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全面分析5000万千瓦风电目标背景和可行性

作者:瓦叔 来源:能见Eknower 发布时间:2020-10-20 浏览:
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多年以后,我们会发现,2020年9月22日,将成为中国乃至全球风电行业发展的转折点。

如果在此之前对未来风电发展前景和节奏还存在巨大争议,那么在此之后已被一锤定音。

这一天,中国在联合国向全球庄严承诺将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。

“这要求不仅仅是针对最为核心的能源系统,整个社会经济的发展可能都要出现一些颠覆性突破性的变革。”国家应对气候变化战略研究与国际合作中心战略规划研究部主任柴麒敏在北京国际风能大会说。

金风科技总裁曹志刚认为,“现在方向已经非常明确,就是要把可再生能源的规模发展成为真正的主力能源。”

而风电,无论是成本下降、资源开发潜力,还是技术创新力,都可以支撑其成为我国真正的主力能源。

成为主力能源首先要达到相当的规模。在10月14日召开的2020北京国际风能大会暨展览会上,来自全球400余家风能企业的代表共同签署并发布了《风能北京宣言:开发30亿风电,引领绿色发展,落实“30·60”目标》,郑重提出在“十四五”规划中,须为风电设定与碳中和国家战略相适应的发展空间:保证年均新增装机5000万千瓦以上。2025年后,中国风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦,到2030年至少达到8亿千瓦,到2060年至少达到30亿千瓦。

这意味着风电即将进入倍增阶段。此番言论迅速点燃了能源行业的讨论热情。

而本文将全面分析这一目标的背景、意义和可行性。

能源即将迎来颠覆性变革

事实上,这并不是高到无法企及的目标。尽管如此,还是有悲观者持有怀疑的态度。

怀疑,源于他们对全球政治经济形势不甚了解。

未来5年甚至更远时间内,风电发展速度主要取决于全球宏观政治经济环境。

这源于《巴黎协定》。为解决全球气候问题,2015年12月12日,全球主要国家在巴黎气候变化大会上通过了《巴黎协定》,提出本世纪末前,把全球平均温升控制在前工业水平的2℃以内,并将努力把温升限定在1.5℃内。

《巴黎协定》约定全球各国每5年提交一次新的目标,同时在2020年要提交到本世纪中叶的碳排放目标。

中国在此次会议上宣布将在2030年左右实现二氧化碳排放达峰。

此后几年,全球气候形势愈加严峻,联合国不得不在气候问题上进行加码,并警告说,全球升温应限制在1.5℃,否则地球将面目全非。因此,联合国在2018年提出,全球温升2℃的真实影响将比预测中的更为严重,若将目标调整为1.5℃,人类将能避免大量因气候变化带来的损失与风险。

基于这个背景,在上个月举行的联合国大会上,中国正式宣布二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。

这是一个巨大的转变。“大家不要看这只是一个词的变化,从原来的2030年左右变成2030年前。如果是2030年前,最晚到2029年就要达到峰值,相比于之前空间缩小了,意味着中国在达峰步骤进程上要大幅加快。”柴麒敏解释说。

从碳排放峰值到碳中和,中国只有不到30年时间,而发达国家一般则拥有70年左右时间。英国、法国、德国等西方发达国家碳排放峰值普遍出现在上世纪七十年代,而这些国家普遍承诺到2050年前实现碳中和。

西方发达国家有充裕的时间进行经济和能源结构转型,而中国没有。“这将对整个经济社会发展带来剧变。”柴麒敏说。

时代风云突变。柴麒敏认为,能源系统在这个过程中将发生巨大的跃迁和变化,目前大部分的研究都指明,到2050年左右,中国非化石能源在一次能源中占比可能要达到75%到80%左右。

因此,必须加速以风电和光伏为代表的可再生能源发展。

此前,各大能源智囊机构都在研究我国“十四五”能源及电力规划,因为缺乏顶层设计,所提出的2025年清洁能源发展目标普遍偏于保守。

9月22日之后,中央开始加速顶层设计。10月13日,中共中央政治局常委、国务院副总理韩正在生态环境部召开座谈会上,强调要围绕落实我国新的二氧化碳达峰目标与碳中和愿景,组织编制“十四五”应对气候变化专项规划,制定二氧化碳排放达峰行动计划,加快推进全国碳市场建设,积极参与全球气候治理。

在顶层设计确定后,当前的一些能源规划目标可能会推倒重来。

以风电和光伏为代表的可再生能源必将成为未来能源主力。

中国需要多少风电?

全球最大的碳排放来源是化石能源。因此,解决碳排放问题核心是加速能源结构的转型。

全球能源互联网发展合作组织做过一个模型,预计到2050年,在1.5℃温控情景下,全球清洁能源占一次能源比重必须要达到74%。能源消费必须向电为中心转变,电力是终端能源消费的核心载体。2050年,在1.5℃温控情景下,电能占终端能源消费比重必须达到65%左右,全球清洁能源发电量占比要达到90%。

这个模型同样适用于中国。全球能源互联网发展合作组织认为,未来风电和光伏在新增电力装机中将占据主导地位。

那么,中国为完成碳中和目标,需要多少风电?《风能北京宣言》认为,“十四五”年均新增风电装机须保证5000万千瓦以上,2025年后年均新增装机容量应不低于6000万千瓦。到2030年至少达到8亿千瓦,到2060年至少达到30亿千瓦。

截至今年8月,我国风电总装机超过2.2亿千瓦,距离2060年的30亿千瓦目标和任务,只完成了不足8%。

发达国家提供了具有借鉴意义的样本。以德国为例,2019年风电在德国全网容量中占比24.67%,光伏占9%,合计超过33%,接近超过三分之一的水平来自可再生能源。

而2019年,在中国能源结构中,风电消纳比例只占5.65%,光伏占3.1%,合计占比为8.57%,距离德国当前的能源结构就有巨大差距。

“从国际经验、技术储备以及行业发展阶段看,风电可以成为真正的主力能源。”曹志刚认为。

风电能否支撑中国完成碳中和目标?

风电能否成为主力能源,既取决于全球宏观政治经济环境,亦取决于其资源开发潜力、经济性和技术支撑能力。

在曹志刚看来,风电完全有能力支撑中国完成碳中和目标。

中国风电可开发资源潜力巨大。国家气候中心高级工程师王阳在风能大会上表示,研究表明,中国风电和光伏技术开发量没有天花板。他认为,中国风电资源可发量超过50亿千瓦。

风电在经济上也完成了蜕变。经过多年行业发展和技术进步,当前,中国“三北”地区风电度电成本已经从高峰时刻的超过1元的度电成本下降到0.2元/千瓦时左右,中东南部下降到0.3-0.35元/千瓦时左右。有企业预测,到2023年,风电在中国“三北”高风速地区的度电成本就可以实现0.1元/千瓦时左右。

光伏的成本下降速度可能会更快,甚至比风电更低。

未来,风电和光伏等新能源将以压倒式的成本优势让煤炭、石油等化石能源加速退出。

风电可开发资源量和经济性都不是掣肘,行业产能可以支撑吗?

答案显而易见。曹志刚预计,今年全国风电装机有望达到3000万千瓦-3500万千瓦,2019年新增风电并网装机容量为2574万千瓦。今年供应链出现紧张现象,一方面是因为疫情因素,另一方面则是此前行业缺乏明确的发展预期。

他认为,只要有非常明确的目标,整个产业链供应能力完全可以达到,产业链唯一担心的是行业增长持续性。

以风电龙头金风科技为例,尽管受疫情和政策调整影响,但金风科技从4月到9月的6个月的时间内,完成甚至超过了去年全年吊装交付量。金风科技去年风电出货量接近10GW,今年的出货量有望达到12-14GW。

供应链释放的产能潜力同样巨大。据曹志刚介绍,今年风电上游供应商和去年相比,不仅增长了30-50%的产出,还做了很多工艺优化和工程上创新,快速降低了人员成本,减小了单位产品的生产时间。原来做一支叶片,从最开始的48小时降低到36小时,现在已降至24小时,甚至有些企业在某些产品上可以做到18个小时产出一支叶片。

“这代表的是上游产业链产能的释放。”曹志刚说,“要实现‘十四五’5000万千瓦的年均装机目标,最大的制约因素不是整机产能,而是取决于供应链。以前因为看不到明确的预期,供应链不敢轻易扩张,而现在,如果市场预期很明确,供应链扩张将不再是问题。”

风电在经济性上不仅可以支撑能源结构快速转型,在与电网融合上同样具备技术实力。“我们现在听到特别多的声音是,可再生能源扰乱了整个电网质量。其实这是一个不客观的评价。从技术能力来说,风能、太阳能和火电、燃气电、水电、核能,可以有很好的共生环境。”曹志刚认为,“我们围绕电网技术做了很多研究,目前看是没有任何技术方面障碍的。”

尽管如此,为了解决未来可再生能源大规模并网对电网可能造成的影响,作为行业龙头,金风科技还是做了充足的技术储备。曹志刚表示,以深度源网融合能力为例,虽然目前电网尚未将零电压、高电压穿越作为刚性条件,但是金风科技的硬件已经具备这方面能力,如果未来提出这样的新要求,金风科技的产品通过软件升级即可达到标准。

第三方研究机构亦认可风电和光伏等新能源的发电技术。国家气候中心联合国家发改委能源所、北京大学、国网能源研究院等几家机构共同做了一个研究,结果就表明,到2050年如果风电装机25亿千瓦、光伏装机26.7亿千瓦,按照全国小时级的电量互动平衡,不需要储能和需求侧响应,仅靠风光就可以提供全国67%的电力电量需求,同时弃风弃光率比率不到8%。

风电消纳是障碍吗?

怀疑论者另一个最大的忧虑是,未来风电大规模并网能否得到消纳,曾经发生过的严重弃风问题是否会卷土重来?

事实上,如果中央顶层设计敲定,《风能北京宣言》提出的风电装机目标根本不会造成大规模弃风现象。

目前业内普遍预计到2025年、2035年我国将新增用电需求1.8万亿、2.4万亿千瓦时左右。如果“十四五”煤电装机量保持在当前的11亿千瓦左右,这些新增的用电需求可以由清洁能源满足,《风能北京宣言》提出的风电装机量完全可以消纳。

表:2025年中国电源装机容量及结构预测

来源:全球能源互联网发展合作组织

《中国“十四五”电力发展规划研究》

但是按照当前能源行业发展形势,今年以来,我国煤电投资却逆势大增。目前有1亿千瓦已核准待建的煤电机组,还有1亿千瓦机组纳入规划。今年上半年,至少又新核准了5000万千瓦煤电。在此背景下,“十四五”煤电总装机将达到12.8亿千瓦,很容易达到13亿千瓦。如果要控制在11亿千瓦,新核准的项目就不能开工。

新增的2亿千瓦煤电装机,将挡住新能源发展之路,亦让各行各业为实现我国碳排放峰值和碳中和努力付诸东流。

如果“十四五”煤电装机控制在11亿千瓦,腾出的2亿千瓦煤电装机空间,则恰好可以由风电、光伏、水电等清洁能源代替。

能否完成《风能北京宣言》装机目标,并且不出现大规模弃风现象,主要取决于“十四五”及以后还要不要发展煤电。

从9月22日开始,这不应该是一个值得争论的话题。

煤电当然不应该发展,也不能发展。

如果在此之前,各地政府部门为了发展大肆上马煤电项目,在此之后,碳排放的指标将很快成为执政者的紧箍咒。

风电实现每年5000万千瓦、6000万千瓦装机目标,缺的不是资源储量,不是并网技术瓶颈,不是消纳空间,更不是技术基础和生产能力,缺的是明确的吹响冲锋的号角。

现在,这个号角已经吹响!

关键字:风电

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