从技术空白到产业化规模发展——记改革开放40年可再生能源发展成就
谢长军1，冯洋2，苟慧智3
(1.原中国国电集团公司党组成员、副总经理;2.山东龙源风力发电有限公司海上项目开发部主任;3.国家能源集团公司党组办公室(董事会办公室)政策研究处处长)
40年来，可再生能源产业在法律和政策的有力支持下，从一个无人问津的空白领域，发展成为全国积极倡导的战略新兴产业，成为我国加强生态文明建设、打好污染防治攻坚战的一项重要举措。40年来，我国加强技术创新，坚持“走出去”和“引进来”，风电设备容量从千瓦级到兆瓦级，实现设备全面国产化，风电开发从“三北”地区到内陆山地等低风速区域，从陆地到海上，光伏开发从西北光资源大省扩展到全国各地，不断开拓新的发展领域。40年来，可再生能源产业从星星之火走上大规模发展之路，2017年底中国累计风电装机1.64亿千瓦，光伏装机1.3亿千瓦，均稳居全球第一。40年来，中国可再生能源以风电、光伏为重点，兼顾地热、潮汐、生物质等多种形式，形成了全面发展的可再生能源开发格局。
法律政策引领可再生能源发展进入“黄金时代”
1986年，马兰风电场在山东荣成并网发电，装机容量165千瓦，安装3台55千瓦机组。这是全国首座并网发电的风电场，揭开了我国可再生能源开发建设的大幕。从165千瓦到1.64亿千瓦，我国风电产业发展经历了三个阶段。
第一个阶段是改革开放头十年，就是试验研究、示范先行，可以称为“青铜时代”。这一时期，可再生能源没有技术基础，没有相关政策扶持，也没有商业化风电场。我国在引进国外风电机组的同时，积极推进自主研制工作，处在风电设备研制的起步阶段。
第二个阶段是20世纪末到2006年，就是商业开发、积累能量，可以称为“白银时代”。经过10年蹒跚学步，我国风电事业进入了新的发展阶段。1995年，原电力工业部提出到2000年风电装机达到100万千瓦的目标，出台了电网允许风电场就近上网、全额收购风电场上网电量、对高于电网平均电价部分实行全网分摊的鼓励政策。这是中国第一个风电发展规划，也是第一个鼓励发展风电的政策。从1989年到2006年的10多年间，风电产业已经有了一定的技术积累和开发经验，出现了鼓励风电发展的政策雏形，出现了商业化开发、公司化运作的崭新体制。
第三个阶段从2006年1月1日《可再生能源法》正式实施开始，风电产业进入了大范围开发、规模发展的“黄金时代”。《可再生能源法》确立了可再生能源的法律地位、基本制度和政策框架，明确了政府和社会在可再生能源开发利用方面的责任和义务，加之可再生能源发电全额收购制度(2009年修订版完善为全额保障性收购制度)的出台，对风电产业的崛起和可持续健康发展起到了至关重要的引领和推动作用。此后，2006年我国确立可再生能源电费费用分摊制度，征收可再生能源电价附加，由全社会共同承担，保证了风电在售电侧的平等价格;2008年出台税收政策，对风电机组关键零部件、原材料进口关税实行先征后退，风电企业享受所得税三免三减半的优惠，进一步优化投资条件;2009年确立分类阶梯电价政策，解决了招标电价和审批电价的不确定性问题。
借助法律和政策东风，风电发展犹如雨后春笋。2006年到2017年的11年间，风电装机容量年平均增长率达46%，2017年底装机容量1.64亿千瓦，是2005年底的129倍。目前，风电场遍布于全国31个省(区、市)，其中“三北”地区1.11亿千瓦，占全国风电总装机容量的67.8%，华东地区、西南地区、中南地区分别占比15.6%、8.7%、7.7%。按照当前发展趋势，风电将提前完成2020年2.1亿千瓦的发展规划。
与风电相比较，光伏发电的发展经历了更加漫长的积累期。1984年，我国第一座离网光伏电站在甘肃省兰州市榆中县园子岔乡诞生，装机10千瓦，满足了乡村36户居民的用电需求。经过21年的技术积累，到2005年8月，中国第一座并网光伏电站在西藏羊八井正式投产发电，装机100千瓦。《可再生能源法》实施以后，光伏产业也逐步迎来了发展的“黄金时代”。特别是2013年国家确立分类光伏标杆电价政策，进一步加快了光伏发电开发进程。光伏发电装机从2006年底的8万千瓦增长到2017年底的1.3亿千瓦，年均接近翻倍增长，已提前完成2020年1.1亿千瓦的发展规划。
技术进步推进设备制造国产化
改革开放初期，我国风机制造技术几乎是一片空白。1984年，国家计委启动我国首台国产风机设计制造，单机容量只有55千瓦。经过10个年头的漫长技术攻关，1993年4月，我国生产出第一台国产200千瓦机组。这两台试验机组都在福建平潭并网。到1999年底，我国投运风电机组594台、26.2万千瓦，其中国产机组只有29台、0.84万千瓦，容量只占全国的3.2%，平均单机容量不到300千瓦，并且这些国产机组并没有真正大批量生产。进口风机的垄断，居高不下的机组采购价格，导致中国风电产业化发展举步维艰。
1999年，新疆风能公司通过引进、消化国外大型风机先进技术，研制出600千瓦风电机组，国产化率达到90%以上，并投入达坂城1号风电场运行，主要经济指标达到国际90年代先进水平，为此后国产化风电机组的规模化生产奠定了基础。
经过多年的探索实践，进入21世纪，风机设备制造产业终于完成了由风机整机进口到关键零部件进口，再到关键零部件自主研发的快速升级。2006年以后，曾经在中国风电市场一统天下的国际知名风机制造商，纷纷加大在中国的投资力度，丹麦的维斯塔斯、西班牙的歌美飒公司、美国的GE公司、西班牙的EHN公司分别在天津、沈阳、南通建厂。同时，华锐、金风、联合动力、远景、明阳等一大批本土风机制造企业迅速崛起壮大。2007年新增风电装机中，国产设备占比已达到55.9%，首次超过外资设备;到了2009年，国产化率已达85%以上，1500千瓦、2000千瓦机组基本实现国产化，取代进口机组成为国内主流机型。
2010年以后，国产陆上2000千瓦以上、海上4000千瓦等多种机型先后问世，并大批量生产投入市场，满足了中国风电快速增长的需求。在2017年中国新增风电装机中，本土设备占比超过90%。风机设备国产化进程带来了机组采购价格的迅速下降，从2006年的6000元/千瓦，下降到今天的3000多元/千瓦，为我国风电规模化发展提供了技术保障。
与此同时，光伏设备国产化也在加速之中。2005年以前，中国多晶硅生产几乎完全依赖进口。凭借在半导体设备制造领域丰富的技术积累，我国在光伏设备制造领域很快实现突破。经过多年发展，国产设备技术能力已经达到世界领先水平，目前已基本实现国产化。本土光伏设备不仅满足了国内大规模开发的需求，同时广泛出口海外，我国已成为世界第一大光伏设备生产国。2017年我国多晶硅产量24.2万吨，电池片产量6800万千瓦，组件产量7600万千瓦，产业各环节生产规模全球占比均超过50%。
大基地建设促进规模化产业化发展
以一曲《达坂城的姑娘》蜚声海内外的达坂城，也是全国风资源条件和风电建设条件最好的地区之一。1994年底，达坂城风电场装机容量超过1万千瓦，成为我国首座万千瓦级风电场。但是，初期的达坂城风电场仍带有强烈的试验性质。当时，风电场建设主要依靠国外赠款和贷款，而且风电机组单位千瓦造价高达13000元，0.533元/千瓦时的审批电价无法支撑项目盈利。
风电场规模化开发建设成为实现风电产业化的关键。为此，进入21世纪以后，我国启动风电特许权项目招标，规划大型风电基地建设。2003年，在第一批风电特许权招标中，华睿投资集团和广东粤电集团分别中标江苏如东一期10万千瓦项目和广东惠来10万千瓦项目。但真正打响特许权项目“第一枪”的却是龙源电力。2004年，在第二批特许权项目招标中，龙源电力以0.519元/千瓦时的价格成功中标江苏如东(二期)15万千瓦项目。该项目于2006年10月实现首台风机并网，2007年底全部投产发电，成为全国投产的首座大型特许权风电项目。
此后几年，国家相继启动多次特许权招标，龙源、华能、国华、中电投、中广核等公司纷纷参与特许权项目角逐，江苏如东，吉林通榆，内蒙古巴音、辉腾锡勒，河北承德等多座10万千瓦以上的大型风电场相继开建，风电开发逐步由“游击队”向“正规军”转变。风电场在规模化开发过程中，土地开发、电网架设、配套设施的集约化利用带来了建设成本的下降，有力推动了大型风电基地的开发建设。风电大规模开发也促进了广大业主的投资热情，除了国有大型电力能源企业之外，地方国资企业、各类民营企业和风机制造企业等纷纷进入风电领域，投资风电的主体呈现多元化发展。
2008年，国家发展改革委提出在内蒙古、新疆、甘肃、河北、江苏和吉林建设6个千万千瓦级风电基地的目标，进一步加快风电发展速度，风电产业在短时间内迅速向规模化、产业化发展。2005年，我国风电装机为127万千瓦，2006年达到254万千瓦，2008年突破1000万千瓦，2009年突破2000万千瓦，2010年突破4000万千瓦，先后超越丹麦、德国和美国，成为世界第一风电大国，创造了风电发展史上的中国速度。截至2017年底，新疆、甘肃、蒙东、蒙西、河北、山东、宁夏、云南、山西9个地区风电装机容量超过或接近千万千瓦。
“十一五”后期，光伏产业也逐步进入大规模开发进程。2007年以前，我国光伏产业还处于示范阶段，2006年全国光伏发电装机仅8万千瓦。2009年以后，两期特许权招标大大加快了集中式光伏电站开发进程，“金太阳”和“光电建筑”工程推动了分布式光伏市场。2009年到2012年，我国光伏装机连续4年同比增长超过100%，其中2010年和2011年超过200%。“十二五”以来，光伏产业继续保持高速增长势头，近5年来装机容量平均增长率达到82%，其中2017年一年新增5306万千瓦，超过2016年以前的装机容量总和。今天，我国已成为世界光伏第一大国。
其他可再生能源也分别取得了突破。截至2017年底，全国共有30个省(区、市)投产了747个生物质发电项目，发电装机达到1476万千瓦。全国最大地热电站装机容量2.728万千瓦，位于我国西藏羊八井地区;全国唯一的潮汐电站——温岭江厦潮汐试验电站位于浙江温岭，总装机容量4100千瓦，这两个电站目前还在运行中。地热和潮汐发电在我国尚处于探索阶段，为可再生能源资源全面综合利用起到了积极的示范作用。
转型发展开拓新兴蓝海市场
“十一五”期间，风电、光伏发电等可再生能源产业在蓬勃发展的同时，也遭遇了瓶颈。在风资源条件最好的“三北”地区，由于装机规模的快速增长，电源与电网建设速度不匹配等多重原因，局部地区消纳和送出出现困难。2010年以后，“三北”地区弃风、弃光问题开始显现，项目核准难度加大，经济效益出现下滑。
面对限电困局，风电产业开发重点开始向中、东、南部地区转移。与“三北”地区相比，内陆低风速、山区高海拔地区风资源条件、风电场建设条件相对较差。能否开拓新的风电市场，决定了风电产业未来的可持续发展能力。
2008年底，全国首座山区高海拔风电场——华能云南大风坝4.8万千瓦风电场投产发电。2011年5月，全国首座大型内陆低风速风电场——龙源安徽来安20万千瓦风电场投产发电。这两座风电场的成功建设，对中国山区高海拔和内陆低风速省份的风能资源开发利用具有重大的示范和引领作用。
随着风机制造产业技术升级，机组向大型化、智能化方向发展，大叶片、高塔筒技术的应用，使得更大范围的风资源具备了可开发价值。“十二五”以来，安徽、江苏、山东、山西、湖北、湖南等低风速地区，云南、贵州、广西、陕西等山区，加上东南沿海地区，逐步取代“三北”地区成为风电开发的主战场。这些地区送出条件好、电价水平高，不限电或少限电，项目效益水平较高，保障了风电产业规模与效益的同步增长。
与此同时，风电产业开始进军海上。2009年9月，龙源如东海上(潮间带)试验风电场首批两台1500千瓦风力发电机组并网发电，实现全球潮间带风电零的突破。2010年9月，该风电场16台机组、3万千瓦全部投产发电，为8个厂家的9种机型提供了试验平台。同年6月，上海东海大桥10万千瓦海上风电项目投产发电。
海上风电施工技术也随之突破，龙源电力作为我国风电开发的先行者，这次再次成为引领者。通过学习和借鉴欧洲先进施工技术，及时改进施工工艺，龙源电力创新并成功掌握了大直径单桩基础等海上风电核心施工技术，大大提高了海上风电基础施工效率。同时，远景能源、上海电气、重庆海装等风机制造商分别研制出4000千瓦、5000千瓦等大容量机组。施工技术的进步和适用机型的推出，使海上风电规模化发展成为了可能。
“十三五”以来，我国海上风电产业规模化发展进程逐步加快。截至2017年底，我国海上风电投产容量达278万千瓦，仅次于英国和德国排在世界第三位。目前，江苏、福建、广东、山东、河北等沿海各省均制定了海上风电发展规划。到2020年底，预计中国海上风电装机将达到500万～600万千瓦，超额完成国家发展规划。
同样得益于设备制造技术水平的不断进步，10年来光伏发电造价下降了90%。2018年，光伏组件价格降至2500～2800元/千瓦，大型集中式光伏发电项目整体造价降至6000元/千瓦以下。近年来，光伏发电从青海、内蒙古、西藏等光照资源大省扩展到中、东部十多个省区。截至2017年底，我国投产集中式光伏10059万千瓦，分布式光伏2966万千瓦，实现了集中式与分散式并举发展。
结束语
改革开放40年间，可再生能源产业的蓬勃发展，为我国经济协调健康发展作出突出贡献。可再生能源产业已经成为内蒙古、新疆、黑龙江、甘肃、青海等风、光资源大省的支柱性产业之一，在拉动经济、就业和贡献税收方面发挥了重要作用。另外，可再生能源的替代作用日益显现。我国已对外庄严承诺，2020年我国非化石能源占一次能源消费比重达到15%、2030年达到20%。2017年我国非水可再生能源发电量达5055亿千瓦时，占全国发电量的比重达到7.85%。清洁能源消费比重的持续增加，将继续为建设美丽中国作出重大和历史性贡献。
预计未来一段时期，国家限制煤电、支持可再生能源发展的政策不会改变。水电资源总量存在制约，开发成本也不断攀升;福岛核事故后，核电建设受到整体社会氛围制约，发展存在不确定性;生物质、潮汐、地热等发电形式由于资源、成本、技术限制等多方面原因，发展规模暂时不会有大的突破。风电是技术最成熟、发电效率最高的非水可再生能源，分散式风电是另一个重要的发展方向，未来风电产业将是我国低碳发展的主力军。光伏发电开发成本下降较快，分布式光伏形式灵活，光伏发电在我国能源转型中也将发挥更大的作用。在更加远期的未来，随着开发成本下降和储能技术成熟，可再生能源将由替代电源逐步转变为主力电源。乐观预计，在2030年左右，可再生能源发电成本将全面低于化石能源，届时清洁能源消费将成为人类完全自发的选择。 (来源:能源研究俱乐部 作者:谢长军等)
