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在生態(tài)環(huán)境惡化和化石能源逐漸枯竭的雙重壓力下，對可再生能源的研究和利用已成為全球各國關注的焦點。人類的任何活動都會對生態(tài)造成影響，從量級的角度來講，風電對生態(tài)的影響微乎其微，并且與化石能源相比，風電是與環(huán)境友好的清潔能源。
風力發(fā)電是可再生能源發(fā)電技術中最成熟、最具大規(guī)模開發(fā)和最有商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式。由于在改善生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等方面的突出作用，目前世界各國都在大力發(fā)展和研究風力發(fā)電技術。根據(jù)世界風能協(xié)會（WWEA）的最新初步數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2018年全球風電累計裝機容量600GW，中國總裝機達到了221GW，遠超位于第二位的美國。
“風電具有能源、社會、環(huán)境、經(jīng)濟效益等綜合價值，充分發(fā)展風電等可再生能源，是解決中國環(huán)境問題與能源危機的必由之路”，中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖表示，風電作為中國能源轉(zhuǎn)型的重要推動力量，取得了引領全球的發(fā)展成就。
化石能源的大規(guī)模利用造成了嚴重的環(huán)境問題，中國正在經(jīng)歷從非清潔能源向清潔能源、從化石能源向非化石能源轉(zhuǎn)型的基本趨勢與周期。從總體能源結(jié)構(gòu)看，原煤、原油在能源供應結(jié)構(gòu)中的占比呈下降趨勢，天然氣和水電、核電、風電等清潔能源占比上升。
中國的能源稟賦呈現(xiàn)“多煤、貧油、少氣”的特點，風能等可再生能源將發(fā)揮能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要助推作用。那么，中國風電發(fā)展產(chǎn)生了哪些環(huán)境、經(jīng)濟效益？目前中國風電發(fā)展面臨的主要問題是什么？隨著可再生能源技術的迅猛發(fā)展，中國能源市場將涌現(xiàn)哪些新的機遇？本期「財經(jīng)」V課特別邀請了中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖，為大家詳細講解未來的重要新能源——風電的經(jīng)濟價值與能源使命。
風電價值的能源戰(zhàn)略使命
風能是一種清潔、環(huán)保又極具可持續(xù)性的可再生新能源。據(jù)氣象部門統(tǒng)計，中國風能資源稟賦豐富，技術可開發(fā)量達30億千瓦，而且開發(fā)成本較低，那么，風能會產(chǎn)生哪些經(jīng)濟、環(huán)境效益呢？
由中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會組織相關研究機構(gòu)編寫的《能源轉(zhuǎn)型加速度：中國風電光伏發(fā)電的協(xié)同效益》報告顯示，2015年，風和光加起來已經(jīng)替代了6000萬噸的標準煤。如果按照現(xiàn)在的發(fā)展規(guī)劃，到2030年，風電和光伏發(fā)電加起來能代替3億噸的標準煤，這將產(chǎn)生很大的社會、環(huán)境、經(jīng)濟效益。
社會效益方面，燃燒煤炭發(fā)電不僅會產(chǎn)生很多導致環(huán)境污染的廢氣，汞污染，更致命的是會造成大氣的污染。煤炭發(fā)電過程中要消耗大量的水，加劇水資源匱乏的現(xiàn)實矛盾。秦海巖表示，在中國，水資源平均匱乏的嚴重級別有時比空氣污染更甚。
據(jù)其統(tǒng)計，2015年風電和太陽能發(fā)電節(jié)約了5.7億立方米的水資源，按此發(fā)展趨勢測算，2030年風電和光伏發(fā)電代替煤電預期可以節(jié)約36億立方米的水資源，相當于為2億人提供全年的用水。
環(huán)境效益方面，秦海巖表示，如果用風能和太陽能代替化石能源，每度電預計節(jié)約0.3元左右的外部性成本。據(jù)此測算，到2030年預計將產(chǎn)生4560億元的環(huán)境效益。
秦海巖介紹稱，經(jīng)濟效益方面，過去十幾年中國可再生能源投資已經(jīng)拉動了約13萬億元投資，推算到2030年，對全國GDP的帶動作用可達到1.57萬億元規(guī)模，預計解決770萬人的就業(yè)問題。因此，發(fā)展風電和光伏不僅可以改善環(huán)境，同時對促進新的經(jīng)濟增長、解決就業(yè)問題會產(chǎn)生重要作用。
過去十年，風電等可再生能源取得了巨大的發(fā)展，這已經(jīng)成為未來革命的一個潮流和方向。在第一次能源革命過程中，人類發(fā)明了蒸汽機；第二次能源革命人類發(fā)現(xiàn)了石油和天然氣，用石油和天然氣代替了煤炭。第二次能源革命也發(fā)明了電力的應用，使電力成為一項通用技術，促進各行各業(yè)飛速發(fā)展。
第三次能源革命就是未來在終端用能上，電氣化趨勢非常明顯，“雖然現(xiàn)在只有40%左右用電的比例，但未來可能要達到60%、70%，甚至80%以上的終端用能都來自電力”，秦海巖說，用可再生能源代替化石能源，是當前面臨的能源革命，也是總體趨勢。
五大六小寡頭市場被打破 風電投資主體多元化
中國已連續(xù)多年成為全球最大風電市場。據(jù)全球風能理事會（GWEC）發(fā)布的《全球風電市場年度統(tǒng)計報告2017》顯示，2017年，全球風電新增裝機容量超過5200萬千瓦，累計裝機容量達到5.4億千瓦。其中，中國新增裝機容量和累計裝機容量分別占世界份額的37%和35%，位居全球首位。
在風電投資層面，全球的可再生能源投資也表現(xiàn)出強勁態(tài)勢。根據(jù)彭博新能源投資近期發(fā)布的報告數(shù)據(jù)顯示，2017年全球可再生能源投資達到3335億美元，較2016年增加3%。中國可再生能源投資達到1326億美元，占全球總量的40%。
“中國風電企業(yè)機組市場規(guī)模亦不斷擴大，占據(jù)了90%以上的國內(nèi)市場份額；而中國風電機組近幾年出口比例呈逐步增長態(tài)勢，2017年中國風電機組累計出口容量達320萬千瓦”，秦海巖表示，風電機組出口國家日益增多，這體現(xiàn)了中國風電機組技術的穩(wěn)步提升。
在技術研發(fā)上的進步顯著，他表示十多年前中國剛開始生產(chǎn)研發(fā)600千瓦的機組，要造一個單機容量一兆瓦的機組都比較困難，而到2017年，中國研發(fā)的6兆瓦機組已經(jīng)在市場上實現(xiàn)了批量應用。另外，針對中國中東南部低風速的情況，中國風電制造企業(yè)研發(fā)了很多適合低風速的機組。
在技術創(chuàng)新方面，風電機組新機型的研發(fā)速度加快。2017年中國整機制造企業(yè)的新機組研發(fā)數(shù)量達87個，而2007年這一數(shù)字僅為10到20多個。
在風電成本方面，秦海巖提及由于風電技術規(guī)?；膽?，學習曲線效應以及技術創(chuàng)新，使得風電成本下降了40%。他表示，現(xiàn)在全球風電平均度電成本為6美分/kwh，根據(jù)國際可再生能源署的預測，到2020年風電平均度電成本能降到5美分/kwh。
棄風限電，仍是我國實現(xiàn)風電平價上網(wǎng)的最大障礙。秦海巖比較稱，按照現(xiàn)在風電的投資成本，基本上可以跟當?shù)氐幕痣姵制剑@就可以進行所謂的平價上網(wǎng)。
伴隨著中國風電機組在技術研發(fā)、投資、出口等方面的利好消息，中國風電投資主體卻發(fā)生了較大變化。以往，中國風電開發(fā)的投資主體主要是國有企業(yè)——“五大六小”，市場占比曾高達80%到90%。秦海巖表示，從前兩年開始，中國風電投資主體越來越多元化，除了“五大六小”的國有企業(yè)之外，民營中小企業(yè)開發(fā)商越來越多。
眾所周知，中國能源市場是較為封閉、壟斷的寡頭競爭市場，行業(yè)壁壘較大，民營企業(yè)進入門檻較高。然而，可再生能源的發(fā)展對能源領域投資帶來了天翻地覆的變化，近幾年，風電領域小的開發(fā)商數(shù)量在增多，總體開發(fā)規(guī)模占比達50%以上，已基本超過了“五大六小”。秦海巖表示，未來都是分散式的電源，網(wǎng)格化的電網(wǎng)，這為廣大中小投資者帶來巨大機會。
新能源未來格局 風電走向何方？
“我國風電成本下降明顯，但仍有較大下降空間”，未來風電會走向何方，會有怎樣的發(fā)展？秦海巖認為，棄風限電如果解決，可以解決6美分/kwh的差距。
對此，他認為，技術上來看障礙不大，主要問題還在于利益協(xié)調(diào)，這是體制機制層面的問題，并非技術上的障礙。而要再進一步縮小平均度電成本，得靠行業(yè)技術的持續(xù)升級與進步，使得通過技術應用規(guī)模化，更有利于降低成本。目前，從技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)調(diào)等因素考量，中國風電行業(yè)實現(xiàn)這一跨越的難度不大。
中國可再生能源已經(jīng)發(fā)展到一個新階段。秦海巖認為，過去中國已經(jīng)解決了很多問題，風電成本已完全可以和火電成本競爭，而電力的體制、機制問題是中國現(xiàn)階段面臨的挑戰(zhàn)。
風能、太陽能等可再生能源是一種分布式的能源，它是點狀的、分散式的、網(wǎng)格化的能源，而垂直的、一體化的、壟斷型的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不適合其應用。未來的電力系統(tǒng)也將向去集中化、網(wǎng)格化發(fā)展，電網(wǎng)體系以及整個體制機制都面臨著變革。
“這個新的時代已經(jīng)從成本上的主要矛盾，變?yōu)榱巳绾螛?gòu)建新的電力系統(tǒng)，構(gòu)建新的電力體制機制的矛盾。從微觀上看，中國未來風電發(fā)展的市場方向一定是中東南部，而不是西部?！鼻睾r對當前中國風電發(fā)展形勢做出自己的研判。此外，德國、歐洲的三大電力公司已把所有煤電資產(chǎn)剝離了，他認為這是未來的大趨勢。
但不少人可能會對此感到疑惑，中東南部是中國的負荷中心，也是人口的聚集中心，這些地方有空間開發(fā)風電嗎？秦海巖表示這里面存在非常大的認知誤區(qū)。諸如德國這樣的國家，國土面積很小，但安裝了將近6000萬千瓦的風電。
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，德國每單位國土面積的裝機量是155千瓦每平方公里，而且德國很多州甚至達到了200、300千瓦每平方公里的裝機密度。而中國江蘇、湖北、湖南、安徽等中東南部地區(qū)每單位國土面積的裝機量，最高為50千瓦每平方公里，最低為10千瓦每平方公里，比德國至少差3倍甚至10幾倍的比例。
秦海巖表示，盡管德國風電機組裝機密度高，但因為從來沒有集中式的風電，都是在農(nóng)場里面，呈分散式，因此并不會妨礙經(jīng)濟的發(fā)展，也沒有對環(huán)境造成大的危害甚至視覺上的障礙，因此中國中東南部的開發(fā)潛力非常大。
他提到，中國中東南部風電開發(fā)方式也存在新的挑戰(zhàn)。第一，微觀選址面臨新的情況，東南部地區(qū)都是復雜地形，需要提高選址水平。案例顯示，如果機位選擇差20、30米，發(fā)電量可能差100、200小時。
第二，分散式開發(fā)比較零散，土地獲取難，風能資源好的地方還需進一步開發(fā)。秦海巖認為，下一步分散式風電一定要跟縣域經(jīng)濟發(fā)展結(jié)合起來，讓風電能促進當?shù)氐目h域經(jīng)濟發(fā)展，包括結(jié)合特色小鎮(zhèn)以及當?shù)氐拿裆ㄔO。這樣就能把當?shù)卣?、農(nóng)民的積極性調(diào)動起來，讓分散式風電大有可為。
第三，風電制造企業(yè)也面臨新的挑戰(zhàn)，即如何利用先進的IT技術提高風電機組的運行水平?，F(xiàn)在很多制造企業(yè)已經(jīng)開始采用數(shù)字雙胞胎技術，給整個風電機組進行數(shù)字建模，通過對數(shù)字建模的模型進行診斷分析，出故障之前就能有所評估預測，可以提前進行預防性維修。
現(xiàn)階段，中國可再生能源發(fā)電量占比5%，未來隨著發(fā)電量占比大幅提升，中國的電網(wǎng)到底可以不可以承受呢？秦海巖表示，國外做過很多這樣的研究報告，在一個電力系統(tǒng)里面，風電、光伏這樣的波動式能源，其發(fā)電量占比在20%以下的時候，現(xiàn)在的技術、管理手段無需調(diào)整，整個電力系統(tǒng)就完全可以應對這20%波動式的電源接入。
未來，當可再生能源達到100%發(fā)電量的時候，需要進一步提高整個電力系統(tǒng)的靈活性，可以靠儲能來解決。儲能問題解決后，會讓整個電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大變革，通過把需求側(cè)靈活性調(diào)動起來，應對風和光的波動性。
德國、丹麥等很多歐美國家都在向這個方向發(fā)展，秦海巖認為中國也應在這一方向上堅定不移，畢竟充分利用風電、光伏等可再生能源，才能解決人類能源和環(huán)境危機。