风电和光伏发电哪个更有前途

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在谈风电和光伏发电哪个更有前途前，首先我们应该知道风电和光电目前的现状如何。2019年按照能源结构计算不同能源占比分别为化石能源84%，水电9%，风电3%、核电2%、光伏发电2%；2021年按照当前电力能源结构计算不同类型电力的占比分别为：火电66%、水电19%、风电6%、核电 5%、光伏发电4%。就当前数据来看，风电和光伏发电似乎都并不起眼，风电略胜一筹。

但是要想在2060年实现碳中和，这40年左右火电必须下降到可控比例，这比例具体是多少呢？目前未知，但需要少到可以利用碳捕捉以及碳汇技术将火电所排放的二氧化碳 都吸收掉才行。另外四种电力能源谁有这个潜力去取代火电的位置呢？我们一一进行简单分析。

水电： 水力发电非常依赖地理环境，我国就长江和黄河 比较适合发展水电，目前的水电站快接近饱和，过多的水电站会导致生态破坏。另外，抽水储能 技术也较为成熟，水电＋抽水储能的模式已经几乎没有技术问题了。因此水电的发展潜力几乎可以忽略了。

核电： 核电属于是刀尖舔血似的能源，具有极大的风险性。虽然核电能耗少和碳排均很少，但是一出问题可能就是灾难性的事故，国家不敢冒大风险去大力发展核电站。有没有那么一种可能，未来有一天可控核聚变技术 取得突破并可以商用，终极能源问世后，风电、光电的话题就可以成为历史了。

风电和光伏发电： 我把这两种能源放到一起，是因为它俩确实很相似，没有像水电和核电一样的硬伤。可能有人会问，它们的硬伤是发电看老天爷是否赏饭吃。但是这个问题是完全可以解决的，方法有二：一方面，量变产生质变，中国地大物博 ，海域辽阔，有足够的土地和水域安装足够的风机和光伏组件，而且未来光伏组件更多是分布式的，像建筑光伏一体化（BIPV）根本不会占用土地资源。另一方面，风电和光伏可以借助储能消纳系统，通过智能电网调度实现多能互补，避免弃光弃风现象，提高电网灵活性和稳定性，如下图

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风电和光伏的缺陷：

1、出力不稳定

光伏晚上不能发电，且光电转换率 随时间衰减很快，每日的发电量波动大，而每年的发电量是递减的，这并不是像部分回答说的，洗洗就能恢复的。

风电，在大部分地区 （不是全部） 是正午时刻风小，半夜风大，非满发状态下，功率波动大，但也绝不会像部分回答说的那样，风轮转着转着叶片 就断了。

之前有做过全生命周期的研究，5年前各大主流厂家的风机齿轮箱和叶片等大部件发生损坏的概率大概是0.27%左右（已投运多年的风电场数据，不一定准确）。

2、电站所在位置偏远

光资源和风资源储量丰富的地区，大多集中在三北、高原、高山、沿海，这些地方要么远离用电负荷 中心，要么生态环境脆弱，经不起折腾。

为了将偏远地区的电能输送至城市，所需要配套建设的输电线路成本不低，电网也不喜波动巨大的垃圾电接入，还好我们国家电网消纳能力世界第一，又有任劳任怨的火电大哥充当调峰小能手，才能消纳如此大量的新能源 装机容量。

PS：那些肩负着保障百姓民生的偏远水电比如三峡（主要作用是防洪），享受的是国家级调度，通过特高压 直接送往长三角，新能源电站这点小体量，电网都不会鸟。

因此，不做任何处理的集中式新能源电站，在未来必然是越来越少的。

3、大量占用土地资源

先要反驳很多人认为建筑光伏一体化，可以避免土地资源浪费的观点。

以应用最多的屋顶光伏 为例，前几年很火，各级政府都在推，又是给补贴，又是给政策。但实践下来效果并不好。

首先是建设局限性上，能够符合屋顶光伏支架结构安全性的屋顶并不多，能够布置的光伏板 并不像人们想象的那样是个屋顶都能上。

其次运营难度上，个人运营由于不专业，光伏板发电效率下降飞快，导致屋顶光伏项目经济性 差；发电集团收购运营又无法满足每个小屋顶均有管理人员的安全生产规定，人力成本巨高，最终导致屋顶光伏成为鸡肋。

从目前的实践情况看，部分生产企业屋顶+外委维护、光伏+农业、光伏+停车的形式是相对合理的建筑光伏一体化应用模式，但规模都有限。

再来看看集中式光伏电站和风电发电场占用的土地资源况。

从图中就可以看到，漫山遍野的光伏板，几乎把整个山脉的向阳面都给覆盖了，这对当地的生态环境 破坏是极其严重的，而因此失去耕地或者林地的农民在未来如何保障，也是个问题。

而看上去相对较好的风电，似乎只是占据一个小小点位的土地资源，但从图上就可以看到，一条条毫无硬化的运维道路，沿着山脊，通往每一个风机点位 ，道路两侧的放坡完全没有植被覆盖，到了下雨天，水土流失会很严重。

所以，同等装机容量下的光伏和风电，所需要的土地资源，远远超过火电、水电和核电 ，而其所谓的环保无污染也只是掩耳盗铃罢了。

在用地指标日益紧张，生态环境保护求日益高涨的背景下，未来类似的大规模集中式新能源电站将会越来越少。

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未来新能源的发展趋势：

1、风电+锂电 储能

把风电和当红炸子鸡锂电放一块是有原因的。

现在很多人都用上了电动车，一台电动车如果使用快充，大概1小时就能达到其电量 的75%，而充电桩的功率大约为100-200kw，也就是1小时100度到200度电，在电动车尚没有全面普及前，这点小功率于电网洒洒水而已。

但要是当一个几十万（百万）人口的十八线小县城全面普及电动车后，几千（万）辆车同时充电的场面，当地的供电局大概会跪下唱征服吧。

这个时候，就可以把出力不稳定的风电或者光伏拉过来派用场了，资源条件允许的前提下，我更倾向于用风电，因为风电的单机容量 比较高，单台机组，陆上大概在3MW左右，这要换成光伏板，怎么也要铺好几亩地了。

将不接入电网的风电机组 ，直接用于电动车电池充电，车主可以选择换电池服务（事先充好），也可以选择停车充电服务（看人品，万一风直很小就......）。

最后，车主可以用更便宜的价格充电，电网不用惧怕大功率 冲击，风电机组运营方可以用远高于电网的价格把电卖给车主，机组占据的土地资源又少，没有检修道路，没有大量运营人员，运营成本又低，皆大欢喜。

还有分布式能源+储能电站模式，工程上已经有不少示范性项目，各大电池厂商也已经陆续布局，就不详细展开了。

2、光伏+化学储能

这种方式目前只适用于原本就已有储氢 ，制氢和运输氢气的企业，如果单独利用风电、光伏制氢，目前看来是很难回本的，但在未来就不一定了。

化工行业的大白马，宝丰能源已经开始布局相关产业了，不过从公布的信息来看，应该还是示范性工程，投入也一般般，只砸了10个亿，不知道后续是否可以盈利

类似的化工企业+风电光伏的模式确实很适合开展， 尤其是位于新疆、青海 、宁夏等地的企业，不论是生产用原材料，还是发电用光资源，都是储量极其丰富的区域。

在这些地方，开展光伏+化学储能的模式，前景过分光明！

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从单个能源出发，无论是风电或者是光伏，在2030年前，均没有大规模发展的前景，但结合目前产业的发展趋势，以及我们国家实现碳中和目标的雄心。

我认为未来，以风电或者光伏+锂电或者化学储能的形式，将是很主要的发展方向。

3、 本下降是技术发展的试金石

以2020年为例，西部光伏发电和东部光伏发电 的度电成本分别为0.31元/千瓦时和0.41元/千瓦时；陆上风电和海上风电 的度电成本分别为0.28元/千瓦时和0.61元/千瓦时；而2020年的全国火电度电成本分别为0.37元/千瓦时。从发电端的成本看，光电和风电的绿色溢价已经为负了，也就是说光伏发电和风电成本在2020年就已经优于火电了。这时可能有人问了，既然成本更低为什么光电和风电占比都才5%左右？这主要是成本除了包含发电成本，还有消纳成本 和输配成本。光电和风电需要储能系统进行电力储放。中金研究院数据测算显示，2020年光伏发电、风电的发电+电网消纳成本分别较火电高77%、69%（假设50%的储能配比），高于具备主动调节能力、不给电网造成消纳压力的核电和水电。光伏发电和风电消纳阶段多出来的成本需要靠技术去填平。

规模效应、材料迭代、效率提升为技术降本保驾护航

回溯能源技术 的发展历史，技术的成本下降主要来自规模效应、材料替换、效率提升三个方面。尽管过去经历较多争议，但光伏、电化学动力电池、氢能 等能源技术都在高速发展，根本原因在于，这些能源技术因其制造业属性，区别于传统化石能源会因需求增加而导致成本上升的资源属性，从而同时具备了在 规模效应、材料迭代、效率提升 三个维度降低成本的能力，在未来能源技术的选择中举足轻重。

光伏发电成本可行性和技术可得性凸显

目前零碳技术现状为：清洁发电当前的使用成本排序是水电<风电<光伏发电<核电，电网灵活调度资源的使用成本排序是抽水蓄能<电化学储能。虽然目前光伏发电比风电并没有优势，但是从零碳的电力技术未来的发展角度看：

1.目前电化学储能还在应用初期，学习曲线下成本优化空间最大；

2.光伏发电受益于规模效应、材料替换、效率提升共振，有望在未来10年间再缩减一半成本；

3.风电的利用效率已接近极限，未来10年通过材料国产化、捕风面积提升还有20%~30%的降本空间。

因此光伏发电在未来比风电更加有潜力，会成为能源结构中占比最大的一种能源。风电、光伏发电日度互补性，多能互补降低储能需求