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社会环境效益凸显
风能、太阳能之所以能够成为全面替代传统化石能源的最佳解决方案,关键在于其利用过程的绿色、清洁,环境效益自然就成为发展风电、光伏产业的核心功用之一。
《协同效益》报告显示,风电和光伏发电的环境效益显著。报告以燃煤发电为参照物,包括生产和运输、发电、温室气体排放等在内,测算出其2015 年的环境外部成本约为0.159元/ 千瓦时。由于煤电的环境外部成本即风电、光伏发电的外部环境收益,这也意味着,2015年风光发电的外部环境效益已经高于2016 年河北张家口和承德、湖南、广东对风电的补贴强度。
基于特定的电力系统发展情景预设,到2020 年,这一效益将约为0.096 元/ 千瓦时,2030 年则约为0.3 元/ 千瓦时。按到2030 年并网风电、光伏年发电量分别达到9802 亿千瓦时、5400 亿千瓦时计算,两者的发电环境效益分别约为2940 亿元、1620 亿元。总额远超2016年我国燃煤发电企业在脱硫、脱硝及除尘补贴上获得的国家补贴总额——1100亿元。
值得强调的是,有声音质疑可再生能源补贴的合理性。从以上数据可以看出,在燃煤发电的外部环境成本没有完全内部化的情况下,补贴确切地说应该是对可再生能源环境经济效益的补偿,它能够有效纠正市场失灵,使其可以与传统发电技术在公平环境中竞争。同时,风电与光伏发电都具有通过研发、技术外溢以及“干中学”实现成本下降的潜力,前二者可以归为技术创新的推动,而后者可以归为市场的拉动。但在初期阶段,如果没有足够的市场容量,成本下降过程就不会启动,很难形成足够、有市场竞争力的规模。因此,成本下降潜力的释放需要借助额外的政策。补贴只是克服行业在这一阶段中技术锁定效应、提高风电和光伏发电市场份额的政策手段。上述报告结合风电、光伏发电的成本下降趋势,给出了确定的结论——发展风光发电是2020 年后全社会有效率的选择,即补贴水平将不断下降,直至随着技术的持续进步而最终变得不再必要。
此外,风电和光伏发电在扶贫、节水、促进社会公平等方面也发挥出了积极的作用。目前,光伏发电已经是偏远地区实现电力供应的最经济手段。2013 年—2015 年,国家共安排投资247.8 亿元用于实施无电地区电网延伸和可再生能源供电工程建设。其中,安排电网投资计划206.8亿元,为154.5 万无电人口通电;安排光伏独立供电工程建设投资计划41 亿元,共建成光伏独立电站670 余座、光伏户用系统35 万余套,为118.5 万无电人口通电。相比电网延伸,独立光伏用总投资中的16.5% 资金解决了43.4%无电人口的用电问题。人均投资上,在独立光伏上每投资3460 元即可解决一人的用电问题,而投资电网却需要13385 元,是前者的3.87 倍。
并且中国的煤炭资源和水资源多呈逆向分布。煤炭的开采、洗选和发电都高度耗水。过度取水给当地的生态环境和人体健康造成了巨大危害。与此相比,风光发电的用水量要小得多。从全生命周期考虑,风电和光伏发一兆瓦时的电力,将比燃煤发电分别节约用水2.76立方米和1.63 立方米。据此计算,风电和光伏发电的节水量将分别从2015 年的5.11亿立方米、0.62亿立方米增长到2030 年的27.05亿立方米、8.8亿立方米,节约的水资源相当于2 亿人全年的用水需求。
考虑到我国的特殊地域特征和燃煤机组分布,该效益在缺水地区将更加显著。其中,在水资源压力极高的西北和华北地区,2030 年风光发电的节水量可以达到10亿立方米和8亿立方米。
此外,风光发电目前已经成为促进能源行业主体多元化的最重要力量。化石能源行业的准入门槛高,基本控制在国有企业手中。风光发电则为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。
从风电累计装机来看,中央“五大”发电集团仍然占据着主要的份额,占比超过52%,其他央企紧随其后。民企的份额依然较少,但也高于地方国企。就光伏产业而言,国有企业和民营企业则各占半壁江山,民营企业累计并网容量达到1962 万千瓦,占比47.7%。能源行业主体的多元化,有效提高了全社会的参与度,打破了少数大企业的垄断,实现能源的经济化和能源服务需求的差异化。众多中小企业的出现和活跃也有利于促进商业模式创新和技术进步。
独立光伏的发展还打破了传统电力生产和消费分离的模式。用户在市场中的定位已经由简单的用能者变为动态产消合一者。光伏发电、风电的突出特点是适合分布式开发。用户生产的电力可以自用,多余上网,夜间从电网购电。它可以应用在工业厂房、公共建筑、居民屋顶上。其中,光伏的分布式特点更明显。这种电力生产的准入门槛比传统能源生产低很多,任何普通人都可以成为生产者。这无疑可以增加居民的收入,并降低用电成本,德国的情况也很好地佐证了这一点。德国国际合作机构(GIZ)能源项目负责人Sandra Retzer 表示,在德国,可再生能源开发为大约160 万人提供了额外收入,或者是减少了用电开支。“从这一点来讲,可再生能源带来的多元效应是非常具体的,贴近于上百万德国人的日常生活。”
从目前的投资结构来看,虽然相当一部分投资依然来自于国有资本,但风光发电的特点决定了其是未来能源民主的基础,这将对能源系统的演进产生重大而深远的影响。
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