文 | 周建平

作者系中國(guó)電力建設(shè)股份有限公司總工程師

能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，越來越不可或缺。2000年，世界一次能源消費(fèi)總量約150億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2010年達(dá)到185億噸，2020年將突破225億噸，預(yù)計(jì)2050年還將超過300億噸。這說明，隨著全球人口、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，電氣化水平的提高，能源消費(fèi)總量還將持續(xù)增長(zhǎng)。

然而，當(dāng)今以化石能源為主的能源消費(fèi)，已經(jīng)造成全球氣候變化和生態(tài)環(huán)境惡化，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展日益受到嚴(yán)重制約，世界能源革命也陡然而至。對(duì)中國(guó)而言，能源供應(yīng)和安全事關(guān)中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局，能源革命更是迫在眉睫，時(shí)不我待。

解決能源發(fā)展所面臨的緊迫問題，需要兩個(gè)轉(zhuǎn)變，一是在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，要更多地開發(fā)非化石能源，尤其是可再生能源；二是在能源終端消費(fèi)中，要更多地使用電能，而不是直接燃燒化石能源。能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式上的這兩條根本性轉(zhuǎn)變，已逐漸為大多數(shù)人所接受，在中國(guó)也基本形成共識(shí)。借助現(xiàn)代信息技術(shù)和能源發(fā)展戰(zhàn)略，未來可再生能源，特別是水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電，必將得到快速發(fā)展。

一、盤點(diǎn)“十三五”

“十三五”期間，水電發(fā)展規(guī)劃提出常規(guī)水電和抽水蓄能各新開工6000萬千瓦，新增投產(chǎn)水電6000萬千瓦；到2020年，水電總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到3.8億千瓦，其中，常規(guī)水電3.4億千瓦，抽水蓄能4000萬千瓦；年發(fā)電量1.25萬億千瓦時(shí)，在非化石能源消費(fèi)中的比重保持在50%以上。

在風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃中，提出要統(tǒng)籌規(guī)劃風(fēng)電開發(fā)布局，實(shí)行集中開發(fā)與分散開發(fā)并舉，實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)并網(wǎng)就近消納；2020 年風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 2.1 億千瓦以上；建立市場(chǎng)競(jìng)價(jià)基礎(chǔ)上固定補(bǔ)貼的價(jià)格機(jī)制，促進(jìn)風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步和成本下降。

太陽能發(fā)電規(guī)劃提出擴(kuò)大太陽能利用規(guī)模，不斷提高太陽能在能源結(jié)構(gòu)中的比重，提升太陽能技術(shù)水平，降低太陽能利用成本。建立棄光率預(yù)警考核機(jī)制，有效降低光伏電站棄光率。2020 年，太陽能發(fā)電規(guī)模達(dá)到 1.1 億千瓦以上。

生物質(zhì)能發(fā)電規(guī)劃要求推動(dòng)沼氣發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電，合理布局垃圾發(fā)電。有序發(fā)展生物質(zhì)直燃發(fā)電、生物質(zhì)耦合發(fā)電，因地制宜發(fā)展生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)。2020 年生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 1500 萬千瓦，地?zé)崮芾靡?guī)模達(dá)到 7000 萬噸標(biāo)煤以上。

“十三五”即將過去，僅剩一年時(shí)間。截至2018年年底，中國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到7.3億千瓦，占全部電力裝機(jī)38.4%。其中，水電裝機(jī)3.52億千瓦，風(fēng)電裝機(jī)1.8億千瓦，光伏發(fā)電裝機(jī)1.75億千瓦，生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)1781萬千瓦，同比增長(zhǎng)2.5%、12.4%、34%、20.7%。

可再生能源發(fā)電量1.87萬億千瓦時(shí)，占全部發(fā)電量比重的26.7%。其中，水電1.23萬億千瓦時(shí)，風(fēng)電3660億千瓦時(shí)，光伏發(fā)電1775億千瓦時(shí)，生物質(zhì)發(fā)電906億千瓦時(shí)?？梢?，中國(guó)可再生能源超快速發(fā)展，清潔能源的替代效應(yīng)也正日益顯現(xiàn)。

截至2018年底，常規(guī)水電裝機(jī)32227萬千瓦，在建裝機(jī)容量約4802萬千瓦；2018年核準(zhǔn)量252.1萬千瓦，新增投產(chǎn)724萬千瓦。抽水蓄能電站總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到2999萬千瓦，在建總規(guī)模4421萬千瓦。2018年全國(guó)核準(zhǔn)建設(shè)抽水蓄能電站700萬千瓦，新增投產(chǎn)130萬千瓦。

可以預(yù)計(jì)，2020年年底，水電（3.8億kW，含抽水蓄能）、風(fēng)電（2.3億kW）、太陽能發(fā)電（1.9億kW）、生物質(zhì)發(fā)電（2000萬kW）、地?zé)岚l(fā)電（7萬kW），均能超過“十三五”規(guī)劃的裝機(jī)規(guī)模和發(fā)電量目標(biāo)?？稍偕茉匆?guī)模效益快速增長(zhǎng)；棄水、棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象得以緩解；風(fēng)電、太陽能光伏建設(shè)成本顯著降低。

2018年全國(guó)電力價(jià)格水平（單位：元/千瓦時(shí)）

二、籌劃“十四五”

目標(biāo)導(dǎo)向、問題導(dǎo)向和市場(chǎng)導(dǎo)向是籌劃“十四五”能源規(guī)劃的三個(gè)維度。

“十四五”期間（2021年-2025年）正是中國(guó)完成第一個(gè)百年目標(biāo)，奮勇向第二個(gè)百年目標(biāo)邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期。第一個(gè)百年目標(biāo)是全面建成小康社會(huì)，第二個(gè)百年目標(biāo)是基本建成社會(huì)主義強(qiáng)國(guó)。能源供給的可靠性是兩個(gè)一百年目標(biāo)的關(guān)鍵指標(biāo)。

中國(guó)能源資源的稟賦條件，一是富煤、少油、缺氣，二是水能資源、風(fēng)能資源和太陽能資源豐富，水能資源技術(shù)可開發(fā)量世界第一。

中國(guó)政府簽署“巴黎協(xié)定”，對(duì)國(guó)際社會(huì)承諾：2020年、2030年，中國(guó)非化石能源消費(fèi)占一次能源消費(fèi)比重分別占15%和20%，這將是一項(xiàng)重要的邊界約束條件。中國(guó)承諾2030年實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰，可再生能源開發(fā)利用是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和2030年二氧化碳排放達(dá)峰承諾的重要措施。

對(duì)此，中國(guó)政府制定了具體方案和行動(dòng)計(jì)劃，提出要堅(jiān)持“節(jié)約、清潔、安全”的能源發(fā)展戰(zhàn)略方針，加快構(gòu)建清潔、高效、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系。

“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃要貫徹落實(shí)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略和能源革命思想，關(guān)鍵課題涉及能源消費(fèi)總量控制、能源安全保障、能源供應(yīng)能力、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源效率提升、清潔綠色低碳、能源彈性系數(shù)、能源科技進(jìn)步等等。

預(yù)測(cè)未來很難，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)更難，但趨勢(shì)判斷卻十分重要，只有順勢(shì)而為才能事半功倍。從非化石能源比重替代化石能源比重，從終端電力消費(fèi)比重替代終端化石能源消費(fèi)比重的發(fā)展趨勢(shì)分析，一是必須控制能源消費(fèi)總量，力求使碳排放盡早達(dá)峰；二是要保障能源安全，維持能源自給率；三是要提高能源效率，降低成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)及專家研究成果，基于2020年，中國(guó)能源消費(fèi)總量不超過50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤進(jìn)行綜合分析和測(cè)算，預(yù)計(jì)2025年，能源消費(fèi)總量不超過58億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2030年不超過 62億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能耗總量增加，但增速降低。化石能源消費(fèi)比重逐年降低，非化石能源消費(fèi)比重逐年增加。鑒于電能占終端能源消費(fèi)比重逐年提高，因此，電力消費(fèi)的增速要高于能源消費(fèi)的增速。人均能源消費(fèi)和電力消費(fèi)逐年增長(zhǎng)，但增速遞減。

根據(jù)預(yù)測(cè)，2025年，電力需求總量為93600億kWh，其中化石能源發(fā)電量51480億kWh，核電發(fā)電量預(yù)測(cè)9180億kWh，可再生能源發(fā)電量32940億kWh。考慮資源稟賦、裝機(jī)利用小時(shí)及其他各類邊界約束條件，分析計(jì)算得出的2025年可再生能源電力裝機(jī)容量和發(fā)電量占比情況。

2025年中國(guó)各類可再生能源電力裝機(jī)容量和發(fā)電量測(cè)算

在2025年的可再生能源電力中，水電是絕對(duì)主力，33%的電力裝機(jī)可貢獻(xiàn)53%的電量。中國(guó)水電技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量6.8億千瓦，年發(fā)電量超30000億千瓦時(shí)，迄今水電開發(fā)利用率僅45%。

2025年年底，常規(guī)水電規(guī)模達(dá) 3.9 億kW，年發(fā)電量1.75萬億kWh，水電開發(fā)利用程度58%?！笆奈濉逼陂g，需新增水電裝機(jī)容量約5000萬kW；2030年達(dá)4.5億kW，年發(fā)電量2.16萬億kWh。

水電開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域集中在云南、四川和西藏。要優(yōu)先建設(shè)大江大河上游龍頭水庫電站、控制性電站和其他大型水電工程。

2025年年底，抽水蓄能投產(chǎn)規(guī)模達(dá)7500萬kW ，核準(zhǔn)開工規(guī)模5000萬kW?！笆奈濉毙栊略龀樗钅苎b機(jī)容量約5000萬kW。2030年達(dá)到1.2億kW。

抽水蓄能建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域仍然是在電力負(fù)荷的中心——華東、華中和南方電網(wǎng)區(qū)域；在風(fēng)電、太陽能發(fā)電集中開發(fā)區(qū)也需配套建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源的綜合利用。

2025年年底，風(fēng)電上網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)3.7億kW，年發(fā)電量7300億kWh；“十四五” 期間，需新增風(fēng)電裝機(jī)容量約1.5億kW。2030年 5.0億 kW，年發(fā)電量9850億kWh。

2025年年底，太陽能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)3.5億kW，年發(fā)電量6100億kWh；“十四五”期間，需新增太陽能發(fā)電裝機(jī)約1.4億kW。 2030年達(dá)5.6億kW，年發(fā)電量9860億kWh。

風(fēng)電和太陽能發(fā)電開發(fā)的策略將是因地制宜，集中開發(fā)和分散式開發(fā)相結(jié)合，風(fēng)能資源集中的“三北地區(qū)”和負(fù)荷中心的華北、華東、華南區(qū)域是風(fēng)電開發(fā)的重點(diǎn)；在西南、西北江河流域大型水庫電站附近可集中開發(fā)風(fēng)電和光伏電站，實(shí)現(xiàn)流域水風(fēng)光互補(bǔ)，借助現(xiàn)有遠(yuǎn)距離輸電線路，實(shí)現(xiàn)電力打捆外送。

生物質(zhì)能發(fā)電，源于對(duì)農(nóng)村、城市的固廢處理——秸稈、生活垃圾、 生物沼氣、家禽畜牧糞便——達(dá)到減量化、無害化、資源化的目標(biāo)。

固體廢棄物——臟、亂、臭、有害、有毒、危險(xiǎn)等垃圾形象，引起視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺的不良反應(yīng)；占用土地、污染水體、污染大氣、滋生病菌，破壞環(huán)境和景觀，亟待進(jìn)行治理。固體廢棄物的直接填埋和焚燒同樣存在諸多不利環(huán)境影響，因而資源化利用成為新的選擇。

生物質(zhì)能的利用方式多種多樣——制氣、制肥、制油、制熱、發(fā)電等等。生物質(zhì)能發(fā)電利用在電力系統(tǒng)供應(yīng)中雖然微不足道，但對(duì)于固體廢棄物的資源化利用意義重大。預(yù)測(cè)2025年生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá) 4000 萬千瓦左右，“十四五”期間，需新增裝機(jī)2000萬千瓦。在國(guó)家財(cái)稅和電價(jià)補(bǔ)貼政策刺激下，生物質(zhì)發(fā)電或垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目將成為行業(yè)投資熱點(diǎn)。

三、幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和希望

1.水電開發(fā)的綜合利用功能無可替代

水電在未來10年內(nèi)仍然將是可再生能源發(fā)電的主力，占比超過50%。然而，當(dāng)前水電開發(fā)受到生態(tài)、移民、成本等諸多因素影響，開發(fā)企業(yè)積極性不高，短績(jī)效期考核機(jī)制，挫傷遠(yuǎn)期投資熱情，因此水電開發(fā)進(jìn)程大幅放緩。如此種狀況持續(xù)，恐將影響“十四五”和“十五五”可再生能源發(fā)展目標(biāo)。

除提供清潔能源電力外，水電開發(fā)還是一項(xiàng)重大公益事業(yè)，對(duì)于防范河流洪澇災(zāi)害、優(yōu)化水資源配置、保障灌溉和供水、維護(hù)河流生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等也都具有無可替代的重要作用，但是這些效益并不能體現(xiàn)在開發(fā)企業(yè)的電價(jià)和投資收益上，反倒成為水電投資開發(fā)的包袱。

促進(jìn)水電開發(fā)的關(guān)鍵需要社會(huì)共識(shí)和政策指導(dǎo)，應(yīng)鼓勵(lì)開發(fā)企業(yè)與地方政府及有關(guān)利益共同體，按照共商、共建、共享原則，協(xié)同開發(fā)水能資源，實(shí)現(xiàn)水電開發(fā)綜合利用，通過投資合理分擔(dān)機(jī)制、電價(jià)形成機(jī)制、水電全額吸收消納機(jī)制，促進(jìn)水電合理有序開發(fā)建設(shè)。

在“十四五”及未來水電開發(fā)中，一是要加快戰(zhàn)略性龍頭水庫工程建設(shè)，確保實(shí)現(xiàn)流域規(guī)劃整體功能和效益；二是要因地制宜，開展 水風(fēng)光互補(bǔ)綜合能源基地建設(shè)——利用現(xiàn)有通道，挖掘互補(bǔ)潛能，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效；三是要研究既有水電站的擴(kuò)機(jī)增容，挖掘水電容量服務(wù)潛能。

2.替代化石能源新能源發(fā)電舉足輕重

未來在全部能源電力發(fā)電量中，水電發(fā)電量的占比基本上可維持在18%～19%，而風(fēng)電、太陽能發(fā)電量之和的占比則從2020年的12%左右，上升到2025年的14%和2030年的17%。在替他化石能源發(fā)電量中，除核電外，唯有風(fēng)電和太陽能發(fā)電能夠擔(dān)當(dāng)主力角色，具有舉足輕重的地位和作用。

目前而言，風(fēng)電、太陽能發(fā)電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)偏低，受天氣因素影響，出力不確定很大。在2025年的可再生能源電力發(fā)電量中，水電機(jī)組33%的裝機(jī)容量，可提供53%的電量，而風(fēng)電、太陽能發(fā)電機(jī)組60%的裝機(jī)容量，僅能提供 40%的電量。

風(fēng)電和太陽能發(fā)電進(jìn)一步大規(guī)模發(fā)展的前提應(yīng)該是努力摒棄政府補(bǔ)貼，通過采用先進(jìn)技術(shù)，實(shí)施精益化管理，提升能源轉(zhuǎn)換效率，降低開發(fā)成本并提升機(jī)組利用小時(shí)數(shù)。一是要增強(qiáng)機(jī)組、發(fā)電廠設(shè)備可靠性，提升風(fēng)電、太陽能發(fā)電功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平；二是要發(fā)揮新能源發(fā)電集群效應(yīng)，挖掘其時(shí)空互補(bǔ)規(guī)律，平滑發(fā)電出力，增強(qiáng)電網(wǎng)友好性；三是要?jiǎng)?chuàng)新商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)新能源與其他行業(yè)的深度融合，諸如漁光互補(bǔ)、農(nóng)光互補(bǔ)、牧光互補(bǔ)、建筑分布式光伏、局域智能電網(wǎng)和能源綜合服務(wù)等。

3. 推動(dòng)高比例可再生能源離不開政策引導(dǎo)

在過去40年中，中國(guó)能源電力經(jīng)歷了電力短缺、拉閘限電，粗放發(fā)展、霧霾天氣、產(chǎn)能過剩、上大壓小、供給側(cè)改革、“三去一降一補(bǔ)”和高質(zhì)量發(fā)展等等，波瀾壯闊、起起伏伏?？偨Y(jié)過去能源發(fā)展規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，堅(jiān)持國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略方針，合理規(guī)劃能源產(chǎn)業(yè)，協(xié)同落實(shí)各類能源電力生產(chǎn)，方可以促進(jìn)能源電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

一是需要做好頂層設(shè)計(jì)，通過規(guī)劃引領(lǐng)，體現(xiàn)國(guó)家意志。將高比例可再生能源發(fā)展作為能源革命主題，形成國(guó)家戰(zhàn)略和社會(huì)共識(shí)。二是要推動(dòng)體制機(jī)制創(chuàng)新，保障規(guī)劃目標(biāo)戰(zhàn)略舉措落地。推動(dòng)電價(jià)形成機(jī)制改革，全面實(shí)施可再生能源配額制，落實(shí)各省和相關(guān)方義務(wù)，配套實(shí)施綠色電力證書或碳排放強(qiáng)制交易。三是要強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，采用先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)柔性電力系統(tǒng)。開展火電靈活性改造，水電擴(kuò)容改造，抽水蓄能建設(shè)，新型儲(chǔ)能設(shè)施，跨大區(qū)資源優(yōu)化配置，能源互聯(lián)網(wǎng)以及電力需求側(cè)靈活響應(yīng)。

四、結(jié)語

2025年，2030年，中國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重分別為18%和20%，預(yù)計(jì)非化石能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重分別為40%、45%?？鄢穗姲l(fā)電量外，可再生能源發(fā)電量的比重，分別為 33.5% 和 35.2%。

在可再生能源發(fā)電量中，2025年、2030年，水電機(jī)組發(fā)電量的比重分別為57.5%和53%，風(fēng)電和太陽能發(fā)電之和的比重為35.2% 和 40.7%?！笆奈濉毙栊略鏊娧b機(jī)容量5000萬kW，需新增風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)容量近3億kW。

中國(guó)可再生能源發(fā)展前景廣闊。但各類型可再生能源的發(fā)展，要結(jié)合“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)” 及其能源智慧管理系統(tǒng)，統(tǒng)籌規(guī)劃、有序、協(xié)調(diào)發(fā)展，避免大起大落，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)。