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中國可再生能源展望2016

中國可再生能源展望2016

進入21世紀,的可再生能源發展迅猛。從最初的以水能、風能為重點,到近五年太陽能的大規模利用,當前可再生能源與核電已佔能源消費總量的12%,距離2020年國家實現15%非化石能源發展目標越來越接近。

的能源體系不斷發展,持續滿足了經濟迅速增長的需求,取得了巨大的成績。然而,發展過程中也產生了很多亟需解決的問題,對能源體系變革也提出了新的需求。主要問題有:

——造成了PM2.5、溫室氣體等系列環境問題;

——對水、土地等資源帶來了眾多負面影響;

——能源結構問題以及對化石能源的依賴長期存在;

——電力部門存在結構性不合理,造成影響運行效率等潛在損失。

2006年《可再生能源法》頒布實施,規劃了可再生能源的宏偉發展目標,促進了可再生能源的快速發展,可再生能源已成為戰略性新興產業和最具有發展前景的全球領先行業。

然而,伴隨可再生能源的發展,大量的可再生電力無法有效消納,被迫白白放棄,這不僅是發電企業的損失,更對經濟帶來影響。因此,在當前能源體制框架下,仍然需要不斷完善體制機制和技術創新,才能真正保障大規模風電、太陽能發電等可再生能源的有效利用。

進一步而言,儘管風電和太陽能發電成本在過去五年大幅下降,但目前仍無法和煤電直接競爭,特別是當前還沒有建立真正反映兩者成本的價格形成機制,煤炭開採、運輸和燃燒帶來的環境損失和其他對社會造成的損害,都還沒有被量化在煤炭使用之中。

這些問題源於傳統電力系統對於煤炭的過度依賴和優先使用化石能源的地方保護主義。另外,由於缺乏透明和靈活的電力市場,價格無法真正反映市場供需關係,特別是尚未建立以小時甚至更短時間為單位的供需價格定價機制,嚴重阻礙了現代靈活電力系統對於供需雙方變化的適應。

需要注意的是,政府為推動經濟可持續發展,已提出建設生態文明、推動能源生產和消費革命、承諾應對氣候變化等多項遠景目標,並不斷推進經濟和能源電力的改革進程,這些都將為建立綠色可持續能源體系以及建設綠色、經濟、安全的電力系統和有效的市場機制給予明確的方向指導。

未來四十年能源分佈結構

基於這些堅定的政策框架,《可再生能源展望2016》分析了兩種情景, 提出了向綠色低碳、安全高效的能源體系加速轉型的政策建議。

《可再生能源展望2016》分為三部分,第一部分概述了能源體系的現狀,並提出了面對的挑戰和問題。

第二部分分析了能源體系未來發展的兩種情景。基於對電力系統和終端用能部門的詳細建模,分析了既定政策情景下,政策對能源體系發展和對環境、經濟和能源供應安全的影響;進一步,還基於對2050美麗的展望,分析了高比例可再生能源發展情景。

第三部分評估了推動可再生能源發展的不同政策框架和措施,包括電力系統靈活性及電力市場構建方案,可再生能源友好型電網建設思路,可再生能源成本和定價問題、補貼系統,分散式可再生能源發電和可再生能源供熱潛力和發展路徑,以及可再生能源綠證和保障性收購的政策思路等。

關於計算的註釋:報告中所有未來能源消費量、非化石能源比例和可再生能源開發量數據是基於能量法(熱值)折算為標準煤。對於一些歷史數據,仍然採用煤炭替代法折算標準煤。

主要發現和結論

2030 年能源的兩條發展路徑

以2050 年為展望終點,本報告分析了實現2030 年能源目標的兩條發展路徑,一是既定政策情景,描述了基於現有政策下的能源發展路徑;另一是高比例可再生能源情景,展示了可再生能源以更高比例利用下的能源發展路徑。

既定政策情景可以實現能源轉型的最低要求,但步伐緩慢

分析顯示,當前的可再生能源發展規劃只是滿足2030年實現能源轉型目標的最低要求。

然而,在既定政策情景下,煤炭仍舊是主導能源,因此建設可持續能源體系的轉型步伐依然緩慢。高比例煤炭消耗的電力將延緩終端用能從煤炭到電能的必要轉換,還將降低交通部門電氣化帶來的紅利;同時也將繼續維持工業和經濟依賴化石能源的發展老路,而不能發揮可再生能源相關產業帶來的經濟、就業等多方面的優勢。另外,既定政策情景下,為保證全球應對氣候變化溫控2度目標的實現,的主導角色也很難體現出來。

可再生能源高比例情景——一條迅捷可行之路

高比例可再生能源情景是實現能源可持續發展的迅捷之路,將為帶來巨大的經濟和社會效益。與既定政策情景相比,高比例可再生能源情景在新增可再生能源裝機和終端用戶的電氣化水平上均有所不同,勾畫了中長期能源體系更為宏偉的發展前景。該路徑不僅可行,而且清潔能源技術和資源將是未來經濟發展的基本驅動力之一,為相關產業發展傳遞了明確信號,該情景將促進的產業結構朝著更為健康的方向發展。另外相比於既定政策情景,高比例可再生能源情景中能源系統產生的二氧化碳排放將被大幅削減,並且將促進二氧化碳排放達峰提前至2020年以前。

《可再生能源展望2016》的研究團隊建議應沿著高比例可再生能源情景的發展道路前行,通過建立相應的管理和激勵政策框架,堅定地執行電力市場改革,保障這條迅捷之路的順利建設。

可再生能源在電力部門中的角色轉換:從補充到支柱

電力部門必須改革

目前的政策框架和經濟激勵措施還主要是為火電等常規電源服務,然而這已不再是實現「新常態」經濟發展、促進經濟與能源增長解耦以及消除嚴重大氣污染的可行解決措施。我們研究顯示從2030年起,可再生能源將成為電力系統的支柱能源,因此,已不能簡單地對現有體系和機制進行微調來解決問題,新舊體制之間的核心矛盾必須通過對整個電力系統的改革才能得以實現,完成對各利益集團的市場參與和激勵結構的全面調整。

裝機過剩帶來的威脅和挑戰

裝機過剩已成為能源轉型的絆腳石,投資風險持續增加。當然,裝機過剩的形勢也為電力改革創造了條件,通過利用這個機遇,可以幫助完成能源體系的平滑、安全轉型。

過剩的裝機以及市場改革將拉高能源的整體成本,但降低現貨價格,導致更大的投資風險。對具有高投資成本和低運行費用的可再生能源來說,經濟可行的投資和穩定的政策保障將是其在電力改革中需要重點關注的方面。

可再生能源併網

電力系統能夠接納高比例可再生能源和避免棄風棄光問題

《可再生能源展望2016》對電力系統的分析顯示,依靠適合的政策框架和激勵措施,可再生能源電力可以有效接入電力系統;成熟的電力市場也將是實現可再生能源接納和經濟利用的主要驅動力。

當前高比例棄風棄光問題是對社會資金的巨大浪費,從反面來說由於減少了清潔能源的使用,也顯著增加了電力系統的污染物排放。研究顯示即使擁有高比例的可再生能源,嚴重的棄風棄光問題也可以避免。

電力系統靈活性的新來源

可再生能源一旦成為電力系統的支柱能源,火電廠需要轉變職能,找到新的發展方向。在一個高效運行的電力系統中,靈活的煤電和熱電聯產機組將和跨省跨區互濟一起為系統提供調節能力。

同時,電動汽車將在快速發展,藉助其保有量巨大且分散的特性,通過智能充放電技術,可以作為提供電力系統靈活性的另一重要來源。

分析還顯示,抽水蓄能在平衡電力供需上發揮了重要作用。相比之下,其他儲能技術2030年前尚不具備競爭性。

二次利用的電池和需求側響應將為系統提供最後的靈活性保障。

電力市場——提高成本效益和可再生能源併網

根據國際經驗,一個規劃合理、運行高效的電力市場是促進可再生能源有效利用的強有力保障。通過透明的定價機制和動態的供需價值體現,電力市場可對火電廠的靈活性以及網間靈活互濟產生有力的經濟激勵,促進以較低的邊際成本購買可再生能源電力。在兩種情景中,將在2025年左右逐步建成完善的電力市場。

分析還顯示,建立大規模的電力市場(或者說幾個互聯的電力市場) 有利於省際和區域間的電力電量交換,有利於可再生能源電力在更廣闊的地理範圍內生產和消納,促進火電廠的靈活調度,並且顯著降低棄風棄光比例。

建議堅定推進電力市場改革,做好改革全面規劃。清晰地向市場各利益方傳達改革的最終目標和實施路線,這對避免無序投資以及創造更有競爭性的市場環境將具有非常重要的價值。還需要制定市場開放時間表,做好藍圖設計,確保2030 年前建成一個全面競爭的電力市場。

降低煤炭消費

煤電在降低,但仍佔據主導地位

兩種情景都顯示,通過提高能源效率,採取電力和天然氣替代等措施,煤炭在終端用能的比例能夠快速下降。

在面向2030 年的能源系統中,煤炭仍佔據主導地位,特別是在既定政策情景下。可再生能源更高比例的開發利用將大大降低煤炭消費,從而加速能源體系轉型的步伐。

煤電的靈活應用是煤電廠轉變職能,成為其留在電力市場繼續發揮作用的新機遇,也是降低煤炭消費的新出路。

煤電價格應反映外部成本

採煤和燃煤對環境有很大的負面影響,但目前的煤電價格並沒有反映出這些外部性成本。因此,通過煤炭的定價機制和加收碳稅,以保證煤炭和可再生能源的公平競爭,煤炭的補貼應逐步減少,直至最終取消。

電網互聯互通

對電力系統的分析顯示,通過省間、區域間電力互濟(包括遠距離輸電線), 實現電力電量的交換對整個電力系統非常關鍵,不僅可以降低成本,而且還有助於接納更多的可再生能源併網。然而,當前的電價政策和管理機制無法實現電力的靈活互濟,增加了社會的用電成本。因此,省間、區域間聯絡線的調度需要按照市場規則運行,這必將是電力市場改革的重要環節。

從技術角度看,增加電網間聯絡線的靈活性,需要在未來電網規劃和現有電網改造中予以足夠重視。

可再生能源開發利用的持續支持政策

目前的可再生能源支持機制已成功地推動了可再生能源開發利用總體目標的實現。然而,隨著能源部門政策機制的調整,主要是電力改革的推進以及可再生能源補貼壓力的持續增加,需要尋找未來發展的新出路。《可再生能源展望2016》為此分析提出了相關的政策措施建議。

目標和配額體系

對地方政府、電網公司和發電企業,應建立可再生能源發展和利用目標考核制度,明確他們在發展清潔能源方面的責任,並釋放他們手中的資源,促進可再生能源更快、更高效地融入能源體系。應更好地發揮市場機制,如利用配額制與交易機制很好的結合,實施綠色交易證書。但是需要解決好幾種定價機制和相關問題的關係,以確保證書交易體系更有效的落實。我們還提出了進一步需要研究的相關問題,包括如何將其他國家先進的支持機制引入到並得到很好的消化借鑒。

本報告還分析了推動落實全額保障性收購可再生能源發電的必要性,這一責任也可以有效降低棄風棄光比例,確保法律要求的優先收購得以落實。在實際操作中,應結合當地具體資源情況,並與火電相互協調,得到火電的配合支持。僅僅依靠全額保障性收購政策無法徹底解決棄風棄光問題,建議充分結合全面的定價機制和電力市場改革統籌考慮。

新型定價和補貼機制

隨著電力部門改革的推進,可再生能源和火電的總體定價環境應朝著同台競技的方向發展,即考慮發電的環境外部性影響。隨著電力市場改革進程加快,可再生能源定價應向市場機制定價的方向轉型,即採用市場溢價補貼而不再是固定電價(FIT)。不同的發電技術需要不同的支持模式,發展成熟技術的補貼應低於或補貼周期應短於不成熟的技術。借鑒國際上可再生能源開發利用的招標模式等經驗,充分考慮的國情和具體情況,可以大幅降低成熟技術對國家補貼資金的需求。

當前可再生能源尤其是光伏正以超過預期的方式降低成本和減少對補貼的需求。未來對補貼的支持力度應充分考慮由於可再生能源技術進步和創新帶來的發電成本下降。在沒有限電情況下,發電效率和運行小時數都可以大大增加,投資成本和運行成本均將普遍降低。本報告預計這些進步都將顯著降低未來的補貼需求。

本文摘編自王仲穎、單國瑞等《可再生能源展望2016》(北京:科學出版社,2017.1),內容略有刪節。

《可再生能源展望2016》是根據經濟社會發展和生態環境保護的戰略目標,以2030年為時間節點,對能源與電力系統自下而上開展的情景分析研究。本展望報告通過「既定政策情景」和「高比例可再生能源情景」的對比,研究了不同發展路徑和多種政策、市場手段對促進能源轉型和可再生能源利用的效果,分析了可再生能源在實現經濟社會環境可持續發展目標中的關鍵作用,探討了高比例可再生能源系統對宏觀經濟發展、能源安全、環境保護和應對氣候變化的綜合影響。分析結果顯示,如果適合的政策得到全面落實,的能源系統可以容納大規模可再生能源。而高效的電力市場、透明的電價是可再生能源有效併入電網最重要的驅動力。同時,煤電在電力系統中也將發揮新的作用,即從電力供應的主導能源轉變為靈活調峰電源。2030年,實現高比例可再生能源發展目標不僅可以降低煤炭消費和二氧化碳排放,還能推動進入長期的低碳能源發展之路。

本書適合於相關科研院所、大學及相關行業的從業人員閱讀,也可為相關部門在制定宏觀經濟、能源、環境保護和應對氣候變化的目標、規劃和政策措施方面提供參考。

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