唐元:新能源产业的发展思路和政策建议

选择字号:   本文共阅读 1612 次 更新时间:2021-01-25 11:44

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唐元 (进入专栏)  


内容摘要:近年来新能源技术进步加快,成本大幅下降,很可能成为金融危机后最为重要的新兴产业。我国新能源产业呈现出快速发展的势头,地方和企业的积极性很高。但同时,也出现了一哄而上、无序发展和新能源发电上网难等问题,亟需明确发展思路,理顺体制机制,突破技术瓶颈,争取在全球向低碳经济转型中占领产业制高点。

关键词:新能源,体制机制,技术瓶颈,发展思路


一、国际新能源产业的发展趋势


(一)新能源技术创新加快,能源转换效率显著提高,价格大幅下降

风电最大单机容量由上世纪80年代30千瓦提高到目前的5000千瓦,上网价格由15.8欧分/千瓦时下降到4欧分/千瓦时。硅基太阳能光伏发电效率由上世纪90年代不到10%提高到目前的17%~18%,并出现了82%的技术学习曲线,即规模增加1倍,价格下降18%。从进一步发展的角度看,技术创新还有很大空间,风电价格有望下降到3欧分/千瓦时,太阳能发电价格在2020年前后可与火电相当。

(二)新能源进入规模化快速发展阶段,在新增能源供应中占有重要位置,逐步由补充能源提升为主力替代能源

过去10年,光伏太阳能年均增长38%,风电年均增速也达到28%。2008年全球累计风电装机容量已达1.2亿千瓦,其中欧盟为6600万千瓦,风电装机占欧盟电力总装机的比重已超过7%,丹麦、德国的风电装机比重超过20%。在新增装机中,2008年欧盟风电占全部新增电力装机的43%,装机容量达到848万千瓦,是第一新增电源。核电复苏步伐加快,2008年全球有10台核反应堆在建(不包括中国),是自1985年以来开建核电站数量最多的一年。

(三)发展新能源被认为是同时解决金融危机和气候危机的战略性支点,主要国家经济刺激方案中加大了相关领域的投资

根据国际能源署的分析,如果将2050年的温室气体排放控制在2005年的水平上,能源领域为减少排放而增加的额外投资为每年4000亿美元,占世界GDP总值的0.4%;如果将2050年的排放削减一半,即八国峰会上设定的减排目标,每年的额外投资为1.1万亿美元,占全球GDP的1.1%。先行国家已经从发展新能源中获益,2005年丹麦可再生能源和能效的技术、产品和服务出口达到400亿丹麦克朗,与1992年《京都议定书》签署时50亿克朗的出口相比,增加了8倍,成为新的经济增长点。金融危机发生后,美国、欧盟等主要国家把新能源作为新兴产业,加速向低碳经济转型,在经济刺激方案和经常性研究预算中加大了新能源领域的投入。美国的经济刺激方案中的10%,即800亿美元投入新能源领域,这是美国历史上政府在能源领域的最大投资。欧盟在新能源研究开发上的支持力度上也很大,仅碳捕捉和封存技术一个示范项目的预算支持就高达12.5亿欧元。私营部门的资金也很活跃,美国硅谷大量科技公司转向了新能源的研究。大量资金和人力的进入,势必加速新能源的技术创新和商业化进程。


二、我国的新能源资源状况、产业基础和存在的问题


(一)我国可再生能源资源丰富

水能资源技术可开发装机容量为5.4亿千瓦,年发电量2.47万亿千瓦时,世界排名第一。太阳能资源非常丰富,2/3的国土面积年日照小时数在2200小时以上,年太阳辐射总量大于每平方米5000兆焦(相当于每平方米170公斤标准煤)。全国陆地可利用风能资源3亿千瓦,加上近岸海域可利用风能资源,共计约10亿千瓦。生物质资源可转换为能源的潜力约5亿吨标准煤,今后随着造林面积的扩大和经济社会的发展,潜力可达10亿吨标准煤。

(二)新能源开发利用取得一定进展

2008年我国水电、核电、风电、太阳能等新能源的开发利用总量为2.34亿吨标准煤,占能源总消费量的8.9%。其中水电装机1.7亿千瓦,风电装机1215万千万,核电装机908万千瓦,太阳能源热水器总集热面积达到1.25亿平方米。尤其是近年来,风电等可再生能源发展迅速,2008年我国新增风电装机为625万千瓦,占全球风电新增装机的23%。风电上网电价下降到0.5~0.6元/千瓦时,太阳能发电价格下降速度更是超出意料,2008年国家核定的太阳能上网电价为4元/千瓦时,2009年3月甘肃敦煌太阳能发电项目招标中值价格降至1.5元/千瓦时,中标价格为1.09元/千瓦时。

(三)已形成规模较大、体系相对完善的新能源产业

核电设备的国产化、规模化发展取得进展,已经具备每年生产6~8台套核电设备的能力。风电制造能力大幅提升,2008年内资与合资企业产品占新增装机的75.6%,累计装机容量超过外资企业。光伏电池产量达到200万千瓦,全球市场占有率由2002年的1.07%上升到2008年的30%,居世界第一位。太阳能硅材料的产量由2005年的30吨增加到2008年的5000吨,国内自给率达到了25%,预计到2009年底,国内太阳能硅材料的产能将达到3万吨。太阳能热水器年产量达到3500万平方米,占全球产量的一半以上。

但我国新能源产业发展中还存在一些亟待解决的问题:

1.技术基础仍比较薄弱。一是核心技术并未完全掌握,关键部件仍依赖进口。我国核电制造、建设和运行能力有明显提升,但核电设计能力总体上停留在引进机型的翻版设计上,设计原理和诀窍并没有真正掌握,大锻件、主泵和特殊材料的国产化和自主化还有很长的路要走。风电新机型开发能力不足,控制系统、关键轴承仍依靠进口。太阳能电池产业规模较大,但是多晶硅的制备提纯技术,特别是四氯化硅等有毒副产品的回收技术仍未掌握也难以引进。二是技术创新的支撑体系薄弱。新能源科研力量分散,缺少共性研究开发平台。科研力量多分散在大学等研究机构中,缺乏领军性的创新平台开展共性技术的研发和产业化。另外,企业规模偏小,研发能力较弱,缺少像通用电气、西屋、三菱、西门子等大型综合性设备供应商;即使具有一定经济规模的企业,其研究开发能力还不如发达国家中小型专业技术公司。

2.产业发展亟待加以规范。目前,风电、光伏发电设备的技术标准匮乏,强制性检测和认证制度尚未建立,企业进入也没有相应的技术门槛。这种状况带来两个问题:一是企业一哄而上,恶性竞争。由于有政策鼓励,又没有进入门槛,大量企业进入新能源领域。目前,风电主机厂超过70家,前四家产能超过1200万千瓦;多晶硅生产厂家超过30家,到2009年底产能可以达到3万吨,而2008年全球多晶硅需求只有4.52万吨。在缺乏核心技术和创新能力的情况下,企业大量进入导致低价竞争,甚至是恶性竞争,通过牺牲产品质量和可靠性来压低价格。二是产品质量存在隐患。新能源产业呈“爆发式”增长,很多产品从研制到批量生产周期太短,产品研制中的问题在批量生产之前没有充分暴露和有效解决,加上未经任何检测就被大量投放市场,有可能出现大面积设备故障,造成重大损失。

3.相关体制机制仍未理顺,新能源发电设备撂荒现象仍比较严重。以风电为例,2008年底我国有1215万千瓦的风电机组完成吊装,其中1000万千瓦通过调试可以发电,但2008年底实际并入电网的风电装机容量仅为894万千瓦,占吊装完成的风电装机总量近73%。新能源发电设备撂荒的背后是相关体制机制问题没有理顺,包括新能源电源发展和电网建设的不协调、以及新能源发展带来的成本增加没有及时传导、对电网企业缺乏强制性要求和监管等。


三、新能源及产业的发展目标和主要思路


(一)发展目标

就当前的形势而言,发展新能源有三个重要意义:

1.带动经济增长,扩大就业。与传统能源生产主要靠资源消耗不同,新能源主要靠设备投资和人员维护,因此新能源投资需求大,带动作用强,就业容量大,是金融危机的背景下扩大内需、增加就业的重要途径。根据测算,1元核电投资可以带动GDP增长1.03元,总产出增长3.04元。按照目前批复的核电建设进度,2010年核电投资可以带动总产出增长3084亿元,GDP增长1009亿元,相当于拉动GDP增长0.3个百分点,对建筑业,通用、专用设备制造业,金属冶炼及压延加工业等9个行业的产出拉动作用超过百亿元。

2.培育新的优势产业,促进结构升级。新能源产业链长、人力资源投入大。与发达国家相比,我国有明显的成本优势;与发展中国家相比,我国有明显的产业配套优势,我国发展新能源产业有独特的竞争优势。如果把握得好,新能源产业将会成为我国新的优势产业。

3.减轻温室气体减排问题上的国际压力,增加气候谈判的主动性。美国众议院在6月26日通过了《美国清洁能源与安全法案》,设定了2020年前减排17%、2050年减排83%的目标,美国态度的转变会给我国在温室气体减排国际谈判中带来更大的压力。“十一五”节能减排工作已经为我国带来了良好的国际声誉。目前正在制定中新能源发展规划,如果在哥本哈根的气候谈判前予以公布,将会为我国赢得良好的国际声誉,增加谈判的主动性和筹码。

新能源及其产业的发展可考虑如下目标:

1.新能源发展目标:争取到2020年风电装机达到1亿千瓦,核电装机达到8000万千瓦,太阳能发电装机达到2000万千瓦,新能源利用量相当于9亿吨标准煤,占能源消耗的20%(上述发展目标的提出,主要参考了国家能源局正在修订的新能源发展规划),每年减少二氧化碳排放为24亿吨,成为节能之外另一个主要的二氧化碳减排途径。

2.新能源产业发展目标:一是产业规模目标,目前我国新能源装备制造业的年产值在2000亿元左右,其中光伏电池700亿元,太阳能热利用产业400亿元,风电制造和核电制造均在400亿元左右。争取在未来三年使新能源产业年产值翻番,产值达到4000亿元。考虑到对设计、安装、运营、维护和配套设施的带动作用,新能源每年带动上万亿元的GDP增长,成为拉动经济增长的重要力量。二是产业创新和竞争力提升目标。未来三年,解决装备自主化和国产化、特别是关键零部件的国产化问题;能够在三代核电技术、大功率风电、太阳能多晶硅制备等关键技术的消化、吸收上取得突破。到2020年,新能源技术的研究开发能力大幅提升,在先进核电技术、海上风电和第三代太阳能技术的研究开发上处于国际先进水平,产业竞争优势由基于廉价劳动力的低成本优势转向基于较高科技含量和规模经济的新型竞争优势,新能源产业成为中国新的优势产业。

(二)发展思路

1.项目建设与产业发展并重,要花大力气突破技术瓶颈、提升新能源产业的核心竞争力。新能源发展的速度和规模,与新能源装备制造业的发展特别是技术创新能力的提升必须统筹起来,政府一方面要利用财税、价格等政策培育发展新能源市场,更要将功夫下在新能源产业上来,通过需求拉动显著提升新能源产业的研发、设计、制造和运营能力,突破技术瓶颈,培育出一个以技术创新为核心能力的新兴产业,为经济增长增加新的引擎。因此,需要克服政府部门之间职能划分的局限,统筹好新能源及相关产业发展的关系,政府既要制定新能源项目建设规划,也要制定相应的产业发展规划,从规范产业发展、提高自主化国产化水平、促进技术创新等多个方面加以支持和引导,切实提高我国新能源的产业水平和国际竞争力。

2.坚持两条腿走路,既要大规模集中利用,也要重视分散利用,因地制宜多途径地发展新能源。从国际上看,欧洲主要走分布式利用的道路,德国2300万千瓦的风电装机中绝大部分是中小风场,最大风场的装机规模也只有6万千瓦,并且大部分风电直接入配电网,就地消化。美国既发展大型风电,也鼓励小型风电和家庭太阳能等分布式能源的发展。我国的资源禀赋条件,决定了我国需要走大规模和分散式发展相结合的道路,不能只把注意力放在大风电、大核电、大光电和大电网上。具体而言,在发电侧,不仅要在资源富集的地区建设风电和光电基地,大规模集中利用新能源;也要鼓励中小规模风场建设和资源条件一般地区的小型风电利用,加快量大面广的太阳能分散利用。在用电侧,采取“远距离输电和就地利用并举”的方针,既要加快输电通道建设,将新能源基地电力输送到负荷中心;也鼓励在可再生电源附近发展对电力稳定性要求相对较低、水资源消耗少的载能工业,将能量以载能产品的形式输送出来;同时,提高配电网智能化水平,逐步实现与分布式能源利用系统的电力双向供电,互济余缺,提高就地消纳能力。

3.积极鼓励社会投资,利用价格、财税等政策对新能源的加快利用和降低成本实行双向激励。目前政府亟待建立合理的准入政策、技术标准和市场机制,特别是在当前电力供需出现阶段性过剩的条件下,进一步推进电力体制改革,加大对电网公平接入的监管,保证各类投资者无歧视地使用电网设施,形成有利于新能源发展的市场机制。新能源的价格补贴政策必须同时发挥两方面的作用,一方面,通过价格补贴提高新能源的经济性,以加快和扩大利用来实现产业的规模经济;另一方面要对投资者形成效率激励,促进其降低成本和技术创新。自2003年起实行的风电特许权招标,尽管出现了恶性竞争等问题,但竞争机制的引入显著降低了风电上网电价。根据资源状况设定分区域的风电标杆电价,虽然可避免出现恶性竞争,但却放弃了市场发现价格的功能,在当前技术进步加快的情况下政府难以科学、合理制定价格,无法对投资者形成效率激励,无法促进其技术创新、提高效率、降低成本。新能源的发展万不可在政府的长期补贴下得以维持,当前的适度补贴是为了将来新能源具有经济上的竞争力,价格补贴政策需要着眼这一长远目标。


四、政策建议


(一)将新能源发展目标纳入“十二五”经济社会发展总体规划,并制定新能源产业发展规划

发展新能源,对于制定和完成“十二五”节能减排约束性指标意义十分重大。根据初步测算,“十二五”时期进一步节能的潜力相对“十一五”有所减小,单位GDP能耗下降较现实目标在15%左右,如果将前文中提出的新能源发展目标分解到“十二五”时期,测算下来,在此期间新能源发展可以使单位GDP二氧化碳排放降低5%以上,也就说“十二五”期间还可以实现单位GDP二氧化碳排放降低20%左右,保持了“十一五”规划设定的目标强度。为此,“十二五”规划中更加重视新能源的发展,提出的发展目标与节能减排目标,特别是单位GDP二氧化碳排放下降结合起来。

建议制订新能源产业发展规划,明确阶段性目标、主要思路、重点任务和政策措施。应充分发挥我国相对于发展中国家的技术创新优势,相对于发达国家的低成本制造优势,体现需求拉动技术创新的思路,在风电的叶片材料、控制系统、关键轴承、提高单机规模,太阳能的多晶硅制备提纯技术、有毒副产品的回收技术和环保技术、薄膜太阳能、光热发电,核电的大锻件、主泵、控制系统、特殊材料,可再生能力并网技术、储能技术等方面加快技术创新,推进产业化,将新能源产业发展成为以技术创新为核心竞争力的优势产业。

(二)加强新能源技术创新支撑体系建设,完善鼓励自主创新的相关政策

公共研发机构、试验平台在新能源技术创新体系中占有非常重要的位置,特别是在开展基础性和共性技术的研发、推进产业化以及执行政府重大研究计划中起着极为关键的作用。美国能源部下设专门的可再生能源国家实验室,在新能源研究开发中占有举足轻重的位置,连通用电气这样的巨型跨国公司也要利用国家实验室的设施进行风电的研究开发。人口只有400万人的挪威设有拥有2000名研究人员的能源技术工业研究院,每年的科研经费高达2.4亿欧元,在海上风电、多晶硅材料、潮汐能利用、生物质能利用技术的研究开发上处于国际领先水平。

鉴于,我国的新能源研究力量分散、缺乏专业化,也缺少跨学科整合,建议设立开放式的国家新能源研究机构。从操作的层面上看,可以考虑在中科院增设新能源研究院/所,除了内部整合电工所、力学所、大连物化所、工程热物理所等单位的研究力量外,也要吸收大学和其他机构的研究力量。国家新能源研究机构不仅要具备一般科研条件和设施,而且具备中试能力,从而使其具备从基础研究、技术开发、试验示范、以及到检测认证全过程的试验能力。国家新能源研究机构要对企业、大学、其他研究机构开放,其功能是从事基础性、共性技术研发,实验、测试、认证等,以解决新能源产业共性技术供给能力不足的问题。

进一步完善鼓励自主创新的相关政策。首先是要坚持和落实已有行之有效的科技政策。实施自主化依托工程,通过依托项目推进新能源装备的自主化、国产化。其次,尽快落实《装备制造业调整和振兴规划》实施细则,建立使用国产首台(套)装备的风险补偿机制,鼓励保险公司开展国产首台重大技术装备保险业务。落实鼓励科技创新的税收优惠政策。另外,创新科研组织形式,引导创立产业创新联盟,产业化方面的政府资金重点支持产业联盟对共性技术和关键零部件的国产化进行攻关。

(三)加快标准、认证和检测体系建设,引导和规范产业发展

丹麦、德国、美国、印度等风电强国普遍实施了风电设备认证制度。为此建议:一是建立符合我国自然环境、资源条件以及工业基础的风电、太阳能整机及关键零部件的设计和认证标准;二是在加快检测和认证能力的建设;三是实施统一的风电、太阳能认证制度,逐步实施强制性产品认证。

另外,尽早制定风电、光电并网技术标准。并网技术标准的制定应由政府部门牵头,电网公司、发电设备制造商等多方共同参与。标准的制定既要参照国际标准,具有一定的先导性和引导性,以引导设备制造企业开发电网友好型技术,保障电网安全;也要考虑到我国产业现状,给国内制造企业和相关能力建设留一定的缓冲时间。

(四)加快电网等配套设施建设,加强新能源电源规划与电网规划的统一与协调

有重点、分步骤地推进输电网、智能化配网和储能设施建设。一是要加快输电通道和新能源项目入网线路的建设,特别是要加快已建成新能源项目的接入线路建设,解决设备撂荒的问题。二是在北京、上海等中心城市推进智能化、互动化配电网的建设。配电网的智能化和互动化是智能电网的核心,北京、上海等中心城市发展新能源的积极性很高,在太阳能屋顶发电、中小风电等分布式能源以及电动汽车的发展上居全国前列,对配电网的智能化和互动化提出相应的需求。另一方面,这些中心城市电网骨架坚强,用电负荷大,地方电力公司资金雄厚,具备推进智能配网建设的实力,地方电力公司也正在需求新的增长点,推动地方配电网智能化、互动化的积极性很高,因此这些中心城市在智能电网的建设上可先行一步,积累技术和运营经验,以便向全国推广。三是加快储能设施的建设,密切关注新型储能技术的发展,鼓励在新能源基地和负荷中心建设储能设施,平抑电网波动,支撑新能源的发展。

加强电源规划和电网规划的统一和协调。厂网分开以来,厂网不协调的问题就开始凸现,这一现象在新能源领域十分突出。要解决此问题,首先是明确规划主体,国家能源主管部门是新能源发展规划和电网发展规划的主体,电网企业和地方政府的相关规划必须与国家的总体规划一致。其次是提高规划的科学性和严肃性。保障科学性的一个重要机制是多方参与,电源企业、电网企业、政府规划部门共同参与电力规划。

另外,随着核电发展规模的明显加快,资源供应和核废料的处置问题凸现出来,建议加快我国大型核燃料后处理厂和快堆的立项工作,实施核燃料的闭式循环,提高资源利用率,减少环境污染。

(五)完善定价机制,理顺管理体制,建立起适应新能源大规模发展的制度环境

完善电价机制。为了适应新能源大规模发展的需要,应进一步完善电价机制,当前可采取特许权招标与标杆电价相结合的方式,一方面,对于规模大、资源条件好的新能源项目,继续实行特许权招标,通过引入竞争降低成本,也为政府制定和调整标杆电价提供参考;另一方面,对分散利用、资源条件不太好的项目,实行分区域新能源标杆上网电价,以鼓励企业投资和规范政府定价行为。此外,根据新能源发展规模,及时调整可再生能源附加水平,足额分摊新能源发展导致的成本上升。

理顺管理体制。新能源技术创新和产业发展涉及到国家能源局、科技部、工信部、发改委、财政部、环保部、住建部、标准委等多个部门,为加强部门协调,避免多头管理或相互扯皮,应加强政府各部门的组织协调,明确各部门的任务和权责。

(六)采取强制性和经济激励双重手段,进一步发挥电网企业的作用

目前,新能源的发展,缺少对电网企业这一关键环节的要求,也缺少激励政策让电网企业从中受益。为此建议,对电网企业实行可再生能源配额制,即强制规定电网企业在其购买的电量中必须有一定比例的可再生能源,美国的实践证明这一制度对于加速可再生能源的发展是行之有效的。另一方面,要及时调整可再生能源附加水平,将新能源发展带来的成本增加及时加以疏导,不挤占电网企业的利润空间。

(2009年)


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