新书发布丨中国风能可持续发展之路

作为国家最高咨询机构，中国科学院学部总是把能源问题置于重要地位，并通过战略研究、咨询报告、学术论坛等形式不断凝练科学问题，探究解决方案，为国家能源工程发展提出建设性意见。本咨询研究小组曾于2012年9月举办了“能源开发利用中的前沿力学问题”的学术论坛，2013—2014年经过深入企业和现场调查研究，向国务院递交了《大力推进我国风能可持续发展的对策建议》的咨询报告。

然而，在未来可再生能源的发展过程中仍会遇到各种挑战，能源供给和消费革命任重道远。因此从2015年起，启动了《中国风能可持续发展之路》的撰写工作。除了政府和管理部门，《中国风能可持续发展之路》主要面向企业、工程、科技、教育各界和广大公众，进一步阐明发展风电等可再生能源的深远意义、目标任务、关键技术、制约瓶颈、政策法规、体制机制等问题，并提出相应的对策措施，旨在使从事风能开发、研究和管理的相关人员在可再生能源的战略地位、规划布局、深化改革、创新驱动等方面取得共识，促进风能投资、开发和双创活动。

在此期间，国家发布了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《可再生能源发展“十三五”规划》。我们要以此两个纲领性文件为准，进一步审视、阐述和丰富咨询报告的相关内容，为未来风电产业的可持续发展做出新贡献。

可再生能源的战略地位

人类利用能源有悠久的历史。早在数千年前的文明发源地，人们就使用风力、水力和蓄力进行耕作、碾磨、提水和运输。17世纪工业革命后，煤炭逐步成为主要动力，19世纪末开始开采石油，使用电力，科技的进步对能源的转型起了决定性的作用。20世纪50—70年代由于环境污染和能源危机，导致了可再生能源的规模化利用，目前风能、太阳能、生物质能利用方兴未艾。

“十二五”期间我国经济发展进入新常态。为保证我国经济社会长期平稳发展，必须改变生产发展方式，确定调整供给侧经济结构，并提出去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板的应对策略。2016年经济领域深化改革取得显著成效，煤炭、钢铁、石化、玻璃、水泥等过剩产能都得到了削减，能源结构调整势在必行。可再生能源是能源供应体系的重要组成部分，可再生能源开发利用规模不断扩大，应用成本快速下降，发展可再生能源已成为能源转型的核心内涵和主导方向。

化石能源不久将枯竭，它的使用导致环境污染，生态破坏、健康损害。尤其是从2013年以来，国内多次大范围、持续性重度雾霾天气过程引起了社会各界的密切关注。追究雾霾缘由，与20世纪中期伦敦烟雾事件（煤烟排放）和洛杉矶光化学烟雾事件（汽车尾气排放）综合因素相似。一方面，通过解析PM2.5的成分，发现是排放的硫氧化物、重金属等经化学反应生成的二次颗粒物所致。气象学家证实，雾霾发生与天气因素的相关度为77.1%。而且京津冀地区近年来由于冷空气过程减弱，年平均风速降低，环境容量减小，自净能力降低，极不利于雾霾消散。

因此，在湿度较高、静稳天气的条件下，雾霾必定卷土重来。要切实改变目前空气质量完全依赖气象条件的状况，采用可再生能源替代化石能源是唯一的选择；另一方面，从全球气候变化的角度来看，IPCC自1990—2014年以来发布的五次评估报告确认，大气中二氧化碳含量的上升，地球表面温度的升高，有95%的置信度是由人类活动引起的，如果不加控制，将导致全球增温摄氏4度以上，人类将面临极端气候与海平面上升带来的严重灾难。世界各国经过努力于2015年签订了《巴黎协定》，占温室气体排放总量75%的110个国家批准了协议，并即将生效。中美两国首脑发表了关于气候变化的声明，中国政府承诺2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。

因此，从我国现有的能源结构和世界未来能源发展趋势来判断，大力发展风能等可再生能源不仅有利于改善大气质量，应对气候变化，而且是符合长远经济社会发展目标的重大战略决策。

统筹规划能源时空布局

我国人口众多，能源需求总量巨大，要改变能源结构长期以煤为主的局面，任务艰巨，因此，能源转型的过程绝不是一蹴而就的。可以预期，从现在起到2050年，我国的能源结构还处在从以化石能源为主转向非化石能源和化石能源多元利用的阶段，估计要到21—22世纪之交，才有可能实现以可再生能源为主的局面。所以，风能总量及其时空布局的规划必须置于整个能源规划之中，进行科学统筹考虑。

科学统筹规划首先要求我们必须按照我国经济社会发展水平来制定能源消费总量目标，既要满足工业化、城镇化、生活方式改善带来的日益增长的能源需求，同时，又要符合建设资源节约型、环境友好型社会的绿色发展要求。

考虑到我国经济社会发展两个一百年的宏伟目标和人口规划，到2050年，我国经济总量将达到300万亿元，以14亿人口为基数，人均GDP约21万元（约3万美元），并基于单位产值能耗（0.20吨标准煤/万元）、人均能耗水平（4吨标准煤/人）、能源消费年均增长速度、产业结构调整、低碳和排放约束条件进行预测，到2050年能源消费总量约为 60亿吨标准煤和12万亿度电；科学统筹规划要求我们还要安排好各种能源的比例和发展进程，通过能源结构多元发展，不断减少化石能源的比重。

到2050年，规划确定非化石能源的比例将从2015年的12%增长到2030年的20%和2050年的38.5%,届时，风电将占一次能源的比例为10.7%，在电力结构中占比为17.8%，在非化石能源中占比为27.8%,前景无限广阔；科学统筹规划要求我们安排好能源发展的空间布局，全国规划建设蒙东、蒙西、新疆、甘肃、吉林、黑龙江、河北、山东沿海等八大风电基地，有步骤地发展海上风电，确定了具体的发展路线图，即2020年前积极有序开发陆上风电，示范开发近海风电，2020—2030年陆上、近海风电并重发展，2030—2050年实现陆上风电和海上风电的全面发展；科学统筹规划，要求除了集中陆上风电外，还要布局中东部、南方、西藏等地分散的低风速风电，并安排建设哈密-郑州等10条特高压输电通道、抽水蓄能电站、物理化学储能、分布式风电和智能微电网建设，确保可再生能源充分消纳和平稳上网运行；科学统筹规划要求安排多能互补发电布局，建设风电与常规水电、抽水蓄能水电、太阳能等多能互补发电系统，进一步提高风能利用效率。通过实现以上规划，使未来中国能源发展将会实现能源需求增长从以工业为主向民用为主转变，能源终端消费从一次能源向二次能源（电力）转变，能源发展的硬约束从经济增长向生态环保等三个方面的转变，从而使我们不仅实现了国家工业化、生活现代化，并真正达到了绿色、低碳能源利用的宏伟目标。

深化能源机制体制改革

我国风电产业经历了引进示范、自主开发和规模发展三个阶段。

我国现有风力发电的市场机制自2005年以《可再生能源法》开始，到目前基本成型。特点是以《可再生能源法》为法律保障，以强制上网、分类电价、接网补贴、费用分摊和税收优惠等为效益保障的一整套政策、法规组成。在风力发电早期发展阶段，运行顺畅，效果显著，为风力发电产业的兴起提供了一个由国家主导的有竞争、有管控、有保障的风力发电市场，有效地推动我国风力发电科技进步、产业发展，保证我国风电持续十年高速发展，节能减排和应对气候变化成效显著。

目前，我国风电发展的规模已经与十年前不可同日而语，现行的政策、法规与风电产业现状不相适应的状况日益显现。由于风电规模庞大，补贴经费上升，经费来源渠道有限，财政入不敷出，补贴经费不能及时到位屡见不鲜；风资源丰富的三北地区远离工业发达、人口密集的中东部地区，电网输送、储能容量、当地消纳能力明显不足；电力改革滞后，输、配、售电不分，调度未能独立，市场没有开放，跨区调配不畅；尚未建立电价形成机制，仍然依靠政府定价，可再生能源的环保功能产生的经济、社会效益未能得到体现。以上短板导致弃风现象成为可再生能源的痼疾，愈演愈烈。以2015年为例，全年风力发电1863亿千瓦时，同比增加23%。但弃风电量高达339亿千瓦时，同比增加213亿千瓦时，弃风率为18.2%。这充分说明我国的电力配送体制阻碍了可再生能源发展前进的步伐。因此，必须通过调查研究、认真分析、总结经验，将深化能源和电力机制体制改革提到议事日程。深化改革的最终目标是建立有可再生能源中长期可持续开发的市场机制。

在目前阶段，新机制的要点是：搞好配套规划，进一步确立风能的战略优先地位；科学合理制定风电配额指标，强制地方执行；发行绿色证书，完善市场交易；推进能源体制改革，发展风能友好型电网。新机制必须保障我国风电和可再生能源发展中长期目标的实现；要解决电网建设长期滞后、弃风、消纳日趋严重、成本电价差距、政府补贴退出、民营资本介入、监督管理机制不健全等问题。

根据非化石能源消费比重和可再生能源开发利用目标的要求，建立全国统一的可再生能源绿色证书交易机制，进一步完善新能源电力的补贴机制。通过设定燃煤发电机组及售电企业的非水电可再生能源配额指标，要求市场主体通过购买绿色证书完成可再生能源配额义务，通过绿色证书市场化交易补偿新能源发电的环境效益和社会效益，逐步将现行差价补贴模式转变为定额补贴与绿色证书收入相结合的新型机制，同时与碳交易市场相对接，降低可再生能源电力的财政资金补贴强度，为最终取消财政资金补贴、实现电力供销完全市场化创造条件。

同时，通过京津冀及其周边地区（张家口、承德、赤峰、乌兰察布）可再生能源协同利用基地，西北、西南水、光、风基地和风、光、热综合基地等示范试验，证明多种可再生能源协同利用在技术上是可行的，从而提高了可再生能源的利用效率，缓解了弃风、弃光和弃水的现象。如果能在此基础上，进一步推广风、光、煤电联合输送示范工程和投融资模式经验，并大胆探索，从体制机制和业务管理机制上深化改革，解决可再生能源的瓶颈问题指日可待。

加速建设创新驱动体系

近十年来，世界经济面临困境。上一轮科技和产业革命所提供的动能耗尽，现有经济治理机制缺陷显现，导致世界经济整体动力不足，有效需求不振。唯有通过创新驱动、结构改革、工业革命、网络技术、数字经济等新方式，挖掘增长动能，创新增长方式，才能为世界和中国经济找到出路。另一方面，进入21世纪，科学技术加速发展，在宇宙演化、物质结构、生命起源领域正酝酿着重大理论创新，信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术正孕育着新的突破。全球产业剧烈变革，一场新的工业革命诸如：美国工业互联网、德国工业4.0、中国制造2025等正在兴起。由此可见，基础学科面临着交叉融合，颠覆性关键技术不断涌现，展示了新的前景。总之，世界和中国经济挑战与机遇并存。

我国经济发展进入新常态,国家适时提出了创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，并具体体现在发展速度从高速转向中高速，发展方式从规模速度型粗放增长转向质量效益型集约增长，发展聚焦从传统产业转向新兴产业；发展动力从生产要素驱动转向科技创新驱动，保持经济的平稳增长，赋予中国经济增长新动能。

回顾能源发展史，热力学、电磁学、核物理的发展和蒸汽机、内燃机、水轮机、电动机的发明，导致了能源革命。最近麦肯锡提出的影响未来人类社会的颠覆性技术就包括了可再生能源和储能技术。此时此刻，我们要紧紧抓住世界新技术革命的良好机遇，通过不断突破高效、清洁、低碳、低成本、可持续能源技术，促进风能、太阳能、生物能、核能、氢能等新能源快速发展，进入规模化应用，为我国乃至全球能源革命做出积极贡献。

风能技术与力学、物理学、地球科学、材料、电工、信息等技术紧密相关，需要持续开展基础和应用研究，解决弃风瓶颈问题。为此，我们需要利用先进制造和材料设计技术，制造世界一流的超大型和特殊环境风力发电机组；我们需要发展风资源精细评估、风电场优化布局和海上风电技术，大幅提高风力发电的效率；我们需要优化配置电力资源，结合储能和分布式消纳手段，通过互联网/微电网技术，提高大规模电网平稳接入能力。我们要进一步加大风电领域的研发资金的投入，健全我国可再生能源产业体系，着力建设可再生能源国家实验室、公共服务平台，完善监督认证制度，进一步加强人才引进、培养力度和国际合作交流，使我国在不远的将来建设成为世界风电强国。