可再生能源的大規(guī)模開發(fā)利用是中國能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的核心內(nèi)容。長期來看，中國的電力需求仍將繼續(xù)增長，但是自2012年以來，電力消費(fèi)進(jìn)入中低速增長時(shí)期，增速顯著下降，為中國電力行業(yè)乃至整個(gè)能源系統(tǒng)清潔低碳轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了歷史契機(jī)。近年來，電力供應(yīng)趨于多元化，火力發(fā)電日益清潔化，可再生能源所占比重增加趨勢明顯。2017年可再生能源已占中國電力行業(yè)總裝機(jī)容量的36.6%，總發(fā)電量的26.4%。根據(jù)《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016-2030）》，到2030年，包含核能和可再生能源在內(nèi)的非化石能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重將力爭達(dá)到50%。可再生能源電力也將從滿足新增電力需求，逐漸過渡到替代現(xiàn)存化石能源機(jī)組發(fā)電，有望在2030年前后成為主力電源。
       近年來可再生能源占每年新增裝機(jī)容量的比重逐漸增加。2017年，可再生能源發(fā)電新增裝機(jī)（含大中型水電）占電力行業(yè)新增裝機(jī)的比重達(dá)到三分之二。這是自2013年可再生能源發(fā)電新增裝機(jī)占比過半后，創(chuàng)下的又一新記錄。太陽能發(fā)電新增裝機(jī)容量為5306萬千瓦，占全球新增太陽能發(fā)電裝機(jī)的一半以上。并網(wǎng)風(fēng)電新增裝機(jī)為1503萬千瓦，約為全球新增裝機(jī)的四分之一。此外，還新增水電和生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)1287萬千瓦和274萬千瓦。從圖1可見，中國電力行業(yè)新增裝機(jī)增速維持在較高的水平，電源結(jié)構(gòu)低碳化的趨勢明顯。

圖1 1980-2017年中國發(fā)電裝機(jī)容量構(gòu)成及增速（數(shù)據(jù)來源：中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)，國家能源局）
       從電源領(lǐng)域投資來看，可再生能源發(fā)電投資替代火力發(fā)電的趨勢更為明顯，其所占比重增加的速度也更快。2017年電源領(lǐng)域內(nèi)投資共計(jì)7654億元，其中85%的投資（6519億元）都流向了可再生能源發(fā)電（見圖2）。即使不計(jì)入大中型水電，2017年可再生能源（不含大中型水電）發(fā)電投資占比也高達(dá)77%。分種類來看， 2017年，風(fēng)電和太陽能發(fā)電占電源領(lǐng)域投資的比例分別為18%和48%。在可再生能源投資不斷增長的同時(shí)，火電投資自2005年以來已呈顯著減少趨勢。此外，常規(guī)水電開發(fā)在“十二五”后期已呈現(xiàn)飽和趨勢，2013年后水電領(lǐng)域投資迅速減少。由此可見，中國政府的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略和可再生能源支持政策已經(jīng)產(chǎn)生了非常明顯的投資引導(dǎo)效果。此外，可再生能源發(fā)電成本快速下降對(duì)該領(lǐng)域投資具有明顯的激勵(lì)效應(yīng)。

圖2 2005-2017年中國電源領(lǐng)域投資構(gòu)成（數(shù)據(jù)來源：火電、核電、大中型水電投資數(shù)據(jù)來自中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)；小水電投資數(shù)據(jù)來自中國統(tǒng)計(jì)年鑒；其余為作者計(jì)算）
       然而在發(fā)電方面，可再生能源電量在新增發(fā)電量的比重卻呈現(xiàn)劇烈的波動(dòng)，尚未實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步增長。另外在總發(fā)電量中，可再生能源所占的比重上升相對(duì)緩慢。圖3表明，可再生能源占電源投資比重已經(jīng)形成了穩(wěn)定的增長趨勢，而2007年后可再生能源在新增裝機(jī)容量中的比重總體上也呈上升趨勢。然而，可再生能源占新增發(fā)電量的比重波動(dòng)卻更加劇烈了。2015年，可再生能源除滿足全部新增發(fā)電需求外，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)存量火力發(fā)電量的替代。然而這一趨勢在2016年就大幅反轉(zhuǎn)，至2017年可再生能源占新增發(fā)電量的比重已下跌至34.1%。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)增長放緩和電力供應(yīng)總體過剩的背景下，這種拉鋸式的劇烈波動(dòng)反映了火力發(fā)電行業(yè)和可再生能源行業(yè)的增長博弈，也反映了國家能源轉(zhuǎn)型宏觀戰(zhàn)略在地方層面落實(shí)的困難。

圖3 1980-2017年可再生能源在新增發(fā)電量、新增裝機(jī)容量和投資領(lǐng)域的比重
       電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的困難也反映在水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電領(lǐng)域的棄電現(xiàn)象中。如圖4所示，2010年以來可再生能源棄電量迅速增加，2016年棄電量達(dá)到1046億千瓦時(shí)，相當(dāng)于南美國家秘魯全年用電量的兩倍。與風(fēng)能資源相似的美國相比，2015年中國風(fēng)電裝機(jī)的發(fā)電小時(shí)數(shù)約為美國的一半（Lu et al., 2015）。棄電已經(jīng)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)和能源效率損失。以棄風(fēng)為例：2016年由棄風(fēng)導(dǎo)致的風(fēng)電廠的直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)到187億人民幣；如果被棄的風(fēng)電用于替代燃煤發(fā)電，將減少4200萬噸的二氧化碳和數(shù)百萬噸的大氣污染物排放（Dong et al., 2018）。此外，除可再生能源棄電量外，2016年棄核電量也達(dá)到了462億千瓦時(shí)，棄核率高達(dá)19%，相當(dāng)于近7臺(tái)核電機(jī)組全年停運(yùn)（林春艇，2017）。

圖4 2010-2017年中國棄水、棄風(fēng)和棄光電量和每年新增可再生能源發(fā)電量（數(shù)據(jù)來源：中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)；國家能源局）
       注：（1）2010-2016年棄水電量均為云南和四川兩省之和，且四川省數(shù)據(jù)僅為納入主網(wǎng)統(tǒng)調(diào)水電站；2017年數(shù)據(jù)為全國數(shù)據(jù)。（2）2015和2016年棄光電量是西北五省之和，2017年為全國數(shù)據(jù)。
       提高可再生能源的利用率已經(jīng)成為中國電力和能源系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。如果可再生能源棄電問題得到妥善解決，將顯著改善其在新增電量中的替代效果（見圖3）。以2017年為例，若可再生能源棄電量全部得到有效利用，將使其在新增發(fā)電量中的比重從37.8%提高到63.4%，同時(shí)，其占總發(fā)電量中的比重將增加1.6個(gè)百分點(diǎn)（從26.4%提高到28%）。而在實(shí)際情況中，2017年可再生能源在總發(fā)電量中的比重僅比2016年增加了0. 7個(gè)百分點(diǎn)。若加上當(dāng)年棄核電量的有效利用，將使非化石能源占總發(fā)電量的比重增加1.9個(gè)百分點(diǎn)（從30.3%提高到32.2%）。考慮到2017年中國非化石能源占總發(fā)電量比重僅比上年增加了1.1個(gè)百分點(diǎn)，可見棄電已造成了巨大的能源效率損失。此外，若可再生能源與核電棄電全部得到有效利用，還將減少煤炭使用3768萬噸（此處計(jì)算為折合的標(biāo)準(zhǔn)煤），減少二氧化碳排放約1億噸，可避免巨大的環(huán)境損失和碳減排效率損失。
       全球來看，可再生能源發(fā)電正在走向全面平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代。技術(shù)變革加速推動(dòng)可再生能源發(fā)電成本不斷下降，同時(shí)全球競標(biāo)價(jià)格正在不斷地創(chuàng)造新低。在一些太陽能資源豐富的國家如智利、印度等，光伏發(fā)電已成為所有新建電源中電價(jià)最低的電源。德國在2018年的首輪可再生能源項(xiàng)目招標(biāo)中，風(fēng)電平均中標(biāo)價(jià)格為每度電4.73歐分（ 約合人民幣0.37元）；太陽能發(fā)電平均中標(biāo)價(jià)格為每度電4.33歐分（ 約合人民幣0.34元）；均顯著低于德國電網(wǎng)平均購電價(jià)格。荷蘭政府剛剛招標(biāo)了全球首次無補(bǔ)貼的海上風(fēng)電項(xiàng)目，預(yù)計(jì)該項(xiàng)目將于2022年并網(wǎng)發(fā)電（該項(xiàng)目計(jì)劃引入18歐元/噸的地板碳價(jià)）。在剛剛結(jié)束的中國第三批光伏應(yīng)用領(lǐng)跑基地的競標(biāo)中，投標(biāo)電價(jià)不斷被刷出新低。最后兩個(gè)基地—青海省的格爾木和德令哈的競價(jià)中，投標(biāo)企業(yè)報(bào)出了0.31元/kWh的電價(jià)，這甚至低于當(dāng)?shù)?.3247元/kWh的燃煤脫硫標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。
       為了改善可再生能源的利用率，實(shí)現(xiàn)2030年非化石能源發(fā)電目標(biāo)，我們提出以下政策建議：第一，為可再生能源留出發(fā)展空間。鑒于電力工程項(xiàng)目的長周期性，除個(gè)別煤電項(xiàng)目需經(jīng)中央有關(guān)部委特別審批外，發(fā)改委不再審批新建煤電項(xiàng)目，金融機(jī)構(gòu)不再為新建煤電項(xiàng)目融資。第二，財(cái)政部盡快解決可再生能源發(fā)電補(bǔ)貼缺口（截止2017年底已達(dá)到1000億元），為可再生能源的持續(xù)發(fā)展提供支持。第三，盡快實(shí)施可再生能源電力配額制，為電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型落實(shí)制度基礎(chǔ)；第四，繼續(xù)推進(jìn)電力市場改革，建設(shè)區(qū)域電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場，利用市場機(jī)制解決棄電問題，更好地配置資源。第五，完善碳市場配額機(jī)制，激勵(lì)發(fā)電企業(yè)可再生能源偏好，主動(dòng)提高其比率。電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的影響廣泛而深遠(yuǎn)，中國應(yīng)盡快做好準(zhǔn)備，迎接大規(guī)模可再生能源應(yīng)用時(shí)代的到來。