新能源与可再生能源的发展趋势

（一）新能源和可再生能源的定义与分类

1.定义

新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能(原子能)。

我国法律对于可再生能源已经有了明确的定义，《可再生能源法》第二条规定，“本法所称可再生能源，是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。”

通过上述定义可知，“新能源”与“可再生能源”在内涵释义上既有交叉部分又有互不相容之处，所以，在中国学术界，学者们对其范围的界定存在较大争议，故一般统称为“新能源和可再生能源”。

2.新能源和可再生能源的主要类型

为避免疑义，本书中对于新能源和可再生能源的界定主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等能源类型；新能源则主要指太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等常见的非水可再生能源。核能虽然也属于新能源的范畴，但由于核能的特殊性，通常不纳入新能源和可再生能源的管理体系。比如国家能源局有专门的新能源和可再生能源司，负责指导协调新能源、可再生能源和农村能源发展，而核能则由专门的核电司负责管理。

风能资源是一种清洁的可再生能源，是指由太阳辐射地球表面受热不均，引起大气层受热不均匀，从而使空气沿着水平方向运动，空气流动所形成的动能。风能是太阳能的一种转化形式。据国家气象部门有关资料显示，我国陆地可开发利用的风能资源主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北地区。此外，我国海上风能资源也很丰富。

太阳能是可被人类直接利用的太阳辐射能，是一种清洁、可再生能源。太阳能的利用方式主要有：光伏(太阳能电池)发电系统，将太阳能直接转换为电能；太阳能聚热系统，利用太阳的热能产生电能；被动式太阳房；太阳能取暖和制冷。

生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。生物质是用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的、可以生长的有机物质通称为生物质，它包括植物、动物和微生物。

地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变，还有一小部分能量来自太阳，大约占总的地热能的5%，表面地热能大部分来自太阳。地热能可以用来发电，除此之外，直接利用地热水进行建筑供暖、发展温室农业和温泉旅游等利用途径也得到较快发展。

海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。涨潮和落潮之间所负载的能量被称为潮汐能；潮汐和风又形成了海洋波浪，从而产生波浪能；太阳照射在海洋表面形成温差，从而形成温差能。

（二）新能源和可再生能源的发展现状与趋势

1.发展现状

根据全球可再生能源权威平台——REN21发布的《Renewables 2019 global status report》显示，2018年，全球可再生能源技术市场相对稳定，新增装机181GW，其中，占比最大的光伏发电新增装机约100GW，占可再生能源新增装机的55%，其次是风力发电51GW(28%)和水力发电20GW(11%)。总体而言，可再生能源装机容量已增长到世界总装机容量的33%以上。

2018年，世界可再生能源总装机容量为2 378GW(包含水力发电)，其中，各类型可再生能源的装机容量分别为：生物质发电130GW、地热能13.3GW、水力发电1 132GW、海洋能发电0.5GW、光伏发电505GW、聚光太阳能5.5GW、风力发电591GW。

2018年，水力发电量占可再生能源发电量的60%左右，其次是风力发电(21%)、光伏发电(9%)和生物质发电(8%)。整体而言，2018年底可再生能源发电量供应全球约26.2%的电能产量。

(1)风力发电

2018年，全球风力发电市场仍然相当稳定，全球风电新增装机容量约为51.5GW(包括近47GW的陆上装机容量和4.5GW的海上装机容量)，相比2017年下降了约4%。这是连续第五年风电新增装机容量超过50GW，但也是继2015年高峰之后的第三年下降。2018年新增的风电装机容量增加了9%，总装机容量达到591GW，包含约568.4GW的陆上装机容量和22.6GW的海上装机容量。

(2)光伏发电

2018年，全球光伏发电装机容量实现增长，新增装机容量首次超过100GW，总装机容量达到505GW。而在十年前，全球光伏发电总装机容量仅为15GW。尽管光伏发电装机容量增速明显回落，但已经成为世界上增长最快的能源技术，并在越来越多的国家拥有GW规模的市场。新增的光伏发电装机容量中，排名前十的国家分别是：中国(45GW)、印度(10.8GW)、美国(10.6GW)、日本(6.5GW)、澳大利亚(3.8GW)、德国(3GW)、墨西哥(2.7GW)、韩国(2GW)、土耳其(1.6GW)和荷兰(1.3GW)。

(3)聚光太阳能发电

2018年新增聚光太阳能发电(CSP)装机容量550MW，以中国和摩洛哥为首的CSP产能增量达到了11%，全球总装机容量约5.5GW。截至2018年底，在建的CSP项目分布在非洲、亚洲、中东和南美洲的10个国家达到了2GW左右，其中大部分在阿拉伯联合酋长国(0.7GW)和中国(略高于0.5GW)。

(4)水力发电

2018年，全球水电装机容量新增约20GW，总装机容量达1 132GW，水力发电总量约为4 210TW·h。全球水电装机容量排在前十的国家和装机容量占比分别为：中国(28%)、巴西(9%)、加拿大(7%)、美国(7%)、俄罗斯联邦(4%)、印度(4%)、挪威(3%)、土耳其(3%)、日本(2%)和法国(2%)，这十个国家的水电装机容量之和占全球总装机容量的2/3以上。另外，世界上的其他国家和地区合计占比为31%。

(5)生物质发电

2018年，全球生物质发电装机容量增加到130GW，发电量也增加到581TW·h。欧盟仍是全球最大的生物质发电区域，2018年发电量增长了6%；中国的生物质发电量增量最快，增长了14%左右；亚洲的其他地区增长约16%；而北美的增长速度基本保持稳定。

(6)地热能发电

2018年，全球新增地热能装机容量0.5GW，总装机容量达到13.3GW，地热能发电总量为89.3TW·h。其中，土耳其(42%)和印度尼西亚(27%)在新装机容量中的占比居前，约占新增装机容量的2/3，其他新增地热发电的主要国家分别是美国(11%)、冰岛(9%)、新西兰(5%)、克罗地亚(3%)、菲律宾(2%)和肯尼亚(2%)。

(7)海洋能发电

海洋能发电在可再生能源发电中所占比例最小，大多数海洋能发电项目侧重于规模相对较小的示范项目和不到1MW的试点项目。2018年，新增的海洋能发电装机容量约2MW，总装机容量约532MW。两次潮汐拦蓄作用占总数的90%以上，发展活动遍布世界各地，但主要集中在欧洲，特别是苏格兰海岸，2018年在那里部署了大量的潮汐涡轮机。海洋能能源的资源潜力空间很大，但尽管经过几十年的发展努力，在很大程度上仍未得到大规模的开发利用。(www.xing528.com)

2.发展趋势

(1)新能源和可再生能源地位逐步提升

新能源和可再生能源是未来全球能源转型的主要方向。世界能源改革的主要方向有优化能源配置和促进可持续发展；大力推进绿色低碳天然气消费和生产；培育和加强多能源互补体系整合优化和“互联网+智能能源”项目。虽然新能源和可再生能源对整个能源行业的影响还不大，但在电力领域，可再生能源已经开始对现有的经济和能源体系秩序产生深刻的颠覆性影响。国际能源署(IEA)报告预测，新能源和可再生能源将持续增长，其主要的领域集中在太阳能发电和风力发电，并对水力发电产生实质性的补充作用。同时，到2022年，可再生能源的持续增长将有可能拿下全球电力市场的30%，发电装机容量增加总量可达920GW，增速逾40%。^[10]

(2)新能源和可再生能源技术成本逐渐降低

可再生能源技术成本将大幅降低，能源系统占比大幅增加。世界能源理事会(WEC)估测，未来可再生能源中，风能和太阳能将呈现持续增长态势。随着可再生能源技术水平的提高，尤其是风能及太阳能利用技术和发电效率的提高，预计到2060年可再生能源发电成本将下降70%，同时风电和光伏发电占比将至少达到25%～39%。届时，大型储能技术将被广泛应用，进而可以应对波动性的分布式能源发展。彭博新能源财经预计，2016—2040年，全球可再生能源领域将吸引投资7.8万亿美元，从而使光伏发电和陆上风电的平均化成本比2015年分别下降41%和60%。^[11]

(3)新能源和可再生能源消费占比将快速上升

根据国际能源署(IEA)2016年的预测数据显示，到2021年可再生能源在全球能源消费结构中的占比将增至42%，与此同时，可再生能源发电在电力能源中的占比将达到28%(2015年为23%)。^[12]根据BP预测，到2035年，可再生能源(包含生物燃料)在能源整体消费量的占比将从目前的3%上升到8%。^[13]国际能源署预计，到2040年，可再生能源发电将占总发电量的37%，在这之中，几乎一半电力来自风能、太阳能，并且大多数新能源和可再生能源发电不依赖任何补贴也极具竞争力。其中，供热和交通领域的新增潜力最大。

(4)新能源与可再生能源国际合作日益增多

未来，新能源和可再生能源的发展需要国际合作、持续的经济增长和持续的技术创新。向绿色、低碳和清洁能源过渡是世界上所有国家和地区的一个极其重要的目标。然而，在实现能源转型的过程中大力发展可再生能源，世界各地的国家和地区将面临一系列的问题，如国际政治和经济形势的动荡，美国页岩油/页岩气生产波动，新兴经济体的经济发展和能源消耗的增加和可再生能源的发展所面临的挑战等。这些矛盾和问题不是一个国家、一个地区能够解决的。实现新能源和可再生能源国际合作，一方面可以突破投资或融资下降的瓶颈，另一方面可以实现技术创新和资源要素的优化配置，从而进一步优化原始能源结构，实现可持续发展。

（三）近年来我国风电、光伏行业的发展情况

近年来，我国风电、光伏行业发展迅猛。中国电力企业联合会(以下简称中电联)发布的数据显示，2019年，我国电力供需结构持续向绿色低碳转型，非化石能源发电装机和发电量均保持较快增长。其中，并网风电和光伏发电分别较上年提高了10.9%和26.5%。截至2019年底，我国全口径非化石能源发电装机容量为8.4kW，比上年增长8.7%，占总装机容量的比重为41.9%，比上年底提高1.1个百分点。分类型看，水电3.6亿k W、核电4 874万k W、并网风电2.1亿k W、并网光伏发电2.0亿k W、火电11.9亿k W。

中电联预计，2020年底全国发电装机容量将达到21.3亿kW，增长6%左右；非化石能源发电装机合计9.3亿kW左右，占总装机容量比重上升至43.6%，比2019年底提高1.7个百分点左右。^[14]

1.风电行业的发展情况

截至目前，我国风电行业经历了两轮高速发展时期。第一阶段是从2005年开始，到2010年结束。之后经历了两年的调整，从2013年年中开始，我国风电行业摆脱下滑趋势，在行业环境得到有效净化的形势下，开始新一轮有质量的增长，并在2015年创新高，随后受前期抢装透支需求的影响，2016年、2017年连续两年装机下滑，但2017年降幅趋缓。在新的电价下调、截止时间临近导致“小抢装”“三北”地区弃风限电改善恢复投资、分散式风电崛起、海上风电发展等多因素驱动下，2018年开始新增装机重回增长。^[15]2019年，全国新增并网风电装机容量为2 574万k W，比上年多投产447万k W。^[16]

2.光伏行业的发展情况

我国太阳能光伏行业虽起步较晚，但发展迅速，尤其是2013年以来，在国家及各地区的政策驱动下，太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。据国家能源局统计数据显示，2017年，我国光伏发电新增装机容量为53.06GW，创历史新高。2018年，受光伏“531新政”影响，国内市场快速下滑、产品价格快速下降、企业盈利能力持续位于低位，行业发展热度骤降。各地光伏发电新增项目减少，全年新增装机容量为44.26GW，同比下降16.6%。^[17]2019年，全国光伏发电新增并网装机容量为26.81GW^[18](见图1-5)。同时，受政策影响，行业逐步由过去的粗放式增长、追求规模向精细化发展、追求质量转变。

图1-5　2013—2019年中国光伏发电新增并网装机容量统计情况

据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2013年，全国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW，截至2019年底，全国光伏发电累计装机已达到204.68GW^[19](见图1-6)。

图1-6　2013—2019年中国光伏发电累计装机容量统计情况

中国光伏发电量持续提升。据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国光伏发电量增长迅速。2013年，全国光伏发电量仅为90亿kW·h，到2018年，全国光伏发电量达到1 775亿kW·h，同比增长50%；平均利用小时数1 115小时，同比增加37小时。截至2019年9月底，全国光伏发电量已达到1 715亿kW·h(见图1-7)。

图1-7　2013—2019年前三季度中国光伏发电量统计情况

3.风电与光伏发电结构性增长空间较大

同其他类型可再生能源利用水平相比，目前我国风电与光伏发电规模仍低于水力发电。截至2019年9月底，全国可再生能源发电量达14 371亿k W·h，同比增长约11%。其中，水电8 938亿kW·h，同比增长7.9%，占总体的62.2%；风电2 914亿kW·h，同比增长8.9%，占总体的20.3%；光伏发电1 715亿kW·h，同比增长28.1%，占总体的11.9%；生物质发电804亿k W·h，同比增长19.4%，占总体的5.6%。^[20]同其他新能源或可再生能源相比，风电与光伏发电仍有较大的发展空间。

4.风电与光伏发电消纳好转，但补贴拖欠仍然严重

随着我国风电、光伏等新能源电力装机的迅速增长，各类电源之间、电源与电网之间的矛盾愈加突出。部分地区电源结构失衡，系统调峰能力不足，影响新能源消纳；部分地区尤其是“三北”地区本地用电需求增长放缓，消纳市场总量不足，导致电源装机过剩问题突出；部分地区电网发展滞后，新能源送出和跨省跨区消纳受限；再加上风电、光伏发电的电价高、发电不稳定的特点，使得电网企业对于风电和光伏发电的接受度普遍不高。因此，从2010年开始的相当长一段时间内，风电、光伏发电的消纳矛盾十分突出，“弃风、弃光”成为新能源行业发展的老大难问题。严重的时候，甘肃、新疆等地区的弃风、弃光率甚至超过30%，对于新能源行业的发展造成了很大的阻碍。

2017年，国家发展改革委、国家能源局下发《解决弃水弃风弃光问题实施方案》，要求各地区和有关单位高度重视可再生能源电力消纳工作，采取有效措施提高可再生能源利用水平，推动解决弃水弃风弃光问题取得实际成效。随后，2018年底国家发展改革委、国家能源局印发《清洁能源消纳行动计划(2018—2020年)》，明确提出：2018年，清洁能源消纳取得显著成效；2019年，确保全国弃风率低于10%(力争控制在8%左右)，弃光率低于5%；到2020年，基本解决清洁能源消纳问题。在政府的强力推动和电网、发电等各类主体的共同努力下，“弃风、弃光”问题持续改善。2019年5月10日，《国家发展改革委国家能源局关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》(发改能源〔2019〕807号)发布，为进一步有效解决风电、光伏等可再生能源发电消纳问题提供了更加系统的方案。

为促进可再生能源的开发利用，国家对于风电、光伏等可再生能源给予电价补助，并先后出台了多项政策措施。按照国家发展改革委的有关规定，地面光伏电站和陆上风电的标杆上网电价=当地燃煤机组标杆上网电价+国家可再生能源发展基金补贴。目前，国家已经先后公布了七批纳入可再生能源电价附加资金补助目录的项目。据财政部统计，自2012年第一批项目列入可再生能源电价附加资金补助目录开始到2019年为止，财政部累计安排补贴资金超过4 500亿元。但是，由来已久的可再生能源补贴拖欠已经给风电和光伏投资企业带来了巨额的“应收账款”，使得整个行业不堪重负。根据有关专家的估计，如果中国现行的可再生能源固定电价政策不变，那么到2020年，中国可再生能源补贴缺口将从2016年的500亿元增至2 000亿元。因此，要实现风电、光伏等可再生能源行业的健康发展，一方面要通过降低成本等途径加快电价补贴退坡的速度、实现平价上网，另一方面也要努力解决长期存在的巨额补贴拖欠问题。