由于資源稟賦的特點加上價格優(yōu)勢，煤炭一直是我國主要能源消費，2015年煤炭占中國一次能源消費的64.0%，而美國和歐盟均不到20%。實現(xiàn)我國清潔和可持續(xù)發(fā)展需要在經(jīng)濟可承受的范圍內(nèi)，盡可能減少煤炭消費，“去煤化”已成為清潔轉(zhuǎn)型的重要方面。
2015年我國的能源結(jié)構(gòu)中煤炭占64.0%、石油占18.1%、天然氣占5.9%，其他清潔能源占12%。這里的其他清潔能源主要包括水電(8.5%)、核電(1.4%)、風電(1.6%)、太陽能(0.5%)等。從歷史數(shù)據(jù)分析，石油和水電比例已經(jīng)趨于穩(wěn)定。2005年之后石油占比基本穩(wěn)定在17%~18%;水電2005~2012年間發(fā)展很快，占比增長比較迅速，從2005年的5.6%增長到2012年的8.1%，但2012~2015年間占比已穩(wěn)定在8.1%~8.5%。受制于能源安全和水電資源條件的限制，未來石油和水電所占的比例難有大的提高，應(yīng)該基本穩(wěn)定，兩者占比之和大致在26.5%。
那么，除水電外，其他清潔能源品種需要多大規(guī)模才能滿足經(jīng)濟社會所需要的能源供應(yīng)，同時替代煤炭呢?扣除水電后，目前“去煤化”將起填補作用的是其他僅占9.4%的清潔能源品種，包括天然氣、核電、風電、太陽能等，可以說是煤炭與這些清潔能源之間此消彼長的過程。簡單匡算，將煤炭替代掉1%，即使能源需求零增長，這些清潔能源也需要增長10%才能滿足能源平衡;如果能源需求年增長1%，就要求年均增長20%左右。當然，隨著時間推移，清潔能源占比的逐步提升會使實際需要的增速略小于上述匡算的值。
目前煤炭提供了近75%的電力，而清潔能源的主要利用方式就是發(fā)電，中國清潔轉(zhuǎn)型將對“十三五”電力結(jié)構(gòu)造成很大影響。根據(jù)政府規(guī)劃，到2020年非化石能源占一次能源的比例將達到15%，在2015年基礎(chǔ)上提高3%。在霧霾治理背景下，天然氣占比從目前的不到6%提高為2020年的8%，但天然氣進入發(fā)電的比例應(yīng)該很小。
假定“十三五”能源需求和電力需求增長接近零，而政府又將強力滿足非化石能源占一次能源的比例15%這一規(guī)劃要求，那么，2020年非化石能源裝機量將可能增加到水電3.8億千瓦、核電5300萬千瓦、風電2億千瓦、太陽能1億千瓦，另外還有少量的生物質(zhì)能等。相對于2015年的裝機量，核電、風電和太陽能年均增速分別為15.2%、10.8%和18.4%。以目前的增速，這個比例的可能性較高。就是說，在低能源和電力需求背景下，煤電的利用小時將進一步大幅下降，面臨產(chǎn)能更加過剩的局面，所以停批緩建的政策還有必要。
“十三五”期間清潔能源增長將導致電力結(jié)構(gòu)中火電(主要是煤電)的占比被進一步壓縮，但其影響幅度很大程度上取決于能源電力需求增速。做一個比較合理的假定，如果電力需求增速年均3%，能源平均增長為1%，那么2020年火電發(fā)電量占比將下降到67.6%左右，而2015年這一比例為73%。在電力結(jié)構(gòu)中的占比將分別為水電19.5%、核電5.4%、風電5.3%、太陽能2.2%。
如果“十三五”期間的某個點能源電力需求大幅反彈，比如說能源需求增速回到2%，電力需求增速升至5%，這種較高的能源電力需求可能對電力結(jié)構(gòu)造成更大的沖擊，但火電發(fā)電量在電力結(jié)構(gòu)中的比例下降將大幅減緩，火電發(fā)電量絕對量大幅上升，因為清潔能源占比很小，難以應(yīng)對能源電力的大幅增長。
“十三五”規(guī)劃綱要要求未來五年中國經(jīng)濟年均增長保持在6.5%以上。中國過去30年一次能源消費量增長和GDP增長的比值(即能源彈性)約為0.6比1，電力為1比1。能源電力彈性會偏離，一般來說經(jīng)濟差時，能源電力彈性較小;經(jīng)濟好或者反彈恢復時，能源電力彈性較大。近兩年能源彈性下降很快，一方面有去庫存因素的影響，另一方面是由于中國的能源電力消費高度集中于重工業(yè)，重工業(yè)產(chǎn)量下降對能源電力消費影響很大，但對GDP影響很小。
目前國內(nèi)清潔能源發(fā)展和布局上依然相對粗放，電源、電網(wǎng)和用電負荷不配套的現(xiàn)象較為嚴重，導致“棄風棄光棄水”和限電的比例較高，不僅影響了投資經(jīng)濟性，也造成資源浪費。加上經(jīng)濟發(fā)展放緩，電網(wǎng)企業(yè)和地方政府在保障清潔能源電力上網(wǎng)方面的積極性可能受影響，加劇了電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的難度。
如何解決這一問題?大規(guī)模發(fā)展風電和太陽能的最大瓶頸是對電網(wǎng)的影響，因為其發(fā)電過程具有間歇性和不可預(yù)測性。目前主要的市場問題和調(diào)峰方式都面臨諸多問題，限制了風電和太陽能大規(guī)模應(yīng)用的積極性。風電和太陽能發(fā)電側(cè)成本下降明顯，電網(wǎng)側(cè)成本將成為風電和太陽能大規(guī)模利用的主要限制因素。電池儲能技術(shù)和分布式電源，可能是解決清潔能源發(fā)電不穩(wěn)定性的最有效方案，所以清潔能源的發(fā)展?jié)摿υ诤艽蟪潭壬先Q于儲能技術(shù)在量級和成本上的進一步突破。因此，要實現(xiàn)清潔能源發(fā)展，有必要將儲能設(shè)備(特別是電池儲能)的技術(shù)突破作為一項重點來實施。
另一方面，由于中國清潔能源和市場逆向分布，清潔能源電網(wǎng)配套外送通道建設(shè)，開展區(qū)域間能源供需協(xié)調(diào)互補試點，將有利于解決區(qū)域窩電而導致的“棄水棄風棄光”問題。但真正解決這個問題，則需要鼓勵分布式(微網(wǎng)加儲能)發(fā)展就地消納。政策上，需加快完善和實施可再生能源配額制，制定考核體系并通過獎懲等激勵措施，為配額制提供制度保障。同時結(jié)合綠色證書交易機制，通過行政手段和經(jīng)濟激勵，促使相關(guān)配額義務(wù)主體履行責任。
