2020年我國“雙碳”目標(biāo)的提出,加快了可再生能源向高比例發(fā)展的步伐。2020年我國可再生能源裝機(jī)容量9.34億千瓦,發(fā)電量為2.2萬億千瓦時, 截至2023年,我國可再生能源裝機(jī)容量突破15億千瓦大關(guān),發(fā)電量為2.95萬億千瓦時,裝機(jī)容量和發(fā)電量比2020年分別增加了61%、34%。這一成績不僅體現(xiàn)了“雙碳”目標(biāo)給可再生能源發(fā)展帶來的強(qiáng)大發(fā)展動力,也展示了我國在全球可再生能源領(lǐng)域的重要地位和貢獻(xiàn)。隨著《關(guān)于推動能耗雙控逐步轉(zhuǎn)向碳排放雙控的意見》的實(shí)施,將有更多的用戶通過使用可再生能源減少碳排放,以滿足碳排放雙控的要求,因此可再生能源將迎來更大規(guī)模、更高比例的發(fā)展。但是可再生能源高比例發(fā)展在電網(wǎng)接入、用地用海、全生命周期環(huán)境友好性等方面,還面臨著較大的挑戰(zhàn),需要加以分析研究。本文總結(jié)了可再生能源發(fā)展的成就,分析了其高比例發(fā)展的挑戰(zhàn),展望了其發(fā)展前景。
一、我國可再生能源發(fā)展成就斐然
可再生能源利用規(guī)模連續(xù)多年位居全球第一。我國風(fēng)電裝機(jī)容量自2020年以來一直位居全球首位,光伏裝機(jī)容量自2015年以來居全球第一。截至2023年底,全國可再生能源發(fā)電總裝機(jī)約15.16億千瓦,在全國總裝機(jī)容量中的比重為51.9%,全國可再生能源發(fā)電量近3萬億千瓦時,約占全部發(fā)電量的1/3,我國非化石能源在能源消費(fèi)總量中的比重達(dá)到17.7%。可再生能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展、開發(fā)利用規(guī)模不斷提高,加快推進(jìn)我國能源結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型,為如期實(shí)現(xiàn)2020年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到15%的承諾提供了有力支撐。
可再生能源形成了完備的產(chǎn)業(yè)鏈,裝備水平大幅提升。我國已形成全球最完備的可再生能源產(chǎn)業(yè)體系,科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步不斷推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展和升級。水電領(lǐng)域具備全球最大的百萬千瓦水輪機(jī)組自主設(shè)計制造能力;風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在大容量機(jī)組、大葉輪直徑、高輪轂高度、低利用風(fēng)速、海上風(fēng)電基礎(chǔ)等方面不斷突破;光伏產(chǎn)業(yè)在技術(shù)研發(fā)、裝備制造、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平等方面均位居世界前列,成為我國最具國際競爭力的產(chǎn)業(yè)之一。
可再生能源發(fā)展帶來的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境等多重效益顯著。2023年,光伏、風(fēng)電行業(yè)產(chǎn)值已分別超過1.7萬億元和7300億元,成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動能之一,在帶動地區(qū)經(jīng)濟(jì)尤其是西部發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。此外,可再生能源獨(dú)立供電工程、光伏扶貧工程等為解決無電地區(qū)用電問題提供了有效方案。同時,可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為社會提供了大量就業(yè)崗位,在材料、設(shè)計、制造、自動控制等多個領(lǐng)域培育了大批技術(shù)人才,根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)和國際勞工組織(ILO)統(tǒng)計,2022年全球可再生能源從業(yè)人數(shù)為1370萬,其中我國可再生能源從業(yè)人數(shù)約562萬,占比41%。我國可再生能源消費(fèi)量不斷提高,2023年達(dá)到約8.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,在減少溫室氣體排放的同時也減少了二氧化硫、氮氧化物和粉塵等大氣污染物排放,推動減污降碳協(xié)同增效。同時,可再生能源開發(fā)與煤礦沉陷區(qū)治理、沙漠治理等相結(jié)合,有效恢復(fù)和保護(hù)了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,促進(jìn)了可再生能源開發(fā)利用與生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。
我國可再生能源有效推動了全球能源轉(zhuǎn)型和低碳發(fā)展。我國在可再生能源領(lǐng)域開展了廣泛的國際合作,其中風(fēng)電、光伏產(chǎn)品出口覆蓋全球200多個國家和地區(qū),截至2024年初,累計出口額分別超過334億美元和2453億美元。我國憑借全球最完備的產(chǎn)業(yè)布局、持續(xù)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和高效的工程技術(shù),在過去十年間為全球風(fēng)電和光伏發(fā)電項目平均度電成本(LCOE)分別貢獻(xiàn)超過60%和80%的降幅,有力支撐了全球能源綠色低碳發(fā)展。
二、我國可再生能源發(fā)展依然面臨挑戰(zhàn)
高比例接入電網(wǎng)難度增大。風(fēng)能和太陽能會隨著天氣條件的變化而波動,帶來風(fēng)電、光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性,增加了電力電量平衡的難度。隨著清潔能源占比的提升,電力系統(tǒng)需要承擔(dān)更多的能源供應(yīng)保障責(zé)任,這對電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行提出了更高要求。傳統(tǒng)電網(wǎng)的設(shè)計和規(guī)劃沒有充分考慮到大量新能源的接入,因此現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)可能無法隨時準(zhǔn)備好接收來自大量光伏電量的不穩(wěn)定輸出。另外,分布式光伏發(fā)電項目的快速增長導(dǎo)致許多地區(qū)的可開發(fā)容量不足、消納困難,從而引發(fā)并網(wǎng)困難的問題。國家能源局于2023年6月在全國范圍選取部分典型省份開展分布式光伏接入電網(wǎng)承載力及提升措施評估試點(diǎn)工作,試點(diǎn)范圍選擇山東、黑龍江、河南、浙江、廣東、福建6個試點(diǎn)省份,每個省份選取5~10個試點(diǎn)縣(市)開展試點(diǎn)工作。評估結(jié)果顯示,除浙江省外,其他省份都出現(xiàn)了大量區(qū)域電網(wǎng)容量不足的問題,其中58個地區(qū)可新增開放容量為零。
用地用海難度增大。在可再生能源裝機(jī)量迅速擴(kuò)大的過程中,伴隨而來的是對土地資源的不斷需求,用地用海難的問題日益凸顯。當(dāng)前,我國國土空間規(guī)劃未充分考慮新能源的大規(guī)模開發(fā)利用。光伏發(fā)電項目量大面廣,但是能源方面的電力規(guī)劃,以及其他相關(guān)的國土、環(huán)保、林業(yè)等與可再生能源規(guī)劃之間未達(dá)到有效銜接,導(dǎo)致實(shí)施過程中出現(xiàn)了諸多問題。國家可再生能源規(guī)劃和各地方、各部門相關(guān)規(guī)劃制定之間也存在目標(biāo)不統(tǒng)一、政策行動有偏差的情況,制約著新能源大規(guī)模開發(fā)利用。2023年,自然資源部集中公開約談督察發(fā)現(xiàn)的9個違法違規(guī)問題突出地市,其中多個問題涉及光伏,反映了光伏用地的嚴(yán)峻性。近年來,隨著陸上光伏用地緊缺和成本上漲,東部沿海城市正逐步探索海上光伏發(fā)展的新場景。隨著光伏系統(tǒng)成本的下降,海上光伏的經(jīng)濟(jì)性也有了逐步提高,但在項目手續(xù)、用海許可證等方面仍存在不少問題,其發(fā)展亟待相關(guān)部門明確政策、規(guī)則。
全生命周期生態(tài)環(huán)境友好性需進(jìn)一步提升。部分可再生能源項目在選址、施工建設(shè)、運(yùn)行過程中也會對環(huán)境帶來一定的影響,包括土地利用、水資源利用、野生動植物保護(hù)、噪聲污染、破壞植被造成水土流失等方面,以及退役風(fēng)機(jī)和光伏組件回收處置難。2025年前后我國第一批風(fēng)電機(jī)組和光伏組件將陸續(xù)退役,到2030年將進(jìn)入退役密集期。光伏組件本身含有大量可循環(huán)利用的材料,包括玻璃、鋁、硅、銀、銅等,風(fēng)電機(jī)組中包含鋼、銅、鋁、玻璃纖維等,這些材料如不能合理回收再利用,固體廢棄物得不到及時恰當(dāng)處理 ,不僅會占用大量土地 ,造成資源浪費(fèi),而且銀、銅等重金屬物質(zhì)會污染環(huán)境,背離了清潔能源的理念,不利于環(huán)境的長遠(yuǎn)健康發(fā)展。然而,當(dāng)前由于可再生能源設(shè)備退役缺少經(jīng)濟(jì)可行、環(huán)境友好的回收技術(shù),尚無成熟的商業(yè)模式,這些難題均亟待解決。
三、未來可再生能源發(fā)展前景廣闊
2023年11月,我國與美國發(fā)表了“中美關(guān)于加強(qiáng)合作應(yīng)對氣候危機(jī)的陽光之鄉(xiāng)聲明”,提出兩國支持二十國集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人宣言所述努力爭取到2030年全球可再生能源裝機(jī)增至三倍。2023年12月13日,在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會(COP28)上198個締約方的代表達(dá)成的“阿聯(lián)酋共識”提出,“到2030年將全球可再生能源裝機(jī)容量增至三倍”。因此,可再生能源未來仍將擁有巨大的發(fā)展空間。在我國,隨著“雙碳”目標(biāo)和能源革命的深入推進(jìn),可再生能源依然需要發(fā)揮潛力,穩(wěn)步推進(jìn),擔(dān)當(dāng)起應(yīng)對氣候變化的重任,同時創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會,減少污染和保護(hù)生態(tài)環(huán)境,加速助力經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。
全球范圍內(nèi)可再生能源開發(fā)利用規(guī)模仍將持續(xù)增長?!鞍⒙?lián)酋共識”提出的“到2030年將全球可再生能源裝機(jī)容量增至三倍”的目標(biāo),是以2022年全球可再生能源裝機(jī)容量33.7億千瓦為基準(zhǔn)線,在2030年增加至現(xiàn)在的三倍,將達(dá)到101億千瓦。未來8年內(nèi)(2023—2030年)可再生能源裝機(jī)容量增加到三倍,則復(fù)合年均增長率(CAGR)約為15%。因此可以看出,三倍目標(biāo)下,可再生能源將連續(xù)多年保持兩位數(shù)的增長,其發(fā)展速度將大大加快,年增長率遠(yuǎn)超過前10年的數(shù)值,這將在全球范圍內(nèi)加速可再生能源的發(fā)展。我國處于新型城鎮(zhèn)化和新型工業(yè)化的高質(zhì)量融合發(fā)展期,電能替代需求不斷提升,全社會用電量仍將持續(xù)增長,同時為了實(shí)現(xiàn)2030 年前碳達(dá)峰、2060 年前碳中和的目標(biāo),保證能源的低碳、高質(zhì)量發(fā)展,以風(fēng)電、太陽能發(fā)電為代表的可再生能源需要實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。根據(jù)測算,到2030年我國電力裝機(jī)容量將達(dá)到40億千瓦,其中非化石能源占比達(dá)到64%,風(fēng)電、太陽能合計超過16億千瓦。到2060年,全國電力裝機(jī)容量預(yù)計達(dá)到71億千瓦,非化石能源裝機(jī)占比提升至89%,其中風(fēng)電、太陽能合計約46億千瓦,成為主體能源和新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。
可再生能源將帶來多個領(lǐng)域的巨大變革。在能源供給側(cè),可再生能源將逐步成為發(fā)電量的主體,促使現(xiàn)在的集中式電源、大電網(wǎng)向分布式電源、微電網(wǎng)轉(zhuǎn)變。在能源消費(fèi)側(cè),工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域電氣化技術(shù)不斷發(fā)展,終端能源消費(fèi)向電氣化轉(zhuǎn)型,分布式可再生能源的快速增長推動傳統(tǒng)消費(fèi)者向“產(chǎn)銷者”轉(zhuǎn)變,數(shù)字信息技術(shù)的應(yīng)用將驅(qū)動多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷儲一體化項目落地,實(shí)現(xiàn)可再生能源與多領(lǐng)域的跨界融合。面向未來,新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的建設(shè)將催生出更加多元的新業(yè)態(tài)和新模式。光儲充一體(光伏+儲能+充電樁)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電動汽車和電網(wǎng)協(xié)同,實(shí)現(xiàn)陸地交通電氣化??稍偕茉措娊馑茪洌缓笾凭G色甲醇、綠氫、綠氨等,可以為冶金行業(yè)、航空業(yè)、航海業(yè)提供脫碳的解決方案??稍偕茉赐ㄟ^光儲直柔等技術(shù),與建筑相結(jié)合,可推動建筑領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型。
可再生能源在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更重要、更多元化的作用。伴隨著我國可再生能源的大規(guī)模發(fā)展,可再生能源將惠及更多地區(qū)和人群。“千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)行動”“千家萬戶沐光行動”等將為當(dāng)?shù)卮迕駝?chuàng)造就業(yè),提高收入,為農(nóng)村生活生產(chǎn)提供清潔能源,降低農(nóng)村地區(qū)的溫室氣體排放,減少室內(nèi)空氣污染,為鄉(xiāng)村振興、美麗鄉(xiāng)村貢獻(xiàn)力量??稍偕茉磳⑴c土地沉陷區(qū)治理、鹽堿地治理以及沙漠、戈壁、荒漠等治理密切結(jié)合,保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和生物多樣性??稍偕茉磳⑴c水資源保護(hù)結(jié)合,通過海水淡化解決海島居民清潔用水問題,通過光伏水泵技術(shù)解決偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉、居民清潔用水問題等??稍偕茉纯蔀闊o電地區(qū)提供清潔電力,改善這些地區(qū)的兒童教育和醫(yī)療狀況,促進(jìn)當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展。
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