“十三五”我国水电及新能源发展路径

       我国发展可再生能源，主要是从保障能源安全、促进经济社会可持续发展的角度出发。随着经济社会的发展，可再生能源又被赋予了节能减排、温室气体排放控制和大气污染防治等新使命。特别是2017年的《政府工作报告》把“蓝天保卫作战”写入其中，更加说明在“十三五”时期及以后，可再生能源发展将会被提到更高的高度，在我国能源系统中的占比进一步提升。下面，我就“十三五”水电及新能源发展规划的思路、目标，可再生能源发展的重点任务、保障政策和措施等，谈谈自己的认识和看法。
       一、“十三五”时期能源发展形势
       全球气候变化和新能源发展形势。从2015年全球各国的能源结构来看，煤炭在全球能源消费结构中的占比不足30%，主要是以石油、天然气为主。但包括中国、印度和南非这三个国家的煤炭消费，在一次能源消费中的占比基本为60%或60%以上。能源结构中煤炭比重过高会带来温室气体排放增加、大气污染加重等后果。
       我国能源经济发展形势。《能源发展“十三五”规划》明确提出，2020年能源消费总量控制在50亿吨标煤以内，煤炭消费总量控制在41亿吨以内。随着我国经济发展步入新常态，“十三五”时期能源消费总量年均增速与“十二五”时期相比下降1.1个百分点，为2.5%左右。全社会用电量在目前5.9万亿千瓦时的基础上，到2020年预计为6.8到7.2万亿千瓦时左右，比初始预期结果低约0.8万亿千瓦时。“十三五”时期，整个能源结构也将相应进行调整，煤炭依然是我国的基础能源，非化石能源和天然气为主要增量。
       可再生能源发展现状及主要问题
       当前发展可再生能是全球能源的重要发展方向，无论发达国家还是发展中国家，都将水能、风能、太阳能等可再生能源作为应对能源安全和气候变化双重挑战的重要手段。我国政府非常重视可再生能源发展，提出到2020年非化石能源占能源消费总量比例达到15%、2030年达到20%的宏伟目标。全球主要国家也纷纷提出2050年高比例的可再生能源发展愿景。
       二、可再生能源发展的基础
       1、是我国可再生能源具有丰富的资源量。其中水电技术开发量为6.6亿千瓦，到“十二五”末只开发了30%；风电技术开发量102亿千瓦，目前已开发量为1.5亿千瓦；截至2016年底，我国太阳能发电662亿千瓦时，仅占到储量的万分之0.16。当然，可再生能源的开发量与煤炭、石油不可直接对比，但通过数据显示，我国可再生能源资源丰富，但目前开发程度较低，具备广阔的发展前景。
       2、是可再生能源开发建设规模逐步扩大。到2016年底，全国水电装机达到3.3亿千瓦，其中常规水电站30542万千瓦，抽水蓄能2669万千瓦，位居世界首位。风电并网容量连续7年领跑全球，到2016年底，全国风电并网装机1.49亿千瓦，年发电量2410亿千瓦时，占全社会用电量比重达到4个百分点。从2013年起，我国太阳能产业成为全球最大的新增光伏应用市场，2015、2016年连续两年位居世界首位。2016年全国光伏并网装机容量在2015年4300万千瓦的基础上，增加到7818万千瓦，发电量600多亿千瓦时，太阳能热利用面积超过4亿平方米。另外，生物质能利用规模达到3500万吨标准煤，开发建设规模已经走在世界前列。
       3、是可再生能源技术日趋成熟。在水电方面，建成了世界上最高的300米及以上混凝土双曲拱坝；在风电领域，1.5~5兆瓦的风机已经实现批量生产；在光伏领域，依托国家光伏领跑示范基地，推动光伏产品先进性指标提升。另外，为了发展新能源，在储能技术、多能互补技术以及微电网等方面也进行了有效的示范。从这些方面来看，我国水电、风电、光伏产业的制造能力已经位居世界首位，正在从“制造大国”向“制造强国”迈进。
       4、是可再生能源产业体系逐步健全。国家出台了可再生能源法以及一系列配套政策，成立水电、风电、光伏领域的标准化委员会，推进了标准体系的建设。认证、建设、勘察能力不断加强，支撑水电、新能源等产业的规模化发展。
       5、是可再生能源经济性不断提高。“十二五”时期，以光伏为代表的新能源是成本下降最快、经济性提高显著的能源类型。光伏在2010年的单位千瓦造价为2万元左右，2012年下降到至1.1万元左右，截至目前降至为7000元左右。上网电价由最初的1元钱降至目前0.6~0.8元/千瓦时，经济性显著提升。
       二、可再生能源发展存在的问题
       1、是可再生能源利用效率有待提高，系统消纳能力有待提升。主要出于以下几方面原因：基于我国的资源禀赋与负荷中心呈逆向分布特点，资源和负荷匹配相对较差，且部分地区就地消纳困难；“三北”地区电源结构中调峰电源相对较少，特别是自备电厂供热机组比例较大，在冬季供热期调峰能力进一步受限；我国经济进入了新常态，电力需求放缓，装机出现了相对过剩；辅助服务政策不到位，或落实不力；可再生能源发展建设速度较快，配套电网规划建设相对滞后，电能通道输送能力尚待提高。
       2、是技术水平有待提高，需通过进一步的技术进步和产业升级降低成本。如水电建设中环保、移民问题，开发难度加大，造成成本升高；海上风电如何有效利用风机装备制造核心技术、微观选址、海上风电设计施工等技术进行推进；太阳能高效晶体硅、薄膜产业化、无害化处理、热发电集成技术进一步提高转化率，实现平价上网；生物质天然气集成、航空燃油、绿色生物炼制等关键技术与工业水平有待提升；海洋能、地热能开发尚未达到成熟应用阶段。
       3、是补贴资金缺口扩大。可再生能源发展初期，国家的鼓励、支持和扶持政策很有必要。目前国家可再生能源发展基金来源单一，电价附加征收难度较大，补贴资金发放滞后，一些风电、光伏发电企业出现资金周转困难和亏损等问题。如沿用现有的技术、成本以及补贴思路，到2020年补贴缺口将扩大到2000多亿元，而现有的补贴方式将难以满足需要。
       三、可再生能源发展思路和目标
       总体来讲，“十三五”时期要积极稳妥地发展水电，全面协调推进风电的开发，推动太阳能的多元化利用，因地制宜地发展生物质能，加快地热能开发利用，同时推进海洋能发电示范应用。
       根据这个发展思路，可再生能源在电力体系中上升为替代电源指标：全部可再生能源装机达到6.8亿千瓦，发电量达到1.9万亿千瓦时，占总发电量的30%左右。到2020年，水电装机达到3.4亿千瓦，发电量达到1.25万亿千瓦时，其中未包含抽水蓄能4000万千瓦。风电装机在“十二五”末1.29亿千瓦的基础上新增8000万千瓦，达到2.1亿千瓦，发电量4200亿千瓦时。太阳能装机容量达到1.1亿千瓦，发电量1500亿千瓦时。若要在未来实现非化石能源占消费的比重15个百分点的目标，就要求风电、太阳能装机必须达到2.1亿千瓦和1.1亿千瓦以上。因此，解决好补贴不足、弃风限电等问题，便成为可再生能源良好发展的前提。
       另外可再生能源产业发展在供热、燃料、供气等方面也提出了明确的发展目标：供热系统中太阳能热水器80000万平方米，地热能利用160000万平方米；燃料产业中生物燃料乙醇年产400万吨，生物柴油年产200万吨；供气达到年产80亿立方米。
       四、可再生能源规划重点任务
       1、水电
       [1]是在做好布局的基础上，落实电力市场水电消纳和输电方案，包括四川、云南水电外送，以及“十三五”投产的重点水电。
       [2]是落实水电与促进地方经济社会发展和扶贫协调机制，研究建立西藏水电的开发协调机制，促进藏东南水电基地的开发。
       [3]是研究制定龙头水库综合效益共享机制与政策，进行抽水蓄能电站作用、效益机制研究，水电电价市场化改革及电价机制研究，探索和制定常规水电和抽水蓄能电站电价机制，促进水电持续健康发展。
       [4]是做好流域综合监测规划，建立监测、监管体系，编制流域梯级水电站联合调度运行规程，优化水电站运行，提高利用效率。
       到“十三五”时期，水电投资不足、开发技术难度较大等问题都会基本得以解决，而难点转向消纳、外送、移民、环保等方面。因此要把水电开发好，除了技术研究和积累之外，还应该加强水电开发机制体制等一系列问题研究，促进水电有序有效开发利用。
       2、风电
       [1]是借助在建和新建输电通道、发挥水电良好调节性等优势推进风电基地建设。到“十二五”末，“三北”地区风电装机容量接近1亿千瓦，中东部内陆地区2800万千瓦，全国存量共计1.29亿千瓦左右。到“十三五”时期，中东部内陆地区新增装机容量4200万千瓦，“三北”地区新增3500万千瓦，增速明显下降。“十三五”时期，在解决存量及弃风限电问题的基础上进行合理的规划布局，结合特高压、水电通道与规划新建通道，按照扩大可再生能源消纳范围的要求，适度地规划风电基地，协同风、光、水、火联合运行的方式，做好“三北”地区的规划布局。
       [2]是中东部地区虽不存在弃风限电的问题，但可开发利用的资源条件较少。因此在开发中东部地区风电资源的过程中，要做好提高管理的对接工作。同时由于资源有限，风电产业需要加快先进技术研发，特别是低风速运行技术的研发。
       [3]是推进海上风电发展。“十二五”时期，风电、光伏、水电都超额完成了规划目标，只有海上风电最终仅建成规划目标500万千瓦中的70万千瓦。因此在“十三五”时期，要发挥好海上资源优势，加快制造技术、设计施工技术的研究，推进海上风电的发展，最终实现500万千瓦的目标。
       [4]是要提高风电消纳能力，挖掘系统调峰潜力，加强电网规划建设，优化设备运行管理。加强需求侧管理，增加负荷侧应用的新型风电消纳方式。探索风电制氢、风电供暖等方式，提高风电消纳能力。另外还要加强可再生能源优先发电制度的研究和辅助服务的推进，以及加强事中、事后监管体系的建设，利用“互联网+”等新型技术做好事中、事后监管。
       3、太阳能
       在太阳能发展布局方面，一是在解决西北地区送出和消纳问题的同时，有序建设大型光伏电站，在中东部地区结合农光互补、渔光互补、林光互补以及采煤沉陷区因地制宜建设一批光伏电站。二是加快推进分布式光伏系统建设。在“十二五”期间，我国光伏产业取得了较大成绩，2016年底全国的光伏装机容量达到7800万千瓦，但是其中分布式光伏只占到1000万千瓦，大部分以地面电站为主。在“十三五”时期，要进一步加大分布式光伏发展力度。三是由于光热具备良好的调节性能，与电网比较友好，因此在“十三五”时期将推进一批太阳能光热电站的建设，逐步发挥热发电调峰电源作用，为下一步可再生能源更大规模地发展打下基础。
       太阳能利用发电建设的重点工作包括以下几个方面：一是支持“领跑者”计划的光伏发电综合利用基地，通过“领跑者”基地有效地推进光伏产业的技术进步和产业升级，最终实现光伏成本降低，在“十三五”能够实现平价上网。二是探索各种方式的光伏利用，包括多元化应用、支持光伏扶贫工程、高比例可再生能源示范区、重点生态保护区高比例光伏应用、新能源微电网等。三是培育自主化光热发电技术和产业化发展能力。目前我国的光热造价较高，单位千瓦造价在2~3万元左右，目前平均上网电价是1.15元/千瓦时，在这种情况下大规模的光热发展还不具备经济性。因此需要通过一批示范项目，逐渐培育产业发展，降低成本，最终实现规模化的发展。四是要通过电价市场化改革及电价形成机制研究，完善价格管理机制，并加强信息系统的建设和服务体系的建设，最终实现光热、光伏又好又快的发展。
       4、生物质能
       目前我国生物质能利用主要是以发电为主，但是由于原材料的不可控，生物质发电出现大面积亏损。今后生物质发电的发展方向是在原有原料区发展生物质发电之外，在其他地区推进垃圾治理、生物沼气，加上提纯技术，实现生物制气的发展，最终实现生物质能在“能发电的地方发电，其他地方实现固体成型颗粒以及生物制气几方面相结合”的目标。
       与水电、风电、太阳能发展布局不同，生物质能在“十三五”时期要做好规模化发展，主要是通过示范工程建设，探索、积累下一步做好产业体系发展的经验。通过建立生物质天然气循环产业园示范工程，推动木质类燃料、生物质成型燃料综合产业示范，鼓励垃圾机械生物综合利用创新并完善服务体系，最终探索出一条适合我国国情的生物质发展的体系和思路。
       5、地热能和海洋能
       地热能是存在于我国大部分地区的浅层地热能，以供暖为主。“十三五”时期，在苏南地区城市群和重庆、上海、武汉等地，推进浅层地热能重大项目。在青藏铁路沿线、西藏、四川西部等高温地热资源分布地区，推进若干大型高温地热发电项目。在东部沿海及油田等中低温热资源富集地区，因地制宜发展中小型分布式中温地热发电项目。
       目前我国的海洋能发展处于科研示范阶段。“十三五”时期，在渤海海域建设海洋能创新、设计及服务产业示范区；在东海海域建设潮汐、潮流产业示范区；在南海海域促进海洋能开发、装备制造及测试服务企业孵化，建设海洋能产业示范区；在沿海海岛推进建设海岛示范区，通过示范项目的发展，推进科研和技术的进步。
       五、可再生能源发展保障措施
       1、是建立目标引导制度。目标引导制中明确了2020年各省（区、市）全社会非水可再生能源电力消纳的比重目标，制定了非水可再生能源电力消纳电量比重的核算方法，同时也进行可再生能源开发利用体制机制，包括建立绿色电力证书交易机制的研究完善。
       对于资源丰富的地区，实施目标引导制难度相对较小，有些已达到目标的地区应适度控制发展节奏，做好开发建设与消纳市场的统筹布局。有些省（区、市）已经达到目标，但也有一些省（区、市），包括北京、天津等距离目标差距较大。因此，除了要加大可再生能源的开发力度，作为受端市场，也要积极地接纳、消纳来自可再生能源开发比重较大省（区、市）的外来电量。
       2、是监测预警机制。2016年7月，国家建立了可再生能源监测预警机制。通过该机制，一方面建立了配套评价机制，明确了监测程序，另一方面适时发布监测结果，用以指导各地区风电、光伏的投资开发，指导各地区确定风电开发方向，引导开发企业合理投资，达到优化布局的效果，最终实现我国可再生能源开发的健康发展。
       3、是为了实现可再生能源“十三五”规划目标，设立补贴优化机制。补贴不足已经成为可再生能源行业发展特别关切的问题，影响产业下一步发展。补贴缺口的解决需要产业界共同的努力，通过技术进步降低成本，实现单位度电成本补贴强度的下降；通过优化布局，使有限的补贴资金能够更好地发挥补贴使用效率。国家能源局对产业技术进步提出要求，同时国家发改委价格司也根据产业的发展情况适当地调整了新能源的上网电价，鼓励通过市场化选择，通过比选的方式探索电价下降的途径，尽快实现风电、光伏平价上网目标。
       根据发展形势，到2018年风电上网标杆电价从0.47元下降到0.4元，光伏上网电价也将进一步下降。“十三五”时期可再生能源上网标杆电价还会逐步下降。从目前的情况看，“三北”地区投资风险主要是取决于弃风限电问题能否解决。
       4、是在引导电价下降的同时，也要解决补充可再生能源资金来源不足问题。2017年1月，国家发改委、财政部、国家能源局正式发布了《关于实施可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易机制的通知》，建立可再生能源绿色电力证书认购体系，明确了“绿证”的核发认购规则，同时也完善了风电发电的补贴机制。另外通过“绿证”引导全社会绿色消费，促进清洁能源有效利用。“绿证”的实施分两个阶段：先期自愿交易，再根据自愿交易积累的经验，适时启动强制交易。在国外自愿和强制两种方式皆有。通过“绿证”引导，最终实现降低补贴强度，同时也保障规划目标的实现，推动能源转型，并且吸引增强公民参与的意识，最终促进我国可再生能源又好又快发展。
       （本文刊载于《中国电力企业管理》2017年3期，作者系水电水利规划设计总院副院长）