01
海南光伏发电和风力发电发展面临的形势
1.1能源供应主要依靠外省调入和进口，本地可再生能源贡献有限
2000年以来海南省能源发展取得了长足的进步，能源供应能力稳定增加，能源供应短缺的问题得到明显改善。但是，本省化石能源资源匮乏，能源供应主要通过省外和国外输入的能源来满足。分能源品种来看：煤炭方面，海南省本地基本没有煤炭供应能力，2018年从外省调入煤炭575.8万吨，进口煤炭681.8万吨；原油方面，海南省有少量的本地供应能力，2018年本地生产原油30.3万吨，从外省调入172.2万吨，进口895.7万吨；天然气方面，海南本地供应的天然气为1.06亿立方米，从外省调入天然气48.6亿立方米；液化天然气方面，全部依赖进口，进口液化天然气65.6万吨，向外省输出43.9万吨，向本省供应22万吨。
然而，本地可再生能源对海南能源供应的贡献比较有限。“十三五”期间电源性缺电问题得到了解决，主要是新增的核电和天然气发电发挥了关键的作用，期间新增的装机均为清洁能源，包括昌江核电一期130万千瓦机组，文昌燃气电厂一期燃气-蒸汽联合循环发电2台46万千瓦机组。2020年，海南全省电力装机容量986万千瓦，清洁能源装机容量约662万千瓦，占全省装机的67%；全省统调发电量312亿千瓦时，其中，煤电、核电、天然气发电和可再生能源发电占比分别为47%、31%、9%、13%。
长期以来煤电是海南电力的主力电源，昌江核电投运以后煤电占比从2015年的90%下降到2017年的65%，再下降到2020的47%（见图1）。图1 历年海南电力结构
1.2部分区域风能、太阳能资源条件较为丰富
从全省范围来看，海南的风能、太阳能资源条件一般。但是，部分区域的资源条件较为丰富，适宜开发建设光伏发电和风力发电项目满足本省的能源需求。
海南岛位于北回归线以南，太阳日照时间长。海南各地的年日照时数，除中部山区因云雾较多，只有1750小时左右，其他大部分地区都在2000小时以上，西、南部地区达2400-2600小时。各地日照时数一般以7月最多，2月最少，夏季最多，冬季最少。海南岛干湿季分明。雨季一般出现在5-10月，干季为11月-翌年4月。雨季降水约占年雨量的80%。太阳能资源南西部、南部沿海地区辐射条件好，属于太阳能资源丰富区，年太阳总辐射量均≥5500MJ/m2，其中本岛太阳总辐射最高地区东方为6334MJ/m2，全省总辐射最高地区三沙市为6415MJ/m2；海南北部澄迈、定安及中部山区区域太阳辐射相对较弱。
海南省的西部沿海风能资源相对比较丰富，其他地区近海风能资源次之。海南岛西部和东部海域的年平均风速超过8米/秒，年平均风功率密度超过350瓦/平方米。《海南省风能资源评价报告》表明，海南岛西部沿海的东方感城镇沿海岸线至昌江海尾镇，为风能资源极其丰富区，面积约300平方公里；东北部风速要比西部沿海地区小，为风能资源丰富区，面积约300平方公里；从海尾镇沿海岸线至临高马袅，为风能资源较丰富区，面积约400平方公里。
02
面临的挑战
2.1风力发电和太阳能发电发展缓慢
近两年海南光伏发电发展缓慢，适宜海南发展的分布式光伏发电占比低。到2018年底，海南省光伏发电装机容量已达136万千瓦，而2019年仅新增4万千瓦，2020年没有新增项目，2021年第一季度新增3万千瓦。就在同期，我国光伏发电开始逐步实现全面平价上网，光伏新增装机容量8504万千瓦，全国累计光伏装机容量25850万千瓦，海南仅占全国光伏累计装机容量的0.6%。
由于开发集中光伏电站需要大面积的土地，海南缺乏相关的土地资源，更适合开发与农业或建筑等结合的分布式光伏发电。然而，分布式光伏发电在海南发展的并不理想。截止2021年第一季度，海南光伏发电累计装机容量143万千瓦，其中分布式光伏发电仅16万千瓦，光伏电站127万千瓦。
国家和海南省均制定了海南“十三五”海上风电规划，相关规划目标均未达成。2014年9月，《海南省海上风电规划报告》获国家能源局批复，规划批复的装机容量为395万千瓦。2016年11月国家能源局发布了《风电十三五规划》，提出到2020年海南省海上风电并网容量10万千瓦，开工建设容量30万千瓦。然而，海南海上风电产业至今未能实现零的突破。同时，《风电十三五规划》给海南陆上风电定的目标仅为30万千瓦。到目前风电装机容量降为29万千瓦，累计装机容量仅占全国累计风电装机容量2.1亿千瓦的0.138%。
2.2可供开发风电和光伏发电的土地资源紧张
海南省国土面积以海洋为主，国土面积203.52万平方公里，其中海洋面积200万平方公里，可以充分利用海洋面积大的特点开发海上风电。海南省可供开发陆上风电、光伏发电的陆地资源较少，陆地面积仅为3.52万平方公里，属于全国为数不多几个陆地面积不足5万平方公里的省市。
海南省陆地资源中耕地、园地和林地占比高，未开发利用土地面积少，开发陆上风电、光伏发电受到陆地资源少的局限。其中，耕地面积7230平方公里，园林面积9160平方公里，林地和草地面积12440平方公里。耕地、园地和林地不适宜同时用作其他用途。海南省划定了生态保护红线，明确了环境质量底线和资源利用上限，将陆域面积的27.3%和近岸海域面积的35.1%划入生态保护红线范围。城镇村及工矿用地面积2640平方公里，可在城镇村和工矿区域开发屋顶光伏发电项目。充分挖掘交通设施周边可利用面积发展光伏发电。在考虑生态保护的前提下，利用海南水域开发光伏电站和光伏发电。
03
机遇
3.1国家生态文明试验区提供了先行先试的机会
生态文明建设已经纳入我国社会主义建设五位一体总体布局。2019年5月，中办、国办印发了《国家生态文明试验区（海南）实施方案》，充分体现了国家对海南生态文明建设的重视。因此，海南应该抓住建设国家生态文明试验区的机遇，积极开展新发展理念的先行先试，解决海南可再生能源发展过程中面临的问题，为全国的生态文明建设积累经验。一是努力探索既要保护生态环境，又要有序发展风电、太阳能发电等可再生能源，做到二者兼顾；二是探索电力体制改革推动构建以风力发电、光伏发电等新能源为主体的新型电力系统。
同时，该方案十分明确的将发展风电、光伏发电列入方案之中，明确海南省清洁能源优先发展示范区的战略定位，提出建设“清洁能源岛”，大幅提高新能源比重；方案的重点任务方面，明确了要推动形成绿色生产生活方式，有序发展光伏、风电等新能源。
3.2自贸港政策和制度优势有利于项目落地
海南自由贸易港的政策和制度优势为充分利用全球技术和资金资源发展风电、光伏发电项目提供了可能，也为降低该类项目的非技术成本提供了支撑，有利于提升项目的经济性，加快推动项目落地实施。
我国海上风电的技术与国外仍存在一定的差距，海南发展海上风电可以充分利用自由贸易港的贸易和投资优惠政策，以更低的价格采购国外海上风电相关设备及服务。欧洲国家积累了丰富的海上风电运维经验，海南可以充分利用自由贸易港的条件引入先进的风电运维管理经验，帮助海南发展海上风电。
资金成本是导致风电和光伏发电度电成本较高的重要原因，而自由贸易港可以利用制度优势创新金融手段，降低项目的资金成本，提高项目的经济性。
3.3消纳可再生能源电力的能力不断增强
按照国家能源局关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的相关要求，海南省发布了2021年度可再生能源电力消纳保障实施方案。
已经建成的和规划建设的调峰电源大幅为当前和未来提升海南电网的灵活性奠定了坚实的基础。2020年6月，海南电网首座自主投资建设的大型天然气调峰电厂——海南文昌2×46万千瓦燃气—蒸汽联合循环电厂全面投产发。目前，大唐正在建设大唐万宁燃气电厂项目，项目容量为2台46万千瓦燃气-蒸汽联合循环发电机组。
海南联网工程扩容提高了海南电网消纳可再生能源电力的能力。海南联网一回与海南联网二回工程分别于2009年、2019年建成投运，已建成的两回联网工程总体输送容量达到120万千瓦，为海南与省外实施电力互济提供基础性条件，借助南方电网西电东送大平台，通过两回联网工程将云南的清洁水电送入海南，也可将海南清洁电力送入广东负荷高的地区。
另外，海南电网升级智能电网也为风电、光伏发电提供了更好的接入条件。“十四五”期间，海南电网公司计划投资约270亿元提质升级海南智能电网，并全面启动500千伏网架建设。
3.4“后发优势”为能源需求提供了更大的发展空间
随着海南自由贸易港建设进度的推进，海南高质量发展不断升入，经济社会消费水平不断提升，能源和电力消费必然将持续快速增加。
生活能源消费有待大幅提升。2019年海南城乡居民生活能源消费量278万吨标准煤，比1990年增长29.1倍。然而，海南省与全国人均能源消费量相比仍有差不小的差距，海南城乡居民人均生活能源消费量0.29吨标准煤，而同期全国人均生活用能0.43吨标准煤。
对标国际和国内发达城市电力消费水平，对标海南自由贸易港建设需求，海南人均用电量水平仍存在较大的差距，未来发展空间较大。2019年人均用电量数据，海南与发达城市的人均用电量仍存在较大差距，海南约3765千瓦时，北京5416千瓦时、上海6460千瓦时、香港6550千瓦时、新加坡9057千瓦时。
3.5交通电气化水平提升了终端电力消费水平
提高终端电气化水平是实现能源转型的重要举措，发展电动汽车是海南当前提高电气化水平的主要的手段。建设电动汽车充电网络可与分布式光伏发电相结合，降低光伏发电项目专门配备储能的投资。
海南已经明确提出2030年禁止销售燃油车，形成了电动汽车快速发展的态势。截止2020年底，全省新能源汽车保有量超6.4万辆，在全国排名第4；累计建设充电桩2.2万个，公共充电站916座，换电站12座，总体车桩比达到2.4:1，高于全国的总体水平。
海南省已经开始探索 “风光储充换”模式。2021年2月25日，海南首个“风光储充换”集中式充换电站投运，可放大风、光、储多能互补效应，提供电动汽车有序充电和协调控制解决方案。