碳中和模式下新能源“風(fēng)光無(wú)限”，“光儲充”一體化迎來(lái)風(fēng)口

在碳中和這出大戲中，以風(fēng)電、光伏為主的可再生能源以及“光伏•儲能•充電”一體化能源生產(chǎn)利用形式具有無(wú)限廣闊的前景。

隨著(zhù)全球脫碳趨勢愈加明確，已經(jīng)有許多國家給出了碳中和承諾。例如，中國2060年、美國2050年、日本2050年、韓國2050年、南非2050年、德國2050年實(shí)現碳中和。

自中國提出碳達峰與碳中和目標之后，大規模開(kāi)發(fā)利用可再生能源、提升能源利用效率和深度減排成為了能源行業(yè)發(fā)展的基本方向。

2020年12月12日，在聯(lián)合國氣候雄心峰會(huì )上，我國首次明確提出碳達峰具體目標：2030年中國單位GDP碳排放相比2005年下降65%以上，非化石能源裝機比重達25%左右，2030年光伏風(fēng)電總裝機1200GW以上。

可以說(shuō)實(shí)現碳中和、優(yōu)先發(fā)展非化石能源，已經(jīng)成為我國能源發(fā)展頂層設計的一部分。

根據國際可再生能源署(IRENA)公布的數據，化石燃料燃燒和工業(yè)過(guò)程的二氧化碳排放占比80%以上。其中，電力行業(yè)占比31%、交通行業(yè)占比25%、工業(yè)占比21%，為排放量前三的部門(mén)?？梢?jiàn)電力行業(yè)脫碳工作是首要任務(wù)。

從能源供給側來(lái)看，能源結構的清潔化將是實(shí)現碳達峰、碳中和的主要路徑。也就是說(shuō)，可再生能源將是中國能源清潔轉型的主角，在碳中和這出大戲中，以風(fēng)電、光伏為主的可再生能源以及“光伏•儲能•充電”一體化發(fā)展無(wú)疑是重中之重，具有無(wú)限廣闊的前景。

風(fēng)電、光伏成為非化石能源發(fā)展主力

2021年是風(fēng)電和光伏實(shí)現全面平價(jià)的首年，由于風(fēng)電、光伏行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈節點(diǎn)多、體量大，其技術(shù)迭代和規?；匀挥休^大增長(cháng)潛力。長(cháng)期來(lái)看，光伏和風(fēng)電受碳中和政策的影響，將共同成為我國非化石能源發(fā)展的主力。

根據氣候雄心大會(huì )的目標，到2030年，中國風(fēng)電、光伏發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。說(shuō)明風(fēng)電光伏未來(lái)十年還需至少實(shí)現6.7億千瓦的增長(cháng)。按照當前行業(yè)企業(yè)預測，2030年實(shí)際裝機將會(huì )大幅高于這一目標。

1.光伏行業(yè)實(shí)現國際領(lǐng)先

在國家長(cháng)期政策引導和市場(chǎng)扶持的驅動(dòng)下，光伏經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展已經(jīng)成為我國在能源行業(yè)可參與國際競爭，并且有希望達到戰略復興的新興產(chǎn)業(yè)。目前我國光伏產(chǎn)業(yè)在制造業(yè)規模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、應用市場(chǎng)拓展、產(chǎn)業(yè)體系建設等方面均位居全球前列。

“十三五”期間光伏行業(yè)得到持續發(fā)展。數據顯示，2016-2020年，全國光伏累計新增裝機約2.07億千瓦。2020年，全國光伏裝機容量2.53億千瓦，同比增長(cháng)24.1%，比上年同期增長(cháng)6.7個(gè)百分點(diǎn)。

目前，我國光伏新增裝機已經(jīng)連續7年位居全球首位，累計裝機連續5年位居全球首位。我國光伏行業(yè)已經(jīng)基本實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化，供應鏈基本自主可控。其中，多晶硅產(chǎn)量連續9年位居世界首位，光伏組件產(chǎn)量連續13年位居全球首位，此外，逆變器、玻璃、膠膜、支架基本實(shí)現國產(chǎn)化，并已實(shí)現出口。(數據來(lái)源：中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì ))

中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì )則預測，“十四五”期間，國內年均光伏新增裝機規模一般預計是7000萬(wàn)千瓦，樂(lè )觀(guān)預計是9000萬(wàn)千瓦。

2.風(fēng)電穩步發(fā)展

“十三五”期間我國風(fēng)電穩步發(fā)展，數據顯示，2016-2020年，全國風(fēng)電累計新增裝機1.38億千瓦。截至2020年底，全國風(fēng)電裝機容量2.81億千瓦，同比增長(cháng)34.6%，比上年同期提高20.6個(gè)百分點(diǎn)。2020年，風(fēng)電光伏不僅實(shí)現大幅增長(cháng)，而且經(jīng)歷了新一輪的搶裝潮。搶裝大潮之下，煤電在電源裝機結構中的占比下降3.9個(gè)百分點(diǎn)，首次降至一半以下;風(fēng)電、光伏占比分別提高3.1、2.3個(gè)百分點(diǎn)，合計占比近四分之一。

隨著(zhù)碳中和目標的提出，風(fēng)電與光伏進(jìn)一步得到政策收益。展望未來(lái)風(fēng)電行業(yè)具備了快速發(fā)展的有利條件。

首先，我國部分地區風(fēng)能資源豐富，具備較強的競爭力。根據Wood Mackenzie統計，目前國內風(fēng)電基地正在建設和規劃的項目超過(guò)25個(gè)，總容量超過(guò)100GW。其中規模較大的地區包括內蒙古(44GW以上)、新疆(10.7GW)、河北(10GW以上)。

其次，近兩年隨著(zhù)各地棄風(fēng)限電問(wèn)題的改善，2020年，新疆、甘肅等地區解除了風(fēng)電紅色預警，目前全國已無(wú)風(fēng)電紅色預警地區。隨著(zhù)限電風(fēng)電的逐漸消除，未來(lái)風(fēng)電裝機還將進(jìn)一步復蘇。

在經(jīng)歷搶裝周期帶來(lái)的價(jià)格上漲后，風(fēng)機價(jià)格理性回落。根據金風(fēng)科技數據，2020年9月，國內風(fēng)機招標中2.5S級別機組投標均價(jià)為3400元/kW，3S級別機組投標均價(jià)3250元/kW。風(fēng)機系統成本的下降也為未來(lái)高增長(cháng)打下基礎。

電力央企加速風(fēng)光建設

2016-2019年，九大電力央企的風(fēng)電和光伏累計新增裝機為81GW，其中風(fēng)電裝機為46.5GW，光伏裝機為34.5GW。

九大電力央企集團2016-2019風(fēng)電和光伏新增裝機情況(GW，%)

資料來(lái)源：各集團社會(huì )責任報告和可持續發(fā)展報告，財信證券

電力央企2016-2019年風(fēng)光新增裝機占比(GW，%)

資料來(lái)源：wind，財信證券

數據顯示，中廣核和國家電投在風(fēng)光裝機上處于領(lǐng)先地位。華能、三峽、大唐、中廣核、華潤、華電、國家電投、國能集團和中核集團2016-2019年的風(fēng)光累計新增裝機容量分別為7.71、5.93、7.30、16.96、5.07、4.18、23.79、5.40和4.62GW，占各集團全部累計新增裝機容量的34.81%、38.49%、42.83%、58.12%、8.96%、22.84%、54.45%、35.16%和29.57%，中廣核和國家電投在風(fēng)光裝機的發(fā)展明顯領(lǐng)先。

與此同時(shí)，電力央企集團的風(fēng)光裝機在2020年開(kāi)始明顯提速。根據華能、國家電投、三峽、中廣核和國能集團最新公布的數據，2020年其新增新能源裝機分別為10GW、21.86GW、5GW、4GW和5.21GW。華能2020年的新增裝機量超過(guò)了2016-2019年的4年累積新增裝機量，國家電投、三峽和國能集團2020年的新增裝機量也幾乎接近各自2016-2019年的4年累積新增裝機量。

尤其是國家電投，2016-2019年的累計風(fēng)光新增裝機已經(jīng)大幅領(lǐng)先其他電力央企集團，2020年的裝機更是明顯提速，截止到2020年底，國家電投光伏累計裝機規模已達29.612GW，光伏、風(fēng)電新能源裝機總規模達到60.49GW，風(fēng)光裝機總量繼續保持在電力央企集團中的領(lǐng)先地位。

預計“十四五”期間，九大電力央企的風(fēng)光新增裝機目標將達到500GW以上;如按“十四五”年均新增風(fēng)光裝機120GW、5年累積新增600GW的預計，九大電力央企的風(fēng)光新增裝機將占全國目標的86.17%。

儲能迎來(lái)爆發(fā)期

可再生能源發(fā)電先天具有間歇性和波動(dòng)性特征，以提高可再生能源發(fā)電占比的能源結構轉型勢必會(huì )導致電力系統面臨安全問(wèn)題。例如，風(fēng)力發(fā)電受風(fēng)能資源的影響，風(fēng)能的不穩定造成了風(fēng)電的間歇性和波動(dòng)性。另外，光伏受太陽(yáng)光的影響，在不同時(shí)段會(huì )出現光照和發(fā)電的隨機性，這些都給電網(wǎng)穩定運行提出了新的挑戰。

而儲能有望成為解決可再生能源消納的最終方案。在間歇性可再生能源發(fā)電比例提升的背景下，配置儲能電站，不僅可以降低棄風(fēng)棄光率，更重要的是可以平抑新能源波動(dòng)，并參與系統調峰調頻，增強電網(wǎng)的穩定性。

“光儲充”發(fā)力

目前我國已經(jīng)成為世界最大的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，相比于電動(dòng)車(chē)的快速發(fā)展，充電基礎設施建設速度緩慢，導致存在巨大的充電樁缺口。而新能源發(fā)電和電動(dòng)車(chē)快速發(fā)展為“光伏+儲能+充電”一體化發(fā)展提供了良好的機遇。

據中汽協(xié)統計，2020 年我國全年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達到136.7萬(wàn)輛，同比增長(cháng)10.9%。截至2020年底，我國新能源汽車(chē)保有量約為 492 萬(wàn)輛。與此同時(shí)，截至2020年底我國充電基礎設施累計達到168.1萬(wàn)臺，其中公共充電樁為80.7萬(wàn)臺，公共充電設施車(chē)樁比約為 6：1。

在電動(dòng)汽車(chē)和充電樁發(fā)展不平衡的情況下，光儲充系統解決上述問(wèn)題的一種理想方案，光儲充一體化電站能夠利用儲能系統在夜間進(jìn)行儲能，在充電高峰期通過(guò)儲能電站和電網(wǎng)一同為充電站供電，既實(shí)現了削峰填谷，又能節省配電增容費用，同時(shí)能有效解決新能源發(fā)電間歇性和不穩定等問(wèn)題。

政策方面，工信部發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035年)》明確提出，鼓勵“光儲充放”(分布式光伏發(fā)電—儲能系統—充放電)多功能綜合一體站建設，未來(lái)光儲充一體化充電站模式有望推廣。據民生證券研究院測算，預計 2021-2025 年光儲充一體化的儲能系統需求約 6.8 GWh，其中 2025 年儲能系統需求約 3.62GWh;長(cháng)期看來(lái)，預計 2030 年儲能系統需求約 44.8GWh。

除了中央政策之外，2020年江蘇、福建、浙江、湖北、陜西等多個(gè)省市地區出臺了鼓勵配套儲能的相關(guān)政策。

江蘇省在《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)新能源并網(wǎng)消納有關(guān)意見(jiàn)的通知》中，明確鼓勵新能源發(fā)電企業(yè)配置一定比例的儲能設施，支持儲能項目參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)，推動(dòng)儲能系統與新能源協(xié)調運行。

福建省在《“電動(dòng)福建”建設三年行動(dòng)計劃(2020-2022年)》中提出，鼓勵風(fēng)力、光伏電站等配備儲能設備，提升電能質(zhì)量，推進(jìn)一批風(fēng)光儲一體化、光儲充一體化和儲能電站項目建設，大力推動(dòng)儲能商業(yè)化應用。

2020-2030國內光儲充一體化儲能需求測算

來(lái)源：民生證券研究院整理

隨著(zhù)中央和地方政府的層層推進(jìn)，各省光儲充一體化項目正在快速落地。

1.福州建成首個(gè)“光儲充檢”一體化智能超級快充站

2020年，福州建成首個(gè)“光儲充檢”一體化智能超級快充站。該項目位于馬尾物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展中心的“光儲充檢”一體化智能超級快充站?？斐湔境伺鋫涑潆姌逗凸╇娮儔浩?，還有一個(gè)占地面積15平方米的儲能柜，這個(gè)儲能柜相當于新能源汽車(chē)充電寶，用電谷時(shí)存儲490度電，可以用于8輛車(chē)充電，從而降低充電站運營(yíng)成本，接下來(lái)這里還要建設一排光伏板，利用太陽(yáng)能發(fā)電。

作為光儲充一體化戰略共建的成果，該智能快充站集成了光伏發(fā)電、大容量?jì)δ?、超級快充樁、智慧能源管理云平臺等多項先進(jìn)技術(shù)，能實(shí)現光伏能源接入、削峰填谷、谷電利用、后備供電、電網(wǎng)擴容、新能源汽車(chē)快速充電及檢測等功能。

2.國家電投杭州安吉長(cháng)虹光儲充一體化綜合智慧能源項目落地

2020年12月15日，國家電投浙江分公司首個(gè)綜合智慧能源項目——杭州公司安吉長(cháng)虹光儲充一體化綜合智慧能源項目正式投產(chǎn)運營(yíng)。

該項目實(shí)現了光伏發(fā)電、儲能及充電樁的微電網(wǎng)系統應用，光伏發(fā)電優(yōu)先給充電樁使用，同時(shí)余電傳輸至儲能系統進(jìn)行儲存，在光伏出力不足時(shí)進(jìn)行放電，實(shí)現自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，還可參與電網(wǎng)需求側響應，提高儲能經(jīng)濟效益。也可以在夜間儲能，在充電高峰期通過(guò)儲能系統和城市電網(wǎng)一起為充電站供電，既給電動(dòng)汽車(chē)提供了綠色電能，又可實(shí)現削峰填谷功能，具有良好的社會(huì )效益。

結 語(yǔ)

千里之行，始于足下。“十四五”時(shí)期作為未來(lái)40年碳中和之路的開(kāi)端，大力發(fā)展風(fēng)電、光伏、儲能為一體的光儲充能源生產(chǎn)和利用形式，將在我國實(shí)現碳中和目標以及能源結構轉型中發(fā)揮巨大的作用。

(張學(xué)坤 冉澤)