一文读懂为何年均70GW新增光伏，我信了！
年均新增70GW光伏？2021年计划新增风、光120GW？光看热闹，有没有想过这个数字如何而来？
近期关于风电和光伏的装机量预期，一般都基于以下几个说法：
2030年实现风电、光伏总装机量1200GW；
2025年非化石能源在一次能源消费占比达20%，2030年占25%；
能源局、中国光伏行业协会的相关解释。
此前，TestPV曾发布☞☞很不开心，才1200GW！根据对2020年风、光装机总量的事实，分析出到2030年风光1200GW总量对应平均每年的风、光装机量为73GW，折算到光伏每年也就43GW左右。
如果是这样，那CPIA如何做出平均每年70GW光伏的预期？能源局何来☞☞2021年新增风、光120GW的计划？
有读者留言，1200GW只是个保底目标，真正的机会来自：
用了三天时间，从非专业人士的角度，通过“达到25%左右”的逻辑推演和测算，TestPV发现：
非化石能源在一次能源消费结构占比按照2025年20%测算，未来五年年均新增光伏70GW，按照2030年25%占比测算，未来10年年均新增光伏100GW。
本文中，TestPV向您介绍一种非专业人士都能看懂的方法，为大家解释一下为何十四五年均新增70GW，2030年前年均新增100GW。感兴趣的，请耐心看完并转发给您的朋友，欢迎指正。
1. 定义：非化石能源、一次能源消费
在正式推算风电、光伏装机量之前，我们需要先来了解一下相关定义：什么是“非化石能源”，什么是“一次能源消费”？
我们常说的化石能源就是煤炭、原油、天然气等，而非化石能源就是指风能、太阳能、水能、核能、生物质能、地热能、海洋能等。
所谓一次能源消费，就是所有化石能源加上非化石能源的消费量。这里的一次能源包括的非化石能源包括风、光、水、核，却不包括储能和氢能，因为风电和光伏产生的能量远大于生产风机、光伏设备所消耗的能量，而储能和氢能所产生的能量一般都少于生产储能和氢能所消耗的能量（大概归类为二次能源）。
能源的最终消费形式有发电、供热、动力和化工等。化石能源除了发电外，还有大量的直接加热等形式，非化石能源最主要的消费形式是各类新能源发电（也有太阳能热水器、地热取暖等）。
由于各国对一次能源的计算方法不同，如何将可再生能源转化为煤电当量，计算方式过于复杂且各国都有差异，普通人很难理解、也不知道如何通过“非化石能源在一次能源消费占比”来计算实际的非化石能源需求量，更不用谈如何了解风电、光伏的装机量预测。
为了简化计算方法，让非专业人士对所谓的非化石能源占比与风电、光伏装机需求量的关系有清晰的理解，我们通过2011-2019年的非化石能源在一次能源消费占比及非化石能源发电量来对2025和2030年的一次能源消费需求、非化石能源需求、风电&光伏发电量需求做一个假设、模拟和预测，最终推算出实现2025年20%、2030年25%占比所需要的风电和光伏装机量。
考虑到各种能源利用形式和占比的不同，我们接下来的测算会将新能源发电（风、光、核、水）作为非化石能源主要能源形式（忽略体量较小的太阳能光热、地热、潮汐能发电等），但一次能源消费则包括电力能源消费和非电力能源消费。
我们对2025、2030年风电、光伏测算依据和逻辑是：
2. 计算：非化石能源、一次能源消费
我国能源构成中，煤炭处于主体性地位，石油和天然气对外依存度高，清洁能源消费占比在持续提升。根据毕马威的研究报告，近十年，中国能源消费结构如下：
根据历年来发布的中国电力工业统计数据，我们采集了2010年到2019年中国非化石能源（风、光、水、核）的发电量，并通过上图中的非化石能源在一次能源消费的占比，计算出2011-2019年中国的一次能源消费量。
表1：2010-2019年发电量
数据来源：中国电力工业统计数据
3. 推算：2025、2030年一次能源消费量和非化石能源发电量
根据上表，我们发现从2011年到2019年一次能源消费量呈很好的线性增长，因此采用回归的方法来预测2025和2030年的一次能源消费量，如下图所示：
图2：一次能源消费量增长及预测
通过回归预测，未来一次能源消费量的预测分别是：
2030年约为214925亿Kwh2025年约为185055亿Kwh
有了一次能源消费总量，按照国家对2025年和2030年非化石能源在一次能源消费中的占比目标0.20和0.25计算，非化石能源发电量的需求分别是：
2025年约为 37011亿Kwh
2030年约为 53731亿Kwh
4. 推演：2025、2030年水、核发电量
我们还需要计算2025和2030年的水、核发电量。和火电一样，水电的规划和发展比较平稳，也比较成熟，因此首先我们采用同样的方法，利用2011-2019年的水电发电量数据，对未来10年的水电发电量增长进行预测。
图3：2010-2030水电发电量增长及预测
从2010到2013年的水发电量数据波动较大，但从2014到2019年水电的增长呈很好的线性拟合。由于水电的资源相对有限，我们对2025和2030年的预测以2014-2019的趋势延伸为主。
经模拟计算，2025年中国水电发电量约为15050亿Kwh，2030年达到16900亿Kwh。
根据2011-2019年水电装机量与发电量的关系，我们还可以测算出2025年水电装机大概在369GW，2030年大概在375GW。
图4：水电发电量与装机量的趋势模拟
TestPV认为，水电增长不断放缓的趋势与有限的可用水电资源相关，除非国家有类似于三峡水利工程这样的宏伟蓝图，比如在西藏引水入疆这样的重大工程，但那样的蓝图不是十年内能够完成的。
至于核能，TestPV认为很难从已有的装机量来预测未来的走势，一方面核能的发展是受控的，尤其是从安全的考虑，另一方面核电的投资规模较大，建设周期较长。虽然以前的数据对应分析曲线的理论拟合性很好，但预测数据与实际可能的偏差太大。
图5：2010-2030核电发展及预测（对数回归）
图6:2010-2030核能发电量及预测
上图可以看出，根据历史趋势来数学模拟预测2025和2030的核电发电量，结果过于夸张。因此TestPV根据2019年中国核电发展中心、国网能源研究院发布《我国核电发展规划研究》报告中“2030年核电发展规模达到1.31亿千瓦”的预测数据，将2019年对应的核电装机量4874万千瓦对应发电量3487亿千瓦时，测算2025年核电发电量约为6430亿Kwh，2030年约为9372亿Kwh。
5. 预测：2025、2030年风电、光伏装机量
有了2025、2030年的一次能源消费总量，并根据非化石能源占比分别计算出非化石能源发电量，再扣除所预测的核电发电量、水电发电量后，就可以得到2025和2030年的风电、光伏的发电总量。
通过中国电力工业统计数据我们发现，2019年尽管风电、光伏累计装机量相近，但风电发电量约为光伏发电量的两倍（见下表）。TestPV认为，这是因为光伏的标称功率与实际发电量的比例相差较大，一般计算发电能力只能按照标称功率的1/3左右测算，而风电的满发系数相对更高。
从风电和光伏度电成本下降趋势、平价上网装机趋势、近年来装机量增长趋势等各方面考虑，TestPV假设未来10年，光伏的装机量将增幅将大大高于风电（
由此，再根据各自的发电量，对应于2019年的发电量/装机量之比例，计算出风电和光伏在2025年和2030年的大概装机规模。结果如下：
6. 结论：10年内风电、光伏大有可为
通过以上计算，我们克服了非专业人士对“一次能源消费量”和“非化石能源装机占比”无从理解和分析计算的障碍，从已有数据做理论推到，预测了：
根据最新的分析，2020年底中国光伏装机总量将达到245GW，因此：
以上的测算，我们假定了非化石能源基本用于发电（忽略了如太阳能光热、地热）；假定可再生能源以风电、光伏、水电为主（忽略了生物质、地热、海洋能等）；假定核能按照国家实际规划发展，水电按照过去十年的发展趋势发展。
尽管以上假设可能与实际情况会有所出入，但TestPV已经在尽可能合理的范围内做最准确的估计。
中电联电力发展研究院张琳亦在《电力行业“十四五”发展规划》报告中预测：2025年电源装机达到29.5亿千瓦，其中，常规水电3.7亿千瓦（与本文预测基本一致）、抽水蓄能0.65亿千瓦、核电0.7亿千瓦、风电4.5亿千瓦（与本文预测469GW基本一致）、太阳能发电5.5亿千瓦（与本文预测592GW基本一致）、气电1.5亿千瓦、煤电12.3亿千瓦、生物质及其他0.65亿千瓦，非化石能源发电装机比重达53%。
由此也说明，本文开头提到的能源局、中国光伏行业协会所做的五年规划和预测是合理的。
十四五年均增加70GW，2030年前年均安装100GW，光伏行业大有可为！如果您觉得本文对您有意义，或者推算思路值得探讨，欢迎在文末留言，或邀请更多的朋友一起来分享看法。
原创No.1592;转载需联系授权
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