眾所周知， 我國政府承諾2020 年單位GDP 碳排放水平比2005 年降低40% 至45%，2030 年單位GDP 碳排放水平比2005 年降低60% 至65%。目前我國單位GDP 碳排放水平已下降了18%，到2020 年還需下降22% 以上，到2030 年還需下降更多。我國電源裝機(jī)總規(guī)模預(yù)計(jì)到2020 年、2030 年分別達(dá)到21 億千瓦、30 億千瓦；煤電占比分別為57% 和44%，仍居主體地位，但這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。那么我國2050 年高比例可再生能源前景如何？未來三十年，如果每年減少1 億噸煤炭，我國將由目前的火電打捆光伏和風(fēng)電，徹底扭轉(zhuǎn)為光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能打捆部分煤電和燃?xì)狻?duì)我國而言，在2050 年實(shí)現(xiàn)高比例的可再生能源，把目前的二氧化碳排放量從100 億噸左右減為30 億噸的目標(biāo)，是完全可行的。
技術(shù)路徑
實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源有兩種主要方式，一是頂層設(shè)計(jì)，二是技術(shù)路徑。在技術(shù)方面，實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源的路徑首先是降低成本，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級(jí)。可再生能源的價(jià)格必須循序漸進(jìn)地下降，不能像現(xiàn)在這樣“有庫存了，就‘跳樓’了”。比如，在行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，光伏組件價(jià)格大幅跳水，一下從4 元/ 瓦降到3 元/ 瓦。這樣的現(xiàn)象是病態(tài)的、不健康的，對(duì)行業(yè)破壞性很大。降低度電成本是實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源的前提，但必須有相對(duì)合理的能源價(jià)格和電力市場(chǎng)支撐我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。必須明確的是，可再生能源電價(jià)下降是必然趨勢(shì)。同時(shí)必須倒逼成本下降，加速行業(yè)的優(yōu)勝劣汰。
同時(shí)，在未來5 年到10 年間，要想通過技術(shù)創(chuàng)新手段實(shí)現(xiàn)光伏度電成本降低30%—50%，其中高效電池的發(fā)展是關(guān)鍵。同時(shí)，必須提高逆變器的轉(zhuǎn)換效率，遵循因地制宜的科學(xué)設(shè)計(jì)理念，讓大容量的規(guī)模化電站和分布式小系統(tǒng)并舉，同時(shí)采用優(yōu)秀的跟蹤器、使用智能運(yùn)維手段，通過對(duì)關(guān)鍵設(shè)備不斷進(jìn)行優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)一步提高系統(tǒng)PR 等指標(biāo)，以提升能源利用效率。
風(fēng)電裝機(jī)容量遠(yuǎn)超過光伏，就新一代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)研發(fā)而言，其終極技術(shù)目標(biāo)便是降低度電成本；首要任務(wù)是提高風(fēng)能利用率；重要特征是智慧風(fēng)能，采用輕量化設(shè)計(jì)，降低風(fēng)電設(shè)備制造成本，加快產(chǎn)品迭代；采用緊湊型傳動(dòng)鏈形式，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)鏈輕量化，降低機(jī)艙重量，兼顧低風(fēng)速地帶以及機(jī)組單機(jī)容量的大型化。
發(fā)力儲(chǔ)能
要實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源目標(biāo)，就必須真正實(shí)現(xiàn)以可再生能源為主體的能源結(jié)構(gòu)，即風(fēng)電、光伏等可再生能源占比要逐步增加，火電的占比要逐步下降。未來三十年，如何實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化？除了降低度電成本，可再生能源
的電網(wǎng)適應(yīng)性也很重要。應(yīng)當(dāng)提高可再生能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性和支撐性，為更大規(guī)模的接入創(chuàng)造條件。
儲(chǔ)能是提高可再生能源利用效率的有效途徑。通過儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)峰，提高電網(wǎng)靈活性，采用虛擬同步發(fā)電技術(shù)讓光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的特性接近火電發(fā)電系統(tǒng)。
截至2015 年年底，我國累計(jì)運(yùn)行儲(chǔ)能項(xiàng)目（不含抽水蓄能、壓縮空氣和儲(chǔ)熱）118 個(gè)，累計(jì)裝機(jī)10.5 萬千瓦，占全球儲(chǔ)能項(xiàng)目總裝機(jī)的11%。儲(chǔ)能市場(chǎng)主要以鋰離子電池、鉛蓄電池和液流電池為主，且鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比最大，占市場(chǎng)總裝機(jī)的三分之二。
我國儲(chǔ)能市場(chǎng)主要以分布式發(fā)電及微網(wǎng)、可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域?yàn)橹鳎呃塾?jì)裝機(jī)規(guī)模超過我國市場(chǎng)的80% ；特別是分布式發(fā)電和微網(wǎng)，無論在累計(jì)裝機(jī)規(guī)模還是項(xiàng)目個(gè)數(shù)方面，均占據(jù)第一位置，占比分別達(dá)56% 和77%。
值得一提的是，微電網(wǎng)可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可孤島運(yùn)行，可以對(duì)大電網(wǎng)進(jìn)行有效的補(bǔ)充，使大電網(wǎng)能夠在更加安全的狀態(tài)運(yùn)行，提高供電靈活性與可靠性。
高比例可再生能源的實(shí)現(xiàn)還需要采用先進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)和科學(xué)的電力運(yùn)營管理模式。能源互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)配置的優(yōu)化。虛擬電廠是邁向能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵因素，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大量分布式電源的靈活控制，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。大數(shù)據(jù)與虛擬電廠相結(jié)合，對(duì)發(fā)電企業(yè)來說，可以預(yù)測(cè)發(fā)電情況和電網(wǎng)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度；對(duì)用電企業(yè)而言，可以預(yù)測(cè)用電量，結(jié)合電價(jià)信息，進(jìn)行需求響應(yīng)。
制度安排
改革創(chuàng)新是發(fā)展的基本推動(dòng)力。當(dāng)前，我們需要抓住機(jī)遇，必須按照依法治國的思想，全面落實(shí)依法治能的政策，用法律的手段創(chuàng)造適應(yīng)可再生能源體制與機(jī)制的市場(chǎng)環(huán)境。
2006 年頒布實(shí)施的《可再生能源法》為可再生能源依法生產(chǎn)奠定了法律基礎(chǔ)。時(shí)隔十年，我國可再生能源發(fā)展取得了舉世矚目的成就，但同時(shí)也暴露了一些問題——全國棄光、棄風(fēng)、拖欠補(bǔ)貼現(xiàn)象愈演愈烈，個(gè)別地方甚至出現(xiàn)了要求光伏、風(fēng)電企業(yè)倒補(bǔ)煤炭企業(yè)的荒唐政策。我國《電力法》已經(jīng)20 年沒有修改了。這幾年國家雖也出臺(tái)了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法( 試行)》、《可再生能源發(fā)電全額保障性收購管理辦法》、《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見( 中發(fā)〔2015〕9 號(hào))》以及各種配套文件，但“效果”都不是很理想。歸根到底，我們?nèi)鄙倭艘徊磕茉搭I(lǐng)域的“憲法”——《中華人民共和國能源法》。應(yīng)當(dāng)切實(shí)利用法律手段，規(guī)范各類能源開發(fā)利用秩序，引導(dǎo)、調(diào)節(jié)國家能源結(jié)構(gòu)的科學(xué)轉(zhuǎn)變。
此外，還需加快旨在控制和減少溫室氣體排放的《氣候變化應(yīng)對(duì)法》的立法進(jìn)程；建立以配額制實(shí)施為基礎(chǔ)的綠色證書交易制度，積極構(gòu)建基于市場(chǎng)的可再生能源電能供求機(jī)制和市場(chǎng)交易體系；建立完善碳排放交易平臺(tái)、逐步推動(dòng)所有企業(yè)的碳排放指標(biāo)的量化要求，盡快開展資源環(huán)境稅征收。
真正實(shí)現(xiàn)電力交易市場(chǎng)化才能最終解決我國能源結(jié)構(gòu)不合理問題。要建立電力現(xiàn)貨、備貨、期貨市場(chǎng)，開發(fā)電力輔助市場(chǎng)；通過電力改革提升可再生能源運(yùn)營管理水平和運(yùn)營效率，通過生產(chǎn)、存儲(chǔ)、傳輸、消費(fèi)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)自由配置，打破壟斷經(jīng)營。