碳中和目標描繪了人類與自然共生的美好圖景，也意味著人類從自然獲取和利用能源的方式，未來三十年內要發生革命性轉變。如何以科技和創新開啟未來能源世界？

 

寧夏銀川東南17公里，黃河東岸，一排排整齊的藍色光伏板下，一樹樹“紅寶”——寧夏千年特產枸杞正在奮力生長。這里是治理荒漠化土地后建起來的大型農光互補電站。光伏板減少了30%-40%的水分蒸發，給枸杞生長創造了更有利條件。而華為為這個農光互補電站提供了逆變器和全套智能解決方案，融合平單軸自動跟蹤技術，太陽能板可以像向日葵一樣逐光而動；依托大數據的智能診斷技術，則令運維時間從原來以月為單位，變成以分鐘為單位，15分鐘內就能自動生成百MW電站的故障診斷報告，實現無人上站巡檢，讓運維效率提升了50%以上。華為預計，到2025年全球90%的光伏電站將實現全面數字化，光伏電站80%以上工作可以無人化。

 

行業以外，很少有人關注到，華為這個全球知名的ICT巨頭八年前就已布局智能光伏業務，將數字信息技術引入光伏發電領域，其融入數字技術的組串式逆變器出貨量已多年位居全球前列。近年華為更是打出“重構光伏”口號，不僅向“光伏+”全面進軍，還開始向家庭推出一種“家庭24小時綠電解決方案”——給別墅屋頂裝上光伏組件，再配上儲能，讓別墅成為能量，開啟零碳新生活。

 

雄心壯志想要發動和參與能源革命的遠不止華為。在能源互聯網、全球綠色轉型、碳中和等概念帶動下，加之政策支持，新能源領域已經掀起過好幾波熱潮。人類歷史也是一部能源史，前兩次工業革命都與能源息息相關。2007年提出“第三次工業革命”概念的經濟學家里夫金（Jeremy Rifkin）正是將可再生能源與互聯網結合，作為第三次工業革命的基礎：每棟建筑都可以就地利用自己產生的能源生產，互聯網技術將電網轉化為能源共享網絡，供求雙方在這張開放的雙向網絡上實現交易、節約成本。人類擺脫對化石能源的依賴、控制爭奪，挽救自身于氣候危機，傳統集中式、等級化的經濟活動也讓位于以節點為單位的扁平化權力。

 

伴隨新能源和互聯網日新月異的發展，里夫金描繪的圖景正在走進現實。隨著歐盟、日韓等主要經濟體明確碳中和時間表，拜登在上臺第一天就宣布重返巴黎協定，世界朝著能源革命加速前進。2020年，中國也歷史性地宣布，將在2030年前實現二氧化碳達峰，2060年前實現碳中和。研究一般預測，2050年，非化石能源在中國一次能源消費中的比重將從目前的16%左右提升至80%左右。也就是說，未來三四十年，中國能源結構要發生根本性躍遷。較之已經達峰的發達國家，中國面臨的挑戰和沖擊更大。但“倒逼機制”的啟動也意味著巨大的轉型機遇：以技術和創新回應、引領能源變革，進一步壯大蓬勃的新產業，重塑經濟結構和生活方式，創造持續繁榮和更好的世界。

 

重構能源

 

根據IEA（ 國際能源署）分析，從2021年到2030年，可再生能源要滿足80%的全球電力需求增量。而光伏和風電將在增量中扮演主要角色。2020年底，中國可再生能源發電裝機達到9.34億千瓦，同比增長約17.5%。由于要趕在新能源電價補貼退坡前并網，2020年風光發電新增裝機量遠超預期，風電新增并網裝機7167萬千瓦，同比增長178%；光伏新增裝機4820萬千瓦，同比增長60%，連續八年全球第一。

 

盡管經歷了補貼退坡、電網消納難導致的“棄風棄光”等沖擊，“十三五”期間，在總體的政策利好下，中國新能源發展迅猛。以光伏為例，“十三五”期間完成的光伏裝機是原規劃的兩倍多。據中國光伏行業協會披露，光伏制造端各環節均實現翻倍增長，其中多晶硅增長134%，硅片增長202.1%，電池片增長187.8%，組件增長133.6%；成本則快速下降，多晶硅價格五年來下降24.9%，硅片、電池片、組件價格均下降超過50%，系統價格下降47.2%。據國家發改委能源研究所測算，“十四五”初期，絕大多數省份的集中式光伏電站都能實現低價或平價上網。按照全額上網模式，10多個省份的屋頂分布式光伏電站已經具備經濟性，而若采用自發自用余量上網模式，在自用電量達到20%的情況下，大部分省份都具備經濟性。分布式光伏目前占光伏總裝機量的三成左右，但貼近用戶，又避免了遠距離輸電損耗，未來想象空間巨大。一部分分布式發電項目已經通過“隔墻售電”模式，參與電力市場交易，將電賣給配電網內就近的電力用戶。

 

新的能源形態已經顯現。“光伏+農業”“光伏+漁業”“光伏+建筑”“光伏+新基建”“光伏加新能源車”等各類“光伏+”方興未艾，實現了應用場景的有效融合和資源的多維開發。光熱互補、風光水多能互補等示范項目，開啟了超越風光能源不穩定性、綜合利用可再生能源的新嘗試。智能電網、微電網等試點，則向重塑電網發起探索。

 

這些探索離我們并不遙遠。北京大興國際機場是國內使用可再生能源比例較高的機場，綜合能源服務系統由太陽能光伏發電、淺層地熱、污水源熱量、煙氣余熱、儲能等形式組成。貨運區、東跑道、公務機區的屋頂都鋪有光伏板，機場投運時已并網發電，每年可向電網提供610萬千瓦時的綠色電力，相當于每年節約1900噸標煤，減排966噸二氧化碳，減少14.5噸二氧化硫排放，并同步減少了其他大氣污染物的排放。

 

而如果來到山東蓬萊對面的長島，海島山坡上綿延的大風車定會給游人留下深刻的印象。長島包含32座孤島，原先島上的電力供應主要靠煙臺通過架空線路和海底電纜傳過來，電網十分脆弱。2012年，山東在長島建設智能微電網項目，即便海底電纜出現問題，長島的電力仍然可以通過微電網提供。2020年長島又實現了智能微電網群互聯工程試運行，擬通過微電網群能量管理系統對光伏、儲能、柴油發電機等各類型分布電源協同控制，并使多個海島子微網系統協同、柔性互聯，全面提升各海島子微網之間的功率友好交互支撐能力，提升海島電網的供電可靠性和可再生能源消納能力，為未來可再生能源滲透率配電網的建設運行提供示范。

 

2020年7月，國內目前最大的5G智能電網示范項目——青島5G智能電網項目一期工程交付投產。項目由國網山東省電力公司青島供電公司、中國電信青島分公司和華為聯合開發，可實現智能分布式配電、變電站作業監護及電網態勢感知、5G基站削峰填谷供電等應用。華為正在將光伏應用于5G基站，以大幅降低基站設備能耗。即將于上海2021世界移動大會期間舉辦的“共聯互榮”論壇上，如何利用數字技術建設綠色低碳社會，也成為行業關注的方向。

 

“30，60”目標的提出，無疑是能源加速轉型的一劑強心針。國家發改委能源研究所研究員時璟麗最近在參加一個行業論壇時表示，“十三五”期間光伏政策是以消納定發展，具備電網消納空間是項目建設的前置條件，“十四五”則將轉向以消納支撐發展需求，以支持“30，60”目標如期實現。

 

據中國光伏行業協會測算，真正要實現到2030年“非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右”的目標，未來十年中國風光發電平均每年有望新增120GW以上，大大高于“十三五”。

 

沖破阻力

 

過去，由于新能源發電成本較高，同一些發達國家一樣，補貼在中國新能源發展中發揮了巨大作用。但隨著成本快速下降以及補貼資金難以為繼，中國對新能源發電補貼已經全面退坡。2021年，除戶用光伏，中國光伏發電將全面進入無國家補貼平價上網時代。2021年新核準的陸上風電項目，也將全面實現平價上網。

 

在平價上網時代，新能源靠什么繼續實現跨越式發展？

 

一方面，仍要依靠企業和企業家精神。國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心戰略規劃部主任柴麒敏曾指出，中國在可再生能源領域市場份額、投資規模近年來始終居于全球第一，技術競爭力不斷增強，可再生能源專利已占全球57%以上，遠超排名第二、三的美國（15.6%）和日本（4.3%）。可再生能源發電成本下降速度非常快。風電、光伏度電成本較十年前分別下降69%和90%。

 

2020年，可再生能源發電成本仍在繼續下降。比如，光伏系統價格同比下降12.3%，組件價格同比下降10.3%。這一切離不開企業的創新。技術的進一步突破、效率的進一步提升、成本的進一步下降，仍要最大限度地為企業發展和發揮企業家精神創造寬松、有利的環境。

 

另一方面，要理順利益關系，為觸發和深化能源系統變遷創造機制。由于風光發電不穩定性，給電網帶來很大挑戰，造成電網消納難。電網如何適應大規模的可再生能源接入，是必須綢繆的問題。這方面，丹麥、德國等先行國家或可提供一些經驗。

 

丹麥堪稱能源轉型樣板，經過幾十年時間，從石油進口重度依賴國，成功轉型為風車大國。上世紀70年代，丹麥逾90%的能源依賴進口，1973年第一次石油危機爆發后，丹麥經濟遭受重創。如今丹麥一半的電力來自風能和太陽能。就職于丹麥國家電網公司的陳思曾撰文介紹丹麥電網應對風電大規模并網經驗。高效的電力市場扮演了關鍵角色。建設北歐電力市場、泛歐水平的大型電力市場，通過國與國或者大區域之間的電力交易，實現大區域間的供需平衡，提高整個系統的可靠性與安全性；同時，丹麥還整合不同能源領域，比如電能與熱能，電能與燃氣，使用熱、氣作為電力儲存方式；改進電力市場，使得更多的電力生產方和消納方參與其中，通過市場機制激勵各方參與者幫助彌補風電本身的不足；通過市場化的電力消費平臺，令普通用戶也有為環境做貢獻的機會與積極性等等。最終，風電的波動性和間歇性可能導致的供需不平衡，通過多個市場的交易被一級一級以更有效、更經濟的方式消除。

 

能源基金會清潔電力項目主任徐一凡認為，要為可再生能源的快速發展建立新的經濟理性，要進一步建立和完善可再生能源配額制和綠色電力消費機制的組合，適度探索與碳市場的對接；探索促進高比例可再生能源消納的機制，包括擴大平衡范圍、挖掘消納潛力、完善疏通成本分擔機制等；推動分布式可再生能源發展，圍繞價格和利益分配，開展研究和試點、跟蹤和評估、總結和建議等工作。

 

他表示，必須推進電力市場改革進一步深化。在可再生能源發展中遇到的很多問題，最后都歸結為沒有一個完善的市場。要么是說不清誰在受益，要么是找不到誰該付錢、該付多少錢。能否建立一個可再生能源的優勢得以充分體現及其帶來的“系統成本”得以合理承擔的電力市場，關系中國能源轉型成敗。

 

非常重要的是，讓消費者也參與能源市場，讓消費者感受到清潔和不清潔的的價值區別，忙時和閑時用電價格區別。最終，讓每個消費者都成為改變的推動者。