双碳目标下，风电和光伏不是竞争关系，而是协同发展关系
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文 | 徐沛宇 江帆
在可再生能源领域，风电装机量一直都领先于太阳能发电；2022年，两者位置互换，中国太阳能发电装机量首次超过了风电。据国家能源局统计，截至2022年底，可再生能源装机达12.13亿千瓦，占全国发电总装机的47.3%，较2021年提高2.5个百分点。其中，风电3.65亿千瓦、太阳能发电3.93亿千瓦。太阳能发电分为光伏和光热两种，其中99%以上的装机都是光伏，未来光伏的增长潜力也远大于光热。风电起步较早，光伏的发展则较为曲折。总的来说，风电的累计装机容量一直高于光伏。2021年和2022年，风电的装机增速不断下滑，光伏则继续保持高增长，2022年增幅超过60%。太阳能发电装机容量超过风电的原因有三点：1，光伏的技术进步和成本下降更快；2，疫情影响导致风电装机放缓；3，政策更利好光伏。从单位土地面积的发电能力来说，风电和太阳能发电就像货车和自行车载货量的区别。在当前新能源开发更加碎片化的情况下，自行车灵活轻便的优势得以发挥，用处比货车更大。未来，风电装机反超光伏的机会不大。但这并不意味着风电的地位将低于光伏。中国能源研究会常务理事李俊峰对《财经十一人》表示，从装机量上看，光伏的和风电差距会逐步拉大，最终达到2：1。从发电量上来看，两者的比例最终会是1：1。全球和中国的情况都是如此。
能源产品大规模发展的前提是有经济性。光伏超过风电的核心原因是降本增效的速度更快。十多年前，风电的性价比远大于光伏，如今两者不相上下。根据国际可再生能源署（IRENA）发布的报告，2010 年至 2021 年，全球新投产的并网光伏项目加权平均平准化度电成本（LCOE）下降了88%，陆上风电下降了68%，海上风电下降了 60%。LCOE=发电项目全生命周期内的净投资额/全生命周期内的发电量。全球光伏、陆上和海上风电的成本下降（2010-2021年）中国的情况类似。根据IRENA测算，从2010年到2020年，中国陆上风电场的加权平均平准化度电成本从0.071美元/千瓦下降到0.037美元/千瓦，下降了47%。光伏成本降低的幅度更大，其加权平均平准化度电成本下降了84%，至每千瓦时0.04美元。2020年以后，中国太阳能发电装机规模开始追上风电。2022年，全国风电新增装机3763万千瓦，太阳能发电新增装机8741万千瓦；2021年，两者分别为4765万千瓦和5454万千瓦。2021年和2022年，全国太阳能发电新增装机容量同比增速分别为13%和60%。同期，全国风电新增装机容量的增速分别为负34%和负21%。而在2020年时，风电装机增长幅度远超太阳能发电，两者当年新增装机分别为7211万千瓦和4820万千瓦。彭博新能源财经中国研究主管寇楠楠对《财经十一人》表示，光伏装机连续创造新的记录，主要因为政策支持力度比较好，且分布式光伏的商业模式使得光伏的市场更加广阔。风电则在经历了补贴抢装之后，新增装机开始回落。碎片化的分布式项目已成为光伏发展主要方式。2022年全国分布式光伏新增装机5111万千瓦，占当年光伏新增装机58%以上。分散式的风电装机规模暂未公布最新数据，但其近两年来发展明显较慢。头部风电整机商远景集团高级副总裁田庆军对《财经十一人》说，分散式风机对环境、电网、负荷的要求更高，且很多地方政策是即使安装一台风机，所需的手续也与一个集中式风场差不多。再加上与分布式光伏相比，风电安装和运维所需的成本相对更高，所以分散式风电很难发展。另一方面，过去两年新冠疫情下的封控，也使得光伏比风电更有优势。发电企业多为央企、国企，为了保障完成可再生能源的装机目标，发电企业有时候只能更多地选择光伏，因为其安装更容易、施工周期更短。随着疫情的消散，业内预计风电装机规模将在2023年大幅反弹。寇楠楠说，去年风电装机较少是阶段性问题。“十四五”规划的风电装机目标较高，后续几年应该会开始发力。田庆军也表示乐观，他说，风电的性价比目前仍然高于光伏，在不受外力影响的情况下，大型发电集团还是更青睐风电。2022年有诸多遗留未完成的风电项目将在2023年完成并网。预计2023年全国风电装机将迎来一波高增长。风电企业人士认为，风电和光伏各有优势，两者相辅相成，未来很长一段时期内不存在明显的竞争关系。田庆军说，风电的投资门槛比光伏更高，工程技术要求也较高，而光伏的安装就比较灵活，可以见缝插针。但随着风电机组的不断大型化，风电的度电成本降低会更快，光伏则受上游原材料限制，度电成本变化不会很大。
短期内，风电和光伏的装机差距将不会很大，风电仍有超越光伏的机会。但长期来看，风电的装机规模与光伏的差距将逐渐拉大。某风电企业西南区域副总经理对《财经十一人》表示，目前西南地区风电单位千瓦投资成本在6500元左右，光伏单位千瓦投资成本4000元左右，但风电的利用小时数几乎是光伏的两倍，因此风电的经济性更优。光伏项目可利用土地会越来越少，在电力保供压力的驱动下，风电可能会迎来新的机遇。据中电联统计，2022年1到11月，全国并网风电设备平均利用小时2008小时，比上年同期降低24小时；全国太阳能发电设备平均利用小时1260小时，比上年同期增加66小时。分布在中国东部沿海的海上风电被认为是风电装机近期增长的重点。IRENA报告称，中国的风电光伏都存在产销分离的现象，80%的风力发电在北部，60%的太阳能发电在西部，而70%的电力消耗在东部和中部地区。靠近沿海城市地区的海上风电场可减少偏远地区的输电需求，中国应继续培育可再生能源的新兴技术，特别是海上风电。田庆军表示，海上风电技术进步很快，从辽宁到海南，目前全国各个沿海地区的近海海上风电都可实现平价上网。一些资源和开发条件较好的地区，比如粤东的汕头、揭阳，福建、江苏、山东部分地方的近海风电度电成本已低于煤电。深远海的海上风电送出成本目前还较高，业界正在向外努力延伸。预计到2025年，近海毗邻区的海上风电资源可实现商业化开发。预计2026年-2030年期间，深远海国管区域会加速规划，形成扇形延伸。未来海上风电装机规模可达到10亿千瓦。鉴于风电的技术特性，要更大规模地开发就要依赖电网、以及电力交易机制的支持。在陆上风力富集地区，需要电网建设外送通道和配套设施；在用电高负荷地区，传统火电比例较高，风电要做存量替代，还需深化电力体制改革以清除障碍。李俊峰表示，电力体制的改革，以及电力消费理念的演变，都需要慢慢来。总的来说，中国的风电和太阳能发电的资源潜力都很大，技术进步也都很快，风电和光伏的发展都不会被这两个因素阻碍。光伏装机超过风电是趋势，但两者的发电量未来不相上下。在双碳目标下，风电和光伏不是竞争关系，而是协同发展的关系。风电和光伏都是实现碳中和的保障。IRENA 2021年年中发布的报告认为，若想将地球升温控制在1.5°C，就要大幅加快可再生能源发电能力的增长，需要比当前水平快四倍。风力和太阳能光伏发电将做出最大贡献，到2050年，它们将共同提供全球总电力需求的63%。届时，太阳能光伏装机容量到将超过140亿千瓦，风力发电将超过81亿千瓦。考虑到中国的资源潜力，中国的可再生电力的份额应该类似或略高。