光伏风电如何实现协同效益？

周二(4月11日)，国际环保组织绿色和平发布《中国风电光伏发电的协同效益》报告，结合中国电力系统现状、低碳减排国际承诺，在未来电力系统实现运行成本最小化的假设条件下，构建了2015-2030年中国电力系统发展情景，并在该情景下对中国风光发电所带来的能源、环境、经济和社会效益做出了评估。

预设情景及成本变化：

在2015-2030年中国电力系统发展情景下：

• 煤电利用小时数先降后升。目前中国有超过2亿千瓦的煤电机组正处于核准、在建或接近完成阶段，短期内将提升中国煤电总装机容量至10亿千瓦以上。该部分新增机组投运后，将对其煤电利用小时数产生明显影响。之后，随着电力需求增长及老旧机组退役，煤电利用小时数将逐步回升。
• 保守预测，到2030年，风光发电成本与2015年相比分别下降20%和40%。“弃风弃光”问题有所缓解，但因风电和光伏新增装机将更多地分布在资源条件并非最优、用电成本最高的华东、南方及华北地区，其利用小时数将有所下降。

表：中国GDP、风光发电单位

发电成本发展情景(2010年价格)(2015-2030)

• 系统调峰调频服务更加专业化。电力系统的调峰调频服务将由更加灵活的天然气单循环与联合循环机组来满足。到2030年，调峰机组装机容量将超过3亿千瓦，在可再生能源份额提升的情景下，保障了系统运行的可靠性。
• 在预设情境下，2020年以后，电力系统的增长以风、光、气为主。风光发电量的年均增长率将分别达到10%和20%以上。中国风光发电占总发电量比重将从2015年的4%逐步增长到2020年的8%和2030年的17%。

图：电力系统发展情景(2015-2030)

风光发电的协同效益：

• 能源效益：

报告预测，2015年风光发电可有效替代近6000万吨标准煤;到2030年风光替代效益将增至近3亿吨标准煤。到2030年，风光发电对化石能源的替代效益仍集中体现在西北和华北电网，风光发电在华东电网中的替代效益增大至接近华北电网。

表：分区域风电与光伏能源替代(2015/2030)(单位：万吨标准煤)

风电和光伏发电具有很高的能耗产出比，全生命周期度电能耗和能源回收期几乎可以忽略不计。报告提出，如换算成以“年”为单位拟，风电的能源回收期仅为0.7年，而光伏发电的能源回收期为1.6年。

• 环境效益：

相较于燃煤发电，2015年中国风光发电的外部环境收益约为0.16元/千瓦时。(而2016年河北张家口对风电的补贴仅为0.14元/千瓦时，已低于单位外部环境收益，风电环境效益显现。)

报告预测，2030年中国燃煤发电的环境外部成本约为0.30元/千瓦时，并网风光年发电量分别达到9802亿千瓦时和5400亿千瓦时，风光发电协同环境效益将达到4560亿元。

表：2020/2030年燃煤发电环境外部成本(单位：元/千瓦时)

• 经济效益：

2015年，风光发电拉动投资约3999亿元;报告预测，到2030年，投资数额将增长至4954亿元，风光发电累计拉动投资约5.4万亿元，其中风电与光伏发电投资额相当。

报告提出，2015-2030年，风光发电将累计拉动GDP增长约14.3万亿元，风光发电所拉动直接和间接增加值占GDP增加值比重逐年上升，到2030年占比约达1.1%。

图：风电和光伏所拉动GDP总增加值

2015年，中国风光发电带动的直接就业人口约为45万人，到2030年增加至240万人，较2015年增长4倍。带动的间接就业人口由2015年的100万人增加至2030年的530万人。

图：风光发电的就业影响(2015-2030)

• 社会效益：

独立光伏在解决偏远地区无电人口方面具有低投入高产出的特点。国家能源局数据显示，2013-2015年期间，中国共计投资247.8亿元以解决无电人口用电。其中包括电网投资206.8亿元，为154.5万无电人口通电;独立光伏投资41亿元，为118.5万无电人口通电。独立光伏投资仅占总投资额的16.5%，却解决了43.4%的无电人口用电问题，是偏远地区实现电力供应的最经济手段。

表：2013-2015年解决无电地区人口用电投资及通电数据

数据来源：国家能源局

2015年，发展风光发电所减少的耗水量约为5.73亿立方米，2030年这一数字将上升至35.85亿立方米。从地区分布来看，在所节约水资源中，有约10亿立方米分布在极度缺水的西北地区，风光发电节水效益的分布同中国燃煤发电分布、缺水地区高度重合，生态效益显著。

表：风光发电全生命周期节水量(2015-2030)(单位：亿立方米)