能源革命是我國當前的重大國策之一，其核心是能源的清潔化。我國能源稟賦特征是，富煤貧油少氣，風能和太陽能不但資源豐富，也是業(yè)內(nèi)公認的清潔程度高的能源，因此，近年來，風光在政策支持下得到迅猛發(fā)展，成為新能源發(fā)展的主力。
在全球以綠色低碳發(fā)展成為共識的背景下，我國肩負更大的減排任務，清潔能源在深度和廣度上都將出現(xiàn)新的發(fā)展局面。IEA預測，到2024年，全球可再生能源將增長50%，太陽能光伏和風能將在未來五年占全球發(fā)電能力擴張的70%，分布式光伏發(fā)電的增長將達到和陸上風電一樣的增長速度，而中國的分布式光伏發(fā)電能力將成為世界最大的增長點。
但是，我國近年風光發(fā)展雖然迅猛，發(fā)電占比卻不高，且整體呈現(xiàn)增速下降趨勢。
國發(fā)能研院、綠能智庫認為，我國風光電價長期高于煤價是導致其占比低的重要因素之一，近期的補貼退坡使得行業(yè)發(fā)展更為疲軟，但是不久的將來隨著成本快速下降將扭轉(zhuǎn)目前電價不利局面，綠證的推廣也使得補貼對行業(yè)影響逐漸削弱。實際上，在大多數(shù)國家，分布式太陽能發(fā)電成本已經(jīng)低于零售電價。
高輸電成本是造成我國風光電價高的一個重要因素之一。和許多風光大國可以實現(xiàn)就地消納不同，我國風光資源豐富地遠離高消費地的逆向分布特有國情才是影響我國風光發(fā)展的關鍵，遠距離運輸增加了輸電成本。雖然我國從2010年后大規(guī)模發(fā)展特高壓實現(xiàn)了集中式發(fā)電的遠距離運輸，但是，電網(wǎng)輸送能力有限，加上光伏上網(wǎng)電價下調(diào)、補貼資金拖欠等因素，致使近期光伏裝機大幅減少。另外，隨著技術的進步，就地消納的發(fā)電效率逐漸提高，發(fā)展分布式發(fā)電優(yōu)勢凸顯，因此，中東部和南部地區(qū)裝機明顯增長。但這些地區(qū)土地資源稀缺，農(nóng)用地占比高，用地成了分布式面臨的新難題。未來，我國風光發(fā)展必然是集中式和分布式兼顧，那么，并網(wǎng)和用地成了制約風光發(fā)展的關鍵。
風光發(fā)電占比低且增速呈下降趨勢
IEA分析顯示，丹麥的風光占比超過50%，西班牙風光占比約20%，德國后來居上成為風光占比第2位的國家，超過20%，英國也將接近20%。此外，意大利、瑞典、澳大利亞風光占比達到10%以上，而中國的風光占比僅超過5%。
從2012-2018年，我國太陽能發(fā)電量從36億千瓦時增長至1775億千瓦時，平均每年增長高達8.3倍。太陽能發(fā)電量占比從0.1%到2.5%，占比逐漸加大。而發(fā)電量增幅（比上年增長）從414%降低到50%，總體呈現(xiàn)減弱態(tài)勢。2019年上半年，全口徑并網(wǎng)太陽能發(fā)電量為1063億千瓦時，同比增長29%，增幅減弱趨勢明顯。
從2010年至2018年，我國風能發(fā)電量從497億千瓦時增至3660億千瓦時，平均年增幅為0.83倍。風能發(fā)電占比從1.2%增至5.2%，發(fā)電量增幅（比上年增長）則從78%降到了20%，盡管2016年出現(xiàn)了反彈，但整體發(fā)電量增幅呈下降趨勢。2019年上半年，全口徑并網(wǎng)風能發(fā)電量為2145億千瓦時，同比增長11.5%，增幅減弱趨勢明顯。
我國風光資源豐富，但發(fā)電占比不高的一個主要原因是，我國風光資源豐富地在西部和西北部地區(qū)，遠離高耗能的南部和中東部地區(qū)，因此，需要將資源豐富地區(qū)風能轉(zhuǎn)化為電能運輸至高消費地區(qū)。而風能發(fā)電占比高的歐洲國家，更多是就地消納，不需要遠距離運輸。
遠距離輸電受成本技術制約
我國的風光遠距離集中式電站輸電通過特高壓電網(wǎng)實現(xiàn)，面臨兩個問題。
一是特高壓投資成本高。公開資料顯示，酒泉—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程，線路長度2386千米，工程投資253.37億元，平均約10公里需投資額1億元。扎魯特—青州±800千伏特高壓直流輸電工程，線路長度1228千米，工程投資208億元，平均約6公里需投資一億元，受建設條件等因素影響，單位投資成本更高。
二是風光的不穩(wěn)定性造成并網(wǎng)困難。光伏、風能等作為不穩(wěn)定電源在并網(wǎng)的同時會對電網(wǎng)造成沖擊，受技術制約，并網(wǎng)容量受限。
因此，特高壓作為風光遠距離運輸?shù)慕鉀Q方案，不僅成本高，而且存在技術瓶頸使風光并網(wǎng)容量受限，成為棄風棄光的一個主要原因。
高耗能地區(qū)用地受政策約束
高耗能地區(qū)主要分布在南部和中東部，人多地少，土地資源稀缺。雖然資源豐富程度不及西部，影響發(fā)電效率，但是卻可避免特高壓電網(wǎng)的缺陷。沒有大面積荒地沙地建光伏和風能電站，卻可見縫插針，利用各種空間發(fā)展分布式發(fā)電，例如：漁光互補，工商業(yè)屋頂光伏，分散式風能。也有利于民間資本介入解決融資難問題，實現(xiàn)就地消納。且無人機技術和信息化通訊技術將對分布式發(fā)電的維護難問題帶來新的解決方案。
近期，我國風光新增裝機容量逐步開始向中東部和南部高耗能地區(qū)轉(zhuǎn)移，這些地區(qū)風光發(fā)電項目與煤電相比，成本差距較小，市場需求高。但同時卻遭遇了另一個難題：用地難。中東部和南部地區(qū)一般是人口密集區(qū)，農(nóng)用地占比高，而農(nóng)用地是禁止同時另作他用的，成為發(fā)展風光的另一個障礙，且用地成本也明顯比西部高得多。
并網(wǎng)用地問題的展望
國發(fā)能研院、綠能智庫對該問題的展望如下：
海上風光發(fā)電迅速發(fā)展有望緩解用電緊張。到2030年，我國中東部地區(qū)最大用電負荷將達到約9.7億千瓦，需采取集中遠距離輸送與分布式就地消納并舉來滿足用電需求，其中，受入電力流超過3.6億千瓦，陸上分布式電源開發(fā)潛力僅有1.7億千瓦，還剩余4.4億千瓦缺口。我國東南部多地區(qū)臨海，海上風電資源豐富，就地消納方便。2018年，我國海上風電總裝機445萬千瓦，在建647萬千瓦，成為世界第三大海上風電國家，海上風電將持續(xù)呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢。我國海上風電預計可以在未來5年內(nèi)實現(xiàn)平價上網(wǎng)，有望緩解高耗能地區(qū)用地難帶來的用電緊張。
風光用地需因地制宜。禁止農(nóng)用地進行風光建設，主要顧慮是：一是保障農(nóng)用地面積不減少，二是不能對周圍生態(tài)環(huán)境造成影響。事實上，相對電網(wǎng)建設用地和交通用地，風光建設相對占地要小的多，分布式發(fā)電更是要利用小面積的閑散土地或農(nóng)用價值低的土地。光伏可實現(xiàn)互補發(fā)展，增強土地利用效率，而風能可通過建設大功率風電設施減少建設密度，從而節(jié)約土地。
從另一個角度看，高耗能地區(qū)發(fā)展風光可以實現(xiàn)更多社會價值。
一是改良土壤。一個世紀以來，全球沙漠化土地面積增長了一倍多，主要受化石能源影響。我國是煤炭大國，也是世界上荒漠化、沙化面積高占比國家，發(fā)展清潔能源有利于緩解氣候變暖，改良土壤。也就是說，風光占用閑置和劣質(zhì)農(nóng)用地，卻可以保護優(yōu)質(zhì)農(nóng)用地退化，并可能改良已經(jīng)退化的土地變?yōu)檗r(nóng)用地。
二是節(jié)省電網(wǎng)建設用地。風光小范圍用地的同時，也減少了更多的電網(wǎng)建設用地。
因此，因地制宜在高耗能地區(qū)推進分布式發(fā)電，在保障農(nóng)用地不受影響的條件下，既可以實現(xiàn)清潔能源發(fā)展，也可以改良土壤，若合理規(guī)劃，甚至增加農(nóng)用地面積。
國家已出臺政策推進分布式發(fā)電發(fā)展，例如：《關于進一步落實分布式光伏發(fā)電有關政策的通知》，將農(nóng)業(yè)大棚、魚塘等列入分布式項目。對占地少卻能提高地方清潔能源占比、同時也減少電網(wǎng)建設的風光項目，值得未來政策積極探索。
推進并網(wǎng)技術研究。新能源并網(wǎng)對電網(wǎng)產(chǎn)生消極影響，直接限制了新能源的發(fā)展，影響了新能源的并網(wǎng)容量。我國未來的并網(wǎng)技術在直流輸電技術、并網(wǎng)方式、智能化控制技術以及調(diào)度技術這四個方面的研究與開發(fā)需要進行強化。2019年8月31日，國網(wǎng)冀北電力公司在國家風光儲輸示范電站完成了國內(nèi)外首次區(qū)域電網(wǎng)中的故障過程的真實重現(xiàn)，并且完成了真實電網(wǎng)故障下的虛擬同步機功能測試，為我國風光新能源設備的并網(wǎng)功能測試提供了最有力的技術支撐。我國應繼續(xù)加強并網(wǎng)技術研究，助力我國清潔能源占比快速提高。
利用氫能實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)化。隨著氫能的發(fā)展，風光資源豐富地難以并網(wǎng)的風光電能，可以在低谷時段轉(zhuǎn)化為氫能，在用電高峰期用氫能發(fā)電，不僅充分利用了風光資源，也將間歇性和波動性大的風光電能轉(zhuǎn)為穩(wěn)定的氫能發(fā)電，減少并網(wǎng)時對電網(wǎng)的沖擊，緩解了技術處理難度。
