碳中和模式下新能源“風光無限”，“光儲充”一體化迎來風口

在碳中和這出大戲中，以風電、光伏為主的可再生能源以及“光伏•儲能•充電”一體化能源生產(chǎn)利用形式具有無限廣闊的前景。

隨著全球脫碳趨勢愈加明確，已經(jīng)有許多國家給出了碳中和承諾。例如，中國2060年、美國2050年、日本2050年、韓國2050年、南非2050年、德國2050年實現(xiàn)碳中和。

自中國提出碳達峰與碳中和目標之后，大規(guī)模開發(fā)利用可再生能源、提升能源利用效率和深度減排成為了能源行業(yè)發(fā)展的基本方向。

2020年12月12日，在聯(lián)合國氣候雄心峰會上，我國首次明確提出碳達峰具體目標：2030年中國單位GDP碳排放相比2005年下降65%以上，非化石能源裝機比重達25%左右，2030年光伏風電總裝機1200GW以上。

可以說實現(xiàn)碳中和、優(yōu)先發(fā)展非化石能源，已經(jīng)成為我國能源發(fā)展頂層設(shè)計的一部分。

根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)公布的數(shù)據(jù)，化石燃料燃燒和工業(yè)過程的二氧化碳排放占比80%以上。其中，電力行業(yè)占比31%、交通行業(yè)占比25%、工業(yè)占比21%，為排放量前三的部門?？梢婋娏π袠I(yè)脫碳工作是首要任務(wù)。

從能源供給側(cè)來看，能源結(jié)構(gòu)的清潔化將是實現(xiàn)碳達峰、碳中和的主要路徑。也就是說，可再生能源將是中國能源清潔轉(zhuǎn)型的主角，在碳中和這出大戲中，以風電、光伏為主的可再生能源以及“光伏•儲能•充電”一體化發(fā)展無疑是重中之重，具有無限廣闊的前景。

風電、光伏成為非化石能源發(fā)展主力

2021年是風電和光伏實現(xiàn)全面平價的首年，由于風電、光伏行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點多、體量大，其技術(shù)迭代和規(guī)?；?yīng)仍然有較大增長潛力。長期來看，光伏和風電受碳中和政策的影響，將共同成為我國非化石能源發(fā)展的主力。

根據(jù)氣候雄心大會的目標，到2030年，中國風電、光伏發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。說明風電光伏未來十年還需至少實現(xiàn)6.7億千瓦的增長。按照當前行業(yè)企業(yè)預測，2030年實際裝機將會大幅高于這一目標。

1.光伏行業(yè)實現(xiàn)國際領(lǐng)先

在國家長期政策引導和市場扶持的驅(qū)動下，光伏經(jīng)過十幾年的發(fā)展已經(jīng)成為我國在能源行業(yè)可參與國際競爭，并且有希望達到戰(zhàn)略復興的新興產(chǎn)業(yè)。目前我國光伏產(chǎn)業(yè)在制造業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、應(yīng)用市場拓展、產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)等方面均位居全球前列。

“十三五”期間光伏行業(yè)得到持續(xù)發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，2016-2020年，全國光伏累計新增裝機約2.07億千瓦。2020年，全國光伏裝機容量2.53億千瓦，同比增長24.1%，比上年同期增長6.7個百分點。

目前，我國光伏新增裝機已經(jīng)連續(xù)7年位居全球首位，累計裝機連續(xù)5年位居全球首位。我國光伏行業(yè)已經(jīng)基本實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化，供應(yīng)鏈基本自主可控。其中，多晶硅產(chǎn)量連續(xù)9年位居世界首位，光伏組件產(chǎn)量連續(xù)13年位居全球首位，此外，逆變器、玻璃、膠膜、支架基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，并已實現(xiàn)出口。(數(shù)據(jù)來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會)

中國光伏行業(yè)協(xié)會則預測，“十四五”期間，國內(nèi)年均光伏新增裝機規(guī)模一般預計是7000萬千瓦，樂觀預計是9000萬千瓦。

2.風電穩(wěn)步發(fā)展

“十三五”期間我國風電穩(wěn)步發(fā)展，數(shù)據(jù)顯示，2016-2020年，全國風電累計新增裝機1.38億千瓦。截至2020年底，全國風電裝機容量2.81億千瓦，同比增長34.6%，比上年同期提高20.6個百分點。2020年，風電光伏不僅實現(xiàn)大幅增長，而且經(jīng)歷了新一輪的搶裝潮。搶裝大潮之下，煤電在電源裝機結(jié)構(gòu)中的占比下降3.9個百分點，首次降至一半以下;風電、光伏占比分別提高3.1、2.3個百分點，合計占比近四分之一。

隨著碳中和目標的提出，風電與光伏進一步得到政策收益。展望未來風電行業(yè)具備了快速發(fā)展的有利條件。

首先，我國部分地區(qū)風能資源豐富，具備較強的競爭力。根據(jù)Wood Mackenzie統(tǒng)計，目前國內(nèi)風電基地正在建設(shè)和規(guī)劃的項目超過25個，總?cè)萘砍^100GW。其中規(guī)模較大的地區(qū)包括內(nèi)蒙古(44GW以上)、新疆(10.7GW)、河北(10GW以上)。

其次，近兩年隨著各地棄風限電問題的改善，2020年，新疆、甘肅等地區(qū)解除了風電紅色預警，目前全國已無風電紅色預警地區(qū)。隨著限電風電的逐漸消除，未來風電裝機還將進一步復蘇。

在經(jīng)歷搶裝周期帶來的價格上漲后，風機價格理性回落。根據(jù)金風科技數(shù)據(jù)，2020年9月，國內(nèi)風機招標中2.5S級別機組投標均價為3400元/kW，3S級別機組投標均價3250元/kW。風機系統(tǒng)成本的下降也為未來高增長打下基礎(chǔ)。

電力央企加速風光建設(shè)

2016-2019年，九大電力央企的風電和光伏累計新增裝機為81GW，其中風電裝機為46.5GW，光伏裝機為34.5GW。

九大電力央企集團2016-2019風電和光伏新增裝機情況(GW，%)

資料來源：各集團社會責任報告和可持續(xù)發(fā)展報告，財信證券

電力央企2016-2019年風光新增裝機占比(GW，%)

資料來源：wind，財信證券

數(shù)據(jù)顯示，中廣核和國家電投在風光裝機上處于領(lǐng)先地位。華能、三峽、大唐、中廣核、華潤、華電、國家電投、國能集團和中核集團2016-2019年的風光累計新增裝機容量分別為7.71、5.93、7.30、16.96、5.07、4.18、23.79、5.40和4.62GW，占各集團全部累計新增裝機容量的34.81%、38.49%、42.83%、58.12%、8.96%、22.84%、54.45%、35.16%和29.57%，中廣核和國家電投在風光裝機的發(fā)展明顯領(lǐng)先。

與此同時，電力央企集團的風光裝機在2020年開始明顯提速。根據(jù)華能、國家電投、三峽、中廣核和國能集團最新公布的數(shù)據(jù)，2020年其新增新能源裝機分別為10GW、21.86GW、5GW、4GW和5.21GW。華能2020年的新增裝機量超過了2016-2019年的4年累積新增裝機量，國家電投、三峽和國能集團2020年的新增裝機量也幾乎接近各自2016-2019年的4年累積新增裝機量。

尤其是國家電投，2016-2019年的累計風光新增裝機已經(jīng)大幅領(lǐng)先其他電力央企集團，2020年的裝機更是明顯提速，截止到2020年底，國家電投光伏累計裝機規(guī)模已達29.612GW，光伏、風電新能源裝機總規(guī)模達到60.49GW，風光裝機總量繼續(xù)保持在電力央企集團中的領(lǐng)先地位。

預計“十四五”期間，九大電力央企的風光新增裝機目標將達到500GW以上;如按“十四五”年均新增風光裝機120GW、5年累積新增600GW的預計，九大電力央企的風光新增裝機將占全國目標的86.17%。

儲能迎來爆發(fā)期

可再生能源發(fā)電先天具有間歇性和波動性特征，以提高可再生能源發(fā)電占比的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型勢必會導致電力系統(tǒng)面臨安全問題。例如，風力發(fā)電受風能資源的影響，風能的不穩(wěn)定造成了風電的間歇性和波動性。另外，光伏受太陽光的影響，在不同時段會出現(xiàn)光照和發(fā)電的隨機性，這些都給電網(wǎng)穩(wěn)定運行提出了新的挑戰(zhàn)。

而儲能有望成為解決可再生能源消納的最終方案。在間歇性可再生能源發(fā)電比例提升的背景下，配置儲能電站，不僅可以降低棄風棄光率，更重要的是可以平抑新能源波動，并參與系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻，增強電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

“光儲充”發(fā)力

目前我國已經(jīng)成為世界最大的電動汽車市場，相比于電動車的快速發(fā)展，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度緩慢，導致存在巨大的充電樁缺口。而新能源發(fā)電和電動車快速發(fā)展為“光伏+儲能+充電”一體化發(fā)展提供了良好的機遇。

據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)計，2020 年我國全年新能源汽車銷量達到136.7萬輛，同比增長10.9%。截至2020年底，我國新能源汽車保有量約為 492 萬輛。與此同時，截至2020年底我國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計達到168.1萬臺，其中公共充電樁為80.7萬臺，公共充電設(shè)施車樁比約為 6：1。

在電動汽車和充電樁發(fā)展不平衡的情況下，光儲充系統(tǒng)解決上述問題的一種理想方案，光儲充一體化電站能夠利用儲能系統(tǒng)在夜間進行儲能，在充電高峰期通過儲能電站和電網(wǎng)一同為充電站供電，既實現(xiàn)了削峰填谷，又能節(jié)省配電增容費用，同時能有效解決新能源發(fā)電間歇性和不穩(wěn)定等問題。

政策方面，工信部發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》明確提出，鼓勵“光儲充放”(分布式光伏發(fā)電—儲能系統(tǒng)—充放電)多功能綜合一體站建設(shè)，未來光儲充一體化充電站模式有望推廣。據(jù)民生證券研究院測算，預計 2021-2025 年光儲充一體化的儲能系統(tǒng)需求約 6.8 GWh，其中 2025 年儲能系統(tǒng)需求約 3.62GWh;長期看來，預計 2030 年儲能系統(tǒng)需求約 44.8GWh。

除了中央政策之外，2020年江蘇、福建、浙江、湖北、陜西等多個省市地區(qū)出臺了鼓勵配套儲能的相關(guān)政策。

江蘇省在《關(guān)于進一步促進新能源并網(wǎng)消納有關(guān)意見的通知》中，明確鼓勵新能源發(fā)電企業(yè)配置一定比例的儲能設(shè)施，支持儲能項目參與電力輔助服務(wù)市場，推動儲能系統(tǒng)與新能源協(xié)調(diào)運行。

福建省在《“電動福建”建設(shè)三年行動計劃(2020-2022年)》中提出，鼓勵風力、光伏電站等配備儲能設(shè)備，提升電能質(zhì)量，推進一批風光儲一體化、光儲充一體化和儲能電站項目建設(shè)，大力推動儲能商業(yè)化應(yīng)用。

2020-2030國內(nèi)光儲充一體化儲能需求測算

來源：民生證券研究院整理

隨著中央和地方政府的層層推進，各省光儲充一體化項目正在快速落地。

1.福州建成首個“光儲充檢”一體化智能超級快充站

2020年，福州建成首個“光儲充檢”一體化智能超級快充站。該項目位于馬尾物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中心的“光儲充檢”一體化智能超級快充站?？斐湔境伺鋫涑潆姌逗凸╇娮儔浩?，還有一個占地面積15平方米的儲能柜，這個儲能柜相當于新能源汽車充電寶，用電谷時存儲490度電，可以用于8輛車充電，從而降低充電站運營成本，接下來這里還要建設(shè)一排光伏板，利用太陽能發(fā)電。

作為光儲充一體化戰(zhàn)略共建的成果，該智能快充站集成了光伏發(fā)電、大容量儲能、超級快充樁、智慧能源管理云平臺等多項先進技術(shù)，能實現(xiàn)光伏能源接入、削峰填谷、谷電利用、后備供電、電網(wǎng)擴容、新能源汽車快速充電及檢測等功能。

2.國家電投杭州安吉長虹光儲充一體化綜合智慧能源項目落地

2020年12月15日，國家電投浙江分公司首個綜合智慧能源項目——杭州公司安吉長虹光儲充一體化綜合智慧能源項目正式投產(chǎn)運營。

該項目實現(xiàn)了光伏發(fā)電、儲能及充電樁的微電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用，光伏發(fā)電優(yōu)先給充電樁使用，同時余電傳輸至儲能系統(tǒng)進行儲存，在光伏出力不足時進行放電，實現(xiàn)自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，還可參與電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)，提高儲能經(jīng)濟效益。也可以在夜間儲能，在充電高峰期通過儲能系統(tǒng)和城市電網(wǎng)一起為充電站供電，既給電動汽車提供了綠色電能，又可實現(xiàn)削峰填谷功能，具有良好的社會效益。

結(jié) 語

千里之行，始于足下。“十四五”時期作為未來40年碳中和之路的開端，大力發(fā)展風電、光伏、儲能為一體的光儲充能源生產(chǎn)和利用形式，將在我國實現(xiàn)碳中和目標以及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮巨大的作用。

(張學坤 冉澤)