近半年以来，多个省区陆续对外披露十四五能源发展规划，并且对风电、光伏在十四五期间的增量进行了规划和部署。据相关测算，目前已经对规划进行披露的省份总数共达23个，总规模达到6.2亿千瓦。作为产业链涵盖最全面、建设范围最广、市场化水平最高的两个新能源发电产业，风电和光伏即将开始第一轮正式争霸。
目前无论是海上风电还是陆上风电均已全面实现平价，虽然国家在政策上对风电产业仍旧保持着还很大的扶持力度，但是总的来说风电已然是实现了“脱离拐棍，自己走路”，这就要求风电与更多的发电类型同台竞技，在能源市场中为自己争取一席之地。在“十四五”这场能源大战中，新能源将要如何pk化石能源？风电将要如何pk光伏？
01
两种发电原理
风力发电将风能转化为机械能，再由机械能转化成为电能。一般风力发电所使用的大风车安装三个叶轮。风吹动叶轮后，叶轮的转动带动发电机转动，发电机转动产生电能，最终通过升压系统将电能送到电网，为公众所用。
光伏发电站则是利用太阳能电池板收集太阳能，将太阳能转化为电能。光伏发电主要是利用“光生伏打效应”。简单来说，“光生伏打效应”指物体由于吸收光子而产生电动势的现象。当物体受到光照后，物体内电荷的分布状态将发生变化，从而产生电动势和电能。在光伏发电站，太阳能电池板受到太阳光的照射后，光伏电池里的PN结（采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结）产生了电子之间的流动，流动的电荷被收集起来后就产生了电力。
无论是风力发电还是光伏发电，这两种发电方式都存在波动性。风力发电会受到风力、风速等因素的影响；而光伏发电站在夜晚不能工作，缺失太阳光照射，无法产生光伏效应。有人因此认为风电和光伏发电是“垃圾电”。
虽然二者皆有自身的弱势，但三峡集团福建公司副总经理刘建平并不认可风电和光伏发电为“垃圾电”这一说法。他表示，相较于传统发电方式，风力发电和光伏发电更为环保，并且我们可以为风力发电站和光伏发电站配备储能设施，让新能源发电方式更为稳定。
02
光伏风电发电特点对比
太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应，即当太阳光或其它光照射到半导体PN结时，就会在PN结两边出现电压，叫做光生电压。根据太阳能发电的特点，我们可以分析出光伏电场存在以下特点：
首先，适合小范围建设，小至户用，大至大规模能源基地建设均可使用，便于以村、县为单位进行推进建设。
其次，机组本身没有活动部件便于运输和组装，在电场建设过程中可以大幅减少建设成本和时间成本，项目的推进难度比较小。
最后，光伏电场不产生废弃物和噪音，对生态环境和居民居住环境的影响比较小，在项目的筹划阶段相对较为容易。
光伏发电还存在很多缺点。
首先，光伏电场对日照时间和强度的依赖性很强，季节变化、昼夜交替都会对发电量产生很大影响，发电量的昼夜变化明显，所处地区的年昼长时间对光复电场发电总量的影响明显。其次，在单位面积内，光伏发电所产生的电量明显低于风力发电所产生的电量，在同等的发电量任务下，光伏电场所需要的场址面积远远大于风力发电。
风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，在此过程中将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能。基于风力发电机组的发电原理，可以总结出以下特征。首次，风力发电机组通常体量较大，同时在单位面积内所产生的电能要更多，在同等发电要求的基础上，相较于光伏更加节省用地面积。其次，相较于光伏年可利用小时更长，如果是海上风电发电更为平稳，同时发电量要更高。这也就意味着，风力发电在大规模电场建设中更具优势。
但是风力发电也存在一些天然的问题存在。相较于光伏，风力发电整个过程都是动态的，这也就意味着对环境产生的影响更大，在我国南部地区及中东部地区进行分散式风电的推进建设，需要对环境及人口居住情况进行考察。其次，风电机组体量较大，需要在现场进行吊装，这就意味着建设难度和成本都要高于光伏电场，同时在后期的运维过程中，难度和成本也会不同程度的增加。
随着多年以来国家加强对新能源产业的投入，目前在我国无论是光伏还是风电，在制造业及相关配套产业上均已达到了世界先进水平。但是由于新能源发电具有先天的不稳定性，目前很多问题依然存在，需要借助储能或者调峰系统对“绿电”加以控制，才能为人所用。
03
光伏风电成本对比
根据相关的测算，光伏在最近的10年里，单瓦成本降低了90％以上，而风电单瓦成本降低了50％以上。从单瓦成本上来看，似乎光伏具有更大优势。但是由于近年来海上风电大量进入市场，且如今海上风电相关技术愈发成熟，单机容量大幅上升，同时具有靠近负荷中心的优势，大大增强了风电产业在能源市场中的市场竞争力。当前，虽然海上风电已经全面进入了平价时代，但是相对来说成本还是偏高，随着未来技术继续提升，海上风电机组的发电能力和可靠性将会进一步增强。在未来的能源市场中，海上风电的发展潜力被业内所看好，普遍认为其前景将会力压陆上风电，进一提升在沿海城市的装机比重。
从制造侧来看，风电制造企业相对来说比较集中，造成这个现象的主要原因是风电对企业的制造水平要求要更高。由于目前风电机组朝着大型化发展趋势明显，未来的风电整机体量将会更大，这将会大大提升产品的制造难度。通常，针对个别项目进行生产制造，对比于光伏，风电整机制造体量很大但是数量却并不多，生产线价格低廉，制造标准要求却比较高。这就导致了风电市场中的参与企业相对来说比较固定，都是一些掌握技术和充足资本的老牌企业。与风电的技术导向型占主体不同的是，光伏更倾向于资本导向。光伏产品生产培植需要大量资本，可以说越高的资本投入就可以生产出更优质的产品，反而对制造企业的体量要求、技术要求并不高。这也就意味着，单从产业链上来看，光伏产业所需要的资本投入要更高，风电产业所需要的技术成本要更高。
从发电侧来看，需要用到度电成本的计算公式，主要考量方面是项目的建造成本、年发电小时数、运维成本。在年发电量相同的基础上陆上风电项目的运维成本均到度电以后与光伏项目的运维成本接近，海上风电的运维成本要偏高。从建造成本这一角度上来看，光伏项目受到的地理环境影响比较小，风电项目受到的环境影响相对较大，地形、季节、环境均会对建造成本产生较大的影响。其中，风电在三北地区的建造成本普遍较低，华北及中东部地区的建造成本次之，南部地区及人口相对聚集的省市建造成本更高，而海上风电项目建造成本则要远远高于陆上风电项目。由于风电项目的年发电小时数要更高，年均发电量也要更高，平均到度电以后风电度电成本要低于光伏度电成本。从长期视角来看，未来光伏的降本空间要更大，而目前风电产业仍旧处于部件国产化的红利期，未来市场竞争性可能会高于光伏产业。
总的来说，光伏和风电并不存在根本上的优势和劣势，可能在部分项目上风电的度电成本要更低，但是在环境、自然条件、未来发展空间的综合考量下，光伏的优势可能更为明显。对于我国“双碳”事业进程而言，无论光伏还是风电都是两把“好刀”，无论哪个产业进行革新，最重要的是将新能源电力置身于整个能源市场，在能源市场中提升占比，进一步降低火电的比重。
04
风电光伏市场现状
光伏：
多国市场超预期，需求结构有望升级
全球：超预期延续高景气态势，组件、逆变器受益海外高价市场。我们预计2022/2023年全球新增光伏装机规模为250/320GW，同比增长45%。在能源转型诉求下，海外需求多点开花超预期。中国光伏产业具有全球竞争优势，美国及欧洲进口组件占比较高，海外对建设本土光伏产业链重视程度不断提升，但短期或难摆脱对华光伏产品依赖，中国光伏厂商有望成为能源转型中最大赢家。海外市场PPA电价逐步上升，提高开发商投资光伏电站意愿，也进一步提高对组件、逆变器、辅材等原材料价格接受度，厂商盈利空间打开，未来厂商或优先出口美国等组件价格高的地区，全球需求结构有望优化。同时，美国和欧洲对N型高效组件接受度更高，布局N型新技术的组件公司有望在需求结构优化中获益。
欧洲：能源危机叠加俄乌冲突，光伏占据能源转型C位。自俄乌战争爆发以来，能源价格、能源供应、能源安全问题凸显，根据世界银行数据，欧洲天然气价格迅速飙升至42.29美元/百万英热单位，与去年3月相比上涨691.5%。欧盟为摆脱俄罗斯天然气制约，在“Fit for 55”基础上提出“REPowerEU”能源计划，将2030年可再生能源占比目标从40%提升至45%，其中光伏需求达600GW。据IHS，截止2021年底，欧盟累计并网规模达160GW，为实现REPowerEU目标需每年新增光伏装机48.89GW，进一步打开欧洲光伏需求天花板，预计2022年欧洲光伏装机需求为47GW，2023年达60GW。
美国：减免两年内东南亚进口组件关税重启需求，全球需求结构有望升级。由于大部分美国组件都来源于马来西亚、越南、泰国，贸易政策不确定性造成美国光伏项目面临断供风险陷入停滞。根据IHS，从2022年到2030年，美国有213GW大型光伏项目储备，其中在建和即将投建的项目接近20GW，已进入审批流程的项目有60GW，早期项目有130GW，目前项目储备有力支撑了美国未来几年光伏需求。在摆脱双反关税阴影后，美国光伏需求重启，预计2022年美国新增光伏装机为32GW，2023年达40GW。同时，美国组件市场价格接受度高，比中国组件市场价格高1元/W左右，厂商出口美国意愿较高，高价市场重回正轨有望优化全球需求结构。
中国：明确新能源发展目标，支撑光伏赛道高景气态势。6月1日，国家发改委、能源局、财政部等九部委联合下发《“十四五”可再生能源发展规划》，提出2025年可再生能源发电量达3.3万亿千瓦时，在全社会用电增量中占比超过50%，风电和太阳能发电量实现翻倍。在电力消纳方面，2025年可再生能源电力总量和非水电可再生能源电力消纳责任权重分别达33%和18%，2021年该权重分别为29.4%和13.7%，年均提高0.9%和1.08%。
根据中电联全社会用电量数据，我们预计2025年非水可再生能源电量的总量预期为6455亿kWh，2022-2025年预计风电光伏新增装机为380-430GW，年均新增装机规模为100GW，预计2022年中国新增光伏装机规模为85-100GW，2023年达115GW。
整县推进下分布式未来空间广阔，地面电站项目储备充足。在整县以及十四五能源规划的推进下，中国未来分布式整张空间广阔，叠加5月31日国税总局发布的关于分布式项目自发自用部分免征增值税和多项政府性基金减免优惠政策，分布式光伏的增长空间进一步提升，我们预计2022年全国新增分布式光伏装机规模有望达40-50GW，尤其是整县推进下的工商业和户用光伏值得关注。对于大型地面电站，截止2021年底公布了近100GW大基地项目，其中纯光伏项目22GW，其余为风电＋光伏项目，第一批集中于内蒙古、陕西、青海三省，随着政策对大基地项目支持力度加强，预计今年可实现大基地项目45.7GW，2023年实现剩余51GW。
风电：
1．陆风经济性凸显，下半年装机有望高增
风机价格持续走低，成本不断下探。据金风科技统计，风机价格自2020年初开始不断走低，2022年3月，风机公开投标均价已下探到1876元/kW，相比去年同期的2900元/kW下降了35.3%。根据风电头条和风芒能源，2022年5月陆上风机（不含塔筒）价格进一步下探至1828元/kW。
平价陆风项目经济性凸显。据西勘院规划研究中心，绝大多数内陆省份陆风项目的实际造价均低于甚至远低于实现7%IRR的理论造价，其中内蒙古、河北、吉林等省份价差达2000元/kW以上，可行性强，盈利能力良好。而搭配储能10%2h后，虽然可行性有所下降，但大多数内陆省份风电投资的实际造价仍低于实现7%IRR的理论造价，仍满足运营商的投资收益率要求。
招标需求强劲，下半年装机有望高增。据金风科技统计，2021年国内公开招标量达54.2GW，同比增74.28%，达到历史次高；今年一季度公开招标量已达24.7GW，已接近去年的一半。根据风电之音、北极星风力发电网、风电头条等统计，今年开年以来，1-5月招标量已超过40GW，超过了去年的70%。
据中电联，4月中国风电装机1.68GW，同比增长25.4%；5月中国风电装机1.24GW，同比增4.2%；今年1-5月我国风电累计装机达10.82GW，同比增38.9%。而我国风电装机量历来以下半年尤其是年底为主，2019-2021年我国风电装机量分别为25.74GW、71.67GW、47.57GW，而下半年装机量分别为16.65GW、63.35GW、36.73GW，分别占到全年装机量的64.7%、88.4%、77.2%。在今年招标需求超出预期、开年装机旺盛的情况下，下半年装机有望高增，全年装机并网有望创新高。
2．海风景气延续，平价进程提速
海风平价项目持续推进。据风芒能源和各省发改委，截止6月已有20.19GW平价海上风电项目稳步推进中，其中计划2022年底前并网的项目有3.7GW。自2021年10月12日我国首个平价海风项目中广核汕尾甲子50万千瓦海上风电项目开工以来，海风平价扩展到越来越多的省份，其中有省补的广东、山东项目容量更大，分别达9.6GW和2.1GW。
中国海风装机自2014年以来持续保持正增长。2021年是国家补贴海风项目并网的最后一年，海风装机迎来爆发，装机量达16.9GW，同比增长452.29%，占2021年全球海风装机量的80%。全球海风装机近年来同样保持快速增长，2021年装机量达21.11GW，同比增长208.03%。
05
光伏风电兼续
相较于风电，光伏的优点在于适配范围更广，应用场景更为灵活。由于光伏便于运输的同时安装成本比较低，在各类场景中融合度较高。例如，光伏便于与建筑相融合，在城市场景中应用乃至于整县推进都具有更大的优势，目前光伏和商场及露天停车场的结合应用已经屡见不鲜，同时光伏作为新能源的“老大哥”早早就已经走进了乡村，充分利用光资源为乡村带来清洁电力。
而风电最突出的有点则在于适配大规模建场。在单位面积下，风电弥补了光伏电站年利用率较低，年发电量较小的缺点，更大程度上放大的业主的收益。尤其在优秀场址资源陆续减少的今天，在有限空间内实现更大收益显得格外重要，也正因此风电“家族”愈发壮大，抗冰冻、抗风沙、抗台风等新机型层出不尽，风电不仅走向了海洋浅滩，更是向高原、山地、沙漠、戈壁、荒滩、深远海进军。
值得一提的是“千乡万村驭风计划”和“千乡万村沐光行动”的推行，彻底将乡村清洁能源建设纳入国家“双碳”版图。在计划起初，光伏的推进成果更为明显，自去年年初开始分布式光伏项目大量涌现，而风电下乡则是从去年九月开始陆续进入公众视野。相对而言，光伏下乡的难度要更小，因为光伏发电具有更强的灵活性，而风电下乡则要充分考虑到机位定点、建设条件、资源评估、风机台数、土地占用等综合因素，导致项目审批速度慢、建设难度大，严重阻碍了业主参与市场的积极性。
目前分散式风电的推进工作受到了各方的广泛支持。
首先从项目审批阶段进一步简化流程，对各省的消纳权重进行科学分配，促进项目的落地；
其次，从技术层面上对分散式风电项目进行场景化定制，目前柔塔产品、低风速产品、新型结构产品陆续涌现；
最后，充分调动社会各方力量，进一步扩大项目落地的资金保障，进一步为业主减轻项目推进难度。
风光互补系统的大力推行无疑为新能源产业带来了全新生机。由于一般情况白天太阳光线充足，夜晚风较大，夏季阳光资源较好，冬季风资源相对丰富，所以风能发电系统和光伏发电系统具有天然的互补性。也正是这种互补性，通过合理的利用和规划，能够尽可能的提升项目的年利用小时数，同时对发电曲线进行调峰，增强电源可靠性。
虽然近年来，新能源项目配备储能系统发展的也相对完备，但是总的来说配储的成本价格还是比较高，影响业主的项目收益，通过风光储一体化建设的方式可以一定程度上降低项目的配储要求，增强电源侧的发电稳定性。除此之外，风光储一体化项目还具有维系绿电市场电价稳定、优化资源配置、降低运维成本等其他优点。
随着我国新能源技术产业的逐渐完备，近些年来我国风光储一体化项目落地数量及新增装机容量逐年提升，获取了丰富的实践经验，为新能源在我国的发展提供了一种更优化的可行选择。
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