全面认识新能源发展的机遇与挑战

全面认识新能源发展的机遇与挑战目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"前言 1\o"CurrentDocument".六方面考量新能源发展 2\o"CurrentDocument"1.概述 2\o"CurrentDocument"近零碳 2\o"CurrentDocument"新技术 2\o"CurrentDocument"规模化 3\o"CurrentDocument"1.7.可靠性 3\o"CurrentDocument".大力推动新能源发展 3\o"CurrentDocument".新能源发展面临的问题和机遇 41.'需 4\o"CurrentDocument"2.将迎来“三重机遇"：越过山丘，会发现什么? 6\o"CurrentDocument".新能源发展面临的挑战 7\o"CurrentDocument"1.光伏、风电的发电特性看挑战 7\o"CurrentDocument"2.新能源应用方式看挑战 8\o"CurrentDocument"3.新能源发展对储能的影响看挑战 8\o"CurrentDocument"4.小结 9前言碳达峰是实现碳中和路径上的转折点。减少二氧化碳排放是实现碳达峰碳中和目标的主要任务，主要措施是大力发展非化石能源，尤其是大力发展以风电、光伏发电为代表的新能源发电。2021年9月印发的《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出，到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上；到2060年，非化石能源消费比重达到80%以上。由于我国水电装机受技术条件及经济性的影响，可开发的容量越来越少，核电发展受厂址条件、资源等约束也难以大规模持续开发，大力发展新能源发电将是提高我国非化石能源消费比重的重中之重。国家《“十四五”现代能源体系规划》把“到2025年，非化石能源消费比重提高到20%左右，非化石能源发电量比重达到39%左右”作为“能源低碳转型成效显著”的重要目标之一，同时提出了2035年“非化石能源消费比重在2030年达到25%的基础上进一步大幅度提高，可再生能源发电成为主体电源”，进一步指出在“十四五”时期要“加快发展风电、太阳能发电”。中国电力企业联合会专家委员会副主任委员、华北电力大学新型能源系统与碳中和研究院院长、国家气候变化专家委员会委员王志轩.六方面考量新能源发展概述一种能源替代另一种能源，不是能源品种的简单替代，而是能源系统的整体转型，并引导经济社会的全面转型。因此，新能源要实现大力发展，必须兼具独特性和传统性。独特性表现在巨大的生命力，能够成为推动能源系统与经济社会转型的根本动力；传统性表现在与能源系统、经济社会系统的融合，使之平稳转型。这也是我国推进“双碳”目标实施必须要坚持先立后破、传统能源的逐步退出必须建立在新能源安全可靠替代的基础上的要义所在。要实现新能源的大力发展，应从近零碳、可持续、新技术、规模化、商品属性、可靠性6个方面来考量。近零碳近零碳是指新能源成为能源商品的全生命周期过程要达到近零碳排放。在不考虑碳移除或者碳交易情况下，现实中并不存在“零碳”商品能源。近零碳的概念并不统一，其涵义应是“零碳”一次能源在开发、转换、加工为商品能源全生命周期中尽可能减少碳排放。1.3.可持续一方面是指新能源应具有“可再生性”，取之不尽、用之不竭；另一方面，新能源在开发利用全生命周期尽量减少对生态环境的“负外部性”影响，包括控制污染，减少对绿水青山、地表植被等的破坏等。1.4.新技术新技术是条件和动力要素。这里的“条件”是动态的、相对的，所有能源都不可能永远是新能源，而现在之所以是新能源，关键的表征是新技术要素对新能源发展的贡献仍然处于显著甚至是指数型阶段。同时，与传统能源相比，新能源在某些方面仍然存在着不足和短板。因此，要持续不断通过技术创新，极大发挥新能源的长处，着力克服其不足，保持其“新”的特性。1.5.规模化规模化是新能源“大力发展”的前提也是结果，反之，不成熟的新能源是不可能规模化和大力发展的。从宏观层面看，规模化应当包括三个方面，有成熟的商业模式、有产业链基础、在能源总份额中有一定比例。一般而言，新能源规模化才会更具有经济性；规模化与标准化也是相辅相成的，二者互为推动。1.6.商品属性商品属性是新能源成熟的重要标志。不具有商品属性的新能源，是难以通过市场检验的，也不可能成为主体能源或者电源主体。而成为商品能源的关键，是新能源必须以自身的特点和优势与传统能源进行市场竞争。1.7.可靠性可靠性是指能源供应的安全性、稳定性、便捷性、可备用性。能源电力的可靠供应可以从两个方面理解：一是新能源自身具有一定的可靠性；二是在能源系统中有明确的定位，与能源系统一起提供能源电力的可靠供应。从新能源自身来看，安全性是指不因新能源大力发展而直接引起大规模能源供应的安全事件（包括不发生供应充足性风险和人身、财产安全风险），稳定性是指能源供应的连续性和可控性，可备用性是指具有一定的应对自然条件变化的能源供应能力，便捷性是指新能源发展对终端消费用户尽量不产生福利损失。.大力推动新能源发展新能源并不是6个方面全部得到“满分”才能够大规模发展，而是要从6个方面分析新能源及传统能源各自的特点，以促进新能源不断创新和能源体系逐渐适应新能源特性，快速、平稳实现“双碳”目标下的能源转型。我国新能源经过近20年的发展有了长足的进步，光伏发电、风电得到了大力发展。从近零碳方面看，全生命周期的光伏发电组件如晶硅材料生产技术的进步使碳排放强度不断下降，环境污染不断改善。从可持续性看，太阳能及风能生来就是可持续的，且在开发过程中不断完善生态环保要求和措施。从新技术看，通过不断创新使新能源发电效率不断跃上新台阶，运用数字化技术、电力电子技术、新型储能技术等使新能源与微电网及大电网的融合性不断提高。从规模化来看，我国光伏和风电的装机容量与自身比，在经历了十多年的超高速发展阶段后，累积并网均达到2亿千瓦以上，且占我国新增电力装机的主要部分。从商品属性看，对新增的新能源发电上网电价补贴已经绝大部分取消或大量削减，新能源在一定程度上参与到电力市场之中。从安全性、稳定性、便捷性、可备用性几个要素看，新能源发展都有不同程度的进步，特别是随着新能源发电在终端能源消费比重中的提高，对于减少我国石油对外依存度高带来的能源安全风险将逐步发挥重要作用。因此，不论从推进“双碳”工作要求上、从新能源发展积累的经验上，还是从新能源与传统能源协同上、从对新能源技术发展预测上，我们都对新能源大力发展有充分信心。低碳性、可持续性、新技术潜力以及规模化应用，为新能源发展提供了长期利好以及实践经验。无论是从“双碳”“1+N”政策体系看，还是从“十四五”规划纲要看，以及从“十四五”现代能源体系规划看，大力发展新能源有了目标、规划、政策措施、能源改革等方面的大力支持，具有十分广阔的发展空间。.新能源发展面临的问题和机遇新能源发展，成于补贴，困于补贴，在面临千亿补贴缺口的当下，平价上网成了顺理成章之举。一个大致的判断是，到2020年，我国大部分地区可以实现风电和光伏发电侧的平价上网。当然，这不只是发电一个环节的事，从系统角度而言，平价上网涉及产业链的方方面面。新能源产业将面临哪些挑战，需要如何克服困难，才能让当下火热的“红海”成为全新的“蓝海”？需跨越“软成本大山”如今，新能源已经进入可以与传统能源竞争的时代。在欧洲科学与艺术院院士、瑞典皇家理工学院教授严晋跃看来，尽管新能源成本的下降经历了类似于芯片领域摩尔定律的发展历程，但新能源平价上网不是仅靠技术进步就能实现。研究显示，虽然可再生能源的硬成本正在快速下降，但软成本的下降并不明显，导致目前软成本占整个项目成本的比例反而增加。美国每季度公布的光伏发电项目成本情况显示，其硬成本每2〜3年减少一半，但软成本占比在8年之内却从30%〜40%升至60%〜70%。软成本也被称为非技术成本。在我国，尽管风机制造、光伏电池等技术成本屡创新低，但非技术成本下降幅度并不明显。有机构测算，2019年在保持非技术成本不变的情况下，产业链各环节距离发电侧平价的要求尚需5~10个百分点的降幅。据瑞银证券统计，目前一些项目的非技术成本高达0.5〜1元/瓦，占总装机成本的10%〜20%。在业内人士看来，非技术成本包括前期费用和建设费用、融资成本、运营费用等等，已经成为了横亘在发电侧平价上网面前的“大山”。首先，非技术成本难以下降。主要包括前期费用和建设过程的费用。据业内人士透露，前期工作费用也被称作“路条费”，在早年间有些光伏项目的路条费高达1元/瓦。据介绍，光伏电站前期工作，需要完成大量的文件，一般有：可研报告、备案文件、列入国家指标证明文件、土地租赁协议、项目用地红线、土地预审文件、建设用地预审文件、林地意见、环评、水保、选址意见书、安评、节能、压覆矿产、地宅、设施农业备案、安稳报告、电力接入方案及批复、测绘报告、地勘报告、总评规划、送出工程批复等。这其中，每个文件的背后，都需要付出大量的精力甚至费用。此外，在项目建设过程中，也会因为征地等原因增加成本，影响项目工期和投产时间。其次，项目融资成本通常较高。新能源电站为重资产行业，一般规律是，投资方只需要出20%〜30%的资本金，其余资金通过融资方式获得。因此，能否获得较低利率的融资，就成为衡量项目能否成为优良金融资产的标准。2017年，我国光伏企业晶科能源以2.42美分/千瓦时（约合人民币0.15元/千瓦时）的电价中标阿布扎比Sweihanl.17吉瓦光伏电站而备受关注，主要原因就是获得了较低的融资成本。最后，业主单位运营成本偏多。其一是租地成本。以每亩地可以安装40千瓦左右的光伏电站，上网电价为0.4元/千瓦时（不含税电价为0.3448）、土地租金约为800元/亩计算，每年的发电收入约为13800元/亩，租金部分就占发电收入的5.8%。其二，一些税费也时常影响项目的收益。据报道，2017年某省税务部门要求光伏电站按照5~8元/平方米的标准缴纳城镇土地使用税。如按照10兆瓦光伏电站占用300亩土地进行核算，每年最少要缴纳100万元土地使用税，占发电收入的比例超过24%o幸运的是，今年以来发布的系列文件明确要求，对于平价上网项目，要避免不合理的收费，要求各地在土地利用及土地相关收费方面予以支持。但也有专家指出，这一政策缺乏后续奖惩措施，实施效果上可能打折，建议参考光伏领跑基地项目经验加强约束，做到奖罚严明。将迎来“三重机遇”：越过山丘，会发现什么？2019年被视为平价上网的试水年。针对日前发布的第一批名单，中金公司分析认为，尽管获批规模少于申报量，但光伏项目占比七成、分布式隔墙售电试点启动也超出预期。更为重要的是，新政提供了稳定发展的预期，也有望解决土地、融资和消纳等问题，由此带来的规模增长和商业机会将不可限量。2017年5月23日，国家能源局下发开展风电平价上网示范工作通知，至今年5月22日首批项目公示之日，这一历程整整走过了3年的时间。6月30日前，新建平价上网项目有望开工。未来的“蓝海”会有哪些机会？徐国新认为，平价上网政策将给行业带来三大变化：其一，加速替代化石能源进程。在平价上网政策推动下，新能源和化石能源的市场竞争将转化为燃料价格和新能源度电成本的竞争。从长期趋势看，新能源成本还将继续下探，化石能源将因燃料价格波动以及环保成本上升失去成本优势，促使新能源在市场竞价中逐步占据主导地位，加速替代化石能源的进程。其二，推动能源共享经济时代到来。分布式新能源将因成本低，消纳条件好，节约输配电投资等原因，实现大范围覆盖。平价上网可以推动能源互联网高速到来，实现可再生能源智能化，一体化生产、传输、存储、消费以及市场交易。在以泛在电力物联网为平台的基础设施之上，或许会孕育出“杀手级”的新能源商业模式。其三，推动新能源成为绿色金融产品。近零边际成本特性降低了新能源资产风险，使其易于取得更高信用评级，融资方式将继续多样化，从而增强企业资产的流动性。新政鼓励平价项目出售绿证，较低的价格可对自愿绿证市场起到激活作用。此外可再生能源配额机制正式实施后，达不到配额要求的义务主体也可以通过购买绿证的渠道来完成配额，这会进一步扩大绿证市场。目前全国采购绿证数量不到3万个，并且当前绿证价格比较高，风电一般在0.2元/千瓦时左右，光伏发电在0.5〜0.6元/千瓦时，对比欧洲自愿绿证系统的价格约为0.2〜0.3欧分/千瓦时，约合人民币2分钱左右，未来绿证市场发展存在较大空间。此外，本轮方案提出执行固定电价收购政策和强化全额保障性收购政策，同时明确由电网企业建设接网工程。此举无疑极大增强了投资方的信心，但对于签订不少于20年的固定电价购售电合同，业界专家指出，真正保障平价上网不是仅仅签订一个合同那么简单，需要通过技术突破和全产业链合力创新商业模式方能保障。比如，当遇到新能源出力低到极端情况时，出于安全考虑，可以通过新能源+储能或其他应急设施保证平滑出力，为此应该考虑相关投资如何通过市场机制找到出口，这一举措无论对于电网、电站还是用户都具有相当的积极作用，未来也将产生很多机会。.新能源发展面临的挑战从能源系统和经济社会系统看，新能源与传统能源相比还存在不同程度的差距，尤其是在稳定性和商品能源属性两个方面还存在较大差距。光伏、风电的发电特性看挑战从光伏、风电的发电特性看挑战。光伏、风电特点是能量密度低，随机性、波动性、不稳定性强，这些特点与新能源的可再生性一样与生俱来，是客观规律使然。能量密度低，说明了要大量占用土地或者其他地表资源，除了必要的分散式开发外，仍然需要新能源在大范围优化配置，从而需要电能输送以及与其他能源电力的匹配。随机性、波动性、不稳定性三者间既有一定的独立性，又互相影响，共同造成新能源发电在功率上可控性差、与用户对电力电量需求的匹配性差、与大电网的运行规律协调性差，从而对电力平衡和电力系统稳定性产生不利影响。如中国煤电、水电、核电的年利用小时数分别可达5500小时、3500小时、7000小时左右，煤电、核电的利用小时数还可以更高，但是风力发电年平均利用小时数2200小时左右，光伏发电年平均利用小时数1200小时左右。更重要的是，即便是同样的利用小时数或者同样的可发电量，并不等于具有相同的电力支撑。根据已有数据，一些地区的光伏发电在电力平衡时出力几乎为零。新能源应用方式看挑战从新能源应用方式看挑战。新能源发电能量密度低、分布广泛、便于分散使用，千家万户均可自发自用，但难以保证高质量用电，用户仍然需要与电网连接。分布式电源是新能源发展的重要途径，主要采用“自发自用、余量上网、电网调节”的运营模式。随着分布式发电更多地接入配电网，由分布式电源和相关储能、调控、保护设施构成的微电网和主动配电网增多，将更大地改变原有电力负荷特性，增加了电网调节难度，降低系统效能。新能源与其他传统能源同处于一个电力系统中，这就形成了新能源与其他能源的耦合关系，但从认识规律到把握规律还需要采用数字仿真、物理模拟等手段深入研究。当新能源渗透率较低（比如少于10%）时，传统电力系统安全稳定运行机制仍然可以应对新能源发电对系统的影响。但随着新能源渗透率增加，影响机制更为复杂、影响范围进