内蒙古自治区鄂尔多斯市是全国产煤量较大的地级市，其煤炭资源储量和年均产量分别约占全国的1/6和1/5，煤炭消费量在一次能源消费中占比超过91%，曾是典型的“一煤独大”城市。长期以来，煤炭生产和消费在当地经济产业格局中扮演支柱角色，但随着“双碳”时间表推移、退煤大势逼近，能源结构和产业格局的转型对于这座“煤城”来说愈加急迫。

“十四五”以来，沿着“先立后破”的转型节奏，鄂尔多斯开启了一场力度巨大的清洁能源构建。“推动煤炭和新能源优化组合，以大型风电光伏基地建设为支撑，以煤炭清洁高效利用为保障，全面构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系。”2022年发布的《鄂尔多斯市“十四五”能源综合发展规划》（下称《规划》）阐述了清洁能源体系构建的核心思路。简而言之，即一只手抓“立”，大力构建可再生能源体系；一只手抓“破”，通过清洁高效手段发挥煤炭的兜底保障作用。

其中，可再生能源体系的构建是鄂尔多斯扭转能源消费结构和经济产业结构的关键。鄂尔多斯市市长杜汇良表示，“十四五”末，该市新能源及相关产业总产值将超5000亿元。对这座可再生能源发电量占比不足6%的能源“偏科”城市来说，将采取哪些路径构建可再生能源体系？此间又面临哪些挑战？

加大可再生能源装机占比是鄂尔多斯清洁能源体系构建中的重要一环。根据《规划》提出的目标，到2025年该市可再生能源装机力争达到5000万千瓦，较2020年新增14.97倍；在电力总装机中的占比提升至50%以上，较2020年末增加至少12个百分点。

鄂尔多斯“十四五”期间的新增可再生能源装机分为外送和自用两部分。其中的外送项目主要作为跨省电力输送通道的配套电源，风电、光伏目标增量分别为580万千瓦、2300万千瓦，占鄂尔多斯“十四五”期间可再生能源总增量目标的61.4%。自用项目的增量装机目标则为1900万千瓦，包括风电400万千瓦、光伏装机规模1500万千瓦。

值得注意的是，在中国重点推进沙漠、戈壁、荒漠（下称“沙戈荒”）地区新能源大基地的背景下，鄂尔多斯新增可再生能源项目主要集中在库布齐沙漠。2030年前，将在库布齐沙漠建设鄂尔多斯中北部新能源基地、鄂尔多斯南部新能源基地，涉及风电、光伏装机容量24GW，同时配套特高压输电线路及储能和调峰电源。

库布齐沙漠是中国第七大沙漠，也是中国目前推进风光大基地建设的重点地区之一。按照国家发改委、国家能源局的规划，2030年前，将以库布齐沙漠等四大沙漠为重点，以其他沙漠地区和部分采煤沉陷区为补充建设风光大基地，合计装机规模合计4.55亿千瓦。

这也是政策层正在探索的一种新型的清洁能源供给消纳模式。一方面，“沙戈荒”地区风光条件良好，且土地征用难度和成本都相对较低，适合兴建大规模集中式可再生能源项目，配套调峰煤电和储能项目，以特高压输变电线路为载体，可实现清洁能源的长距离输送。另一方面，风光项目的建设运转也可与沙漠生态环境治理相结合，譬如在光伏板下种植利于防风固沙、风电和光伏产生的电能用于汲水灌溉林区和草场，从而为沙漠化地区稳定的生态系统。

2022年12月28日，库布其沙漠鄂尔多斯中北部基地先导工程——100万千瓦光伏项目正式开工。该项目总装机规模1600万千瓦，包括光伏800万千瓦、风电400万千瓦，配套400万改扩建清洁高效火电，以及储能约400-600万千瓦，所生产的清洁电力将依托蒙西至京津冀直流输电通道消纳。

在北京大学能源研究院特聘研究员杨富强看来，由于区域辽阔、土地资源丰富、风光条件良好，在可再生能源大规模建设上，鄂尔多斯比山西、陕西等煤炭主产地具有更强的可再生能源转型优势。加上风电光伏投资及使用成本逐年下降，可再生能源发展具有较强的竞争性。

目前当地可再生能源项目新建规模大幅增加。据鄂尔多斯市委书记李理此前介绍，2022年全市开工新能源项目1500万千瓦，是“十三五”时期的三倍多。

“从目前的推进进展来看，鄂尔多斯的可再生能源发展得比较快。”杨富强认为，从目前的发展势头来看，该市完成“十四五”可再生能源装机建设目标的难度不大，且鉴于资源禀赋良好，在此目标基础上仍有超额完成目标的潜力。

煤炭清洁利用（减少或妥善处理煤炭生产和使用过程中产出的二氧化碳及其他污染排放物）、煤炭高效利用（提升使用效率、减少煤炭使用量）和清洁能源替代（用风电、光伏等清洁能源替代煤炭）是改变以煤为主的能源消费结构的三条主要路径。根据杨富强所在机构的测算结果，2020年，上述三条路径在全国退煤量中的占比分别约15%、50%、35%。但随着“双碳”时间表推移、涉煤投资风险加大，清洁能源替代将扮演越来越重要的角色。

对于鄂尔多斯而言，上述趋势也意味着除了可再生能源供给体系的建设，推动可再生能源消纳亦是构建清洁能源体系的关键。这也正是鄂尔多斯计划重点发力的方向。《规划》显示，“十四五”末，该市非化石能源消费占一次能源消费的比重将达到16.3%、可再生电力消纳占比将达到35%，分别较“十三五”末提升13.1个、27.2个百分点。

从既有规划来看，鄂尔多斯的可再生能源消纳主要通过三条路径实现。一是电力外送，“十四五”期间鄂尔多斯要规划以京津冀、华中、华东等地为终点的特高压外送通道，高比例输送可再生能源绿色电力。

二是本地直接消纳，一方面新建区内通道，提高绿电自用比例，另外在工业负荷大、新能源条件的工业园区采取可再生能源替代，建设源网荷储“一体化”等绿色供电工业园区建设，同时布局可再生能源就近接入、就地消纳示范项目。率先落地的工程是远景科技投建的鄂尔多斯零碳产业园，这是鄂尔多斯探索新型电力系统运行的样本工程，园区80%的用电来自园区自备风电、光伏的直供电，另外20%来自于外部电网交易。2022年4月，鄂尔多斯零碳产业园一期工程建成投产，共有九家企业入驻，涉及动力电池材料、光伏材料制造等高耗能产业等高耗能行业。

第三条路径是可再生能源制氢间接消纳。即在风光项目周边配套电解水制氢设备，利用可再生能源制取绿氢，将之用于储能、交通运输、煤化工生产等场景，或者通过输氢管道长距离输送。《规划》显示，“十四五”期间该市氢能工程项目库中共有22个氢能项目，包括风光氢储燃料电池一体化项目、绿氢与煤化工耦合项目等，总投资规模合计约845亿元。根据该市提出的目标，到2025年，力争风光氢储一体化项目配套可再生能源装机规模超过1600万千瓦，形成绿氢制取规模40万吨/年。

但上述几条路径大规模落地并非易事，在技术、成本等层面仍有诸多难点有待突破。

技术方面，鉴于“风光”波动性、间歇性，在新型电力系统的构建中，储能被视作确保绿电稳定供应的关键一环。目前相对成熟的储能技术是抽水蓄能，但鄂尔多斯并不具备大规模推进抽水蓄能的区位条件，找到成本低、储能时间长的新型储能方式对当地推进清洁能源替代来说至关重要。

鄂尔多斯碳中和研究院战略规划部崔巍表示，目前当地主要通过推动试点项目、建设实证基地来摸索适合当地的新型储能路线，“电化学储能、物理储能等多种路线耦合探索”。

例如远景科技投建的鄂尔多斯零碳产业园，该项目一期采用的是电化学储能，但这种路线成本较高，且在现有技术条件下每天的储能时长仅为4-6小时。远景科技集团高级战略总监张元介绍，园区正在探索液态空气储能、氢储能等形式，希望实现天级，甚至周级的储能时长。譬如在用电负荷低谷时利用绿电制备绿氢，实现储能效果，当用电尖峰时段绿电价格处于高位时，再用绿氢发电，保障低成本绿电供给。

实际上，新型储能的技术瓶颈是各地构建新型电力系统过程中普遍面临的问题。在此情况下，煤电机组调峰是多地为保障新能源稳定消纳采用的兜底路径。鄂尔多斯也不例外，按照《规划》目标，“十四五”期间，现役煤电机组调峰能力力争达到1200万千瓦左右，新建煤电机组调峰能力达到1500万千瓦左右。就此，杨富强指出，当2030年实现“碳达峰”目标、能源系统转型进入新发展阶段后，这些为可再生能源配的套调峰煤电机组该何去何从？投资成本该如何收回？电网基础设施如何为新能源系统服务？这是需要统筹考虑的问题。

除储能以外，发电端、用电端的数字化改造也是确保可再生能源高比例接入后绿电供需保持动态平衡的关键。譬如，远景零碳产业园在发电侧采用了智能风机和智能智慧风场软件，以动态预测风机功率，在用电侧则为用电设备装配了传感器和控制系统，从而灵活随机根据发电曲线实现需求侧响应。

崔巍指出，类似改造在新建工业园区实施尚需较高的时间和资金成本，如果要对存量工业园区进行改造，不仅涉及生产流程再造，还需要解决设备兼容性等技术问题，这意味着更长的时间周期和更多的资金成本来完成。“目前有高校研究团队在做存量工业园区绿电替代的方案研究。”崔巍介绍称。

氢能能量密度高、灵活性强，可再生能源制氢被业内视作大规模消纳绿电、解决储能瓶颈的重要路径。但受电价水平及电解水制氢设备初始投资影响，这条路径目前也面临成本高昂的问题，短期内难以大规模商用。从投资主体来看，目前鄂尔多斯在推进的“风光氢储一体化”均由国资主导，侧面反映出相关项目当前尚不具备较强的商业价值。

根据北京理工大学能源与环境政策研究中心2021年的测算，上网可再生能源制氢成本超过60元/kg，约为煤炭制氢和天然气制氢成本的5-7倍。加上氢气储存、运输、加注等中下游各环节均面临技术瓶颈和降本问题，绿氢产业链的构建仍需长期发力。

在大举推进可再生能源项目建设的背景下，鄂尔多斯清洁能源体系构建初见成效。《鄂尔多斯市2022年国民经济和社会发展统计公报 》显示，该市在能耗强度控制和风光装机建设上均有提升。2022年，鄂尔多斯单位GDP能耗强度下降2%可再生能源发电总装容量达到626万千瓦，较2020年增加一倍，可再生能源装机容量占比16.7%，较2020年末提升了4.7个百分点。

崔巍认为，上述成效一方面得益于当地的新能源产业布局。在他看来，鄂尔多斯结合当地资源禀赋对新能源开发利用做了长期、立体的谋划，且提出“十四五”末新能源产业产值要实现5000亿的目标，即占全市工业总产值的一半。“这对过去以煤为主的产业格局将是一个巨大的扭转，可见转型之决心。”

另一方面得益于新能源产业扶持政策。崔巍介绍，“十四五”以来当地出台若干政策进行招商引资和招才引智，支持企业、科研机构等各方投入到新能源产业发展。“尤其是前所未有地重视科技创新引领作用，和北京大学、清华大学等科研机构展开了合作，科技专项资金投入体量在内蒙古自治区保持前列，且呈逐年上升态势。”

技术突破是清洁能源体系搭建及落地的关键。作为四线城市，鄂尔多斯科技创新基底天然薄弱，要想根本性扭转“以煤为主”的能源格局，还需在技术创新上长期投入。应对技术挑战，杨富强建议，应继续加大引进科研院校单位力度，以技术研发和示范为基础，以新技术应用为导向，大力培育新产业。

在煤价高位波动背景下，这座产煤大市能否彻底摆脱对发展煤炭经济的路径依赖也是外界关心的问题。 杨富强认为，当地应持续优化产业结构，沿着内蒙古作为“国家重要能源和战略资源基地”的总体战略定位做好产业布局加减法。

“加法”层面，加大招商引资力度，持续吸引非煤能源企业入驻、完善新能源产业链布局，并在大规模投建可再生能源项目的同时，着力吸纳中东部地区高耗电企业转移，以加大当地清洁电力的消纳需求。

“减法”上，对与战略定位不符的传统行业减少投入并逐步退出。“比如煤化工行业中的煤制气，作为战略储备即可，没有必要再做大规模商业化投入。”杨富强举例称。同时，对于煤矿、煤电、煤化工等中长期维度下拟缩减的传统能源行业，应利用政策工具包妥善处置人员、资产安置问题，并充分激发相关企业向清洁能源转型的积极性。