发电低碳化：迈向可持续发展的绿色发电

先秦古籍记载，燧人氏钻木取火，结束了远古人类茹毛饮血的历史。今天，能源产业持续发挥基础性产业作用，在保证经济高质量发展、社会安全稳定，以及保障民生需求方面具有非常重要的价值。

近期，国际市场风云变幻，能源领域供需不匹配的矛盾凸显，国际能源结构面临大的调整。进入数字化时代，在技术进步的带动下能源效率持续提升，碳中和目标的提出助推了可再生能源的普及，以及清洁和节能技术的推广。世界各国的能源体系正加快转型，未来走向绿色低碳、可持续发展是大势所趋。

国际能源署发布的《2022年世界能源展望》显示，化石能源在全球能源结构中的占比将从目前的80%下降至2030年的75%，到2050年将进一步降至60%左右；与此趋势相反，从现在到2030年，全球能源需求每年将持续增长，而增量几乎全部来自可再生能源。同时，全球清洁能源产业将步入快速发展期。国际能源署预测，2022年，全球可再生能源发电量有望增长20%。正是由于大量清洁能源的使用，也使得全球二氧化碳排放量增幅有望从2021年的4%降至2022年的1%。

从中国的能源生产与消费来看亦是相同趋势。国家统计局的数据显示，2011年，中国发电装机容量以火电、水电为主，两者整体占比超过90%；然而到了2020年，发电结构明显改变，太阳能装机量占比达到11.51%，风电装机量占比为12.84%。虽然从整体看，火电占比仍然超过50%，但是以太阳能、风电等为代表的绿色发电具有广阔的发展前景。

1. 光伏积极抢占“C位”

国际可再生能源署预测，到2050年，全球可再生能源发电的占比将达到86%，其中光伏占比将超过25%，将成为主力能源。全球光伏装机容量将从2021年的890GW增长至2050年14TW，中国、欧洲等国家与区域的风光新能源渗透率有望超过80%。

2. 光伏将更稳更智能

随着绿色清洁的可再生能源进入高速发展的新阶段，光伏领域呈现出以下几大趋势。

第一个趋势是光储融合，构建以新能源为主体的新型电力系统。光伏、风电等新能源存在波动性和间歇性等问题，在并网过程中可能给电网系统的可靠性和安全性带来隐患。我们可以看到，储能成为“破题”的最优解决方案。配套储能将成为接入电网的必要需求，并且在后续项目的建设中，以光伏为代表的新能源和储能的融合将成为一个必然的趋势。

正有越来越多的电网、电站运营商采用光储融合、全面智能的智能光伏解决方案，也将助力光伏电站产生优质电力。与此同时，光伏系统的全面智能化，将加速光伏成为“主力电”的进程。尤其是智能光储发电机的诞生，更成为新能源发电安全并网的关键钥匙。智能光储发电机是将数字技术、电力电子技术充分融合协同，模拟同步发电机组的机电暂态特性，具有同步发电机组的惯量、阻尼、一次调频、无功调压等并网运行特性。智能光储发电机能帮助风电和光伏在并网过程中模拟传统火电厂、水电厂同步发电机组的技术指标，运用类似常规电源提供调峰和电网调度的要求，支撑电网频率、电压波动，保障电网安全稳定运行。

第二个趋势是，储能将在新型电力系统中担当“蓄水池”和“调节器”。宏观来看，实现高度可控、并且极少浪费的能源存储，是调节能源用量波动，实现能源高度集约化使用的关键。储能将会出现在各个能源领域，并且以更多样化的技术方式来实现。

储能系统将在新型电力系统的“发、输、配、用”各个环节无处不在，起到“蓄水池”和“调节器”、“稳定器”的作用，并且从原来的备用系统成为主用系统，保证电网的安全、稳定运行。例如，在清洁能源并网发电的过程中，储能扮演的多个角色中，最为重要的就是对电力系统调峰、调频的支持。高比例的清洁能源发电并网给电力系统调峰带来了较大压力，大规模储能系统通过自身的技术特性吞吐电能，可有效解决系统调峰问题。搭配体系完善、高度可控的储能技术，我们可以将用电低谷时清洁能源发电机组产生的多余电能储存起来，在电网用电高峰时再进行释放，从而达到削峰填谷的目的。这样就可以有效规避清洁能源发电峰差大、不确定性高给电网造成的压力，同时也有助于通过精准、可控的电力调控实现节能减排。

第三个趋势是，千家万户畅享“沐光”生活，分布式光伏让“电从身边取”照进现实。与大型光伏电站不同，分布式光伏可以利用随处可见的空间，大到园区的厂房屋顶、高速路旁的斜坡，小到普通农户家里的房顶、露天阳台，都能够为其所用。这种形式让光伏从大规模电站的巨型组织中化整为零，灵活地渗透到更多场景中，让更多个体享受到普惠的清洁电力。自发自用、余量上网是分布式光伏的最大优势，能够就地消纳光伏资源的同时，也可以将余量并入电网获取收益。这些分布式光伏的优势正在推动屋顶光伏加速进入千家万户。

当下，很多巨头都在光伏领域积极布局，华为也在其中贡献力量。华为将30多年积累的数字技术与光伏、储能、云与AI技术创新融合，围绕大型电站、工商业、户用三大场景，推出全场景智能光储解决方案，加速降低光伏电站生命周期的度电成本，全面提升电网支撑性能，助力光伏成为主力能源。

1. 风电重要地位日益凸显

如今，风力发电在很多国家已成为清洁、低碳并具有价格竞争力的能源形式，并因其技术成熟、环境友好，在全球范围内实现了大规模的开发应用。《2022全球电力评论》的数据显示，澳大利亚、土耳其、巴西、美国的风电占比从2015年的5%增加到2021年的10%，大约翻了一番。风能在能源结构中的地位越来越重要。

2. 风机大型化疾风劲吹

随着风力发电技术逐步完善，结构设计向紧凑化、柔性化发展，风力发电从小容量到大容量，由陆上风电到海上风电已水到渠成。风机大型化时代已经来临，目前在研的风机叶片最大直径已经超过了200米。风机大型化可显著降低项目投资成本和度电成本，提高“平价时代”风力发电的综合竞争力。同时，伴随着风电技术的不断演进，兆瓦级风机更成为风力发电机的主流。在中国，风机大型化的发展趋势体现得尤为突出。据CWEA的数据，2021年中国风电新增装机的机组平均功率为3.51MW，相比2021年增长超120%；其中新增陆上风电机组平均单机容量由1.5MW提升至3.1MW，海上风电机组平均单机容量由2.7MW提升至5.6MW。

1. “清洁”如水电

水电是较早规模化发展且占比最大的清洁能源，以稳定与廉价的特性著称，也是多国发展清洁能源的优先选择。比如，在水力资源丰富的北美和中美洲地区，水电就是非常重要的可再生能源。《2022年水电行业研究报告》显示，2020年，整个欧洲地区的水电装机容量增加了3GW，水力发电已达欧盟总发电量的13%。

据国际水电协会的数据，2020年水电行业再创发电量新纪录，生产清洁电力4370TWh，相当于美国全年的用电量。2020年，水电装机容量增加的有35个国家，新增装机总容量增加到21GW。其中，装机容量增幅最大的国家是中国，水电装机容量已超过370GW，居世界首位。

2. 水电正成长为减碳排的“绿巨人”

水电不仅在发电与储能方面发挥着重要作用，而且对避免温室气体排放和减缓全球变暖贡献显著。中商产业研究院的数据显示，中国水电一年的发电量相当于替代4.5亿吨标煤，减少二氧化碳碳排放11.8亿吨。

水电的节能和环保效益显著，对于加快落地“双碳”目标将发挥积极作用。国际能源署2050年净零排放报告描绘了全球能源行业如何在2050年前成功脱碳。在净零排放（NZE）的设想中，虽然太阳能光伏与风能被设定为主要发电来源，但水电的稳步增长起到了压舱石的作用。按照净零排放的思路去应对气候变化问题，未来还需要更多的水力设施。

预测显示，在发电侧，可再生能源发电占比2050年将达到86%。光伏、风电、水电的进一步普及，必将加速发电低碳化，从源头上开启人类“全面脱碳“的进程，还给我们一个绿色的世界。