秦海岩
今年是中国共产党成立100周年。一个世纪以来,在中国共产党的领导下,我国经济社会各个领域实现跨越式发展,取得了举世瞩目的伟大成就。其中,新能源产业更成为我国在国际社会上打造出的一张“金名片”,引领全球绿色发展浪潮,充分展现出中国积极构建人类命运共同体的负责任大国形象。
创新驱动,助推风电产业走上高质量发展道路
近30年来,经过几代风能人艰苦卓绝的奋斗,我国风电产业走出了一条创新驱动的高质量发展之路,不仅装机规模稳居各国之首,技术水平也大幅提升,成本随之快速下降。
整体发展持续向好。一方面,产业保持平稳发展。2006年,可再生能源法正式施行,成为推动我国风电规模化发展的最大保障。2006年至今,我国风电装机容量年平均增长率接近50%,从2009年首次突破1000万千瓦大关,到2014年累计装机容量一举超过1亿千瓦,再到2018年超过2亿千瓦,我国新增装机容量和累计装机容量连续多年领跑全球。可以说,中国风电成绩的取得、技术的进步,最大的基础和推动力就是平稳的市场规模。另一方面,利用情况持续向好。2020年,我国风电发电量达到4665亿千瓦时,同比增长约15%,占全国总发电量的6.3%,是第三大电源。同时,经过多年努力,我国的弃风现象稳步缓解。2020年,全国弃风电量为166.1亿千瓦时,风电利用率96.5%,同比提升0.5个百分点。
技术研发稳中求进。当前,我国不仅具备大兆瓦级风电整机自主研发能力,而且形成了完整的风电装备制造产业链,制造企业的整体实力与竞争力大幅提升。一是在大容量机组上不断推陈出新,长叶片、高塔架应用等方面处于国际领先水平。国内已经推出陆上6兆瓦系列机型与海上11兆瓦系列机型,制造的最长叶片达到102米,最高轮毂高度超过160米。二是新技术应用不断涌现。以激光雷达为代表的新型传感技术在主流新机型研发中的广泛应用,可以在减少阵风冲击的同时,优化机组发电效率;叶片涡流发生器、叶尖小翼等增强气动技术的应用,能够显著提高发电性能;高塔架(柔塔和混塔)技术的应用,大幅提升机组在低风速地区的应用前景;数字化技术广泛应用于测风选址、叶片变桨控制、故障预测及诊断分析等,使得风电产品设计、风电场运营管理更加智能高效。
发电成本稳步下降。在规模化开发与技术进步的驱动下,过去10年,我国陆上风电成本下降了约40%,大部分地区的新建风电项目不再需要补贴,且成本下降主要来自于发电能力和效率的提升,而不仅是造价下降。风电发电量增长的投入产出比具有很高的经济性,只要研制出更长的叶片,发电量就能成倍增加。这种技术进步在短期内不会触及天花板,是风电技术创新的“摩尔定律”。依托于先进控制技术和材料科学的进步,过去10年风电机组的风轮直径不断实现突破,增加到原来的2倍,同样风况条件下的发电量增加到3倍左右,即使在风电场单位千瓦造价下降不多的情况下,度电成本也可以降至原来的50%,这还没有包括风电机组可靠性和基于大数据人工智能的全生命周期管理等技术应用带来的叠加提升效应。
海上风电稳妥推进。在国家政策的大力支持下,伴随产业链逐步成熟,我国海上风电已经进入规模化发展阶段。2020年,我国海上风电新增并网装机306万千瓦,占到全球的一半。预计“十四五”期间,我国海上风电开发速度还将明显加快。与此同时,大功率风电机组成为海上风电未来的发展方向,当前,我国已具备大容量海上风电机组自主设计、研发、制造、安装、调试、运行能力。运输吊装运维设备和船舶进一步专业化,提高了建设效率,相应降低成本。
中东南部风电稳中突破。近年来,低风速风电技术研究不断取得突破,搭配更大风轮直径及更高塔筒的风电机组极大提升了中东南地区风电项目开发的经济性。受此推动,中东南部地区新增风电装机容量在全国的份额显著提高。中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)的统计数据显示,2019年,中东南部的新增风电装机容量在全国的占比达到50.5%,产业布局持续优化,项目开发有序推进,多地都有新项目投产。华能河南兰考濮阳项目、远景能源江苏江阴项目等并网项目运行表现抢眼,在提高风能利用效率、降低社会用能成本的同时,还打开了乡村振兴的新思路:風电既能加快农村能源结构调整,以最低成本满足乡村振兴过程中用电增长需求,也能兼顾生态环境建设,最终走出一条让乡村更美丽、更富裕的发展之路。
扫清障碍,让风电成为实现碳中和的关键支撑
经过数十年的快速发展,我国风电产业已经由“微不足道”变得“举足轻重”,市场竞争力日益增强,具备了在新时代下担当大任的能力。2020年9月22日,习近平总书记宣布,中国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这不仅是一个全球环境治理问题,也是一个向绿色发展转型的经济问题,更是一个构建人类命运共同体的政治问题。它标志着我国将步入一个碳约束的世界,需要进一步加快经济社会发展的绿色化进程,逐步提高能源、交通、工业等重点领域的绿色电力消费比重。“30·60目标”的提出明确了风电发展的方向,风电将是实现“双碳”目标的主力军,迎来大发展的机遇期。但与此同时,我们也要认识到,阻碍产业发展的问题依然存在。
第一,对于“三北”地区来说,面对更大的装机规模,依靠特高压外送难以在短期内解决风电消纳问题。而逐步压低火电厂,尤其是自备电厂的发电量,将会产生立竿见影的效果。伴随越来越多的国家开始加快碳减排进程,今后每个企业在发展中,都需要将“碳排放”作为重要考量。而风电既是零碳的,也将成为最便宜的电力。这种稀缺资源,可以吸引对低价、清洁电力需求量大的产业向“三北”地区转移。“三北”地区应当立足于将风电零碳便宜的“价格洼地”,转变成工业企业的“价值高地”。
第二,风电本身是最节地的发电技术,现在广泛使用的圆锥塔筒,地下基础部分深埋至少2米,不会影响耕种,而露出地面的承台部分占地不到100平方米。然而,中东南部风电发展的最大症结仍在于开发建设用地方面的束缚,未来国家可以给予更为灵活、更具弹性的用地政策。
第三,当下,我国海上风电还不具备平价上网的条件,仍需政府提供适当的支持,助推其在未来三年内过渡到平价上网。“国补”取消后,目前仅有广东提出了地方补贴政策。未来,中央政府和沿海省份或可出台相关扶持政策,如:加强统筹规划,坚持集中连片开发,单体项目规模应不低于100万千瓦;送出系统工程由电网负责投资,成本纳入输配电价;采取“以奖代补”的方式,支持重点产品与项目的开发,实现跨越式创新;成立海上风电发展促进基金,推动项目长期贷款利率降至3%以下。
第四,目前在一些项目开发中存在“以投资换资源、以资源换订单”的做法,而并非基于质量、技术、成本来择优挑选设备供应方,这种现象不利于推动技术进步。行业各方必须携手构建优胜劣汰、促进行业健康发展的市场竞争秩序,避免出现设备“价格战”,确保质量和可靠性是行业发展的底线。
第五,价格机制、规模指标管理、绿色电力消费、降低非技术成本等方面都需要尽快完善政策。以平价项目的价格机制为例,在我国尚未建立完善的以市场为基础的电力价格形成机制的情况下,可按照风电项目并网时的火电指导电价为准,签订长期购电合同;同时,继续执行全额保障性收购制度,保障平价项目优先发电、优先上网;为推动绿色电力消费,需將配额制提升至法律层面,使开发风电的责任落实到地方政府;此外,风电已经实现平价上网,在用地、并网与消纳都能解决的前提下,各省就不需要再控制建设规模指标。
第六,构建以新能源为主体的新型电力系统,意味着风、光在未来电力系统中的占比将高于80%,甚至达到100%,这对电力系统的灵活性提出了更高要求。为此,首先需要加强电网基础设施建设。一是加大跨省区的联络线路建设,提高跨省区的电力交换交易能力;二是提高配电网的智能化水平,整合分布式电源、储能、负荷等资源,进行协同化运行控制和市场交易;三是建立适应新能源大规模并网需要的市场化机制,借助能源互联网技术构建下一代智能电力系统,让电力能够按照市场需求实时定价,从而回归真正的商品属性。
习近平总书记强调,实现碳达峰、碳中和是我国向世界作出的庄严承诺,也是一场广泛而深刻的经济社会变革。加快发展新能源,则是落实“双碳”目标的关键路径。为此,应当从国家战略到产业政策,从市场规则到企业自觉,全方位加快推进能源转型,使新能源早日成为主力电源,让全人类早日进入“零碳社会”。