關(guān)注風(fēng)電和太陽能發(fā)電的新變化

■ 馮 飛 王金照

近兩年，風(fēng)電和太陽能發(fā)電技術(shù)進(jìn)步加快，成本下降超出預(yù)期，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)能力迎頭趕上，具備了大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。國際上，發(fā)達(dá)國家向可再生能源轉(zhuǎn)型的態(tài)勢(shì)已非常明確，日本核事故加快了轉(zhuǎn)型步伐，我國在制定發(fā)展規(guī)劃和進(jìn)行產(chǎn)能調(diào)控時(shí)應(yīng)考慮這些新的變化。

風(fēng)電和太陽能發(fā)電技術(shù)日新月異，應(yīng)用部署加快

風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步體現(xiàn)為風(fēng)機(jī)的大型化和智能化。國際風(fēng)電主流機(jī)型由2000年的0.5-1兆瓦提高到1.5-2.5兆瓦，5-6兆瓦的風(fēng)機(jī)已開始生產(chǎn)運(yùn)行，10-20兆瓦在部署研發(fā)，2010年全球新增風(fēng)電機(jī)組的平均功率達(dá)到1665千瓦。我國主流機(jī)型由2005年的0.6-1兆瓦提升到1.5-2兆瓦, 3兆瓦海上風(fēng)電批量安裝，5-6兆瓦風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)下線，新增風(fēng)電機(jī)組的平均功率由2005年的849千瓦提升到2010年的1467千瓦。單機(jī)容量增大提高運(yùn)行效率和部件性能的同時(shí)，新的電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、智能控制技術(shù)、電網(wǎng)接入技術(shù)和發(fā)電預(yù)報(bào)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使得風(fēng)電更為可靠，也更易于電網(wǎng)接入。與技術(shù)快速進(jìn)步相伴的是大規(guī)模應(yīng)用，2010年全球新增風(fēng)電裝機(jī)3940萬千瓦，累計(jì)裝機(jī)達(dá)到2億千瓦，與2007年相比，累計(jì)裝機(jī)實(shí)現(xiàn)翻番，預(yù)計(jì)到2014年再翻番，達(dá)到4億千瓦。風(fēng)電已經(jīng)成為主力新增電源，2010年全球新增裝機(jī)的1/3是來自風(fēng)電。金融危機(jī)后，美國和歐洲加快了向可再生能源轉(zhuǎn)型的步伐，其新增電力的一半以上來自風(fēng)電。從電力供應(yīng)的總量上看，2010年風(fēng)電占?xì)W盟電力供應(yīng)總量的5.3%，其中德國6.7%、西班牙16%、丹麥20.1%的發(fā)電量來自于風(fēng)電。

太陽能光伏發(fā)電轉(zhuǎn)化效率明顯提高，目前商業(yè)化晶體硅光伏電池的最高轉(zhuǎn)化效率可達(dá)20%。更為重要的是，多晶硅制備技術(shù)出現(xiàn)重大突破。國際上多晶硅的綜合電耗由2000年的240千瓦時(shí)/千克下降到120千瓦時(shí)/千克，標(biāo)桿企業(yè)韓國OCI的綜合電耗已降至100千瓦時(shí)/千克。從國內(nèi)來看，過去四年多晶硅制備平均綜合電耗下降50%，降至160千瓦時(shí)/千克左右，保利協(xié)鑫的綜合電耗由2008年的163千瓦時(shí)/千克下降到100千瓦時(shí)/千克。從多晶硅到硅片、光伏電池、組件和系統(tǒng)生產(chǎn)全過程的能量消耗在2-3年內(nèi)即可通過電池發(fā)電回收，對(duì)于使用壽命長達(dá)25年的光伏電池而言，凈可再生能源系數(shù)高達(dá)0.8-0.9，在可再生能源技術(shù)當(dāng)中是較高的。另外，有毒副產(chǎn)品回收利用也取得突破，基本可以實(shí)現(xiàn)閉式循環(huán)。光伏電池生產(chǎn)高耗能高污染的狀況已大大改善。光伏發(fā)電應(yīng)用也在加速，2010年全球新增光伏發(fā)電1600萬千瓦，累計(jì)裝機(jī)達(dá)到3790千瓦，過去10年年均增長38.8%，國際能源署預(yù)測到2050年光伏發(fā)電將占電力總需求的11%。

太陽能光熱發(fā)電異軍突起。太陽能光熱發(fā)電雖然因占地面積大、有一定的應(yīng)用局限性，但具有轉(zhuǎn)換效率高、電網(wǎng)調(diào)節(jié)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，近年來得到很快發(fā)展。2010年西班牙光熱發(fā)電裝機(jī)超過50萬千瓦，計(jì)劃在2013年達(dá)到250萬千瓦，2020年達(dá)到1000萬千瓦。美國未來幾年有1026萬千瓦的太陽能光熱建設(shè)計(jì)劃，美國能源部的目標(biāo)是2015年將光熱發(fā)電的成本降至10美分/千瓦時(shí)，作為尖峰負(fù)荷具有競爭力；2020年降至5美分/千瓦時(shí)，作為基本負(fù)荷具有競爭力。國際能源署預(yù)計(jì)2050年光熱發(fā)電將占全球發(fā)電量的11.7%。

風(fēng)電和太陽能發(fā)電成本下降超出預(yù)期，平價(jià)上網(wǎng)的前景日漸清晰

由于技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模經(jīng)濟(jì)以及競爭加劇，風(fēng)電成本顯著下降。2010年單位容量（1兆瓦）風(fēng)電機(jī)組的全球平均合同價(jià)格為98萬歐元，比2009年下降7%，比2007年121萬歐元的峰值價(jià)格下降19%。美國、瑞典等資源豐富地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)為68美元/兆瓦時(shí)（折合0.44元/千瓦時(shí)）,與燃煤電廠67美元/兆瓦時(shí)（折合0.43元/千瓦時(shí)）的發(fā)電成本已非常接近。從國內(nèi)來看，過去五年風(fēng)電機(jī)組價(jià)格每年下降10%，累計(jì)下降40%以上，風(fēng)電機(jī)組的價(jià)格已降至4000元/千瓦以下。即使考慮到征地和塔架等基建成本的上升，風(fēng)電裝機(jī)的綜合成本也下降了10%。目前，資源較好地區(qū)的風(fēng)電發(fā)電成本已低于0.5元/千瓦時(shí)，全國火電的平均上網(wǎng)電價(jià)已達(dá)0.44元/千瓦時(shí)，如果考慮到火電尚有5-6分/千瓦時(shí)的電價(jià)需要疏導(dǎo)，風(fēng)電與火電的價(jià)格已經(jīng)非常接近。

多晶硅制備和光伏發(fā)電的成本更是大幅下降。國際多晶硅價(jià)格在2008年4月達(dá)到峰值時(shí)高達(dá)470美元/千克，之后持續(xù)下降，2009年下降到40-50美元/千克，目前由于需求旺盛價(jià)格又回到50-80美元/千克的波動(dòng)區(qū)間。實(shí)際上，國際上先進(jìn)廠商的生產(chǎn)成本已降至20-30美元/千克，國內(nèi)企業(yè)平均成本降至40美元/千克左右，保利協(xié)鑫的成本由2009年一季度的50美元/千克下降到2010年四季度的22.9美元/千克，預(yù)計(jì)2012年可降至18美元/千克。按照目前的成本水平，在各個(gè)環(huán)節(jié)有適當(dāng)利潤的情況下，光伏發(fā)電成本可下降至0.9元/度，與2008年相比，下降了60%。業(yè)內(nèi)專家普遍預(yù)計(jì)到2015年前后光伏發(fā)電相比火電有競爭力。

我國的風(fēng)電和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入世界前列，具備大規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)

從產(chǎn)業(yè)規(guī)模上看，2010年我國風(fēng)機(jī)產(chǎn)能近4000萬千瓦，新增裝機(jī)1893萬千瓦，累計(jì)裝機(jī)4473萬千瓦，三項(xiàng)指標(biāo)均為世界第一。我國光伏電池產(chǎn)量為800萬千瓦，更是占據(jù)世界半壁江山。

從產(chǎn)業(yè)鏈的完整程度看，近兩年也取得長足的進(jìn)步。在風(fēng)電領(lǐng)域，葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，產(chǎn)品質(zhì)量也有所提高，一個(gè)集原材料、零部件、整機(jī)和服務(wù)業(yè)的完整產(chǎn)業(yè)體系已初步形成。在光伏發(fā)電領(lǐng)域，原材料受制于人的局面得到改觀，2010年多晶硅產(chǎn)量超過3.5萬噸，進(jìn)口比例降至50%，隨著新建產(chǎn)能不斷釋放，預(yù)計(jì)于2012年多晶硅將實(shí)現(xiàn)供求平衡。

從技術(shù)能力上講，已具備一定的自主創(chuàng)新能力。風(fēng)電實(shí)現(xiàn)了大功率風(fēng)電機(jī)組從引進(jìn)消化、聯(lián)合設(shè)計(jì)到自主設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)化，兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組的出口標(biāo)志著我國風(fēng)電設(shè)計(jì)制造能力達(dá)到了國際先進(jìn)水平，在大型海上風(fēng)電、直驅(qū)式全功率變流技術(shù)等新一代風(fēng)電技術(shù)研發(fā)上也緊跟世界前沿。光伏發(fā)電領(lǐng)域，我國的企業(yè)在光伏電池和組件生產(chǎn)以及多晶硅制備和廢物回收利用上有一些獨(dú)特的技術(shù)。

更為重要的是，風(fēng)電和太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)擁有一批具有相當(dāng)規(guī)模的優(yōu)秀企業(yè)。在風(fēng)電制造領(lǐng)域，金風(fēng)科技和華銳風(fēng)電已躋身世界前五；在光伏電池和光伏組件領(lǐng)域，無錫尚德、天威盈利、晶澳太陽能穩(wěn)居世界前10名；在多晶硅制備領(lǐng)域，保利協(xié)鑫和江西塞維也將躋身世界前10名。上述企業(yè)多是民營企業(yè)，并在國內(nèi)外上市，這些企業(yè)極有可能像當(dāng)年的華為、中興公司一樣，帶領(lǐng)中國的可再生能源產(chǎn)業(yè)成長為繼通信業(yè)之后又一個(gè)與世界同步并有一定領(lǐng)導(dǎo)力的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。

發(fā)達(dá)國家向可再生能源轉(zhuǎn)型態(tài)勢(shì)已非常明確，日本核電事故加快了轉(zhuǎn)型步伐

目前，我國光伏電池產(chǎn)量90%要出口，外部需求的穩(wěn)定性是行業(yè)普遍擔(dān)心的問題。從短期的需求來看，特別受政策的影響，國際可再生能源市場可能有波動(dòng)。比如，受德國、意大利和捷克光伏發(fā)電補(bǔ)貼政策調(diào)整的影響，在過去幾年高速增長之后，歐洲市場將會(huì)趨于平穩(wěn)增長，今明兩年將是光伏市場的低潮，每年的新增裝機(jī)將在2000萬千瓦左右，預(yù)計(jì)到2012年后，隨著美國、中國、中東和印度新興市場的啟動(dòng)，世界光伏市場進(jìn)入新的增長周期。

從長期的角度來看，美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家的消費(fèi)模式和能源消耗水平基本已被鎖定，要實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排，必須依靠可再生能源以及水電和核電等非化石能源的發(fā)展。在1999-2009年的10年中，歐盟能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，可再生能源在能源消費(fèi)總量中所占比重由1999年的5%上升到9%，幾乎翻了一番，歐洲議會(huì)在2009年明確提出2020年可再生能源比例將達(dá)到20%。美國在聯(lián)邦政府層面提出了2025年清潔能源比例達(dá)到25%的預(yù)期目標(biāo)，多個(gè)州政府提出了更為激進(jìn)和約束力更強(qiáng)的可再生能源發(fā)展目標(biāo)。

日本核事故加快了發(fā)達(dá)國家向可再生能源轉(zhuǎn)型的步伐。日本已經(jīng)放棄將核電比例由30%提高到50%的能源戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)向加快發(fā)展風(fēng)電和太陽能發(fā)電。德國和瑞士明確停止發(fā)展核電，并很可能引起其他國家的連鎖反應(yīng)，英國制定了雄心勃勃的海上風(fēng)電發(fā)展計(jì)劃，2020年海上風(fēng)電將達(dá)到2000萬千瓦，占電力總需求的19%。

目前不僅光伏電池大量出口，風(fēng)電大規(guī)模出口的苗頭也開始顯現(xiàn)。盡管2010年只有13臺(tái)共計(jì)15.5兆瓦的風(fēng)機(jī)出口，但我國的風(fēng)電技術(shù)與國際先進(jìn)技術(shù)差距較小，并且有30%左右的成本優(yōu)勢(shì)，在國內(nèi)風(fēng)機(jī)制造供過于求、而國際風(fēng)電迎來新的發(fā)展契機(jī)的情況下，出口是大勢(shì)所趨。相關(guān)部門應(yīng)該注意國際可再生能源發(fā)展的大趨勢(shì)，做好政策支持，特別是在進(jìn)行產(chǎn)能調(diào)控時(shí)，要注意到外部市場的變化和中國競爭力提升帶來的總需求上升。