双轮驱动 促进新时代新能源高质量发展

林卫斌 王煜萍

2022年5月14日，国务院办公厅转发了国家发展改革委、国家能源局《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，旨在“更好发挥新能源在能源保供增供方面的作用，助力扎实做好碳达峰碳中和工作”。党的十八大以来，我国新能源发展成效显著，风电、光伏发电规模稳居世界第一，提升了能源供应能力，新能源在电源结构中的占比持续提高，优化了能源结构，新能源发电成本快速下降，基本进入了平价无补贴发展阶段。进一步加快发展新能源，实现新能源大规模、高比例开发利用是构建新型电力系统、推进能源低碳转型、实现碳达峰碳中和目标的必然要求。大规模、高比例发展新能源要注重新能源与传统能源的优化组合，要注重新能源开发利用与能源系统变革的协同推进，要双轮驱动、避免“单兵冒进”。

一、新时代我国新能源发展成效显著

党的十八大以来，我国积极推进能源生产和消费革命，着力构建清洁低碳、安全高效的能源体系。在一系列政策扶持和推动下，新能源取得了长足的发展，规模不断扩大，在能源结构中的比重稳步提升，成本大幅度下降。快速发展的新能源是我国提升能源供应能力、优化能源结构、推动经济高质量发展的生力军。

（一）新能源发电规模稳居世界首位，能源供应能力得以提升

从发电装机容量看，我国风电、太阳能发电等新能源发电装机容量从2012年底的7252万千瓦增加到2021年底的6.7亿千瓦，规模扩大了9倍多（如图1所示）。其中，风电发电装机容量从2012年底的6142万千瓦增加到2021年底的3.3亿千瓦，规模扩大了5倍多；太阳能发电装机容量从2012年底的341万千瓦增加到2021年底的3.1亿千瓦，规模扩大了90倍；生物质发电装机容量从2012年底的769万千瓦增加到2021年底的3798万千瓦，规模扩大了近5倍（如图2所示）。我国风电、太阳能发电和生物质发电装机规模均稳居世界第一。

從发电量看，2021年我国新能源发电量突破了1万亿千瓦时，达到11463亿千瓦时，是2012年新能源发电量（1382亿千瓦时）的8.3倍（如图1所示）。其中，风电发电量6556亿千瓦时，是2012年（1030亿千瓦时）的6.4倍；太阳能发电量3270亿千瓦时，是2012年（36亿千瓦时）的90.8倍；生物质发电量1637亿千瓦时，是2012年（316亿千瓦时）的5.2倍（如图3所示）。按照发电煤耗法计算，2021年我国新能源发电量约折合3.4亿吨标准煤①、4.8亿吨原煤。新能源的快速发展使得我国能源供应能力得以提升。

（二）新能源占比持续提高，能源结构得以优化

随着新能源发展规模的持续扩大，新能源在电源结构中的比重也稳步提升，是我国能源结构优化的主力军之一。

从装机电源结构看，2012年新能源发电装机容量在全国总装机容量中所占的比重仅为6.3%，其中风电占比5.4%，太阳能发电占比0.3%，生物质发电占比0.67%。而到2021年，新能源发电装机容量占全国总装机容量的28.3%，比2012年提高超20个百分点，其中，风电、太阳能发电和生物质发电装机容量分别为13.8%、12.9%和1.6%。从2012年到2021年，新能源发电装机占比逐渐提高，煤电装机占比明显下降，能源结构得以优化。

从发电量电源结构看，从2012年到2021年，全国新能源发电量占总发电量的比重大幅度提高。2012年全国新能源发电量约占总发电量的2.8%；而2021年全国新能源发电量在总发电量②中的比例提升至13.7%，较2012年提高11个百分点左右，具体来看，风电发电量占比7.8%，太阳能发电量占比3.9%，生物质发电量占比2.0%。

（三）新能源发电成本大幅降低，平价上网得以实现

党的十八大以来，风电和光伏发电造价成本总体呈现逐年下降的趋势。水电水利规划设计总院发布的《中国可再生能源发展报告2021》显示：2021年，陆上风电单位千瓦造价平稳下降，集中式平原、山区地形风电项目造价成本分别为5800元/KW和7200元/KW，风电平均单位千瓦造价成本较2012年下降20%左右。地面光伏电站平均造价约4150元/KW，分布式光伏约3740元/KW，光伏发电平均单位千瓦造价成本仅为2012年的30%左右。

根据IRENA（International Renewable Energy Agency）公布的数据，2012-2020年，我国风电、光伏发电度电成本分别下降了50%和70%左右。如图5所示，2012年陆上风电、光伏发电度电成本分别为0.066美元/KWh、0.1894美元/KWh，2020年陆上风电、光伏发电度电成本降低至0.03美元/KWh、0.06美元/KWh。2021年开始，风电、光伏发电（户用光伏除外）项目将全面去补贴，进入平价发展新阶段。

二、加快发展新能源是实现“双碳”目标的必然要求

2020年，我国确立了“2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”的战略。在我国当前，能源消费导致的二氧化碳排放量为100亿吨左右，占全国二氧化碳排放总量的88%左右，实现“双碳”目标要求重构能源体系，大幅度提升非化石能源消费比重。而能源体系重构的核心是电力系统，加快发展新能源，构建以新能源为主体的新型电力系统，是重构我国能源体系、实现“双碳”目标的必由之路。

（一）实现“双碳”目标要求重构能源体系

现阶段，我国用能需求高，能源结构以煤为主，使得碳排放总量和碳排放强度处于较高水平。2020年我国二氧化碳排放总量约为113亿吨（含工业过程排放），由能源消费导致的碳排放占比约88%，排放量约为100亿吨，其中，煤炭、石油、天然气对应排放占比分别为66%、16%、6%[1]。由此可见，化石能源消费是二氧化碳排放的主要来源，能源行业是实现“双碳”目标的关键领域和主阵地。

在能源领域，减少二氧化碳排放量的核心在于尽可能地减少化石能源的开发利用量。一方面要注重节能提效，尽可能控制能源消费总量；另一方面应大幅度调整优化能源结构，逐步推进低碳、零碳的非化石能源对化石能源的替代。为此，《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》中提出我国能源结构调整的目标：“到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右；到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右；到2060年，非化石能源消费比重达到80%以上”。在碳中和情景下，若到2060年非化石能源消费比重达到85%，预计到2060年能源消费所产生的二氧化碳排放量有望降低到15亿吨左右。

（二）能源体系重构的核心是电力系统

非化石能源既包括水电、核电、风电、太阳能发电、生物质发电等，也包括地热能供暖、生物质供热、生物质燃料、太阳能热利用等非电利用可再生能源。现阶段，非化石能源主要通过电能转化，以2020年为例，2020年我国非化石能源利用量7.9亿吨标准煤，其中非电利用量5000万吨左右，非化石能源电能转化比重达到94%。因此，“双碳”目标导向下大规模、高比例的非化石能源开发利用，将使得能源体系重构呈现两大趋势：能源系统电气化和电力系统低碳化。

能源系统电气化在生产侧主要体现为一次能源通过电能转化比重的提高，在消费侧主要体现为电能占终端能源消费比重的提高，而电力系统低碳化主要体现为非化石能源发电比重的提高[2]。党的十八大以来，随着非化石能源消费比重不断上升，一次能源电能转化比重由2012年的38.8%左右提高至2020年的45.2%左右，电能占终端能源消费的比重由2012年的22.6%逐步提高到2020年的26%左右（如图6所示），非化石能源发电比重由2012年的21.3%逐步提高到2020年的33.9%左右（如图7所示），能源系统电气化水平不断提高，电力系统低碳化趋势明显。

随着非化石能源消费占比提高到80%以上，预计2060年一次能源电能转化比重将达到85%左右，电能占终端能源消费的比重将提高到70%左右，能源系统电气化水平迅速提升。非化石能源发电占比将从2020年的33.9%提升至90%甚至更高，电力系统呈现深度低碳化特征。能源系统电气化和电力系统低碳化将深度改变电源结构，使能源电力系统形态相应发生深刻变革，因此，构建新型电力系统是能源体系重构的核心，“双碳”目标导向下应构建能够承载高水平电气化和实现高水平低碳化的新型电力系统。

（三）新型电力系统将以新能源为主体

在非化石能源的开发利用过程中，积极发展水电和核电虽然是我国调整能源结构的重要途径，但受到资源分布和安全等因素的约束，未来开发规模相对有限，在碳中和情景下，按照到2060年水电和核电的装机规模将分别达到5.6亿千瓦、3亿千瓦估算，二者年发电量为4万亿千瓦时左右。如果2060年总发电量约为15-16万亿千瓦时，按照“到2060年非化石能源消費比重达到80%以上”的要求，非化石能源发电量比重需要达到90%甚至更高。因此，预计到2060年新能源发电量占总发电量的比例将达到65%以上，装机容量占比将超过80%。新能源在未来新型电力系统中的将成为主体电源[3]。

三、新能源高质量发展要“双轮驱动”

加快发展风电、太阳能发电等新能源是推动能源革命、实现“双碳”目标的必由之路，但也必须认识到，新能源具有间歇性和不稳定性等特征，新能源发展不能“单兵冒进”，否则会危及能源供应安全。新能源发展应与传统能源优化组合、深度融合。同时，也要避免新能源与传统能源“比翼齐飞”从而大幅推高经济社会发展的用能成本，实现新能源高质量发展应重注重新能源开发利用与能源系统变革协同推进、“双轮驱动”。

（一）新能源发展不能“单兵冒进”

风电、太阳能发电等间歇性、不稳定性电源建设必然要求配套以相应规模的灵活性电源备用容量建设，否则，当风电、太阳能发电因风光资源约束无法提供出力时，电力供需平衡就可能会出现问题，从而危及能源供应安全。2020年夏天，美国加州分区轮流停电的一个重要原因就是在大跨步开展能源转型的同时，没有实现正确的能源组合，缺乏充足的电力资源。

不能把推进能源转型简单等同于做大风电、太阳能发电装机规模。只把注意力集中在风电、太阳能发电建设是“瘸腿式”的能源转型。未来风电、太阳能发电机组更大规模、增速更快的建设是必然趋势，但是如果不配套建设相应规模的可调节资源，风电、太阳能发电比重高的地区在风光出力不足的用电高峰时段就很有可能出现电力供需缺口。因此，在大规模开发利用新能源的同时，要多措并举提升系统的灵活性，新能源的开发利用不能“单兵冒进”。

（二）新能源发展要与传统能源优化组合

一方面，新能源的发展还无法满足能源消费增量的需求，传统能源仍然需要进一步发展才能保障国家现代化的用能需求。按照国家目前明确的战略部署，2030年能源消费总量要控制在60亿吨标准煤以内，非化石能源消费比重要达到25%左右。据此测算，与2020年相比，2021-2030年的十年间能源消费总量增加10亿吨标准煤左右，而非化石能源利用量增加7亿吨标准煤左右，这意味着仍需传统能源提供30%的增量[4]。另一方面，发展传统能源是提升系统灵活性、增加新能源消纳能力的重要途径之一。“十三五”期间，我国风电、太阳能发电装机容量增加了3亿多千瓦，与此同时，火电装机容量也增加了2亿多千瓦。因此，新能源的发展要与传统能源实现优化组合，正如2021年中央经济工作会议所指出的：“传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。要立足以煤为主的基本国情，抓好煤炭清洁高效利用，增加新能源消纳能力，推动煤炭和新能源优化组合”。

具体来看，实现新能源与传统能源优化组合的主要措施包括：一是持续推进煤电灵活性改造，煤电发展定位要从传统的作为基础负荷保障电量供应的角色转向“基荷保供、灵活调峰、辅助备用”多重角色，促进煤电机组从电量保障向电力保障的功能转换；二是加快各类调峰电源建设，运用传统能源提升系统灵活性、提高可再生能源消纳能力，加强大型抽水蓄能电站、天然气调峰电站等优质调峰电源建设力度；三是推动天然气和新能源融合发展，推进风光水火储多能互补工程建设运行；四是鼓励燃煤耦合生物质发电；等等[4]。

（三）新能源发展要与能源系统变革协同推进

从短期供电安全角度看，必然要求为新能源大规模发展配套充足的灵活性电源备用机组建设。但从长远角度看，新能源与传统能源“比翼齐飞”式的能源转型之路显然是行不通的。大规模扩大火电装机规模以提供备用容量，无疑会增加“冗余”，大幅提高系统成本并最终体现为用电成本。而且，继续扩大高碳基础设施和产能规模并不符合能源转型的方向，容易形成锁定效应。

杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）在《第三次工业革命》一书中勾画出了第三次工业革命的五大支柱，这五大支柱实际上可以进一步归纳为两大方面：一是可再生能源的大规模利用，尤其是分散式利用；二是能源系统运行模式变革，尤其是电力系统重塑，分散式可再生能源、储能、新能源汽车、能源互联网等是新型电力系统的核心元素[5]。换言之，从长远看，能源系统变革是能源转型的另一重要支柱，新能源高质量发展要求新能源开发利用与能源系统变革协同推进。

《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》明确提出“加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统”。可以预见的是：开放互联、多源协同、多能互补、能源与信息深度耦合的能源互联网将会是未来能源电力系统的主要形态特征，这其中的核心要素包括：一是各种储能技术的部署和运用，有效减少新能源出力波动及不确定性；二是需求侧响应机制的建立，源网荷储友好互动；三是微电网项目和智能配电网的建设，电力供需实现自平衡；四是柔性和灵活可调度资源的充分发掘；五是能源互联网建设，各个环节将全面智能化、数字化、互联网化；等等[6]。

參考文献：

[1]魏一鸣等.中国碳达峰碳中和时间表与路线图研究[J].北京理工大学学报（社会科学版），2022，24（04）：13-26.

[2]林卫斌，吴嘉仪.碳中和愿景下中国能源转型的三大趋势[ J ] .价格理论与实践， 2 0 2 1（07）：21-23+114.

[3]林卫斌，吴嘉仪.碳中和目标下中国能源转型框架路线图探讨[J ] .价格理论与实践， 2 0 2 1（06）：9-12.

[4]林卫斌，三重目标下探寻能源转型最优解[N].经济日报， 2021-12-31.

[5]杰里米·里夫金.第三次工业革命：新经济模式如何改变世界[M].张体伟，孙豫宁译.北京：中信出版社，2012.

[6]林卫斌，朱彤.实现碳达峰与碳中和要注重三个“统筹”[J].价格理论与实践，2021（01）：17-19+33.