文 | 湯雨 趙榮美 王進(jìn)
在“雙碳”目標(biāo)的鼓舞下，全球新能源發(fā)展突飛猛進(jìn)，風(fēng)景獨好。
歐洲，受俄烏沖突影響，煤油氣電價格飆升，新能源成為救命稻草。
美國，在綠色新政刺激下，新能源成為能源政治正確的風(fēng)向標(biāo)。
欠發(fā)達(dá)國家，傳統(tǒng)能源，特別是新增煤電，嚴(yán)格受限，新能源被動成為能源的主要增量。
中國，“雙碳”熱火遍了大江南北，新能源分布式、互補式、集中式、大基地等風(fēng)起云涌，各路豪杰跑馬圈地，行業(yè)發(fā)展坐上火箭，等待騰飛。
特別的是，光伏、風(fēng)電，包括海上風(fēng)電已不再需要補貼，可以與傳統(tǒng)電力同臺競爭，甚至壓價競爭，新能源隨時翻盤，可望成為全球能源的主導(dǎo)和主力。
有經(jīng)濟(jì)學(xué)家鼓吹說，新能源就像20年前的中國房地產(chǎn)，絕不能錯失良機。
業(yè)界惶惶然，
一是新能源產(chǎn)業(yè)是不是遍地黃金，未來天空無限大？
二是全民投資新能源，會不會出現(xiàn)批量的“爛尾樓”？
三是新能源發(fā)展是否有硬約束？能否有效突破瓶頸？
發(fā)展迅猛，全球新能表現(xiàn)優(yōu)異？
在歐洲，自2019年《歐盟綠色協(xié)議》達(dá)成以來，歐盟各國紛紛表態(tài)在2050年前實現(xiàn)“碳中和”，隨著“歐洲綠色協(xié)議投資計劃”、“可持續(xù)歐洲投資計劃”及“公正過渡機制”等財政支撐持續(xù)發(fā)力，2019年歐洲年新增光伏裝機環(huán)比增長超100%，接近22 GW，年新增風(fēng)電15.2 GW。
在美國，拜登政府上任第一天就宣布重返《巴黎氣候協(xié)定》，并在當(dāng)年推出《合并撥款法》和《2020年能源法案》，支持新能源投資建設(shè)，后又推出《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》和《2022年通脹削減法案》（IRA）等財稅支持政策，其中IRA法案將聯(lián)邦光伏投資稅收抵免政策（ITC）直接延期十年。2021年當(dāng)年，美國新增光伏裝機23.6 GW。
中東地區(qū)，土地資源廉價、光照資源豐富且項目授信極高，一直是全球光伏最低電價記錄的誕生地。多年來，該地區(qū)年均新增裝機規(guī)模一直在1 GW左右，2019年更是接近3 GW，截至2021年底，累計裝機近24 GW。根據(jù)各國公布的《2030愿景》統(tǒng)計，新能源還將繼續(xù)保持高速增長。
東南亞之越南，自2018年開始，光伏裝機高速增長。2018年初，越南光伏裝機容量僅134 MW，按照越南政府的規(guī)劃，到2025年光伏裝機容量將達(dá)到4 GW，但截至2020年底，越南累計光伏裝機超過16 GW。截至2021年底，越南風(fēng)光累計裝機20.7 GW，占全國電力裝機的27%，占總發(fā)電量的12%，領(lǐng)先中國超2個百分點。
在欠發(fā)達(dá)地區(qū)，如非洲，一方面在全球“雙碳”目標(biāo)的政治導(dǎo)向下，傳統(tǒng)火電站的投資受限，另一方面受益于全球可再生能源的發(fā)展，非洲甚至有跨過化石燃料直接使用清潔能源的趨勢，從2014年開始，年均可再生能源裝機均超過2 GW。
在中國，隨著“雙碳”目標(biāo)提出，新能源裝機規(guī)模更是突飛猛進(jìn)，截至2021年底，中國風(fēng)光發(fā)電裝機規(guī)模比2012年增長了12倍左右，新能源發(fā)電量首次超過1萬億千瓦時，可再生能源裝機規(guī)模已突破11億千瓦，水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機均居世界第一。
全球資本市場反應(yīng)強烈，投資者蜂擁而入，各類新能源公司股價屢創(chuàng)新高，全球能源新ETF自2020年的低位上漲近3倍。在中國，各種“茅”的稱號在新能源產(chǎn)業(yè)鏈不斷涌現(xiàn)。
新能源的開發(fā)利用模式也在不斷壯大、創(chuàng)新。從分布式到集中式，從多能互補到清潔能源大基地，從單一綠電制氫到“氫-電”耦合，新能源與我們的生活也愈發(fā)緊密。
問題呈現(xiàn)，能否解決消納困境？
新能源“靠天吃飯”的屬性決定其具有波動性、間歇性和不穩(wěn)定性，大規(guī)模的新能源接入給電力平衡帶來極大壓力，造成新能源消納困境。
事實上，前文提到的越南地區(qū)已出現(xiàn)消納難題，越南政府的解決方案也簡單粗暴，根據(jù)越南工貿(mào)部發(fā)布的《2021-2030年電力規(guī)劃草案》(PDP8草案)，在十年內(nèi)（2021年-2030年）不再新建大型集中式光伏項目，保持目前的8736兆瓦裝機容量不變。對于已經(jīng)列入PDP7修正版中總?cè)萘?200兆瓦的光伏項目，推遲到2030年開發(fā)。
在中國，各類政策、市場乃至技術(shù)手段也紛紛上場，試圖解決這一難題。
一是強制性儲能政策。各地紛紛出臺相關(guān)政策，通過在發(fā)電側(cè)配置規(guī)模不等的儲能電站來滿足電網(wǎng)穩(wěn)定性要求。目前，全國除黑龍江、四川、云南和重慶外，對于大型電站并網(wǎng)均有儲能配置要求。按10%規(guī)模、2小時備電時長計算，單瓦電站投資至少增加0.3元，已飽受組件價格困擾的電站投資方壓力更甚。隨著新能源占比的進(jìn)一步提升，儲能配置的要求還將進(jìn)一步提升。
二是競爭性配置上網(wǎng)。這一政策的初衷旨在促進(jìn)良性競爭，盡早實現(xiàn)平價上網(wǎng)，也是國際的通行做法，但在國內(nèi)似乎有些“過猶不及”。在預(yù)設(shè)并網(wǎng)容量的前提下，除儲能配置和上網(wǎng)電價外，“當(dāng)?shù)刎暙I(xiàn)”如當(dāng)?shù)赝顿Y、生態(tài)治理、股權(quán)分紅、甚至慈善捐贈也成為競爭性要求。這樣的“內(nèi)卷”只能限制新能源的發(fā)展規(guī)模。
三是納入電市場交易。根據(jù)國家發(fā)改委、能源局《加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》要求，2030年新能源將全面參與電力市場交易，但在當(dāng)前連“隔墻售電”都未能打通的情況下，道長且阻。
四是參與輔助性服務(wù)。削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓、無功調(diào)節(jié)等輔助服務(wù)確實能提升新能源的消納份額。但是，目前補償費用是由發(fā)電側(cè)并網(wǎng)主體分?jǐn)偅瑩Q言之，新能源發(fā)電商是輔助服務(wù)各種配套設(shè)備投資的承擔(dān)者。事實上，輔助服務(wù)應(yīng)將其成本分?jǐn)傊岭娏ο到y(tǒng)中從發(fā)電側(cè)到用電側(cè)的所有主體，比如峰谷電價已經(jīng)體現(xiàn)了電力的時間價值，消費側(cè)完全可以通過購買儲能設(shè)備實現(xiàn)降本甚至套利。
但對于國內(nèi)而言，現(xiàn)貨市場仍在發(fā)展初期，省內(nèi)現(xiàn)貨市場還未在全國范圍建設(shè)完成，省間現(xiàn)貨市場剛剛起步，輔助服務(wù)市場及其價格機制尚未理順，一方面難以調(diào)動社會資本參與輔助服務(wù)的積極性，另一方面，新能源企業(yè)也難以采購到“物美價廉”的優(yōu)質(zhì)輔助服務(wù)。
此外，不斷上漲的土地租金與原料價格、日趨嚴(yán)苛的用地政策及地方政府毫不含蓄的“花式訴求”，也在一定程度上制約了新能源快速發(fā)展，這從反方向緩解了消納難題。
事實上，以上這些手段并不能從根源上解決新能源的消納問題。在集中式的大電網(wǎng)模式下，目前還不到10%的風(fēng)光電量占比已經(jīng)問題重重，“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象又有抬頭，一方面不斷新建的清潔能源大基地對特高壓線路需求大幅增加，推高電網(wǎng)整體的輸電成本與安全冗余成本，也增大了消納難度；另一方面，分布式在城市電網(wǎng)大量接入，電力平衡聯(lián)立方程更加復(fù)雜多元，也需要大量的投資來保障電網(wǎng)安全運營。未來非化石能源占比要超過80%，究竟需要多大比例的儲能配置？多大規(guī)模的輔助服務(wù)？多長距離的特高壓輸電線路？這些無限增加成本又由誰來承擔(dān)？
氣候異常，是否影響能源安全？
根據(jù)中國碳中和目標(biāo)，到2060年，非化石能源消費比重達(dá)到80%以上，那么在電力系統(tǒng)中，風(fēng)電、光伏及水電占全社會發(fā)電總量占比將超過80%。
氣候?qū)＜艺J(rèn)為，全球氣溫正緩慢升高，這一趨勢下，未來氣候變化加劇并更難以預(yù)測，極端高溫、極端低溫、極端干旱、極端降水、極強風(fēng)暴等情況將出現(xiàn)得更為頻繁。若如此，受自然現(xiàn)象左右的水電少水，風(fēng)電無風(fēng)，以及光伏缺光等現(xiàn)象將成為常態(tài)。
極端氣候常態(tài)化必然導(dǎo)致區(qū)域性電力生產(chǎn)經(jīng)常性突然中斷，這對日常電力供求平衡構(gòu)成強大沖擊。隨著可再生能源電力占比越來越高，維持各地電力供求均衡將非常困難，挑戰(zhàn)難度將呈指數(shù)級上升。
事實上，極端氣候?qū)?dǎo)致水電、風(fēng)電或光伏發(fā)電隨時減產(chǎn)甚至停止，無疑會造成區(qū)域性電力供求嚴(yán)重失衡，以至區(qū)域性“限電”常態(tài)化，不但在短期內(nèi)帶來發(fā)電損失及財產(chǎn)損害，甚至將長期影響未來投資信心。
案例一：川渝地區(qū)“有序用電”。
今年夏季，中國天氣異常，多地持續(xù)高溫，極端高溫天氣導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷大增。禍不單行，高溫天氣疊加干旱，多省市降雨量大幅降低，長江主干流水位大降，多條河流斷流，水電站庫容“汛期反枯”，水力發(fā)電量大幅降低，一些水電大省的電力電量供過于求迅速轉(zhuǎn)為供不應(yīng)求，供需嚴(yán)重失衡。其中，川渝地區(qū)迎來持續(xù)近二個月的“有序供電”，經(jīng)濟(jì)、社會及民生受到影響（具體參見《電力大戰(zhàn)⑧：川渝限電已過，有序供電何時了？》）。
案例二：東北地區(qū)“拉閘限電”。
2021年9月21日，中國東北地區(qū)冷空氣剛過，風(fēng)力普遍下降。其時，東北三省風(fēng)電總裝機達(dá)到近3500萬千瓦，但風(fēng)電出力不足裝機容量的10％。由于風(fēng)電驟減等系列原因， 9月23-25日，遼寧省電力供應(yīng)缺口突然惡化到嚴(yán)重級別。中國電網(wǎng)正常運行的用電頻率是50赫茲，允許一定范圍波動，但49.8赫茲是第一道安全閾值，當(dāng)用電頻率低于49.8赫茲時就不得不拉閘限電，否則面臨更大范圍解列崩潰事故風(fēng)險。
一般而言，按安全設(shè)定的拉閘順序，電網(wǎng)調(diào)度部門直接切除部分10千伏電壓等級線路，而10千伏等級的線路既接入工商業(yè)負(fù)荷，也有接入居民負(fù)荷。受影響的工商企業(yè)、交通、社會機構(gòu)及居民社區(qū)在未獲任何通知的情況下被突然停電。
案例三：英國大停電。
2019年8月9日下午5點左右，英國發(fā)生大規(guī)模停電事故。
大停電主要集中在英格蘭與威爾士地區(qū)，超過100萬人受到影響。倫敦等城市的地鐵與城際交通停電、交通信號中斷、市民困于鐵路或者地鐵中、工商企業(yè)斷電、醫(yī)院中斷手術(shù)等醫(yī)療服務(wù)等。約1.5小時后，電力才基本恢復(fù)。
事故發(fā)生的英格蘭與威爾士電網(wǎng)總負(fù)荷約25351MW，海上風(fēng)電等新能源出力占總負(fù)荷近40%。事故直接起因是燃?xì)鈾C組與海上風(fēng)電機組連續(xù)跳機導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)較大功率缺額，海上風(fēng)電出現(xiàn)意外的無序脫網(wǎng)，系統(tǒng)頻率大幅下降觸發(fā)了低頻減載裝置，最終導(dǎo)致了部分地區(qū)“拉閘限電”。
剛性約束，可有突破瓶頸之策？
隨著冬季來臨，中國電力供應(yīng)緊張及北方地區(qū)供暖問題又受到業(yè)界高度關(guān)注。
一方面，異常氣候會對區(qū)域性的電力生產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)面影響，從而降低新能源出力，或大大影響電力實時平衡，導(dǎo)致偶發(fā)性的“有序供電”，甚至突發(fā)性的“拉閘限電”，影響電力安全供應(yīng)。另一方面，北方地區(qū)的部分新能源發(fā)電不得不為熱電機組讓路，以至“棄風(fēng)棄光”規(guī)模化出現(xiàn)。
雖然新能源形勢一片大好，但供應(yīng)安全及消納問題已經(jīng)是制約發(fā)展的剛性約束。
截至2021年底，中國新能源裝機規(guī)模和發(fā)電量領(lǐng)先全球，但發(fā)電量占比還不高。其中，風(fēng)電及光伏發(fā)電量占比不到10%，加上水電占比不到24%。
相比較，2020年，歐洲可再生能源發(fā)電量占比約38%，而化石燃料發(fā)電量降至37%。其中，風(fēng)電和光伏逐年上升，占比達(dá)19.58％，位居全球之首。歐洲試圖通過風(fēng)電和光伏，爭取在2030年前淘汰燃煤發(fā)電，甚至淘汰天然氣發(fā)電，取代核電，并滿足電動汽車、熱泵和電解槽不斷增長的電力需求。
2021年，歐洲風(fēng)電和光伏創(chuàng)下新紀(jì)錄，發(fā)電量達(dá)547 TWh，首次超過天然氣發(fā)電量524 TWh。光伏在歐洲北部和南部發(fā)展迅猛， 2021年光伏發(fā)電量比2019年增加27%，同期荷蘭和西班牙光伏發(fā)電量翻番。德國風(fēng)光裝機量占比55.81％，風(fēng)光發(fā)電量占比達(dá)28.85％。
今年9月13日，歐盟議會高票通過可再生能源法令（Renewable Energy Directive），將2030年可再生能源發(fā)展目標(biāo)提升至終端能源占比45%。
在俄烏沖突爆發(fā)后，俄羅斯石油天然氣向歐洲的供應(yīng)逐步減量?！氨毕惶枴惫艿辣徽ǎ砹_斯天然氣斷供，今年歐洲面臨更為嚴(yán)峻的北方地區(qū)供暖及供應(yīng)安全問題。
各路研究預(yù)測，歐洲能源供需失衡開始加劇，并持續(xù)到2023年。從2022年9月到2023年3月，歐洲總電力缺口將超過50億千瓦時。天氣寒冷、風(fēng)力發(fā)電下降、氣轉(zhuǎn)電減少等將挑戰(zhàn)歐洲電力系統(tǒng)，并可能導(dǎo)致電力供應(yīng)短缺和“有序供電”。
另外，歐洲今年同樣經(jīng)歷了干旱和缺水等異常氣候現(xiàn)象。
作為水電大國，挪威的水電占其發(fā)電量的90%，風(fēng)力發(fā)電約10%，但今年挪威水庫的總體蓄水率一度降至66.5%，遠(yuǎn)低于2002-2021年同期的中位數(shù)74.9%，部分干旱嚴(yán)重的地區(qū)，水庫庫容已降至50%以下。多達(dá)1800個水庫受到了干旱影響，水電發(fā)電量和電力出口都急劇下滑。
在另一個電力供應(yīng)大國法國，電力巨頭EDF的Nogent 1號核反應(yīng)堆于8月9日暫停運營；10月5-6日，Paluel 4號核反應(yīng)堆意外停電，發(fā)電量從1330 MW銳減至270 MW；Gravelines1號核反應(yīng)堆意外停電，發(fā)電量從910 MW降至315 MW。
即便如此，自今年2月俄烏沖突爆發(fā)以來，雖然能源價格，特別是電價一路飆升，但歐洲尚未出現(xiàn)規(guī)?；皸夛L(fēng)棄光”，也沒有開始“有序供電”，更沒有發(fā)生“拉閘限電”。
新能源是不是20年前的中國房地產(chǎn)，還有待驗證。新能源與房地產(chǎn)有一些相同點，如：
一是政策導(dǎo)向明確，房地產(chǎn)一直是支柱產(chǎn)業(yè)，新能源亦然；
二是同屬基礎(chǔ)行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈條長，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，影響力深遠(yuǎn)；
三是市場空間大，城市化進(jìn)程需要房地產(chǎn)，發(fā)展需要能源；
四是重資產(chǎn)特征，需要金融支持，特別依賴銀行貸款；
五是需要“跑馬圈地”，需要一整套審批流程和手續(xù)；
六是商業(yè)模式可復(fù)制，房地產(chǎn)遍地開發(fā)，新能源遍地開花。
但也有一些差異，如：
一是房地產(chǎn)可以預(yù)售，資金提前回收，幾乎沒有建成后依靠租金收回投資的模式；而新能源只能建成后依靠發(fā)電收入慢慢收回投資；
二是房地產(chǎn)周期波動明顯，而新能源沒有明顯的景氣或衰退周期。景氣周期內(nèi)，房地產(chǎn)商和投資者會有暴利，開發(fā)商可以捂地捂盤，等待升值，投資者到處買房，買到就是賺到；新能源則一直追求盡快并網(wǎng)售電。衰退周期內(nèi)，房地產(chǎn)行業(yè)到處是“爛尾樓”和“斷供房”；新能源投資雖難有暴利，但只要能并網(wǎng)消納，就會有穩(wěn)定收入，不存在“撂挑子”行為；
三是房地產(chǎn)的軟肋是周期與資金鏈；新能源的軟肋是供應(yīng)安全與并網(wǎng)消納。
如果并網(wǎng)消納趕不上新能源建設(shè)速度，就會“供過于求”，建成后只能“曬太陽”，類似“爛尾樓”。
近期內(nèi)，新能源產(chǎn)業(yè)鏈價格大幅波動、地方政府各種訴求、土地使用條件趨嚴(yán)等，都是制約新能源規(guī)模進(jìn)一步擴大的軟性約束，隨著產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步調(diào)整和政策統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，這些軟性約束都可以解決，但如何突破供應(yīng)安全和消納保障的剛性約束才是真正挑戰(zhàn)。
在風(fēng)電及光伏滲透率是中國兩倍、能源安全形勢更為嚴(yán)峻的歐洲，正朝著可再生能源電力占終端能源45%的目標(biāo)大步前行。應(yīng)對電力安全和新能消納方面，歐洲現(xiàn)有模式是如何運作并支撐的？又有什么經(jīng)驗值得我們借鑒？
新能源行業(yè)不是遍地黃金，只要突破瓶頸，未來值得期待。
（本文經(jīng)作者授權(quán)發(fā)布，僅代表作者觀點。作者單位為國合洲際能源咨詢院。該機構(gòu)專注于石油、天然氣、煤炭、電力、可再生能源及氣候變化等相關(guān)領(lǐng)域的深度研究、評估和咨詢。）