以風能、太陽能為代表的新興能源,對改善中國的能源結構、減少環境污染、提高能源安全具有重要的戰略意義。
作為戰略性新興產業,新能源產業具有巨大的創新空間,同時也面臨著較大的市場風險和技術風險。因此,政策支持和激勵是各國新能源產業發展不可或缺的條件。在中國,以2005年《可再生能源法》為契機,政府相繼出臺了一系列支持新能源發展的政策,至今已經建立了推進可再生能源發展的重要制度:即總量目標制度、強制上網制度、分類電價制度、費用分攤制度和專項資金制度。
在上述政策和市場需求的拉動下,中國新能源產業發展步伐明顯加快,在多個領域的發展規模居世界前列。2012年,風電累計并網裝機容量達6266萬千瓦,居世界第一;2007年以來,中國保持著世界最大的太陽能電池生產國地位,2012年太陽能電池片產量達到21GW,約占全球總產量的56%。
然而,新能源產業創新是一個涉及經濟、社會、技術結構變遷的復雜過程,完整的產業創新周期應該包括新能源技術從研究、開發、示范到推廣應用的全過程。產業創新某些產業環節的突飛猛進并不意味著整個產業的健康發展,也不代表產業創新的成功。
實際上,中國新能源產業快速發展始終伴隨著一些不可忽視的難題:核心技術自主創新不足、新能源電源上網難、市場需求不足等。這些難題的背后折射出能源產業創新周期面臨的市場失靈,以及由于對新能源產業創新規律認識不足而導致的某些政策偏差。
新能源產業仍在產業鏈低端
目前,國際上風能和太陽能技術的研發已經比較成熟,而我國掌握的核心技術非常有限,普遍通過購買外國許可證或與國外聯合設計的方式來擴大產能。
核心技術自主創新能力薄弱,產業發展后勁不足。中國雖然已經成為世界風電裝機和太陽能電池生產第一大國,但主要集中在產業低端制造環節。風電方面,目前國際上主流陸上風電設備的功率達到3兆瓦以上,海上風電設備的功率達到5兆瓦以上,但我國只有少數幾家企業具備了3兆瓦以上風電設備的生產能力。
風電設備的控制系統、關鍵軸承也依靠進口,大多數風電設備生產企業實際上只是一個組裝工廠。國際上風電技術領先的企業憑借技術優勢和品牌產品進入中國,并通過限制技術轉讓和專利保護保持壟斷優勢。
光伏企業雖然已經發展到500多家,但絕大多數企業都集中在太陽能電池板的制造和組裝環節上。高純度硅材料仍較大程度依賴進口,晶體硅電池用高檔設備也來自進口。薄膜太陽能電池水平和制造設備與國外差距很大。
我國新能源核心技術落后的原因,與新能源技術創新的“雙重外部性”有關。第一重外部性是一般的創新行為所共有的,即新能源技術研發的成果并不是完全由從事研發的企業所獨享,某些技術會溢出到其它企業。
第二重外部性是新能源技術創新所特有的,與傳統化石能源相比,新能源技術創新的成果不僅會減少碳排放,產生更少的外部成本,而且有利于改善環境質量、提高能源安全和獨立性,產生更多的外部收益。而這種外部成本的減少和外部收益的增加,并未完全體現在新能源價格上。雙重外部性意味著新能源技術創新者不能獨占創新的全部社會收益,其收益與成本之比遠低于一般技術創新。
如果沒有足夠的政策激勵,這種“獨占性問題”就會導致企業缺乏技術創新的動力。以美國、德國、日本等國為代表的發達國家之所以對新能源技術研發進行大力支持,正是對這種“雙重外部性”的積極反應。
新能源產業在推廣運用階段面臨“協調失靈”
新能源產業是一個涉及面廣、產業鏈條復雜的產業體系,其產業鏈有技術研發、設備和材料制造業、發電、并網、輸送和使用等環節,其發展需要各產業環節的聯動和協調。
特別是風能和太陽能具有間歇性、隨機性的特性,對整體電力系統負荷預測、安全管理、設備配置等方面提出了新的要求,更加需要全面協調的管理。同時,新能源發展也需要與傳統能源發展相協調,在電網規劃、設計等方面有明確的前瞻性安排。
由于新能源資源的分布特征,我國大規模的風電場、光伏電站集中在西部,距負荷中心較遠,除了需要建設遠距離輸電線路,還需就近安排配套調峰調頻電源以避免電網潮流的劇烈變化,并相應控制東部的常規電源規模。顯然,市場機制難以勝任這種復雜的協調任務。近年來,我國風電的大規模開發與電網建設不協調的矛盾日益突出,風電日益受到電網消納能力的限制,出現發電能力過剩、設備閑置浪費現象。2010,全國風電吊裝容量與并網容量間差異超過30%,而國外風電發展先進地區,兩者的差異僅為10%以內。
市場接納上的“雞—蛋”窘境
在新能源技術創新中一個突出的問題是“雞一蛋問題”(chicken—eggproblem):新能源的市場需求取決于其成本和價格,同時,成本和價格又因網絡效應和規模經濟而依賴于市場需求規模。
在我國目前的能源結構中,傳統化石能源仍占主導地位,特別是目前我國火電裝機中,46%的機組投產運齡低于5年,65%的機組投產運齡低于10年,多項經濟技術指標正在逐漸接近國際先進水平,新能源直接替代傳統能源的操作空間相當有限。加上新能源發電成本偏高,使得新能源的市場份額非常微弱。
2012年,我國發電量構成中,火電占78%,而風電只有2%。,并網太陽能只占0.07%。光伏發電市場情況最為嚴峻,由于成本遠高于火力和風力發電,上網電價和市場支持的手段不到位,使得國內市場發育嚴重滯后,光伏電池制造業在國內一直處于“只做不用”的尷尬境地,90%左右的產量需要出口,整個行業利潤伴隨國際市場波動而大幅震蕩。
責任編輯: 曹吉生