多年以后,我們會發現,2020年9月22日,將成為中國乃至全球風電行業發展的轉折點。如果在此之前對未來風電發展前景和節奏還存在巨大爭議,那么在此之后已被一錘定音。
這一天,中國在聯合國向全球莊嚴承諾將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。
“這要求不僅僅是針對最為核心的能源系統,整個社會經濟的發展可能都要出現一些顛覆性突破性的變革?!眹覒獙夂蜃兓瘧鹇匝芯颗c國際合作中心戰略規劃研究部主任柴麒敏在北京國際風能大會說。
金風科技總裁曹志剛認為,“現在方向已經非常明確,就是要把可再生能源的規模發展成為真正的主力能源。”而風電,無論是成本下降、資源開發潛力,還是技術創新力,都可以支撐其成為我國真正的主力能源。
成為主力能源首先要達到相當的規模。在10月14日召開的2020北京國際風能大會暨展覽會上,來自全球400余家風能企業的代表共同簽署并發布了《風能北京宣言:開發30億風電,引領綠色發展,落實“30·60”目標》,鄭重提出在“十四五”規劃中,須為風電設定與碳中和國家戰略相適應的發展空間:保證年均新增裝機5000萬千瓦以上。2025年后,中國風電年均新增裝機容量應不低于6000萬千瓦,到2030年至少達到8億千瓦,到2060年至少達到30億千瓦。
這意味著風電即將進入倍增階段。此番言論迅速點燃了能源行業的討論熱情。而本文將全面分析這一目標的背景、意義和可行性。
能源即將迎來顛覆性變革
事實上,這并不是高到無法企及的目標。盡管如此,還是有悲觀者持有懷疑的態度。
懷疑,源于他們對全球政治經濟形勢不甚了解。未來5年甚至更遠時間內,風電發展速度主要取決于全球宏觀政治經濟環境。
這源于《巴黎協定》。為解決全球氣候問題,2015年12月12日,全球主要國家在巴黎氣候變化大會上通過了《巴黎協定》,提出本世紀末前,把全球平均溫升控制在前工業水平的2℃以內,并將努力把溫升限定在1.5℃內。
《巴黎協定》約定全球各國每5年提交一次新的目標,同時在2020年要提交到本世紀中葉的碳排放目標。
中國在此次會議上宣布將在2030年左右實現二氧化碳排放達峰。
此后幾年,全球氣候形勢愈加嚴峻,聯合國不得不在氣候問題上進行加碼,并警告說,全球升溫應限制在1.5℃,否則地球將面目全非。因此,聯合國在2018年提出,全球溫升2℃的真實影響將比預測中的更為嚴重,若將目標調整為1.5℃,人類將能避免大量因氣候變化帶來的損失與風險。
基于這個背景,在上個月舉行的聯合國大會上,中國正式宣布二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。
這是一個巨大的轉變。“大家不要看這只是一個詞的變化,從原來的2030年左右變成2030年前。如果是2030年前,最晚到2029年就要達到峰值,相比于之前空間縮小了,意味著中國在達峰步驟進程上要大幅加快?!辈聍杳艚忉屨f。
從碳排放峰值到碳中和,中國只有不到30年時間,而發達國家一般則擁有70年左右時間。英國、法國、德國等西方發達國家碳排放峰值普遍出現在上世紀七十年代,而這些國家普遍承諾到2050年前實現碳中和。
西方發達國家有充裕的時間進行經濟和能源結構轉型,而中國沒有。“這將對整個經濟社會發展帶來劇變。”柴麒敏說。
時代風云突變。柴麒敏認為,能源系統在這個過程中將發生巨大的躍遷和變化,目前大部分的研究都指明,到2050年左右,中國非化石能源在一次能源中占比可能要達到75%到80%左右。
因此,必須加速以風電和光伏為代表的可再生能源發展。
此前,各大能源智囊機構都在研究我國“十四五”能源及電力規劃,因為缺乏頂層設計,所提出的2025年清潔能源發展目標普遍偏于保守。
9月22日之后,中央開始加速頂層設計。10月13日,中共中央政治局常委、國務院副總理韓正在生態環境部召開座談會上,強調要圍繞落實我國新的二氧化碳達峰目標與碳中和愿景,組織編制“十四五”應對氣候變化專項規劃,制定二氧化碳排放達峰行動計劃,加快推進全國碳市場建設,積極參與全球氣候治理。
在頂層設計確定后,當前的一些能源規劃目標可能會推倒重來。以風電和光伏為代表的可再生能源必將成為未來能源主力。
中國需要多少風電?
全球最大的碳排放來源是化石能源。因此,解決碳排放問題核心是加速能源結構的轉型。
全球能源互聯網發展合作組織做過一個模型,預計到2050年,在1.5℃溫控情景下,全球清潔能源占一次能源比重必須要達到74%。能源消費必須向電為中心轉變,電力是終端能源消費的核心載體。2050年,在1.5℃溫控情景下,電能占終端能源消費比重必須達到65%左右,全球清潔能源發電量占比要達到90%。
這個模型同樣適用于中國。全球能源互聯網發展合作組織認為,未來風電和光伏在新增電力裝機中將占據主導地位。
那么,中國為完成碳中和目標,需要多少風電?《風能北京宣言》認為,“十四五”年均新增風電裝機須保證5000萬千瓦以上,2025年后年均新增裝機容量應不低于6000萬千瓦。到2030年至少達到8億千瓦,到2060年至少達到30億千瓦。
截至今年8月,我國風電總裝機超過2.2億千瓦,距離2060年的30億千瓦目標和任務,只完成了不足8%。
發達國家提供了具有借鑒意義的樣本。以德國為例,2019年風電在德國全網容量中占比24.67%,光伏占9%,合計超過33%,接近超過三分之一的水平來自可再生能源。
而2019年,在中國能源結構中,風電消納比例只占5.65%,光伏占3.1%,合計占比為8.57%,距離德國當前的能源結構就有巨大差距。曹志剛認為“從國際經驗、技術儲備以及行業發展階段看,風電可以成為真正的主力能源?!薄?/span>
風電能否支撐中國完成碳中和目標?
風電能否成為主力能源,既取決于全球宏觀政治經濟環境,亦取決于其資源開發潛力、經濟性和技術支撐能力。 在曹志剛看來,風電完全有能力支撐中國完成碳中和目標。
中國風電可開發資源潛力巨大。國家氣候中心高級工程師王陽在風能大會上表示,研究表明,中國風電和光伏技術開發量沒有天花板。他認為,中國風電資源可發量超過50億千瓦。風電在經濟上也完成了蛻變。經過多年行業發展和技術進步,當前,中國“三北”地區風電度電成本已經從高峰時刻的超過1元的度電成本下降到0.2元/千瓦時左右,中東南部下降到0.3-0.35元/千瓦時左右。
有企業預測,到2023年,風電在中國“三北”高風速地區的度電成本就可以實現0.1元/千瓦時左右。光伏的成本下降速度可能會更快,甚至比風電更低。未來,風電和光伏等新能源將以壓倒式的成本優勢讓煤炭、石油等化石能源加速退出。
風電可開發資源量和經濟性都不是掣肘,行業產能可以支撐嗎?答案顯而易見。
曹志剛預計,今年全國風電裝機有望達到3000萬千瓦-3500萬千瓦,2019年新增風電并網裝機容量為2574萬千瓦。今年供應鏈出現緊張現象,一方面是因為疫情因素,另一方面則是此前行業缺乏明確的發展預期。
他認為,只要有非常明確的目標,整個產業鏈供應能力完全可以達到,產業鏈唯一擔心的是行業增長持續性。
以風電龍頭金風科技為例,盡管受疫情和政策調整影響,但金風科技從4月到9月的6個月的時間內,完成甚至超過了去年全年吊裝交付量。金風科技去年風電出貨量接近10GW,今年的出貨量有望達到12-14GW。
供應鏈釋放的產能潛力同樣巨大。據曹志剛介紹,今年風電上游供應商和去年相比,不僅增長了30-50%的產出,還做了很多工藝優化和工程上創新,快速降低了人員成本,減小了單位產品的生產時間。原來做一支葉片,從最開始的48小時降低到36小時,現在已降至24小時,甚至有些企業在某些產品上可以做到18個小時產出一支葉片。
“這代表的是上游產業鏈產能的釋放?!辈苤緞傉f,“要實現‘十四五’5000萬千瓦的年均裝機目標,最大的制約因素不是整機產能,而是取決于供應鏈。以前因為看不到明確的預期,供應鏈不敢輕易擴張,而現在,如果市場預期很明確,供應鏈擴張將不再是問題?!?nbsp;
風電在經濟性上不僅可以支撐能源結構快速轉型,在與電網融合上同樣具備技術實力。“我們現在聽到特別多的聲音是,可再生能源擾亂了整個電網質量。其實這是一個不客觀的評價。
從技術能力來說,風能、太陽能和火電、燃氣電、水電、核能,可以有很好的共生環境。”曹志剛認為,“我們圍繞電網技術做了很多研究,目前看是沒有任何技術方面障礙的?!?/span>
盡管如此,為了解決未來可再生能源大規模并網對電網可能造成的影響,作為行業龍頭,金風科技還是做了充足的技術儲備。曹志剛表示,以深度源網融合能力為例,雖然目前電網尚未將零電壓、高電壓穿越作為剛性條件,但是金風科技的硬件已經具備這方面能力,如果未來提出這樣的新要求,金風科技的產品通過軟件升級即可達到標準。第三方研究機構亦認可風電和光伏等新能源的發電技術。
國家氣候中心聯合國家發改委能源所、北京大學、國網能源研究院等幾家機構共同做了一個研究,結果就表明,到2050年如果風電裝機25億千瓦、光伏裝機26.7億千瓦,按照全國小時級的電量互動平衡,不需要儲能和需求側響應,僅靠風光就可以提供全國67%的電力電量需求,同時棄風棄光率比率不到8%。
風電消納是障礙嗎?
懷疑論者另一個最大的憂慮是,未來風電大規模并網能否得到消納,曾經發生過的嚴重棄風問題是否會卷土重來? 事實上,如果中央頂層設計敲定,《風能北京宣言》提出的風電裝機目標根本不會造成大規模棄風現象。 目前業內普遍預計到2025年、2035年我國將新增用電需求1.8萬億、2.4萬億千瓦時左右。如果“十四五”煤電裝機量保持在當前的11億千瓦左右,這些新增的用電需求可以由清潔能源滿足,《風能北京宣言》提出的風電裝機量完全可以消納。
表:2025年中國電源裝機容量及結構預測 來源:全球能源互聯網發展合作組織《中國“十四五”電力發展規劃研究》
但是按照當前能源行業發展形勢,今年以來,我國煤電投資卻逆勢大增。目前有1億千瓦已核準待建的煤電機組,還有1億千瓦機組納入規劃。今年上半年,至少又新核準了5000萬千瓦煤電。在此背景下,“十四五”煤電總裝機將達到12.8億千瓦,很容易達到13億千瓦。如果要控制在11億千瓦,新核準的項目就不能開工。新增的2億千瓦煤電裝機,將擋住新能源發展之路,亦讓各行各業為實現我國碳排放峰值和碳中和努力付諸東流。如果“十四五”煤電裝機控制在11億千瓦,騰出的2億千瓦煤電裝機空間,則恰好可以由風電、光伏、水電等清潔能源代替。能否完成《風能北京宣言》裝機目標,并且不出現大規模棄風現象,主要取決于“十四五”及以后還要不要發展煤電。從9月22日開始,這不應該是一個值得爭論的話題。煤電當然不應該發展,也不能發展。
如果在此之前,各地政府部門為了發展大肆上馬煤電項目,在此之后,碳排放的指標將很快成為執政者的緊箍咒。風電實現每年5000萬千瓦、6000萬千瓦裝機目標,缺的不是資源儲量,不是并網技術瓶頸,不是消納空間,更不是技術基礎和生產能力,缺的是明確的吹響沖鋒的號角。現在,這個號角已經吹響!