三、高比例可再生能源結(jié)構(gòu)是能源轉(zhuǎn)型的天下大勢
孫中山先生講:“天下大勢,浩浩湯湯,順之者昌,逆之者亡”。從常規(guī)能源為主的電力結(jié)構(gòu)向高比例可再生能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型就是天下大勢,已經(jīng)成為世界共識(shí)。國際能源署(IEA PVPS),國際可再生能源署(IRENA),歐盟委員會(huì),德國,日本以及很多國際研究機(jī)構(gòu)研究報(bào)告的結(jié)論都不約而同地指出,未來世界的能源和電力結(jié)構(gòu)是高比例可再生能源,甚至是100%可再生能源結(jié)構(gòu)。尤其值得注意的是,高比例可再生能源結(jié)構(gòu)中,光伏的占比是最高的(沒有之一)!IRENA預(yù)測,2050年光伏全球裝機(jī)8519GW,風(fēng)電裝機(jī)6014GW,光伏和風(fēng)電占全球電力裝機(jī)的72.5%,可再生能源發(fā)電量將占全球發(fā)電量的86%!DNV.GL預(yù)測,到2050年全球光伏累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到18000GW,占到全球總電力裝機(jī)的50%以上;由德國環(huán)境基金(DBU)支持的LUT “全球100%可再生能源電力結(jié)構(gòu)”的研究報(bào)告預(yù)測,2050年,光伏發(fā)電在全球電力供應(yīng)的占比將達(dá)到69%,全球光伏裝機(jī)將達(dá)到22000GW!一浪高過一浪!伴隨著光伏高比例發(fā)展,化學(xué)儲(chǔ)能也將迎來前所未有的蓬勃商機(jī)。LUT報(bào)告指出:2015年,國際上93%的儲(chǔ)能為抽水蓄能(Pump Hydro Storage),蓄電池儲(chǔ)能僅占到7%;到2050年,儲(chǔ)能總量將是2015年的458倍!蓄電池化學(xué)儲(chǔ)能將占到95%,抽水蓄能僅占到1%(占比倒過來了)?傊,高比例可再生能源是世界能源轉(zhuǎn)型的方向,而光伏將成為未來世界最主要的電力來源。
就中國而言,迫于能源供給和溫室氣體減排的壓力,能源轉(zhuǎn)型更是迫在眉睫。中國從2007年始成為溫室氣體排放世界第一大國,目前是世界能源消費(fèi)第一大國,是世界最大的電力裝機(jī)和電力消費(fèi)國,是世界最大的煤炭和石油進(jìn)口國,中國石油對(duì)外依存度超過70%,天然氣對(duì)外依存度達(dá)到45%。然而,中國常規(guī)能源的儲(chǔ)采比還不到世界平均值的50%,中國如果保持現(xiàn)狀不做任何改變,30年之后中國的石油、天然氣,甚至煤炭,都將消耗殆盡,中國如果不能在今后20-30年內(nèi)完成向高比例可再生能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,則勢必面臨巨大的能源安全問題。
國家可再生能源中心依據(jù)國家能源轉(zhuǎn)型要求,2018年發(fā)布了研究報(bào)告“中國可再生能源展望2018”,提出到2050年,中國可再生能源在一次能源消費(fèi)中的占比達(dá)到60%以上,在電力消費(fèi)的比重達(dá)到90%以上的中國能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)。僅以電力、光伏和化石能源電力的發(fā)展目標(biāo)為例:
火電裝機(jī)需要從現(xiàn)在的60.2%下降到2050年的11.1%,發(fā)電量需要從現(xiàn)在的70.4%下降到14.0%;而光伏裝機(jī)需要從現(xiàn)在的9.2%上升到2050年的38.3%,發(fā)電量從現(xiàn)在的2.5%上升到19.3%。光伏裝機(jī)到2050年將超過20億千瓦(2000GW)。
中國的光伏制造業(yè)十分強(qiáng)大,光伏產(chǎn)品占全球總產(chǎn)量的70%以上,無論從制造、應(yīng)用還是裝備和研發(fā),都處于世界領(lǐng)先,沒有制約因素,具備支持光伏規(guī)模化發(fā)展的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
然而,最為重要的是:高比例可再生能源的能源/電力轉(zhuǎn)型方向必須在政府、電網(wǎng)和發(fā)電集團(tuán)之間達(dá)成共識(shí),而且必須要有統(tǒng)一的行動(dòng)!笆奈濉笔枪夥惋L(fēng)電全面進(jìn)入平價(jià)時(shí)代的開局5年,是承前啟后、繼往開來的5年,非常關(guān)鍵。如果達(dá)成共識(shí),則“十四五”所有新增電力裝機(jī)都應(yīng)該是清潔能源,包括水電、光伏、太陽能熱發(fā)電、風(fēng)電、生物質(zhì)發(fā)電和天然氣發(fā)電,燃煤電廠的存量裝機(jī)亦應(yīng)讓出發(fā)電量,以保證清潔電力的“先發(fā)、滿發(fā)”。
對(duì)于核電,坦率地講,我是一位旁觀者,從旁觀者的角度看,核電有2個(gè)致命的問題沒有解決,一個(gè)是核廢料的處理,據(jù)說關(guān)閉一座核電站周期比建一座核電站還要長,成本比建一座核電站還要高。核廢料目前處理辦法只有深埋,然而它的半衰期長達(dá)幾萬到幾十萬年,始終都在地下釋放并積累能量,是一顆定時(shí)炸彈,威脅著子孫后代的生存環(huán)境;另一個(gè)是核事故,一旦發(fā)生核事故就將是滅頂之災(zāi)(俄羅斯的切爾諾貝利和日本福島就是先例)。我想問的是:如果光伏+儲(chǔ)能能夠滿足中國的電力需求,為什么要冒如此高的風(fēng)險(xiǎn)去建核電站?如果拿核電站和燃煤電廠相比較,從安全角度出發(fā),我寧肯支持上燃煤電廠。
四、結(jié)論和建議
結(jié)論:
1)從技術(shù)角度講并不存在高滲透率光伏情景下的消納問題,關(guān)鍵是政府、電網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)必須統(tǒng)一思想,堅(jiān)定高比例可再生能源的能源轉(zhuǎn)型的大方向,而且要統(tǒng)一行動(dòng)。否則,再美好的藍(lán)圖也會(huì)成為一紙空文;
2)對(duì)于集中式光伏電站,通過同步電網(wǎng)、互補(bǔ)電源結(jié)構(gòu)、火電調(diào)節(jié)機(jī)組、網(wǎng)側(cè)/站內(nèi)儲(chǔ)能等措施,使電網(wǎng)具備足夠的調(diào)節(jié)能力,在風(fēng)光等波動(dòng)性可再生能源滲透率達(dá)到70%時(shí),也不會(huì)有電網(wǎng)安全和消納問題;
3)對(duì)于分布式光伏,在平價(jià)時(shí)代具備較強(qiáng)商業(yè)競爭力,市場潛力巨大。依靠分布式光伏自身調(diào)節(jié)能力,滲透率可以做到100%。對(duì)于分布式光伏不應(yīng)設(shè)置滲透率上限;
4)在向高比例可再生能源轉(zhuǎn)型過程和大規(guī)模發(fā)展光伏發(fā)電的進(jìn)程中,電化學(xué)儲(chǔ)能將會(huì)發(fā)揮重要作用,具有巨大的潛在市場,必將帶來新的商機(jī);
建議:
1)“十四五”是我國能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵之年,建議新增電力裝機(jī)均為清潔電力,包括水電、風(fēng)電、光伏、太陽能熱發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電和氣電,燃煤電廠的存量裝機(jī)需要讓出電量,以保證清潔能源電力的先發(fā)、滿發(fā);
2)對(duì)于集中式光伏電站,放開光伏-逆變器容配比,取消“保障性收購小時(shí)數(shù)”的限制,給予“先發(fā)、滿發(fā)”的優(yōu)先權(quán);
3)對(duì)于分布式光伏放開年度規(guī)模限制,對(duì)“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”的戶用光伏系統(tǒng)按照“凈電量計(jì)量”模式計(jì)量和結(jié)算;適時(shí)啟動(dòng) “凈零電耗建筑”計(jì)劃和示范;鼓勵(lì)投資光伏微電網(wǎng)項(xiàng)目;
4)努力推進(jìn)電力體制改革,放開配電網(wǎng)的經(jīng)營權(quán);加快進(jìn)行電力交易市場和實(shí)時(shí)電價(jià)體系的建設(shè);
5)出臺(tái)針對(duì)性的政策和價(jià)格體系,激勵(lì)光伏系統(tǒng)提高自身調(diào)節(jié)能力,加速儲(chǔ)能市場的規(guī);l(fā)展;
6)“他山之石,可以攻玉”建議決策部門和電網(wǎng)企業(yè)考察調(diào)研國際相關(guān)技術(shù)和政策,確保中國能源/電力發(fā)展方向正確無誤?疾煺{(diào)研項(xiàng)目包括但不限于:高比例可再生能源的發(fā)展路線和政策措施(美國加州、歐盟、德國、丹麥、日本、澳大利亞),電力交易市場和實(shí)時(shí)價(jià)格體系(美國、北歐電網(wǎng)、日本),光伏-逆變器容配比(美國、德國、日本、印度),凈電量計(jì)量(美國、歐洲、日本),凈零能耗建筑和智能家居(日本、德國、荷蘭),微電網(wǎng)(美國、德國、丹麥、希臘、日本、韓國),分布式光伏造成的“鴨子曲線”及其解決辦法(美國加州、德國、日本)。