根据国务院此前印发的《行动方案》,“要坚持安全降碳,在保障能源安全的前提下,大力实施可再生能源替代,加快构建清洁低碳安全高效的能源体系”。西北地区作为我国重要的战略能源储备基地,具有丰富的能源资源,不仅是煤炭资源的富集区,还是天然的可再生能源储存地区。西北区域能源的发展状态关乎国家发展安全,“十四五”期间,西北地区的能源发展也将依循国家的发展战略。当前,中国能源发展呈现出以下特征。
近年来,我国风电、光伏等可再生能源装机规模持续扩大。2021年,全国可再生能源新增装机1.34亿千瓦,占全国新增发电装机的76.1%。其中,水电新增2349万千瓦、风电新增4757万千瓦、光伏发电新增5488万千瓦、生物质发电新增808万千瓦,分别占全国新增装机的13.3%、27%、31.1%和4.6%。截至2021年年底,我国可再生能源发电装机达到10.63亿千瓦,占总发电装机容量的44.8%。其中,水电装机3.91亿千瓦(其中,抽水蓄能0.36亿千瓦)、风电装机3.28亿千瓦、光伏发电装机3.06亿千瓦、生物质发电装机3798万千瓦,分别占全国总发电装机容量的16.5%、13.8%、12.9%和1.6%。
2021年10月中下旬以来,内蒙古、甘肃、青海、宁夏等地集中组织大型风电、光伏基地项目开工。这些项目多处于沙漠、戈壁、荒漠等地区,总规模近3000万千瓦。这些大型项目以可再生能源发电为依托,在促进能源绿色低碳转型发展的同时,通过板上发电、板下种植、治沙改土、资源综合利用等发展模式有效地带动了产业发展和地方经济发展。
2021年,全国可再生能源发电量达2.48万亿千瓦·时,占全社会用电量的29.8%。其中,水电13401亿千瓦·时,同比下降1.1%;风电6526亿千瓦·时,同比增长40.5%;光伏发电3259亿千瓦·时,同比增长25.1%;生物质发电1637亿千瓦·时,同比增长23.6%。水电、风电、光伏发电和生物质发电量分别占全社会用电量的16.1%、7.9%、3.9%和2%。可再生能源电量的稳定增长,充分体现了近年来国家对可再生能源产业发展的重视程度,为下一步“双碳”目标的实现、能源革命的推进奠定了重要基础。
2021年,全国主要流域水能利用率约为97.9%,较上年同期提高1.5个百分点,弃水电量约175亿千瓦·时;全国风电平均利用率为96.9%,较上年同期提高0.4个百分点;全国光伏发电平均利用率为98%,与2020年同期基本持平。2020年,可再生能源度电成本进一步下降。我国陆上风电、光伏发电平均千瓦·时电成本分别降至0.38元和0.36元左右,同比分别下降10%和18%,接近或达到全国平均燃煤标杆基准电价水平,为下一步其高比例、低成本、大规模发展创造了有利条件。
“十四五”时期,风电、光伏发电要成为可再生能源增长的主力。要加快发展风电、光伏产业,优先推进东中南部地区风电、光伏就近开发消纳,积极推动东南沿海地区海上风电集群化开发和“三北”地区风电、光伏基地化开发。同时,因地制宜地开发水电,积极安全有序地发展核电,因地制宜地发展生物质能等其他可再生能源。
我国能源资源禀赋具有“多煤、少油、少气”的特征,其中我国煤炭储量居全球第4位。在“双碳”目标和资源有限的背景下,必须大力推动煤、石油等传统化石能源的清洁高效利用。在目前的能源发电结构中,仍然是火电占主导地位,但随着我国近年来深入实施煤电节能减排升级改造,我国煤电机组供电煤耗持续保持世界先进水平。截至2020年年底,达到超低排放水平的煤电机组约为9.5亿千瓦,节能改造规模超过8亿千瓦,火电厂平均供电煤耗降至305.8克标准煤/千瓦·时,较2010年下降超过27克标准煤/千瓦·时。据测算,供电能耗降低使2020年火电行业相比2010年减少二氧化碳排放3.7亿吨。
虽然煤炭清洁、煤电改造已具有一定成效,但目前我国发电和供热行业二氧化碳排放量占全国的比例仍超过40%。“十四五”期间,煤电改造仍将是能源革命的一大重点改革对象。2021年10月,国家发展改革委、国家能源局印发的《全国煤电机组改造升级实施方案》提出,供电煤耗在300克标准煤/千瓦·时以上的煤电机组,应加快创造条件实施节能改造,“十四五”期间改造规模不低于3.5亿千瓦。
“双碳”目标下,除煤炭的清洁高效利用外,石油与天然气作为我国主要的消费能源,也是碳排放的主要来源。“十四五”期间,要合理控制石油消费增速,科学优化天然气消费结构,全面实施油气绿色生产行动,大力推进油气输送与降碳提效,积极推动油气加工转型升级,深入开展碳捕集技术研发应用。
能源系统本身品类繁多,煤炭、可再生能源等在新型电力系统中要注意相互配合,在不同时期发挥不同作用,确保电力供应的同时优化电力结构,提升可再生能源发电比例,确保安全降碳。可再生能源中风电、光伏等虽然具有清洁、零碳的优势,但也存在消纳不足、储能不足造成的资源浪费。在构建可再生能源占比逐渐提高的新型电力系统这一大背景下,必须充分发挥储能系统的双向调节作用。根据《行动方案》,到2025年,新型储能装机容量达到3000万千瓦以上。到2030年,抽水蓄能电站装机容量达到1.2亿千瓦左右,省级电网基本具备5%以上的尖峰负荷响应能力。
2021年年底,世界装机容量最大的抽水蓄能电站——丰宁抽水蓄能电站投产发电。抽水蓄能是目前最成熟、最可靠、最安全、最具大规模开发潜力的储能技术,对于维护电网安全稳定运行、构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统具有重要支撑作用。该抽水蓄能电站将成为用电有序调峰的重要方式,该项目12台机组全部投运后,每年可消纳过剩电能约88亿千瓦·时,年设计发电量约66亿千瓦·时,可满足260万户家庭一年的用电需求。
同时,还应加强源网荷储、多能互补一体化发展,推动风光互补、水火互济等多能互补,支持分布式新能源合理配置储能系统,进一步提升可再生能源的消纳能力。
“十四五”期间,必将以绿色低碳为导向,坚定不移推进能源革命,更好地完成保障能源安全与推动绿色低碳发展两大任务,努力推动我国能源领域实现新的历史性飞跃。