(shí)。
第二，分散式開發(fā)比較零散，土地獲取難，風(fēng)能資源好的地方還需進(jìn)一步開發(fā)。秦海巖認(rèn)為，下一步分散式風(fēng)電一定要跟縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)合起來，讓風(fēng)電能促進(jìn)當(dāng)?shù)氐目h域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，包括結(jié)合特色小鎮(zhèn)以及當(dāng)?shù)氐拿裆ㄔO(shè)。這樣就能把當(dāng)?shù)卣?、農(nóng)民的積極性調(diào)動起來，讓分散式風(fēng)電大有可為。
第三，風(fēng)電制造企業(yè)也面臨新的挑戰(zhàn)，即如何利用先進(jìn)的IT技術(shù)提高風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行水平?，F(xiàn)在很多制造企業(yè)已經(jīng)開始采用數(shù)字雙胞胎技術(shù)，給整個(gè)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行數(shù)字建模，通過對數(shù)字建模的模型進(jìn)行診斷分析，出故障之前就能有所評估預(yù)測，可以提前進(jìn)行預(yù)防性維修。
現(xiàn)階段，中國可再生能源發(fā)電量占比不足5%，未來隨著發(fā)電量占比大幅提升，中國的電網(wǎng)到底可以不可以承受呢？秦海巖表示，國外做過很多這樣的研究報(bào)告，在一個(gè)電力系統(tǒng)里面，風(fēng)電、光伏這樣的波動式能源，其發(fā)電量占比在20%以下的時(shí)候，現(xiàn)在的技術(shù)、管理手段無需調(diào)整，整個(gè)電力系統(tǒng)就完全可以應(yīng)對這20%波動式的電源接入。
未來，當(dāng)可再生能源達(dá)到100%發(fā)電量的時(shí)候，需要進(jìn)一步提高整個(gè)電力系統(tǒng)的靈活性，可以靠儲能來解決。儲能問題解決后，會讓整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大變革，通過把需求側(cè)靈活性調(diào)動起來，應(yīng)對風(fēng)和光的波動性。
德國、丹麥等很多歐美國家都在向這個(gè)方向發(fā)展，秦海巖認(rèn)為中國也應(yīng)在這一方向上堅(jiān)定不移，畢竟充分利用風(fēng)電、光伏等可再生能源，才能解決人類能源和環(huán)境危機(jī)。
