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2021年3月，世界资源研究院发布重磅报告《长三角地区分布式可再生能源发展潜力及愿景》指出，全球能源部门的温室气体排放占排放总量的73%，因此，能源系统的深度减排是实现全球应对气候变化目标的关键。当下全球正在加速由化石能源向可再生能源1转型，随着可再生能源的技术进步和成本下降，分布式清洁能源正成为能源转型的一个重要组成部分。长江三角洲地区人口和产业聚集，能源消费目前呈现出总量大、结构高碳等特征。要推动长三角地区高质量发展，必须以绿色发展为引领，就近开发利用可再生能源，构建清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系。点击阅读原文查看中文报告PDF，或关注CWEA公众号，后台回复“4月报告”下载和转存相关报告。报告结论：分布式清洁能源是长三角地区能源转型的战略选择。▪ 第一部分介绍了分布式清洁能源的特征与技术类型，明确本研究的边界。从长三角地区的发展定位和能源供给现状识别在该地区发展分布式清洁能源的战略机遇。▪ 第二部分梳理了分布式可再生能源在丹麦和德国的发展模式和成功经验。▪ 第三部分分享了课题组在实地调研过程中考察的典型案例，包括工业/商业屋顶光伏、居民屋顶光伏、园区分散式风电以及农村分散式风电，并进一步说明了分布式能源发展的技术基础和经济性条件。▪ 第四部分评估了分布式光伏和分散式风电在江苏、浙江和上海的开发潜力，以及分布式电源接入当地电网的承载力。▪ 第五部分基于潜力评估结果和未来电力需求的初步预测，提出了分布式可再生能源发展的愿景。▪ 第六部分在文献调研、项目调研、利益相关方座谈、专家访谈的基础上，梳理了分布式可再生能源发展面临的挑战，提出了政策建议。中国在2020年9月的第七十五届联合国大会一般性辩论上提出了“努力争取2060年前实现碳中和”的长期气候目标，随后在12月的气候雄心峰会宣布了多个更新的2030年国家自主贡献目标，包括“到2030年，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上”。这些目标的提出，不仅提振了全球应对气候变化的信心，也为国内低碳转型指明了方向。全球能源部门的温室气体排放占排放总量的73%，因此，能源系统的深度减排是实现全球应对气候变化目标的关键。当下全球正在加速由化石能源向可再生能源1转型，随着可再生能源的技术进步和成本下降，分布式清洁能源正成为能源转型的一个重要组成部分。长江三角洲地区（以下简称“长三角地区”或“长三角”）人口和产业聚集，能源消费目前呈现出总量大、结构高碳等特征。要推动长三角地区高质量发展，必须以绿色发展为引领，就近开发利用可再生能源，构建清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系。在全球范围内，分散式风电和分布式光伏是两种主流的可再生能源分布式应用模式。分散式风电在欧洲兴起，特别是丹麦和德国，技术和商业模式都臻于成熟。截至2018年底，丹麦接入20千伏及以下电压等级配网的风电装机占比达80%以上，德国90%以上的陆上风电场装机数量少于9台，主要接入36千伏或110千伏配电网。分散式风电在丹麦、德国的成功，主要得益于高度灵活的电网系统和完善的电力交易市场，以及和能源转型相配合的电力体制改革。此外，居民参与度高、成本较低、收益多样的社区风电项目也是丹麦和德国风电发展的一大亮点。在德国，分布式光伏的发展同样全球领先。为了扶持小规模光伏项目，德国政府对装机规模在100千瓦以下的光伏项目保留20年的固定电价补贴。小型光伏项目可以通过政策性银行的低息贷款来降低融资成本。另外，政府还对配套的储能设施提供额外补贴，鼓励居民自发自用。长三角地区是我国分布式能源发展较好的地区。截至2019年底，江苏、浙江、上海2共计开发分布式光伏1693万千瓦，是我国分布式光伏的主要发展地区；分散式风电也从这里起步。本研究对江苏、浙江和上海的分布式可再生能源发展潜力评估分为三个方面：分布式光伏开发潜力、分散式风电开发潜力和电网对分布式电源的承载力。对分布式光伏开发潜力的评估采用了分场景集成和参照海宁模式两种测算方法，结果显示，两省一市的分布式光伏装机潜力可达1.8亿～2亿千瓦。在风电方面，技术可开发量、农村和园区情景集成以及参考德国装机密度三种评估方式综合显示，分散式风电开发潜力约为3261万～8268万千瓦。两省一市分布式光伏和分散式风电就可满足到2035年新增电力需求的48%～69%。但在现有的配网结构和运行模式下，该地区分布式电源接入电网的承载力远小于开发潜力，需要尽快加强配网建设，优化调度运行体系。基于潜力评估的结果以及对未来用电需求的研判，报告还初步描绘了江浙沪地区分布式可再生能源的发展愿景。“十四五”期间，将大力发展分布式清洁能源作为长三角地区能源转型和经济发展的重要方向，率先突破体制机制等方面的障碍，探索分布式能源与储能、电动汽车等负荷侧资源相结合的综合能源系统发展新模式，通过建立完善的技术标准体系、创新商业模式、规范项目管理和简化项目程序等手段，实现千家万户就近开发用分布式清洁能源的新局面，争取在2025年实现分布式可再生能源发电装机规模达到5000万～7000万千瓦。2025年之后，电网系统灵活性进一步提升，电力市场机制逐步健全，商业模式日趋成熟，分布式清洁能源进入规模化和高质量发展阶段。到2035年，该地区分布式发电装机规模接近3亿千瓦。虽然长三角地区分布式能源发展取得了一定成就，但与开发潜力相比，开发规模还远远不够，仍面临着诸多问题。比如，分布式光伏收益不稳定性较大、分布式市场化交易存在壁垒、分散式风电前期手续过于繁琐等。针对以上问题，结合长三角地区的能源总量控制、节能减排考核等要求，本研究提出相应的政策建议：将市场化交易作为推进分布式清洁能源发展的主要抓手；进一步简化项目审批流程，为分散式风电发展打通“绿色通道”；创新多样化分布式清洁能源发展模式及融资模式，推动分布式能源带动周边社区及园区共同绿色发展，实现共享利益。丹麦是全球风电发展最为领先的国家之一，一个关键因素就是，在欧盟整体低碳转型的框架下，丹麦政府制定了明确的气候和能源战略目标（见下图4），到2050年完全摆脱对化石能源的依赖 。发展以风电为主的可再生能源是丹麦实现其战略目标的重要途径。政府为此出台了相应的政策，概括起来主要体现在三个方面。一是对风电的财政支持政策，包括初期的投资补贴和后来的固定上网电价补贴；二是政府对化石能源实施的碳税使得风电的经济性优势进一步显现出来；三是可再生能源优先上网的政策。截至2018年底，丹麦一半以上的电量供应来自可再生能源，其中，风电是最主要的可再生能源，占46%。根据丹麦风能协会统计，截至2019年底，丹麦累计并网风电610万千瓦，其中接入20千伏及以下电压等级配网的装机容量超过70%。图5对比了1980年和2019年丹麦的电源布局，可以看出，分布式电源已遍布丹麦全国。德国设立了到2050年实现净零排放的中长期减排目标ix，并且明确了2038年煤电彻底退出的时间表和路线图x。打造以可再生能源为支柱的能源系统是德国实现中长期能源和气候战略的重要路径。德国非水可再生能源装机容量位列全球第三，仅次于中国和美国。人均非水可再生能源装机容量达到1.4千瓦，分别是中国和美国的4.7倍和2.6倍10。截至2019年底，德国可再生能源总装机容量为1.3亿千瓦，其中，风电6080万千瓦，光伏发电4900万千瓦，分别占可再生能源总装机容量的46.5%和37.5%xi。风能和太阳能的开发利用主要通过分散式/分布式系统来实现。与丹麦类似，德国风电也是以分散式开发为主，75%为社区风电，90%以上的陆上风电场装机数量小于9台（见上图）， 主要接入6～36千伏或110千伏配电网，以就近消纳为主。分布式可再生能源规模化发展的优势条件：近年来，以风电和光伏为主的可再生能源具有良好的环境效益和成本效益已逐渐在全球范围内得到认可。长三角等地区分布式光伏和分散式风电的成功案例也进一步说明了分布式可再生能源已经具备了成熟的技术基础和具有竞争力的成本优势。分散式风电技术快速进步。目前，我国低风速风机高塔筒、长叶片、微观选址技术已全球领先，风机轮毂高度从最早的50 米、70米，现在已突破150米（见图16），可开发风资源范围从6米/ 秒以上扩大到5米/秒左右，江苏内陆沿长江一带风电项目利用小时数已达到2700小时，堪比十年前西部一些资源最好地区的可利用小时数。同时，降噪技术的成熟应用也可大幅减少风电机组对周围环境的影响。此外，一台风机基础占地面积约400平方米，但在地面的排他性占地面积可控制在20平方米左右（见上图17），其余部分覆土之后，并不会影响土地的农业、养殖、绿化等用途。
风电和光伏发电全生命周期环境效益远远优于化石能源。综合考虑项目建设期、运营期和退役期的温室气体排放，陆上风电全生命周期的碳足迹为7.0～10.8gCO2e/千瓦时，海上风电为9～17gCO2e/千瓦时，屋顶光伏系统为15～34gCO2e/千瓦时，光伏电站为10～29gCO2e/千瓦时, 而采用了CCS技术的煤电，全生命周期的碳足迹仍高达230～935gCO2e/千瓦时。未来随着技术进步，光伏组件效率进一步提升，光伏发电的碳足迹还有下降的空间。总的来看，分布式可再生能源的开发利用在技术上已经明显成熟，在经济性上也已具备竞争优势。长三角地区应基于已有基础和优势，紧抓能源转型的战略机遇，将发展本地分布式能源作为区域绿色高质量发展的关键举措，努力打造我国分布式可再生能源发展的先进样板区。中国陆上风电装机密度远低于丹麦和德国。目前德国的风电装机密度是中国的7倍，是江浙沪地区的3倍（见图22）。随着低风速风电技术的进步，可开发风能资源范围从6米/秒以上扩大到5米/秒以上，中国东南部地区具有经济开发价值的风能资源达到10亿千瓦以上，目前开发量不到其中的十分之一。分散式风电的可开发量主要受到风资源、土地可用性等因素的影响和制约。目前对分散式风电开发潜力的评估主要基于风电开发企业采用的微观选址模型，对一定区域内风电项目的技术和经济可开发量进行模拟。此外，通过分散式风电主要应用场景集成，以及参照单位面积装机水平，也可进行粗略估算。本研究采用三种测算方法对江浙沪地区分散式风电发展潜力进行评估。这三种方法各有其局限性，但可以粗略相互校核，对判断分散式风电的总体潜力仍是有参考价值的。风资源测算利用远景集团格林威治测风系统，采用100米分辨率的风资源图谱，应用全国高程数据库、动力模型与实测风资源数据，建立从80米到140米高度的风资源图谱。采用当前适用于长三角地区的风机机型，自动匹配合适的塔筒高度，筛选出技术上可行的容量并得到具体的风机点位。行政区域内的土地利用类型包括农用地（含耕地、园地、林地、牧草地和其他农用地）、建设用地（含城镇建设用地、工矿用地、农村居民点用地、交通用地、水利设施用地、特殊用地、盐田）和未利用地（含水域、滩涂、沼泽、自然保留地）。在土地利用的维度上，根据两省一市各类土地面积，扣减水域面积、各级公路占地面积、绿地、景区和保护区、建筑及已开发的风场占地，得到技术可利用面积。如果仅按照工矿用地和盐田等政策明确可用于风电项目开发的土地测算，江浙沪地区分散式风电开发潜力只有102万千瓦（见图23）。如果土地利用政策不采取“一刀切”的方式，按照精细化管理，为分散式风电开发预留空间，综合考虑风资源、生态保护和城市限高，江浙沪分散式风电发展潜力可达到8268万千瓦（见表5）。分散式风电在农村地区、园区（含港口）具有较大的发展空间。本研究根据江浙沪地区的园区数量（重点考虑面积为100亩以上的园区）和村庄数量，对分散式风电开发的潜力做了初步评估。对于园区，根据专家建议，假定每个面积为100亩以上的园区安装一台风机；对于上海和江苏的农村，平均每两个村庄安装一台风机；对于浙江的农村，考虑山地的影响，设定平均每三个村庄安装一台风机；单台风机功率为2.5兆瓦（目前的主流机型）。江浙沪地区园区和村庄数量见上表6。根据以上假设，估算得出农村风电装机潜力为4303万千瓦，园区装机潜力为288万千瓦，共计4591万千瓦。用德国的装机密度来比照，也是国内风电行业较为常用的挖潜方法。这种方法尽管不是非常精确，但可以在一定程度上提供粗略的参考。德国国土面积为35.7万平方千米，陆上风电装机5320万千瓦， 装机密度约为149千瓦/平方千米，若简单类比，按照德国装机密度推算，江浙沪地区分散式风电装机潜力为3261万千瓦（见上表7）。综合上述测算方法，江浙沪地区未来分散式风电潜力约为3261万～8268万千瓦，加上1.8亿～2亿千瓦分布式光伏，分布式可再生能源开发潜力可达2.1亿～2.8亿千瓦，潜力巨大（见上图24）。可再生能源开发潜力能在多大程度上被开发出来，还取决于电网的实际承载力。在满足供电设备和线路不过载、系统各项性能参数不超标的条件下，基于现有配电网的规模布局和运行方式，本研究对配电网接纳分布式电源的最大容量进行了初步测算。大规模分布式电源接入电网后，对配电网的规划和调度运行都会带来影响。为了保障分布式电源与负荷和电网的协调发展，必须基于配电网稳定运行边界和实际运行状态，评估各节点未来可接入的分布式电源容量裕度，进而为分布式电源和配电网的规划、建设提供指导。评估结果：根据给定的评估方法，综合考虑江苏、浙江和上海的现有负荷情况、电源装机容量、电网架构等因素，测算出该地区分布式电源接入电网的承载力为3089万千瓦，其中江苏1367万千瓦，浙江1116万千瓦，上海606万千瓦。充分利用好本地非化石能源资源，可实现清洁电力从身边来长三角地区分布式光伏发展潜力1.8亿～2亿千瓦，分散式风电发展潜力3261万～8268万千瓦，发电量可以满足2035年期间新增电力需求的48%～69%，如果再考虑新增海上风电、核电、垃圾发电等其他清洁能源，未来长三角地区新增电力需求可主要由本地非化石能源提供，实现清洁电力从身边来的愿景（见上图29）。综合考虑国家能源发展战略要求、政策趋势以及体制机制突破等因素，结合目前发展现状，以2019年为基准年，以2025年、2035年为目标年，分两个阶段，对江浙沪地区分布式可再生能源发展前景进行描绘。2019—2025年：突破分布式可再生能源发展的主要障碍，为规模化发展打下良好基础（战略阶段一）。2025—2035年：在政策保障和创新驱动下，实现分布式能源规模化和高质量发展（战略阶段二）。或关注CWEA公众号，后台回复“4月报告”下载或转存相关报告。https://www.wri.org.cn/publication/长三角地区分布式可再生能源发展潜力及愿景https://www.wri.org.cn/publicationhttps://ramboll.com/projects/re/database-with-all-onshore-wind-turbines-in-germany
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