《<關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案>案例解讀》第四、五章發布
為指導各地更好地貫徹落實《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》(國辦函〔2022〕39號),及時總結推動新能源高質量發展的成功經驗和優秀做法,我們組織國家發展改革委能源研究所、電力規劃設計總院、水電水利規劃設計總院、國家電投集團、三峽集團、中廣核集團、光伏行業協會、風能協會等單位開展了案例解讀編制工作,形成了《<關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案>案例解讀》,擬按章節以連載方式陸續發布,供大家在推動可再生能源高質量發展工作中參考。3月、4月已分別發布第一、第二、第三章內容,現發布第四、五章內容。如有意見和建議,請及時反饋。
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附件:《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》案例解讀第四、五章
《<關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案>案例解讀》編委會
2023年5月18日
四、支持引導新能源產業健康有序發展
經過多年培育,我國已經打造出一條技術成熟、產業鏈完備的新能源產業體系,具備了全球領先的競爭優勢。在落實雙碳目標的新形勢下,面對更大規模與更高質量的發展要求,我國新能源產業仍需進一步強化創新驅動,統籌發展與安全,促進形成以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新格局。針對于此,《實施方案》從強化科技創新能力、保障產業鏈供應鏈安全、提高國際化水平等方面支持引導新能源產業健康有序發展。
(十二)推進科技創新與產業升級
主要政策點1:建立產學研一體化平臺,建設國家級新能源實驗室和研發平臺,加大基礎理論研究投入,超前布局前沿技術和顛覆性技術。
過去十多年,我國新能源產業體系日臻成熟,科技創新實力領跑全球。風電方面,我國已具備大兆瓦級風電整機和關鍵核心部件的自主研發制造能力,機組設備制造基本實現系列化、標準化和型譜化,機型涵蓋雙饋、直驅和混合式技術路線,單機容量最大達到18兆瓦,設備技術水平和可靠性不斷提高,通過高塔架、翼型優化、獨立變槳、場群控制、新材料應用和精準測風等技術創新,推動發電效率較十年前提高了30%,成本下降超過50%。光伏方面,我國更是在產業規模、技術創新能力以及成本經濟性等方面占據了全球優勢地位,推動光伏發電在全球部分國家成為單位造價最低的電源品種。目前,我國已建成了國家光伏、儲能實證實驗平臺(大慶基地),為有效支撐共性技術研發工作、充分發揮產學研用結合能力起到了重要作用。
下一步,通過加快技術創新進一步提升新能源經濟性仍是業界必須推進的重點工作,尤其是強化基礎理論研究、超前布局前沿技術和顛覆性技術,將是新能源產業能否持續提高競爭力、不斷拓寬發展空間的關鍵所在。以光伏為例,雖然我國在產業化技術方面已處于全球第一梯隊,但研發創新能力仍有待提升:一是原理性研究積累不足。在我國已實現大規模量產、在實驗室不斷打破效率世界紀錄的PERC電池技術,其結構原理來自海外高校科研院所;TOPCON、HIT、IBC等有望實現量產的高效電池技術,其電池結構原創發明人同樣來自海外。這給我國光伏產業的國際化發展埋下知識產權糾紛的隱患。二是前沿性研究滯后。雖然我國晶硅電池研發水平后來居上,不斷創造世界紀錄,但在疊層電池等前沿技術方面的研發儲備不足,一旦出現產業化顛覆性技術,可能對我國光伏產業帶來沉重打擊。三是國家級實驗室數量不多。光伏產業基礎較好的國家基本上建有國家級研發實驗室,如德國的弗勞恩霍夫實驗室、美國的NREL實驗室和日本的NEDO等,其通過與企業聯合研發、政府合同服務等方式開展共性關鍵技術研發,屢次創造不同電池類型的轉換效率世界紀錄,并能通過產學研用緊密結合的運營模式快速實現產業化。
《“十四五”能源領域科技創新規劃》將“先進可再生能源發電及綜合利用技術”列為一項重點任務,并提出開展新型高效低成本風電技術研究、開發15兆瓦及以上海上風電機組、研發遠海深水區域漂浮式風電機組;建設晶體硅/鈣鈦礦、鈣鈦礦/鈣鈦礦等高效疊層電池制備及產業化生產線,開展鈣鈦礦光伏電池應用示范;開展高效低成本光伏電池技術研究和應用示范等研究工作。
為更好地支撐這些研究工作開展,下一步將盡快出臺具體支持措施,包括建立產學研一體化平臺、建設國家級新能源實驗室,支持第三方機構通過政企合作的方式打造行業亟需的公共實驗、測試平臺和設施等。
案例4-1國家光伏、儲能實證實驗平臺助推行業技術進步
隨著我國光伏、儲能產業的發展,相關技術進步迅速,光伏組件、
逆變器、儲能等關鍵設備以及產品理論研究、技術研發和實驗室水平不斷提升,戶外實際運行專業性和系統性研究檢測能力也需同步跟進。
國家光伏、儲能實證實驗平臺(大慶基地)位于黑龍江省大慶市,是國家能源局批準的首個國家級光伏、儲能戶外實證實驗平臺,由國家電投黃河公司建設運維。平臺可開展光伏和儲能關鍵設備、產品、系統的戶外實證實驗檢測工作,為新技術、新產品、新方案實際應用效果提供科學的檢驗對照數據支撐,為國家制定產業政策和技術標準提供科學依據,對推動行業技術進步、成果轉化、產業發展具有重要意義。“十四五”期間,國家光伏、儲能實證實驗平臺規劃布置實證實驗方案約640種,折算規模105萬千瓦,逐年分期實施,2021年折算規模20萬千瓦,2022-2025每年折算規模分別約15萬千瓦、15萬千瓦、30萬千瓦、25萬千瓦,總投資約60億元。完全建成后,每年折算減少碳排放140萬噸。目前,一期工程于2021年11月啟動運行,布置了6個實驗區、161種實證實驗方案,二期工程于2022年5月開工建設,布置了4個實驗區、111種實證實驗方案。
案例4-2產學研用深度融合推動海上風電跨越式發展
隨著我國海上風電跨越式發展,深遠海將成為主戰場,漂浮式技術已經成為海上風電最前沿的技術。“三峽引領號”漂浮式風電機組是我國首臺半潛浮動式海上風電系統裝備,也是全球首座抗臺風型漂浮式風電機組,單臺裝機容量5.5兆瓦,主要由半潛式浮體、系泊錨固系統、風電機組及塔筒、動態電纜和智能監測系統五部分組成。
漂浮式海上風電技術在我國尚無先例,早期投運的機組為基礎形式,在設計、建設、運營等方面缺乏經驗,加之項目場區海洋水深較淺,臺風多、風力大、地形條件復雜,對首臺系統示范提出了極高的挑戰。項目采用產學研用深度融合的方式,研發出漂浮式風電機組-基礎-系泊系統一體化分析技術,突破了一體化設計壁壘;使用破斷力達14500千牛的國產浮式風電單股系泊鋼絲繩,應對超淺水環境;對機艙、塔筒進行特殊減阻減震設計,可抵御17級臺風;采用1.18公里的35千伏動態電纜以及配套附件,解決了電纜干涉、打扭問題。
本項目由上海勘測設計院、三峽能源聯合明陽智能、華南理工大學共同研發,填補了國內漂浮式海上風電多項技術空白。項目依托的三峽新能源陽江百萬千瓦海上風電場,于2018年初正式立項,2020年5月啟動試驗樣機工程建設,2021年12月實現商業化并網發電,年平均上網電量1518萬千瓦時,每年可節約標準煤約4600噸。
主要政策點2:推行“揭榜掛帥”“賽馬”等機制,推動企業、科研院所、高校等針對新能源占比逐漸提高的電力系統安全穩定可靠等問題開展系統性研究,提出解決方案。
未來我國非化石能源比重要逐漸提高到80%以上,意味著風電、光伏在電力系統中的占比也將不斷提高,需要構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統。大規模風電、光伏、儲能等分布式電源與以電動汽車、數據中心為代表的直流化負荷快速發展并大量接入電網,使得新型電力系統的源荷組成發生巨大變化。如何妥善解決源荷矛盾帶來的能源供應和消納時空不匹配等問題,成為新型電力系統運行所面臨的重大挑戰。為了解決這些挑戰,需要進行大量的技術攻關,涉及高效低成本電網友好型可再生能源發電和綜合利用技術、安全高效低成本長壽命新型儲能技術、數字化智能化綜合能源控制技術、信息物理融合的能源互聯網/物聯網技術等。
針對新型電力系統及其支撐技術,《“十四五”能源領域科技創新規劃》提出,加快戰略性、前瞻性電網核心技術攻關,支撐建設適應大規模可再生能源和分布式電源友好并網、源網荷雙向互動、智能高效的先進電網;突破能量型、功率型等儲能本體及系統集成關鍵技術和核心裝備,滿足能源系統不同應用場景儲能發展需要。
高效推進解決新能源占比逐漸提高所涉及的電力系統相關問題,是一項牽涉面廣、協調關系復雜的重大工程,有必要開展一系列系統性研究。通過“揭榜掛帥”制度,面向全社會開放性地征集系統性研究參與主體或解決方案,充分發揮企業、科研院所、高校等各類機構參與研究的積極性與創造力。同時,采用一個課題由多個團隊、不同路徑同步攻關,在相互競爭中,激發參與主體更好完成研究工作,形成更富有成效的解決方案。
案例4-3國家電網“仿真技術”獲突破加速推動構建新型電力系統進程
日前,中國電科院的國家電網仿真中心依托國家863計劃和國家電網公司科技項目,深入開展相關研究,取得了多項重大技術創新,研發了具有國際領先水平的大電網電磁暫態仿真項目。
國家電網仿真中心的大電網電磁暫態仿真項目,有針對性地解決了三大難題:
首先是“仿得了”。該項目攻克了眾多技術難題,將大電網仿真時間尺度由毫秒級變為微秒級,實現了含多回直流和高比例新能源的大規模電網的電磁暫態仿真,并實現了工程化應用,仿真規模達到上萬節點,可以覆蓋兩個區域電網,突破了人們對電力系統特性認知的技術瓶頸,徹底解決了現代大電網“仿不了”的世界難題。
其次是“仿得準”。該項目攻克了子網分解隨機優化、任務映射圖匹配算法等技術難題,研制了基于高速光纖通信及軟同步的大流量分散式數模接口,解決了大規模電力電子控制保護裝置和復雜系統保護裝置接入萬節點級大區電網的數模混合仿真難題,實現了15回直流控制保護裝置(約300面屏柜,上萬個交互信號)同時接入到大規模實時仿真電網的數模混合仿真,跨越式提升了大電網的仿真精度,解決了對大規模電力電子設備接入電網控制響應特性“仿不準”的世界難題。
最后是“仿得快”。該項目攻克了多項技術難題,將含大規模電力電子設備的大電網電磁模型啟動時長由上百秒減少至5秒以內,實現了多潮流方式與故障組合的大批量仿真作業動態資源配置,計算效率提升3000倍以上,徹底解決了大電網仿真“仿不快”的世界難題。
案例4-4南方電網公司結合新能源實際情況及特點,部署實施新能源并網消納系列科技項目
自2021年開始,南方電網公司系統布局新型電力系統創新項目研究,在并網消納領域已立項開展了新能源功率預測、電力電量平衡、源網荷儲協同優化、靈活調節資源建設與互動、多類型能源協同優化調度、靈活智能調度等項目研究,組織優勢力量集中攻關,在理論和應用等方面取得了系列成果,新能源可觀可測可控方面基礎技術支持水平實現提升,初步滿足了新能源快速建設與安全并網的要求。
主要政策點3:加大對產業智能制造和數字化升級的支持力度。推進高效太陽能電池、先進風電設備等關鍵技術突破,加快推動關鍵基礎材料、設備、零部件等技術升級。
加速科技創新和產業升級更是保持行業領先地位的核心要求,雖然經過多年發展我國新能源技術已經取得長足進步,但在部分材料和零部件環節仍存在一定的“短板”。未來,行業仍需要圍繞關鍵核心技術和共性技術進行攻關。對于風電,主要方向包括風電機組大型化、定制化和智能化開發;大功率齒輪箱和百米級葉片等關鍵零部件技術的持續突破;以漂浮式為核心的海上風電技術研發;高性能替代材料的研發和應用;陸上和海上運輸、安裝、運維等工程裝備的專業化研發;多能互補等綜合應用技術創新等。對于光伏,需加大對高效晶硅電池與組件等關鍵技術及裝備,銀粉、POE樹脂、IGBT芯片等關鍵核心材料與部件,跟蹤支架跟蹤算法,以及光伏系統設計等軟件平臺的支持力度,夯實產業發展基礎;大力支持具有良好產業化前景的N型高效晶硅電池與組件技術的研發與產業化,提升對鈣鈦礦、晶硅/鈣鈦礦疊層電池等前沿技術的研發力度,加速科技研發成果應用轉化,提升規模化量產能力。此外,風電和光伏產業鏈上下游的協同創新,產業外部圍繞電力網、信息網和交通網的三網融合創新,也將是創新的重點。
對此,《“十四五”能源領域科技創新規劃》提出了2025年前新能源科技創新的總體目標,確定了集中技術攻關、示范試驗和應用推廣任務,制定了技術路線圖,并明確了支持技術創新、示范試驗和應用推廣的政策措施。下一步,將加大對關鍵技術攻關的財政金融支持力度,包括完善支持科技創新的稅收政策,對企業投入基礎研究實行稅收優惠;研究設置專項研發資金,引導企業開展技術攻關;支持開展首臺(套)重大技術裝備保險補償試點,促進重大技術裝備的創新。
案例4-5攻克柔性直流技術難關助推海上風電產業升級
近海風電場資源有限,隨著海上風電的快速發展,積極開發深遠海海上風電是未來發展趨勢,適應深遠海海上風電開發的柔性直流技術是產業升級創新的關鍵。江蘇如東柔性直流海上風電項目位于江蘇省如東縣東部黃沙洋海域,該項目為如東H6、H8、H10三座海上風電場配套建設的海上柔性直流送出工程,額定容量110萬千瓦,由三峽集團牽頭實施。如東柔直項目于2020年2月開工建設,2021年12月項目全容量并網,目前運行可靠穩定。
如東柔直項目是國內首個采用柔性直流輸電技術的海上風電項目采用±400千伏電壓等級的99公里直流海纜。實現國內電壓等級最高、輸送距離最長,國內、亞洲首座海上換流站等多項首創的同時,解決了設備關鍵部件國產化、國產重大裝備首臺套應用、海上平臺浮托安裝、大截面直流海纜敷設等多項重大關鍵技術突破;實現了風電傳輸新模式等諸多技術集合運用,填補了國內行業多項空白,為今后深遠海大容量海上風電產業升級發揮了較好的推動作用。
該項目年上網電量約33億千瓦時,可滿足約137萬戶家庭年用電,與同等規模的燃煤電廠相比,每年可節約標準煤約100萬噸、減排二氧化碳約252萬噸,節約淡水約979萬立方米,具有重要經濟、社會和生態效益。
主要政策點4:推動退役風電機組、光伏組件回收處理技術和相關新產業鏈發展,實現全生命周期閉環式綠色發展。
進入“十四五”,我國風電機組、光伏組件將逐步迎來集中退役,隨之面臨關鍵部件的批量化處置問題。以光伏為例,我國是光伏組件制造和應用大國,組件產量占全球的四分之三以上,在應用方面,新增和累計裝機容量均連續多年保持全球第一的地位。截至2021年底,我國光伏累計裝機容量已達到3.06億千瓦,若以每塊光伏組件300瓦、體積0.066立方米、重量19千克來計算,即使僅考慮目前我國已有的裝機容量,當全部光伏電站25年運行期滿后,廢棄的光伏組件將產生約6700萬立方米、約2000萬噸的固體廢物。若這部分固廢得不到及時、恰當的處理,顯然不利于產業的長遠健康發展。對此,產業鏈上下游一直在積極探索,已經初步形成了一些技術路線,但由于市場規模小、回收綜合利用價值低,企業的投資積極性不高,導致此類技術尚未實現產業化。此外,組件回收相關政策和標準也有待完善。
目前,風電機組、光伏組件回收利用問題已逐漸受到重視。2021年10月,國務院發布《2030年前碳達峰行動方案》明確要求,推進退役動力電池、光伏組件、風電機組葉片等新興產業廢物循環利用;2022年1月27日,工業和信息化部等八部門聯合印發《關于加快推動工業資源綜合利用的實施方案》,提出推動廢舊光伏組件、風電葉片等新興固廢綜合利用技術研發及產業化應用,加大綜合利用成套技術設備研發推廣力度,探索新興固廢綜合利用技術路線。
下一步,需要重點開展以下幾項工作。一是加快政策與標準制定。盡快完善行業標準、技術規范、認證體系等,確立合理的商業模式,逐步推出綜合利用產品綠色認證,研究給予稅收政策優惠或向產業化生產線建設提供國家預算內資金支持。二是完善風電機組、光伏組件回收處置辦法。在廣泛征求生產企業、科研院所、循環利用環保機構的意見建議基礎上,制定風電機組、光伏組件固廢處理標準、復合材料固廢處置企業主體評價準則、跨區域處置辦法,有針對性地開展項目示范。同時,建立跨行業的合作交流機制,促使其他行業參與風電機組、光伏組件回收技術的應用示范,對使用再回收產品的項目和企業給予政策傾斜。對于回收再利用產品制定要求,放寬產品標準指標,限定適當的使用條件和場景供市場選擇。三是開展風電機組、光伏組件回收再利用技術研究。優化資源化回收再利用技術,重點解決回收再利用方法的技術路線、設備產業化以及后物料的規模化應用等難題。引導科研機構、高校、固廢回收企業研發更高效、更環保的回收處置工藝,拓展應用場景。鼓勵設備制造企業完善回收再利用體系,培育風電機組、光伏組件制造、使用、回收再利用的完整產業鏈。四是強化新材料研發,實施技術改造延長風電機組、光伏組件的使用壽命。
案例4-6退役風電葉片實現變廢為寶
在金風科技亦莊智慧園區內,一組采用固廢3D打印技術建造的景觀花壇已正式落成,為這座科技范兒十足的“碳中和”智慧園區注入更多綠色基因,為葉片回收利用開辟了新方向。
區別于一般的3D打印景觀,這組花壇所應用的打印材料,取自內蒙古某風電場的退役風電葉片。這種打印材料含有葉片粉碎顆粒,借助3D打印機器人預制成型,成品花壇的葉片固廢利用率達到30%以上。
這項技術可將風電葉片固廢轉化為3D打印的原材料,借助3D打印產業實現對葉片固廢的規模化消納,為批量無害化處置退役風電葉片探索出一條可行性和經濟性兼顧的技術途徑。
3D打印技術,本質上屬于一種增材制造工藝,設計師將數字化設計模型輸入3D打印機中,轉化為打印指令,機器就會按照設計要求,將打印材料一層層疊加成特定形狀的部件。將風電葉片的粉碎顆粒添加到打印材料中,其技術難點在于如何在保證打印成品達到特定強度的前提下,最大限度地增加葉片固廢的添加比例。
在“葉片固廢3D打印技術”的實驗過程中,研究人員通過不斷調整各種原料的配比,以及風電葉片粉碎顆粒的粒徑和級配(各級粒徑顆粒的分配情況),最終確定了滿足打印成品強度和葉片固廢消納要求的“黃金比例”,并制定出一系列適用于風電固廢3D打印的材料體系。
使用這種新型打印材料制成的成品,其力學性能、耐久性能和工作性能,均可達到常規建筑混凝土標準。通過調整風電葉片摻合料的比例,可以使打印材料的抗壓強度分別達到或接近C30、C20和C15混凝土的強度等級。
(十三)保障產業鏈供應鏈安全
主要政策點1:出臺推動能源電子產業發展的指導意見,加快電子信息技術與新能源產業融合創新
能源電子產業是電子信息產業和新能源產業融合創新的產物,是生產能源、服務能源、應用能源的電子信息技術及產品的總稱,主要包括太陽能光伏、新型儲能電池、重點終端應用、關鍵信息技術產品(光、儲、端、信)等領域。
2021年,工業和信息化部等五部委聯合印發《智能光伏產業創新發展行動計劃(2021-2025年)》(工信部聯電子〔2021〕226號),提出促進5G通信、人工智能、先進計算、工業互聯網等新一代信息技術與光伏產業融合創新,加快提升全產業鏈智能化水平,增強智能產品及系統方案供給能力等要求,持續促進我國光伏產業持續邁向全球價值鏈中高端。
2022年2月,國家發展改革委、國家能源局聯合發布《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》(發改能源〔2022〕206號)提出,推動能源電子產業高質量發展,促進信息技術及產品與清潔低碳能源融合創新,加快智能光伏創新升級。
推動能源產業和電子信息技術融合不僅有助于解決新能源發電存在的問題,還是新能源產業發展,制定行業規則、界定行業邊界、推動行業的發展的主要抓手。下一步,將繼續推動風電、光伏產業與新一代信息技術深度融合,加快實現智能制造、智能應用、智能運維、智能調度,全面提升我國光伏產業發展質量和效率。
案例4-7我國首座潮光互補型智能光伏電站并網發電
2022年5月,我國首座潮光互補型智能光伏電站——國家能源集團龍源浙江溫嶺潮光互補型智能光伏電站實現全容量并網發電,總裝機容量100兆瓦,設計布置24個發電單元,合計安裝18.5萬余塊高效單晶硅雙面組件。該電站與我國第一大潮汐發電站——龍源電力溫嶺江廈潮汐試驗電站互補,實現了光伏與潮汐協調發電的新能源綜合運用新模式。
該電站智能化、自動化程度達到國內一流水平,實現少人、無人值守。電站運用無人機巡檢技術及AI智能診斷系統,依托數字化平臺大數據分析,開展光伏發電設備的健康監測遠程診斷,提前發現設備潛在問題,預警準確率達到85%以上,實現從“人找信息”向“信息找人”的轉變,設備運維由被動變為主動,有效保障了電站經濟效益。
案例4-8天津中環新能源國家會展中心(一期)7兆瓦屋頂分布式光伏發電項目
天津中環新能源會展中心(一期)7兆瓦屋頂分布式光伏發電項目,建設運營全過程采用先進理念,滿足綠色節能要求,整體規劃應用智能光伏產品和智能光伏系統,為光伏發電系統的長期經濟高效運行奠定了堅實的基礎。項目裝機容量7.46兆瓦,設10千伏并網點1個,采取“自發自用,余電上網”模式以及合同能源管理形式。
項目將光伏系統設計、施工和運營納入到天津國展中心整體建筑規劃中,光伏系統的整體施工按照建筑工程魯班獎要求把控質量。在施工階段,使用BIM建模,對光伏發系統與其他專業施工的配合進行整體把控;在運營管理階段,將光伏系統設備運行參數等傳輸至國展智能化平臺,通過該智能平臺實現對于各模塊(包括光伏系統)的智能化監控與運維。
項目采用諸多智能光伏產品,包括疊瓦組件、組串式智能光伏逆變器等,有效提升了光伏發電量,支撐了光伏電站的智能化管理。項目運用互聯網、大數據、人工智能、5G通信等新一代信息技術,推動光伏系統從設計、集成施工到運維的全流程智能管控,具體包括智能化光伏設計系統、智能施工管理系統、智能光伏發電監控系統、智能區域集控運維中心和移動智能巡檢平臺等。
項目采用光儲充一體化技術,建設了“光儲充”一體化充電樁服務,儲能系統的引入既能為電動汽車供應綠色電能,還可以對光伏出力和能量調度起到平滑作用,改善電能質量,提升新能源發電的可預測性,提高利用率。
項目同時采用了節能、節水、節材等綜合性措施,使得會展中心的建筑節能率達到66.2%,非傳統水源利用率達到34.2%,設計建筑碳排放總量較基準建筑減少25%以上,取得了三星級綠色建筑設計標識證書。
案例4-9工業園區智能微電網示范項目
該項目將分布式光伏發電系統、鋰電池儲能系統、電動汽車充電樁系統集成后接入華自科技園區已有配電系統,以華自科技自主研發的智能微電網能量管理系統(HZ3000-MEMS)作為園區級智能微電網系統的控制核心,對微電網進行協同控制,并將相關數據上傳至自主研發的HZNet多能物聯數據中心,構成園區級智能微電網系統,實現“分布式電源自律控制、柔性負荷自治控制”。
項目依托HZ3000-MEMS智能微電網能源管理系統先進的控制策略逐步實現園區用電從傳統的“以需定供”向“以供定需”的轉變,實現光伏、儲能、充電樁、配電之間的多能流穩定性控制及多場景經濟調度,融合頻率穩定控制(AGC)、電壓穩定控制(AVC)、功率分配、削峰填谷、備用容量等功能,進一步提升園區企業用電的穩定性和可靠性。
HZNet多能物聯數據中心充分利用現代信息技術,實現電力系統各個環節互聯,對內形成“數據一個源、電網一張圖、業務一條線”,對外廣泛連接上下游資源和需求,具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的特征。以電力系統為核心都多種類型能源在物理網絡上互聯互通,充分利用互聯網思維和物聯網技術,實現橫向“電、熱、冷、氣、水”等多能互補,縱向“源網荷儲”協調優化,形成具備全面互聯、全面感知、全面智能、全面協同等特征的新型能源生態體系。同時以客戶為中心,通過多種能源統一規劃設計,多主體投資建設運營和管理、調度、服務等模式,充分實現價值增值。
主要政策點2:推動強鏈補鏈,依照新能源產業鏈分工對供應鏈上下游實施科學統籌管理。增加擴產項目信息透明度,增強設備、材料企業對產業供需變化的響應能力,防控價格異常波動,增強新能源產業鏈供應鏈韌性。
經過十幾年的發展,我國已形成涵蓋開發建設、設備制造、技術研發、檢測認證、配套服務的完整風電和光伏產業鏈。我國生產的光伏組件、風力發電機齒輪箱等關鍵零部件占全球市場份額70%。
隨著世界各國加快應對氣候變化和推進能源革命,產業上下游協調必須形成聯動才能有力推動行業的持續健康發展,這就要求產業鏈各環節以及供給側和需求側之間協調發展。近兩年我國光伏價格出現較大幅波動的原因之一就是產業鏈供應鏈未能協同發展。一方面,供應鏈擴產周期、產能彈性等不匹配,造成上下游之間的供需失衡;另一方面,企業擴產和市場實際增長匹配不足,造成一定程度供需失衡。
2022年公開發布的《“十四五”可再生能源發展規劃》,對產業鏈供應鏈發展也提出明確要求,包括“提升可再生能源產業鏈供應鏈現代化水平”“鍛造產業鏈供應鏈長板、補齊產業鏈供應鏈短板、完善產業標準認證體系”等。全球碳中和背景下,新能源產業正迎來高速發展,產業鏈供應鏈也正經歷新一輪重塑,保障新能源產業鏈供應鏈安全是確保我國新能源行業繼續保持全球領先優勢的基礎。《實施方案》有針對性地提出保障產業鏈供應鏈具體措施,增強風電、光伏產業鏈供應鏈韌性。下一步,將繼續實施強鏈補鏈,按照新能源產業鏈分工對供應鏈上下游實施科學統籌管理,推動各方在補齊產業鏈“短板”、確保供應鏈安全、規范產業發展秩序等方面做出更大貢獻。
案例4-10瓦軸集團突破多項風電軸承關鍵技術
近年來,我國風電等新能源裝機規模不斷擴大,連續多年穩居全球第一,但軸承國產化率偏低一直是制約風電高質量發展的一個主要“瓶頸”。瓦軸集團聚焦風電軸承“卡脖子”重點問題進行攻關,集中精力打造具有核心競爭力的產品,先后自主研發了一批高精度、高可靠性的風電偏航和變槳軸承、主軸軸承、齒輪箱軸承、驅動器軸承和發電機軸承,成為全球可以全系列批量生產配套風電軸承的企業之一,多項技術填補國內空白。
2021年以來,瓦軸集團為國內某風電機組制造企業自主研制并批量生產了4兆瓦級平臺風電機組單列圓錐結構主軸軸承。在此基礎上,瓦軸集團還在自主研制5兆瓦級平臺風電機組單列圓錐結構主軸軸承。此外,其自主研制的大型深溝球軸承和大型圓柱滾子軸承已配套應用于11兆瓦海上風電機組;與風電機組制造企業共同研發的國內首臺5兆瓦海上風電機組成功下線,10種規格的齒輪箱全系軸承也已完成裝機。
案例4-11光伏硅料價格大幅上漲
2020年下半年以來,光伏多晶硅價格不斷上漲。尤其是2021年上半年,僅半年時間硅料價格就從年初的7-8萬元/噸快速上漲至年中的20萬元/噸,三季度由于部分地區限電及工業硅原材料價格上漲,硅料價格再次快速拉升至26萬元/噸以上,四季度雖有所回落但仍維持在20萬元/噸以上的高位。進入2022年,由于國內外光伏市場需求仍十分旺盛,硅料始終處于供不應求狀態,硅料價格從2022年初開始再次持續上漲,2022年7月已經上漲至約30萬元/噸。據統計,晶硅料每公斤漲價10元,光伏組件成本將提高約3分錢/瓦,硅料價格的大幅上漲使得同期組件價格從1.6元/瓦反升至2.0元/瓦左右。
主要政策點3:指導地方政府做好新能源產業規劃,落實光伏產業規范條件。優化新能源產業知識產權保護環境,加大侵權懲罰力度。規范新能源產業發展秩序,遏制低水平項目盲目發展,及時糾正違反公平競爭的做法,破除地方保護主義,優化新能源企業兼并重組市場環境和審批流程。
當前,在國際經濟貿易環境日趨嚴峻、產業鏈部分環節發展不協調等因素的作用下,部分地方和企業出現了無序競爭、惡性競爭乃至不正當競爭等擾亂市場正常秩序的行為。為加強光伏行業管理,推動我國光伏產業持續健康發展,2013年工業和信息化部牽頭制定了《光伏制造行業規范條件》,2021年對此版本進行修訂形成《光伏制造行業規范條件(2021年本)》和《光伏制造行業規范公告管理暫行辦法(2021年本)》,有效規范了行業發展秩序,提高行業發展水平,引導落后產能逐步退出。2014年,工業和信息化部編制發布《關于進一步優化光伏企業兼并重組市場環境的意見》,消除了兼并重組制度性障礙,優化光伏企業兼并重組審批流程,提高光伏企業海外并購便利化水平。光伏企業通過兼并重組,逐步加快轉型升級、提高產業集中度和核心競爭力。
此外,新能源行業具有知識產權密集、行業競爭激烈、侵權易發多發等特點。而我國知識產權法律制度建立較晚,尚不成熟。下一步,將進一步加強新能源產業知識產權保護,引導產業良性競爭,促進新能源產業創新發展,努力營造高效規范、公平競爭的市場環境。
案例4-12加強知識產權保護提升國際競爭力
隨著國內光伏技術的發展,國外對于國內光伏技術的知識產權訴訟愈演愈烈,例如,韓華在美、澳、德發起的PERC專利訴訟,美國已判定專利無效,澳大利亞還在審理過程中,德國判韓華勝訴,并要求召回自2019年1月30日以來在德國銷售的涉及侵犯專利權的產品。2022年6月6日,阿特斯與Solaria公司達成和解,Solaria公司同意終止對阿特斯的訴訟,阿特斯則將在七年內停止在美國市場銷售其疊瓦太陽能組件。專利紛爭帶來的后果是直接喪失某一特定光伏市場,相比貿易壁壘/關稅影響更為巨大。
因此,亟待針對現有及未來光伏技術進行知識產權梳理,引導企業進行知識產權規避與布局,加強知識產權培訓,提升企業知識產權保護意識和能力,并開展相應的預警工作。
(十四)提高新能源產業國際化水平
主要政策點:加強新能源產業知識產權國際合作,推動計量、檢測和試驗研究能力達到世界先進水平,積極參與風電、光伏、海洋能、氫能、儲能、智慧能源及電動汽車等領域國際標準、合格評定程序的制定和修訂,提高計量和合格評定結果互認水平,提升我國標準和檢測認證機構的國際認可度和影響力。
我國光伏、風電產業的國際影響力不斷提升,國內企業“出海”步伐明顯加快。2021年,我國光伏組件出口接近1億千瓦,同比增長25.1%,光伏產品出口超過284億美元,同比增長43.9%;風電機組出口裝機326.8萬千瓦,同比增長175.2%。國際化趨勢的不斷增強,對新能源企業在國際知識產權合作、產品的標準規范制定、合格評定結果采信等方面的需求也越來越高。在行業主管部門、企業和標準化研制和管理機構的積極努力下,我國在光伏材料、光伏電池和組件、光伏發電系統等方向制定了一系列產品標準和測試標準,擴大了標準的覆蓋范圍,同時在風電國際標準制定、合格評定互認機制等方面也取得較大進展。
但總體看,我國光伏標準化工作與處于國際領先優勢的產業發展水平仍不相適應。光伏國標/行標雖然在數量上相較國際通用的IEC標準更多,但大部分實施時間早、技術指標落后,已經滯后于技術變革與光伏產業發展實際,并且部分標準缺失,尚未形成一套完善的標準體系。此外,行業發展速度較快不僅體現在技術變革上,還體現在建設新能源占比逐漸提高的新型電力系統對光伏發電的新需求上,對標準的研制范圍、數量、質量、速度都提出了更高要求。因此,需建立更為完善、更適應行業技術及產業發展的光伏產業標準體系。
在光伏檢測認證領域,我國已經涌現了一批檢測認證機構,并逐步發展壯大。但與國外先進機構相比,國內機構發展時間較短、檢測能力不強、高素質檢測人員缺乏,測試數據國際公信力有待提升,由我國檢測機構出具的電池轉換效率數據尚不能得到國外權威機構的認可。此外,在“碳中和”逐步成為全球各國共同的發展目標、圍繞能源變革領域的競爭日益激烈的形勢下,產品認證、碳足跡認證等已成為進入部分國家和地區市場的新的貿易壁壘形式。
風電領域國際化方面也存在一些障礙,具體表現為國際標準制定中制造企業參與程度不高、觀點輸出較少。在西方主導市場和西方金融機構主導投資的項目中,我國企業仍然習慣依賴國外機構的采信能力,對推動國際互認體系的決心和信心不足,不愿意承擔風險。這讓我國風電行業在面對復雜的國際貿易保護現狀時略顯弱勢。
下一步,需要行業提升整體協作意識,企業敢于主動輸出成果,積極參與風電、光伏等新能源領域國際標準制定和修訂,運用和改變游戲規則,逐步走出被動局面。同時,不斷提高我國的計量、檢測和試驗研究能力,提高計量和評定結果互認水平,并提升我國標準和檢測認證機構的國際認可度和影響力。
案例4-13中國積極參與可再生能源全球標準和認證體系建設
光伏、風電裝備國際競爭力的不斷增強,為國際知識產權合作、標準規范制定、合格評定結果采信提供了研究基礎和底氣。越來越多的中國企業和機構參與到國際標準與合格評定體系建設之中,取得顯著成效,大大增強了中國在全球可再生能源領域的話語權與影響力。
我國相關認證機構早在2012年就參與到國際電工委員會(IEC)可再生能源設備認證互認體系(IECRE)的前身組織,最終推動了該體系在2014年9月的成立。IECRE是IEC的全球可再生能源設備認證體系,旨在開發高質量的國際標準,建立和運作全球統一的可再生能源認證制度,推動認證結果在全球范圍內的廣泛采信,促進國際間貿易的便利化,實現一張證書,全球通行。IECRE證書已被全球數十個國家和地區采信,將助力中國風電、光伏產業加速“走出去”。
五、保障新能源發展合理空間需求
風電光伏等新能源的開發需要以土地為關鍵載體。與傳統能源相比,新能源能量密度較低、占地面積大。在雙碳目標要求下,新能源規模將快速擴大,土地資源已經成為制約新能源發展的重要因素。《實施方案》主要從兩個方面來保障新能源發展合理空間需求。
(十五)完善新能源項目用地管制規則
主要政策點1:在符合國土空間規劃和用途管制要求基礎上,充分利用沙漠、戈壁、荒漠等未利用地,布局建設大型風光電基地。嚴格落實生態環境分區管控要求,統籌安排大型風光電基地建設項目用地用林用草。
發展大型風光電基地應符合國土空間規劃和用途管制的要求。我國沙漠、戈壁、荒漠等未利用地面積廣大,是我國今后發展集中式大型風光電基地的主要地區。
從規劃角度分析,即使我國碳中和需要建設100億千瓦光伏,對應的占地面積大約為15萬-20萬平方公里,仍只占我國沙漠、戈壁、荒漠等地區面積的一小部分。
我國八大沙漠、四大沙地面積大約為67.41萬平方公里,這些沙漠、沙地主要分布在風光資源豐富的西北五省(區)和內蒙古自治區,盡管大多沒有植被覆蓋或植被稀疏,但根據土地屬性分類仍有相當一部分區域是草地、林地,如毛烏素沙地在國土三調中大部分顯示為草地或林地。我國戈壁面積大約65萬平方公里,主要分布在新疆、青海、甘肅、內蒙及西藏的東北部等地。戈壁是一類地面較平坦、組成物質較粗疏、氣候干旱、植被稀少的礫質、石質荒漠。戈壁上植被稀疏,以灌木、半灌木荒漠和荒漠草原為主,種屬較單純,植被覆蓋度一般僅1%—5%左右,有的甚至寸草不生。這類土地的分類屬性大部分為未利用地,部分戈壁地區植被覆蓋度可達20%—30%以上,分類屬性為草地。
對于荒漠,由于其不是土地利用現狀分類屬性,只是生態系統類型,目前并無明確的荒漠生態系統的范圍和面積。荒漠實際包含沙漠、戈壁、鹽堿地等,而且有相當一部分表現為荒漠草原的形態,在國土屬性上為草地。
《實施方案》明確規定充分利用沙漠、戈壁、荒漠等未利用地發展大型風光電基地。對于地類中標注為林地、草地的沙漠、沙地,標注為草地的部分戈壁,以及標注為草地具有荒漠草原形態的荒漠等,現階段謹慎利用,但在嚴格生態保護及監管條件基礎上可以作為大型風光基地建設的備選土地。同時,為了更好地評估利用沙漠、戈壁和荒漠建設新能源的可行性,已經有很多地區在國土三調成果及全國荒漠化沙化防治、自然保護區和林保數據的基礎上,依據風電光伏建設的要求,進行了風電光伏基地建設潛力區域調查和評估,并將相關成果納入了國土空間規劃。
案例5-14 內蒙古自治區阿拉善盟風光資源潛力評估
阿拉善盟位于內蒙古最西端,國土面積27萬平方公里,總人口26萬人,是內蒙古面積最大、人口最少的盟市。阿拉善盟是全區沙漠最多、土地沙化最嚴重的地區,境內巴丹吉林、騰格里、烏蘭布和、巴音溫都爾沙漠分布面積9.47萬平方公里,占全盟國土面積的35.11%。全盟沙化土地面積19.87萬平方公里,占全盟國土面積的73.67%,是我國沙塵暴西北路徑的主要通道和重要的策源地。
阿拉善風能、太陽能資源均屬于國家Ⅰ類資源區,年有效風速4000-6500小時左右,年日照3100-3600小時左右,太陽總輻射量約6207兆焦/平方米。阿拉善沙漠、戈壁、荒漠草原各占總面積的1/3,適宜開發利用清潔能源土地資源約9.53萬平方公里。已納入國家優先開發序列的騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠、烏蘭布和沙漠等三大沙漠中綜合條件最好的土地資源約2.44萬平方公里,可規劃布局千萬千瓦級的大規模基地20個,可開發裝機6.76億千瓦。
案例5-15 甘肅省武威市民勤縣風光資源潛力分析
甘肅省武威市民勤縣地處河西走廊東北部、石羊河流域下游,東西北三面均與內蒙古自治區接壤,被巴丹吉林和騰格里兩大沙漠包圍。全縣國土面積1.59萬平方公里,其中荒漠化和沙化土地面積占90.3%,平均海拔1400米,年均降水量113毫米,蒸發量2676毫米。
民勤風能太陽能資源豐富,年有效風能時間4851小時,可利用風能年儲量518.6千瓦時/平方米,平均風速在2.8-3.5米/秒;年平均日照時數3149小時,年均太陽輻射總量5570-6613兆焦/平方米,紅沙崗區域的光伏項目年等效利用小時數達1747小時。
民勤縣在梳理可開發風電光伏的土地類型的基礎上,嚴格避讓生態紅線及耕地等不宜建設風光電項目的土地,縣域可供發展風光電項目的潛力土地面積共4122平方公里,規劃總裝機規模7475萬千瓦,其中,光伏發電面積1244平方公里,規劃裝機規模6092萬千瓦。目前,民勤縣已建成光伏電站僅60萬千瓦,土地資源量可支撐光伏電站規模擴大100倍。
案例5-16寧夏自治區中衛市沙坡頭區沙漠光伏項目規劃
中衛市沙坡頭區國土總面積6877平方公里,區地貌類型分為沙漠、黃河沖積平原、臺地、山地和盆地五個較大的地貌單元,西北部騰格里沙漠邊緣面積約12萬公頃,屬于干旱性荒漠氣候,整體上受西風環流控制,降水稀少,氣候干燥,年降水量179.6毫米,年蒸發量高達1829.6毫米,光照資源豐富,年平均光照時間達3181小時,光伏發電前景廣闊。
中衛市沙坡頭區擬規劃利用西北部騰格里沙漠邊緣18萬畝集中連片沙漠和23萬畝荒漠化土地的3個片區,即:騰格里沙漠世界銀行貸款寧夏黃河東岸防沙治沙項目生態保護紅線外19.78萬畝天然牧草地(可用面積約12萬畝),沙漠旅游項目8萬畝預留用地以北的3.1萬畝沙地,25.7萬畝沙地范圍內2.7萬畝荒漠化土地,總占地面積約17.8萬畝土地發展草光互補光伏基地,規劃打造集防沙治沙、生態修復、光伏發電、旅游于一體的“光伏+治沙+生態修復”示范項目。
主要政策點2:建立自然資源、生態環境、能源主管部門等相關單位的協同機制。將新能源項目的空間信息按規定納入國土空間規劃“一張圖”。
當前,新能源項目土地供應與建設資格信息不對稱是項目落地難的重要原因。能源企業經申請批復(核準、備案)程序,獲得了項目建設資格,但受生態紅線、土地類型、地形地貌等限制無法獲取用地審批或用地面積不足,導致新能源項目建設資格獲批與土地供應的矛盾和不匹配時有發生,客觀上影響了新能源項目建設的落地效率,增加項目成本并延長開發周期。為了實現新能源建設與生態保護、修復的協同發展,迫切需要建立自然資源、生態環境、能源主管部門等相關單位的協同機制,做到新能源項目建設與土地供應相協調,在嚴格生態保護的基礎上,加快新能源項目的落地。
近年來,有關部門先后出臺了一系列關于風電光伏項目用地的政策。自然資源部于2020年11月頒布了《國土空間調查、規劃、用途管制用地用海分類指南(試行)》,為進一步規范和管理風電光伏發電產業用地提供了地類認定的基礎。同時,自然資源管理部門加快推進國土空間規劃“一張圖”,以國土三調土地類型及其面積為基礎,建立覆蓋國家、省、地、縣四級國土調查數據庫的全國統一國土空間基礎信息平臺,推進政府部門之間的數據共享以及政府與社會之間的信息交互。《實施方案》明確將新能源項目的空間信息按規定納入國土空間規劃“一張圖”,有助于解決新能源開發的土地問題。依據國土三調數據,對適宜建設新能源的土地資源進行總量評估和規劃選址,各級地方政府可以據此開展新能源發展規劃,也有利于風電和光伏項目開發公司選址和和進行各項準備,有效提升風電光伏項目的土地手續辦理效率。
案例5-17 礦業權信息與風電產業用地信息的協同性有待解決
某市三個50萬千瓦的風電項目在選址階段多次遇到挑戰。第一次選址為未利用地,在確定土地使用權的過程中了解到附近的天文觀測基地的建設規劃邊界設定的保護區為半徑50公里。保護區內需進行嚴格的光污染管制,而風機頂部需要安裝航空器安全警示燈。這導致規劃中的某新能源綜合園區內近838平方公里無法開展新能源項目建設,于是重新選址。
第二次選址仍然在未利用土地上。在辦理手續的過程中,當地油田公司提出這三個項目選址壓覆某兩處探礦權和采礦權。由于該油田公司大部分礦業權直接由自然資源部批準,地方各級自然資源部門無法掌握該油田礦業權分布情況。只能在具體辦理土地使用權的時候,油田公司通過總部得到有關信息,然后核實該風光電選址與油田礦產壓覆權土地是否重疊。目前確認,兩處探礦權與規劃中的風電選址重疊面積為51.93平方公里,一處采礦權與規劃中的風電選址重疊面積為93.3平方公里。
目前這三個風電場址不得不進行局部選址調整。礦業權壓覆問題及其占用土地的規劃信息的溝通大大延緩了項目進展,增大了項目成本,還可能造成已經規劃設計好的新能源項目無法實施的風險。就礦業權建立自然資源、生態環境、能源主管部門等相關單位的協同機制顯得越來越重要。
主要政策點3:地方政府要嚴格依法征收土地使用稅費,不得超出法律規定征收費用。
此前,一些地方政府在風電、光伏開發過程中存在土地稅費征收不合理的情況。一是各省、市對土地使用稅、耕地占用稅征收范圍不明確不統一,稅費征收歸口部門不明確。比如城鎮土地使用稅、耕地占用稅征收范圍不明確,一些項目實際占用更多的是林地、草地,支付植被恢復費的同時也要繳納耕地占用稅。又如部分地方的新能源用地在三調數據中界定為國有未利用地中的其他草地的類型,地方政府稅務部門對風電、光伏項目既按照國有未利用土地繳納土地使用稅,又征收耕地占有稅。此外,地方自由裁量權大,很多項目在并網或運行若干年后,還存在地方稅局等事后加收土地稅的情況,增大項目運營成本,影響項目收益。二是征收標準差異大,不同區域同類項目繳稅額差距很大。比如:對于光伏電站用地,縣城、建制鎮、工礦區征收土地使用稅的標準是每平方米0.6-12元,相差20倍,以光伏電站每10兆瓦占地13-17萬平方米來算,每年需交納7.8-204萬元。不合理的稅費會顯著增加企業開發風電光伏的稅費負擔,抑制企業投資開發新能源的積極性。
當前,風電、光伏項目開發的主導權主要落在地方政府層面。按照《實施方案》的要求,各地方政府要嚴格依法征收土地使用稅費,不得超出法律規定征收費用,比如部分地區征收的不合理的資源費、鄉村振興費、捐贈費等。下一步,各地還可按照“就低不就高”的原則,明確城鎮土地使用稅和耕地占用稅征收范圍和標準,并嚴格按照標準征收。對于利用國有未利用地開發新能源項目的,可適當減少土地使用費用。
案例5-18 第三批某領跑基地一度違背不征收城鎮土地使用稅承諾
2017年西南某地市政府在申報第三批光伏領跑基地時,明確承諾了當地光伏領跑者基地涉及的全部土地屬于不征收城鎮土地使用稅的范圍。但是在企業優選前夕即2018年2月,該省政府發布《關于進一步明確城鎮土地使用稅征收范圍的通知》,根據該通知的要求,當地兩個領跑者基地也被納入城鎮土地使用稅征收范圍內。
針對該地明顯違背申報承諾的行為,主管部門于3月中旬下發正式通知,明確“在確認領跑基地是否按省政府相關文件征收城鎮土地使用稅政策、明確能否落實基地申報相關承諾之前,暫停基地的企業競爭優選等工作,相關申報材料依法依規予以封存”。直到該省政府于3月下旬正式發文暫緩執行前述文件,省市政府糾正了光伏發電領跑基地征收城鎮土地使用稅等有關問題后,主管部門才重新啟動基地企業競爭優選工作。
案例5-19 西南某地光伏招標土地稅費名目繁多
2021年,西南某地發布了光伏基地競爭配置方案,方案中除了項目開發企業需繳納200元/畝/年的土地租賃費用這一正常要求外,還在招標中明確提出了名目繁多的土地稅費標準。其中,在建設期需按照全部占地面積一次性繳納耕地占用稅、草原植被恢復費,在項目建設運行期以200元/畝/年標準繳納草地補償費,另外還要繳納安置補助費和水土保持費,如果按照20萬千瓦光伏電站占地6000畝計算,該項目僅土地稅費合計將超過1.5億元,提高項目開發成本20%以上。此外,該項目在土地稅費之外,還明確要求項目開發企業按照項目實際發電量,向當地繳納生態修復費,以0.03元/千瓦時為標準按年繳納,連續繳納20年。一系列名目繁多的費用極大提高了項目開發成本。
(十六)提高國土空間資源利用效率
主要政策點1:新建新能源項目要嚴格執行土地使用標準,不得突破標準控制,鼓勵推廣應用節地技術和節地模式,用地節約集約化程度必須達到國內同行業先進水平。
我國陸地土地資源較為緊張,人地矛盾突出,尤其是中東部地區,土地資源更加緊張,新能源項目更應在節約集約利用土地資源上下足功夫。即使在西部人煙稀少、面積廣闊的沙漠、戈壁和荒漠地區,也要節約集約利用土地,最大限度地發揮土地資源的效益。
風電是高效節地的可再生能源發電技術形式。當前風電普遍使用的是圓錐塔筒,其地下基礎部分深埋至少2米,不會影響耕種,露出地面的承臺部分占地不到100平方米。目前,單機容量為5兆瓦及以上的風電機組正成為我國陸上風電市場的主流機型。據此計算,開發1億千瓦風電裝機需安裝2萬臺機組,占地200萬平方米,即約3000畝。
各種新的節地技術不斷涌現,進一步減少了風電占用的土地面積。如被列入《節地技術和節地模式推薦目錄(第三批)》的“預應力構架式風電塔節地技術”,該結構底部采用四個小型基礎,單個露出面積不足1.5平方米,總占地面積只有6平方米。塔架下面空間非常寬闊,可以行駛拖拉機和收割機,不影響機械化耕種或其他用途。采用這種塔架技術,使用5兆瓦機組開發1億千瓦風電裝機需用地12萬平方米(即180畝),僅相當于十幾個足球場的大小。
2016年,原國土資源部印發了《光伏發電站工程項目用地控制指標》(國土資規〔2015〕11號),標準的頒布實施,規范了光伏發電站工程建設項目用地審批和土地供應,促進了光伏發電站工程項目節約集約利用土地資源。光伏行業以各種技術進步和管理創新積極探索各類節地技術和模式。通過采用先進工藝和技術裝備實現電力設備的高架或深埋,充分利用未利用地和地下空間,減少光伏場站對土地的占用和對植被的破壞。光伏螺旋樁技術顯著減少了光伏場站施工對植被的擾動和對土地的占用。大跨度柔性支架等技術使得陡坡地、污水處理廠的大跨度水池等過去難以利用的土地得以安裝光伏,并顯著減少了樁基面積。
案例5-20 臺山市通威現代漁業產業園二期100兆瓦光伏發電項目采用柔性支架大幅節約土地
廣東省江門市臺山市的通威漁光一體現代漁業產業園二期100兆瓦光伏發電項目采用柔性支架技術,平均每兆瓦用地僅13畝。
該項目位于臺山市汶村鎮沖口村,現為魚蝦混養養殖池塘,本項目利用項目地現有水面資源,采用漁光一體模式進行綜合開發,將光伏電站與養殖業相結合,在魚塘上建設光伏電站,形成“上可發電,下可養殖”的發電模式。此復合型方式用地,通過柔性支架大跨度、高凈空的技術優勢,有效節約土地,提高土地利用率。每兆瓦光伏用地“漁光一體”光伏電站整個區域面積合計占地約1302畝,平均每兆瓦用地僅13畝。本項目若采用傳統固定支架方式,以15度傾角,雙面雙玻440瓦的組件,裝機容量僅能達到71兆瓦。柔性支架方案比傳統固定支架方案節地達29%。
該光伏電站通過采用柔性支架方案,具有高凈空、大跨距的優勢,可以跨越塘埂。系統由25個方陣組成,每個方陣容量3.59~4.06兆瓦,組件選用雙面雙玻640瓦的組件。系統共使用錨樁1300根、端樁650根、中樁2700根、箱變平臺樁150根、高低壓橋架樁100根。基礎埋深約5.5米(相對于自然地面)。支撐樁頂標高出地面約2.5米,同一組支架單元,樁左右間距為1.576米,前后排支架單元樁間距為3.08米。該項目的柔性方案大大提高了國土資源高效復合利用效率。
主要政策點2:優化調整近岸風電場布局,鼓勵發展深遠海風電項目;規范設置登陸電纜管廊,最大程度減少對岸線的占用和影響。鼓勵“風光漁”融合發展,切實提高風電、光伏發電項目海域資源利用效率。
海洋為風電發展提供了廣闊的土地資源。海上風電是優化沿海地區電力生產與消費格局的主要途徑,也是推動我國沿海地區經濟社會綠色低碳轉型發展提供重要支撐。高質量發展海上風電要求在海上風電開發建設過程中進一步減少對岸線用海的占用和影響,優化電纜廊道布置、提高用地用海節約集約程度的重要性越來越凸顯。
據中國氣象局評估,我國海上風能資源技術可開發潛力超過35億千瓦。截至2021年底,我國海上風電裝機容量達到2639萬千瓦,僅占技術可開發量的0.7%,未來我國海上風電仍擁有巨大的發展潛力。目前我國海上風電的絕大多數裝機位于近海海域,而另據統計,我國水深大于50米的深遠海風資源占比超過60%,深遠海風電的發展更具潛力。隨著近海風電開發經驗日益成熟,高質量、低成本的近海風電資源逐漸得以開發,積極探索深遠海風電開發技術與模式,已經成為未來我國海上風電規模化發展的必由之路。未來幾年,海上風電項目將不斷向深遠海發展,離岸距離從50公里發展到100多公里,水深從40~50米發展到80~100米。
規模化開發海上風電成為一條切實可行的發展之路。為進一步集約用海,充分利用海上風電資源,一方面風電項目開發應保持一定的規模,通過加強統籌規劃,堅持集中連片開發,單體項目規模應不低于100萬千瓦。通過規模化整合資源,采用高電壓、集中送出技術,大兆瓦機組、大直徑海纜等先進設備,從整體考慮統一規劃,優化風場布置,降低單位千瓦資源占用率。提高資源整體利用率,進一步提高用海用地的節約集約程度并減少海上風電項目建設對海洋資源及海岸線的占用和影響。另一方面,通過大力發展大兆瓦風電整機技術,逐步提高海上風電機組的單機容量,可大幅減少相同裝機容量下所需的機位點數量,從而在減少用海面積和節約海上風電資源同時,進一步提高發電量與運維效率,降低海上風電開發成本。同時,鼓勵各地依托資源與區位優勢,探索“海上風電+光伏+海洋牧場”、“海上風電+光伏+海上油氣平臺”等多產業融合發展,形成產業互補,產生多重價值,實現海洋資源的高效集約化利用。
案例5-21 提高國土資源利用效率實現海上風電規模開發
海上風電是風電產業技術制高點,也是最適宜規模化、集約化開發的領域。積極推進海上風電規模化開發,不僅有利于快速推進技術進步,而且可有效節約海域及岸線資源。三峽陽江海上風電場位于廣東省陽江市沙扒鎮南面海域,總裝機容量170萬千瓦,共布置269臺海上風力發電機組,建設3座海上升壓站,采用7回220千伏海纜接入1座陸上集控中心。該項目是我國首個并網投產的百萬千瓦級海上風電場。
項目通過集中規模化開發,采用整體規劃和整體送出模式,使用大容量風機及海上升壓站、大直徑海底電纜、大集控運維集中管理,不斷優化風機布局及海纜路由。相較于分期常規建設項目,共約減少40臺風機基礎、2座海上升壓站和3回220千伏海纜,不僅降低了建設成本,而且節約了用海面積。僅風機基礎、海上升壓站和海纜路由就可節約用海面積232公頃,極大程度減少對海岸線及海洋資源的占用。五期項目采用共建一個陸上集控中心的方式,最大程度地集約化使用土地,提高了土地利用率,單一集控中心相較于分期常規建設單期項目陸上集控中心節約用地40畝。
拓展閱讀:
《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》案例解讀(第二、三章)