新能源电力市场开发指引（一）

一、全球光伏行业趋势

太阳能光伏发电以其清洁、安全、取之不尽、用之不竭等显著优势，已成为发展最快的可再生能源。开发利用太阳能对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设均具有重要意义。

近年来全球光伏装机容量保持迅猛增长趋势。2018 年全球新增光伏装机容量为 99.3 吉瓦，2019 年新增装机容量为98.4 吉瓦，2020 年新增装机容量为 126.8 吉瓦，保持迅猛增长态势。近 10 年来，全球光伏累计装机容量已经自 2011年底的 73.75 吉瓦增长到了 2020 年底的 713.97 吉瓦 ¹，年均增长 28.7%。到 2020 年底，全球光伏累计装机容量占可再生能源总装机容量（含水电）比已高达 25.5%，预计未来还将继续维持增长。

截止 2020 年底，从洲别上看，光伏装机容量主要集中在亚洲（57.0%）和欧洲（22.9%）；从国别上看，光伏装机容量主要集中在中国（35.6%）、美国（10.6%）、日本（9.4%）、德国（7.5%）和意大利（3.0%）。从近年来新增装机容量角度看，增长潜力较大的国别分别为美国、越南、日本等国。

光伏电价成本呈现逐年下降趋势。随着技术进步与规模化效应增强，光伏平准化度电成本(LCOE)持续走低，固定式光伏电站的 LCOE 从 2010 年的 362 美元/兆瓦时下降到 2020 年的 47 美元/兆瓦时。而根据彭博新能源财经报告《大型地面光伏电站系统成本深度解构》的数据，2020 年融资成本最低的光伏项目 LCOE 范围为 23-29 美元/兆瓦时，阿联酋、智利、巴西、中国、澳大利亚和西班牙的光伏项目 LCOE 都能低至这一水平²。

世界各国光伏行业政策引导不断加强。全球主要国家都识到，发展绿色能源至关重要。各国对光伏的发展出台多项政策积极引导，从刺激光伏大规模发展到降本增效，不同国家针对自身光伏发展情况制定出台相应的政策措施。从传统光伏老牌市场的美国、西欧到新兴市场的越南、东欧、中亚等地区，各国政府无一例外都出台了相关支持政策，包括光伏投资税收抵免（ITC）、新能源补贴政策（FIT）、差价合约机制（CFD）等。

光伏产业聚集度提高，产能逐步扩大。全球光伏市场一直处于超预期增长的发展进程。而中国依旧是光伏行业电池、组件等制造的核心国家，产能和产量均占全球的 70%左右，成为独一无二的世界光伏产业龙头，而国内光伏企业也呈现“强者恒强”的局面。虽然 2021 年中国的光伏市场发展不及预期，但海外市场呈现高速增长，进而拉动制造端产能逐步扩大，产量保持快速增长，我国多晶硅、硅片、电池、组件产量在 2021 年前三季度同比增长 24.1%、54.2%、54.6%和 58.5%。

二、全球风电行业趋势

1.风电历史发展情况

风能作为一种清洁而稳定的可再生能源，是可再生能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。目前，全球已有 100 多个国家开始发展风电。在当前全球大力提倡发展低碳经济的背景下，得益于风电技

术进步和成本持续下降，风能正逐步成为绿色新能源中不可或缺的成员。

资源方面，地球上的风能资源十分丰富，多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家。世界气象组织于 1981 年发表了全世界范围风能资源估计分布图，按平均风能密度和相应的年平均风速将全世界风能资源分为 10 个等级。其中 8 级以上的风能高值区主要分布于南半球中高纬度洋面和北半球的北大西洋、北太平洋以及北冰洋的中高纬度部分洋面上。大陆上风能则一般不超过 7 级，其中以美国西部、西北欧沿海、乌拉尔山顶部和黑海地区等多风地带较大。

成本方面，全球范围内，风电度电成本总体呈现下降趋势，陆上风电降本趋势尤为显著。陆上风电度电成本将有望下降至传统燃料发电之下，根据 Energy-Intelligence 杂志汇总的数据（以美国数据为例），风电从成本峰值到 2020 年降幅达 50%以上，新能源中仅次于太阳能光伏的 88.2%，从平准化度电成本（LOCE）来看，目前陆上风电成本仅次于天然气，海上风电由于建造成本等原因度电成本仍然较高，但目前已进入相近的成本区间并呈现逐步下降的趋势。预计到2050 年，陆上风电成本降幅达 33.3%，降至 3.6 美分/千瓦时，海上风电成本降幅达 48.5%，降至 5.3 美分/千瓦时，风电成为成本仅次于太阳能光伏的清洁能源。

近二十年，全球风电发展迅猛，累计装机容量从 24 吉瓦增至 743 吉瓦，年复合增长率超过 20%。2020 年以来，尽管受新冠疫情的影响，全球风电新增装机仍然受中国和美国等大国市场的拉动而创新新高。2020 年，全球新增装机容量93 吉瓦，同比增长 14.3%。

数据来源：GWEC 全球风电报告

分类型来看：过去20年，全球陆上风电从2001 年的24吉瓦增长到2020年的708吉瓦；海上风电从无到有，2001年仅为0.1吉瓦，2020年增长到35吉瓦。截止2020年底，全球陆上风电装机累计装机容量为708吉瓦，海上风电装机容量为35吉瓦，分别占全球风电累计装机容量的95%和5%。

根据彭博新能源财经的数据，通用电气、维斯塔斯等传统风电整机制造商排名依然靠前。伴随着中国风电市场的强劲增长，中国风电整机商也迅速崛起，2020年，中国风电新增吊装容量达到创纪录的57.8吉瓦，6-10名均被中国企业包揽。由于其较强的海外市场订单获取能力，金风科技和远景能源相比其他中国整机商更具国际竞争力，跻身排行榜前四，且新增吊装容量都突破10吉瓦。

2.风电未来发展方向

（1）行业政策持续支持，助力风电市场保持平稳增长

风电是未来最具发展潜力的可再生能源技术之一，具有资源丰富、产业基础好、经济竞争力较强、环境影响微小等优势，是最有可能在未来支撑世界经济发展的能源技术之一，各主要国家与地区都出台了鼓励风电发展的行业政策。根据全球风能理事会预计，2021-2025年全球新增风电装机容量469吉瓦，亚洲、北美洲及欧洲仍是推动风电市场不断发展的中坚力量。

数据来源：GWEC全球风电报告

（2）海上风电细分市场先天优势明显，市场发展潜力巨大

现今全球风电开发仍以陆上风电为主，但海上风电具有资源丰富、发电效率高、距负荷中心近、土地资源占用小、大规模开发难度低等优势，被广泛认为是发电行业的未来发展方向。鉴于海上风电发展对可再生能源产业的重要性，海上风电成为各国推进能源转型的重点战略方向，各主要国家制定了积极的长期目标。未来五年，海上风电将在全球范围实现快速增长。

数据来源：GWEC 全球风电报告

三、全球储能行业趋势

1.储能行业发展背景

全球可再生能源发电的增长和扩大是能源领域在过去十年中取得的最大成功之一：随着世界各国和企业加快“脱碳”进程，全球在2050年左右实现“碳中和”的前景令人期待。实现碳中和的关键是转换能源结构，提升非化石能源的发电比例。根据国际能源署预测，全球光伏和风能在总发电量中的占比将从目前的7%提升至 2040年的24%。然而，伴随着这一成功，通过适当整合可变的可再生能源（如太阳能和风能）来维持高效和有效的电网是一个挑战。随着可再生能源渗透率的提高，维持电网的稳定性及可靠性变得越来越有挑战性，成本也越来越高。鉴于此，储能行业发展的必要性也越来越强，一方面，可再生能源如光伏和风电具有明显的季节性和波动性，其发电占比提升势必影响电力系统的稳定。尤其是许多发达国家电网设施相对陈旧，无论是电网侧还是用户侧，配备储能可以确保电网的稳定性；另一方面，随着可再生能源占比越来越高，弃风弃光现象将越来越严重，可再生能源发电端配备储能可以增加发电时长，减少弃风弃光率。

2.储能行业技术类型

根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟（CNESA）全球储能项目库的不完全统计，截至2020年底，全球已投运储能项目累计装机规模 191.1 吉瓦，同比增长3.4%。其中，抽水蓄能的累计装机规模最大，为 172.5吉瓦，同比增长0.9%，占比90.3%；电化学储能的累计装机规模紧随其后，为 14.2 吉瓦，占比 7.5%；在各类电化学储能技术中，锂离子电池的累计装机规模最大，为 13.1 吉瓦，占比 92.0%，具体分布见下图。

图 1：全球储能行业与电化学储能装机规模分布图

数据来源：CNESA 全球储能项目库

总体而言，传统储能以抽水蓄能为主，这是最传统的储能解决方案之一，但其发展潜力受到合适的水电和场地可用性的限制。但相对于当前和未来的需求，大多数国家大幅增加抽水蓄能容量的能力是有限的，全球抽水蓄能容量占全球总储能的份额正在稳步下降。相比之下，绝大多数新的储能项目使用电池储能，这一市场受到快速发展的电池技术、电池成本的稳步下降以及可再生能源发电本身成本的降低的推动。

除此之外，压缩空气、氢气等储存技术都在进一步完善和发展。其中，压缩空气储能技术通常部署在大型地下洞穴中，目前已应用于我国和美国的调峰和能源转换项目。氢气技术凭借在能源储存和运输部门的使用灵活性以及对关键金属低依赖性，正逐步成为许多国家实现减碳目标的关键部分。目前，对氢气储存的研究和开发仍处于相对早期的阶段。

3.储能行业主要市场

目前，全球储能行业较活跃的市场除我国外包括美国、德国、澳大利亚等。

美国方面，2020年12月，美国国会通过了2.3万亿美元的综合支出法案以及《更好的储能技术法案》，授权10.8亿美元用于2021至2025财政年度的储能研究、开发和示范；2021年11月6日，拜登政府签署《基础设施投资和就业法案》，授权 60 亿美元用于支持电池储能行业的供应链发展。根据美国储能检测报告，2021 年，美国储能装机容量预计将达到 14.6 吉瓦时，比 2020 年多 10.8 吉瓦时。到 2026 年，美国年度储能装机容量预计将比 2020 年增长 9.3 倍。

德国方面，德国联邦经济事务部正在资助和支持各种储能技术，如机电储能、电力储能、机械储能（抽水蓄能）和高温储热。2020 年联邦政府共资助 117 个电化学储能项目，资助金额为 1623 万欧元。

澳大利亚方面，澳大利亚政府近期发布了《综合系统计划草案》。其中表示，到 2032 年，在国内电力市场中，超过一半家庭将拥有屋顶太阳能，到 2050 年上升到 65%，大多数系统都有储能作为补充。到 2050 年，国内电力市场预计需要 45 吉瓦装机容量的储能设备。

四、全球氢能行业趋势

当前，在全球能源转型过程中，氢能的角色价值日益凸显。氢能作为优良的二次能源载体，具有来源多样、适应性强、用途广泛、能量密度大等多种优势，因此氢能利用被视为已有能源系统的新型优化补充方式。化石能源、可再生能源以及氢电二次能源网络的互联互动将会成为未来能源利用的发展趋势。

1.全球氢能需求巨大，前景乐观

据 IEA 数据显示，全球每年氢产量约1.17亿吨，其中6900万吨为专用制氢产能，4800万吨为副产品制氢。2020年，全球氢气需求量达到9000万吨，几乎全部用于工业炼油和化学应用，95%的氢气通过化石燃料生产，给全球带来了近9亿吨二氧化碳排放量。由于化石燃料制氢会产生高碳排放，生产的氢成为灰氢。在天然气制取灰氢的基础上，加装 CCUS 设备获得的氢称为蓝氢。通过光伏、风电等可再生能源制取的氢称为绿氢，该过程中不产生碳排放。目前灰氢制取成本约为 0.8-1.8 美元/千克，蓝氢成本约为 1.5-2.5美元/千克，绿氢成本高达 3-9 美元/千克。当前全球制氢技术正在清洁转型，但进度较为缓慢。

国际氢能委员会联合主席伯努瓦·波捷表示，氢能已成为许多经济体碳中和投资计划的核心要素。全球范围内有大量氢能项目正在筹备中，预计到2030年，全球氢能领域投资总额将达到5000亿美元。世界能源理事会预计，到2050年氢能在全球终端能源消费量中的占比可高达25%。能源、化工、制造企业之间的跨界氢能合作蓬勃兴起。氢燃料电池汽车市场逐渐火热。氢动力火车、船舶、卡车等新兴重型交通工具的研发掀起热潮。如韩国现代汽车投资约7.6万亿韩元（约合64亿美元）用于和氢相关的研发和设施扩建。2021年7月，现代汽车宣布，与现代电器能源系统公司合作开发专用于移动发电机和替代海事电源供应解决方案的氢燃料电池包。

2.氢能尤其是绿氢成本将快速下降

可再生能源制氢的生产成本正以超预期的速度快速下降。随着全球绿氢项目的快速扩张，产业规模化效应将逐渐呈现。到2030年，可再生能源制氢项目中电解槽、电源和整流器、干燥/净化/压缩设备等核心设备的投资成本预计将从目前的1120美元/千瓦下降至200-250美元/千瓦。同时设备运输、安装和装配（电网连接）、建筑成本（用于室内安装）以及项目开发、现场服务和试运行等间接成本也将随着行业规模化发展而有所下降。

可再生能源发电成本（LCOE）、电解槽成本及部署规模、电解槽技术是影响绿氢制取成本（LCOH）的关键因素。可再生能源发电成本是制氢成本的主要构成部分，占比达到60-70%。到2030年，由于全球范围内可再生能源项目的大规模部署，可再生能源电力成本将持续降低，达到1.04-2美分/千瓦时。全球来看，清洁能源资源禀赋优越地区和国家的度电成本下降幅度较大，包括澳大利亚、智利和中东等，未来将有望成为全球氢能供应中心。高盛认为，中东、拉美、澳大利亚和伊比利亚可能成为绿氢的主要出口地区，中欧、日本、韩国和中国东部部分地区可能成为绿氢的主要进口地区。

同时，电解槽成本也将加速下降，绿氢将很快具备经济竞争力。就全球总体而言，当前绿氢成本仍然高于“化石能源+碳捕捉（CCS）”制氢技术，但到2035-2040年，绿氢成本将低于加装 CCUS 技术的煤制氢和天然气制氢成本，使得绿氢成本与蓝氢成本相当；到 2045-2050 年，绿氢成本将低于煤制氢和天然气制氢成本，真正实现与灰氢平价。预计到2050 年，在巴西、中国、印度、德国和斯堪的纳维亚地区，绿氢制取成本将低于当地 2019 年天然气基准价格，但考虑到全球碳价机制不断推广实施以及天然气储备逐步降低等因素，未来天然气价将呈持续上升态势，绿氢成本竞争力将不断呈现。

图 1：各类技术路线制氢成本预测分析

（2020-2050 年）

3.多国出台氢能顶层设计和战略路线

根据国际氢能委员会的报告，全球已有31个国家在国家层面提出了氢能相关战略，上述国家占全球GDP的73%，其中澳大利亚、俄罗斯、加拿大等国还出台了扩大氢能出口的战略目标。而重点技术领域上，主要集中在降低氢价、发展氢燃料交通和工业脱碳上。值得注意的是，由于各国的资源禀赋存在差异，发展氢能的路线也存在差异，例如天然气资源丰富的俄罗斯，就以发展以天然气为原料的蓝氢，而非常见的绿氢为主要技术方向。

目前，采取氢能战略的国家已承诺资助370亿美元，并联合私营部门投资3000 亿美元用于氢能工业生产。但要实现2050年前净零排放的目标，在2030年前仍需投资1.2万亿美元用于低碳氢（包括蓝氢和灰氢）的生产和应用。氢能发展依赖大规模基础设施建设，氢能存储和运输基础设施建设对于氢能大规模推广应用至关重要，也是现阶段我国企业应重点关注的领域。

图 1：主要经济体氢能源顶层设计战略

目前，发达经济体领跑氢能领域，美欧日依据本国特点制定各自氢能发展路线图。日本氢能发展更多关注技术开发，加氢站建设及运营成本、氢燃料电池车价格每阶段都有较大幅度下降。日本氢能产业发展重点突出，政府强力支持关键氢能项目，极力推进“氢能源社会”建设。目前燃料电池热电联供系统已安装34万台，计划2030年安装530万台。丰田、本田氢燃料电池汽车商业化，2019年9月全球第10000辆Mirai下线。加氢基础设施重点是基础研究和材料、车载储氢容器、氢气运输及加氢站。

美国氢能发展主要关注氢能产业推广，对氢燃料电池车、加氢站数量有明确预测。美国氢能产业起步早、发展稳 ，在全球率先提出氢经济概念，先后出台《1990 年氢气研究、开发及示范法案》 氢能前景法案》。21世纪后更是大力推进氢能领域的投入，2002年发布“国家氢能发展路线图”，标志着氢经济从构想转入行动阶段。2004年发布《氢立场计划》，明确氢经济发展要经过研发示范、市场转化、基础建设和市场扩张以及完成向氢能经济转化4个阶段。2012年，联邦预算63亿美元用于氢能、燃料电池等清洁能源的研发，并对境内氢能基础设施实行30%-50%的税收抵免。2019年，宣布为29个项目提供约4000万美元资金，跨部门实现低负担且可靠的规模化“制氢、运氢、储氢和氢应用”，推进氢能产业规模化。

欧洲则更关注氢能发展对二氧化碳减排发挥的作用，并在氢能领域给予大量政策支持。2003年，欧盟25国开展“欧洲氢能和燃料电池技术平台”研究，对燃料电池和氢能技术发展进行重点攻关。2009年，欧盟完成“天然气管道运输掺氢”项目研究；壳牌、道达尔、法国液化空气集团、林德、戴姆勒等公司共同签署了 H2Mobility 项目合作备忘录，将在10年中投资3.5亿欧元，在德国境内建设加氢站；2015年和2016年分别启动了H2ME1计划和H2ME2计划，共投资1.7亿欧元，建设49座加氢站。截至2019年底，欧洲共建成运营177座加氢站，其中，德国87座、法国26座。

4.产业链带动效应显著，中资企业赛道广阔

氢能产业链分为上游制氢、中游储运和下游终端消费三个环节，涉及的产业领域非常广泛。

图 1：氢能源行业产业链

从生产端来看，氢能的优势在于制取、储运便利，相对环保。一是氢能来源广泛，除了以化石燃料制氢外，还可利用风电、太阳能等通过电解水形式制氢。二是储运相对便利，氢可以气、液态存储于高压罐中，也可以固态存储于储氢材料中，相对于以电网运输，波动大、损耗多的风能、太阳能等更具优势。三是相对绿色环保，氢能的燃烧产物是水，在使用可再生能源制氢的前提下能实现零碳排放，而传统化石能源通过制氢，而不是直接发电，其碳排放强度也会有所下降。

从应用端来看，氢能的优势在于高效、应用广泛。一是高效，相对于其他常见能源，氢气燃烧的热值更高，能达到142千焦/克，远高于其他能源，从而能够提升效率。二是氢气的应用广泛，既可以用作燃料电池发电，应用于汽车、船舶和航空领域，也可以单独作为燃料气体或化工原料进入生产，同时还可以在天然气管道中掺氢燃烧，应用于建筑供暖等。目前在已经规模化应用的能源中，仅有石油能具备供热、供电、交通燃料等多种功能，而氢气无疑又是一种具有多种能源特性、适用多种场景的优质能源。

截至 2021年末，全球范围内约有350个已建、在建及规划氢能产业项目。按种类来看，28个属超大型项目（制备容量大于1百万千瓦的绿氢项目或年产量超过20万吨的蓝氢项目）；工业和交通领域氢能项目数量分别达141个和96个。按地域来看，欧洲已公布项目数量全球领先（231个，占比64%），澳大利亚、中国、日本、韩国和美国紧随其后。欧洲已公开氢能项目中，105个为氢气生产项目，其他项目涵盖全产业链，重点布局在工业应用和交通运输应用领域，同时欧洲以密切的跨行业和政策合作为特殊，支持多个氢能综合项目（如荷兰的氢谷）。日本和韩国在交通运输应用、绿色氢、液氢和有机液态储氢项目方面实力雄厚。

图 1：全球氢能产业链项目

来源：国际氢能委员会、麦肯锡咨询公司、彭博新能源财经

图 1:2050 年全球分行业、分情景氢能需求展望

（百万吨）

图 1:主要经济体顶层氢能战略中各项应用优先级

据国新办 2021 年上半年中央企业经济运行情况新闻发布会介绍，目前超过三分之一的中央企业已经在制定包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链的布局。综合来看，氢能产业未来具有广阔的发展空间。短期发展视角来看，建议引导企业关注氢能应用领域的热点赛道，尤其是氢燃料电池、燃料电池车及加氢站建设。而从中长期发展视角看，建议引导企业关注上游的可再生能源制氢、电解槽等赛道，以及中游的液氢储运、输氢管道建设等赛道。

1  数据来源：国际可再生能源署 IRENA《Renewable Capacity Statistics 2021》报告。

2  https://news.bjx.com.cn/html/20201221/1123969.shtml