论世界各国再生能源发展规划与搭配储能之必要性

【摘要】本研究论文首先就再生能源的重要性及全球再生能源发展规划进行研究；其次，就再生能源世界上主要国家及我国的未来发展目标进行了分析与阐述；最后，就再生能源渗透率和储能辅助之间的相互依赖关系作了分析研究。
【关键词】世界；再生能源；发展规划；储能辅助
再生能源是未来20年发展最快的能源之一。随着再生能源在能源中所占比例的提高，再生能源的不稳定性及间歇性问题逐步暴露。由于再生能源的太阳能及风力发电量都会收到天气影响，再生能源在电网所中所占比例提高的同时也提高了能源供应的不稳定性，在未来电力系统中整合再生能源与电网储能的呼声就越来越高。在了解电网储能未来市场需求前，世界各国再生能源规划、可应用的储能技术的检查及储能对再生能源与电网效益的分析就显的相当重要。

一、全球再生能源规划发展

目前全球至少有98个国家制定再生能源政策目标，其中超过一半是发展中国家。大部分目标确定再生能源发电比例在未来10～20年间达10%-30%的电力占比。其他目标包括再生能源占一次能源或终端能源的比例，再生能源供热比例，再生能源发电技术装机容量，生质燃料占运输燃料的比例等。2012年初，全球至少61个国家和26个州/省实施了上网电价政策。

二、美国再生能源占比要求10%～40%

美国并没有全国的再生能源占比目标，主要由各州利用强制性的法规政策，再生能源发电配额限制(Renewable Portfolio Standards，RPS)做为再生能源发展的驱动力，其51州个中有29个州实施RPS，预定2030年之前要求再生能源占比达总电力10%～40%不等。在该发展目标下，至2017年，美国再生能源占比可达到15%，其中2/3的再生能源将来自风力发电。
2011年8月由美国能源部补助的PV公司Solyndra因经营不善宣布破产，因此引起强烈质疑美国再生能源发展及补助方式，进而影响到削减生质能厂商的60亿美元的减税。由于政治气氛的不确定性，美国再生能源发展由联邦主导转向各洲各自发展，加利福尼亚州及新泽西州提供积极的再生能源激励措施。康奈尔州成立首家州政府等级的绿色银行，利用清洁能源融资和投资管理方式，提供低成本以及增加清洁能源和能源效率项目的融资。

三、欧盟2020年目标为再生能源占比达20%

欧盟EU2020策略规划中，再生能源占总能源比例要求达到20%以上。目前达成2010年风力发电40000MW、太阳能PV发电3000MW、太阳能光热发电1000MW、再生能源供热/热泵达5000MW的发展目标。
奥地利制定的2012年再生能源目标达78.1%占比，目前是欧洲再生能源占比最高的国家，达68%。欧盟平均再生能源占比为18%。
发展较快的国家如芬兰和瑞典已超过其2020年的目标。苏格兰亦超过2011年再生能源发电占总发电量31%的目标，其新发布目标为到2020年，再生能源发电量占总发电量的比例达到50%～80%。德国亦超过再生能源法(EEG)规定新增PV发电装机容量3500MW的目标。

四、我国风力发电迅速发展

我国的补助政策使自2005年以来中国风电装机容量连续5年呈现接近倍数的成长。2010年，我国风力发电装机容量约为45000MW。远远超过2007年由中国国家发展和改革委员会发布的2010年目标装机容量5000MW，以及2020年目标，风电装机容量30000MW。我国“十二五”发展规划(2011-2015)设定新目标为2015年风力发电装机容量达130GW，2020年达150GW～200GW(非目标)。

五、日本2020再生能源占比预期达20%

日本原本设定2020年国家太阳能能源目标为28GW，再生能源所占比例在2030年达到20%。在政府政策、地方及私人企业支持下，使日本在再生能源发展中居于世界领先地位。2011年经历福岛核灾后，日本政府提出再生能源特定措施法案以替代核电厂停止运转后的电力缺口。
依据2012年3月日本环境审议会(日本环境大臣咨询机构)报告中指出，预测2020年日

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本再生能源导入比重最高将达到20.1%，2030年达34.8%。主要是希望通过从2012年7月1日开始实施固定收购再生能源电力制度后，能推动再生能源普及。由于收购金额及收购期间设定将影响再生能源发展，未来需视确定的收购政策以预测日本再生能源占比。

六、再生能源发展超乎预期，未来可望持续增长

整体来看，全球发展再生能源为大势所趋，在固定电价、租税减免等补助政策刺激下，风力发电、PV发电安装成本大幅下滑，再生能源持续增长。部分国家如德国、意大利等国为反映再生能源成本下降，减缓再生能源预算的快速消耗，已逐步降低趸购费率。
依据美国能源信息部(Energy Information Administration，EIA)，再生能源包含水力发电及其他风力、太阳能发电将维持年复合增长率

2.7%至2035年，增长率高于其他发电电源。

七、再生能源渗透率提升有赖储能辅助

随着再生能源并网及渗透率提高，由于风力发电量的变化差异甚大。为补足风力发电没有运作时的发电缺口，需要相对应的备载容量，如果能提供具有经济效益的电网储能，可望有效改善电力设备的利用率。
目前风力发电厂少有搭配大型储能系统，今后随着风力发电量所占比例尺的提高，风力发电间歇性特性所引发的电力供应不稳问题会更加显著。
由图1所示、未来全球再生能源风力发电、PV发电的建置容量将持续提高。水力发电安装量最大，PV发电安装量的增长率最高，年复合增长率达8.3%，紧接的是风力发电的5.3%，地热的3.7%及水力发电的2%。DOE在2008年报告预估2030年美国风力发电将达到300GW，估计需要预备50GW的发电容量以配合风力发电不稳的变化量，预期储能系统可在此扮演重要的角色。
以各国电力分布来看电网储能需求，前苏联(Former Soviet Union，FSU)因至2050年的再生能源包含风力及太阳能在能源所占比例很低，所以无电网储能的需求。其它再生能源发展国家，以美国为例，其电力组合基载、风力及PV发电的供给总和在某些时段可能会超过需求。
依据各国再生能源规划及电力组成以推估测全球电网储能需求，在风力发电变化15%与30%的检测设基础下，估计全球在2050年的储能需求将达189GW至305GW之间。由于这一估算考虑风力变动因素，因此推估测的储能容量比其他单纯以再生能源占测值低，如IEA推测试2050年需求为500GW。
由以上评估可知风力变动对电网储能容量影响很大，各国因本身条件各异，未来应根据各国再生能源发展状况、风力变化量、电力负载配置情形、电力组成、需求端特性、储能技术发展等因素以正确评估电网储能市场需求。
参考文献
U.S.EIA,Annual Electric Generator Report,2011.
毛羽飞等.我国发展低碳经济的途径与措施研究[J].农村经济与发展,2011,05.
[3]罗小丽.开发风电资源实现再生能源的可持续发展[J].中国高新技术企业,2012,18.
作者简介：梁日杰（1961—），男，经济学博士，毕业于中国社会科学院，北京联合大学副教授，从事管理学、经济学、应用经济学等领域研究。