2022年6月18日,上海南汇临港海滩,洋山港东海大桥和风力发电机相映成趣。视觉中国|图
在全国多地新能源装机高歌猛进,甚至提前大幅超额完成目标的背景下,有两座超大城市,在可再生能源建设方面却未能全面完成目标。
这两座城市就是北京、上海。中国环境科学研究院和公众环境研究中心(IPE) 联合组成的中国省级双碳指数研究课题组的研究显示,2025年底全国风电和光伏发电累计装机已达到18.4亿千瓦,大幅超前完成原定2030年12亿千瓦的规划目标。但分析不同省区市可以发现,北京和上海在“十四五”期间可再生能源目标完成情况上面临着不同程度的挑战,装机进度与全国整体的进度形成了反差。
究竟是什么牵绊了超大城市绿电发展的脚步?面对即将来临的碳达峰大考,超大城市又该如何因地制宜地破局?
一边风光装机进度不及预期,一边碳排放创新高
首先看北京,其设定的光伏和风电目标基数原本不高,但未能如期达成。截至2025年底,北京光伏累计装机容量为210万千瓦,完成250万千瓦目标的84%;风电装机目标为30万千瓦,完成率为79%。
各省市“十四五”期间光伏装机目标完成进度(目标数据来自各地能源“十四五”规划文件,各省装机2025年底数据来自国家能源局《2025年光伏发电建设情况》)。省级双碳指数研究课题组|图
与之对照,上海在光伏领域表现良好,截至2025年底光伏装机达到625万千瓦,超额完成了400万千瓦的既定目标。然而,上海风电装机的建设进度显著滞后,260万千瓦的“十四五”目标完成度仅41%。
各省市“十四五”期间风电装机目标完成进度(装机目标来自各地能源“十四五”规划文件,完成进展来自《中国风电光伏设备循环利用产业发展报告2025》)。省级双碳指数研究课题组|图
与可再生目标不及预期相对应的,是超大城市的经济活力,带动电力消费保持较快增长。多重作用之下,2023年北京和上海的碳排放双双创下新的峰值。两地碳排放均达历史新高,这也影响到了两个城市在中国省级双碳指数中的表现。
上海作为全国用电负荷最大的城市,近年来用电需求达百万千瓦级的项目频现,局部供电矛盾已经凸显,电源和电网建设速度难以匹配新增负荷需求。
展望“十五五”,两地都强调发展新质生产力,集成电路、新能源车、人工智能等新兴产业将加速发展,电气化趋势也更加显著,将为电力负荷增长提供新动能。
既要积极引绿电,也要深度挖潜
为何在全国新能源大发展的浪潮中,京沪两大引擎在本地装机上会显得力不从心?当新能源发展进入规模化扩张阶段,超大城市面临的自然禀赋约束日益凸显。
首先资源禀赋与城市空间的双重挤压是一个客观存在。光伏以及风电,尤其是陆上风电,都需要广阔的土地资源为基础,而京沪两地寸土寸金,城市规划高度密集,难以腾出大规模连片土地用于集中式光伏电站以及风电场建设。上海虽有广阔海域,但海上风电开发周期长、技术标准高、协调难度大,外加潜在的生态影响,导致了“十四五”期间风电进度不及预期。
其次是电力负荷与能源安全的平衡难题。超大城市是用电负荷的绝对中心,对电网的安全稳定要求极高。大规模接入波动性较强的新能源电力,势必对城市核心电网的调峰调频能力提出严苛考验。
超大城市的新能源建设并不意味着简单追求本地新能源装机的物理规模,而是需要探索与自身城市特征更加匹配的绿电消费和电力系统转型路径。
从过往实践中可以看到,一些人口密集的大型城市,也能够找到适合自己的路径完成可再生能源建设目标。
《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出“加快建设新型能源体系”,明确提到“着力构建新型电力系统,建设能源强国”,为能源发展提供了根本遵循和行动纲领。仔细分析北京电力调入数据,可以为超大城市绿电发展提供一个破局思路。
数据显示,北京的绿电调入规模呈现出增长态势。“十四五”初期,北京设定的调入绿电目标为300亿千瓦时,随后这一目标上调至400亿千瓦时。而截至2025年11月,北京实际调入绿电已达413.7亿千瓦时,提前超额完成任务,且绿电占外调电量比重已超过40%。同时,北京更为“十五五”规划了650亿千瓦时的绿电调入中长期目标。
上海则走出一条以消费端为牵引的绿电部署路径:本地绿电产能仅约10亿千瓦时,但2025年全市绿电交易量已达91.85亿千瓦时,同比增长79.4%,九成绿电依靠外部省市输送。
近年来,受制于城市空间限制,超大城市自身发电能力建设难以满足负荷的快速增长,上海外调电力占比已近一半,北京比例更超过六成,呈现出电源“空心化”现象。
电力专家指出,随着新能源接入、直流密集落点不断形成,交直流混联格局持续加深,系统运行复杂程度将急剧增加,系统安全稳定运行风险也会不断攀升。在扩大绿电调入的同时,北京、上海这样的超大城市也需要挖掘自身潜力,创造性地扩展自身的可再生能源。
超大城市可再生能源建设的未来抓手
超大城市的能源转型之路,注定不是一场比拼风光装机容量的粗放式竞赛,而是一场对城市精细化治理与跨区域协同的智慧考量。
基于上述分析,并结合业内专家对超大城市能源转型的研判,课题组给出以下四方面建议:
首先,深度挖潜,推动城市空间与分布式光伏的深度融合。
上海“十四五”期间光伏装机进度达到156%,证明了分布式光伏在超大城市大有可为。未来两地应继续深化光伏建筑一体化(BIPV)应用,全面盘活工业园区厂房、公共建筑、交通枢纽甚至居民住宅的屋顶资源,有条件建设的应建尽建。同时,应引导分布式新能源向多元化开发方向拓展,探索光伏与城市微电网、构网型储能、柔性充电设施相结合的新型商业模式,推动源网荷储协同发展,把城市屋顶的每一缕阳光尽可能转化为绿色动能。当然,在推进深度融合的过程中,也必须同步完善城市高密度光伏建设的消防与安全标准。
其次,因地制宜,稳步推进深远海风电及多元可再生能源。
对于上海而言,风电目标的缺口需要通过向海图强来弥补。当前海上风电技术不断进步,成本持续降低,可以进一步加大政府部门间的统筹协调,强化海洋空间规划的复合利用,加快近海及深远海风电项目的审批与建设节奏。
同时,结合周边资源深度探索绿氢、地热能、生物质能等多元化清洁能源的综合利用,作为风光资源的有效补充。其中绿氢尤其值得重点布局——北京可依托周边河北、内蒙古大量的弃风弃光,推进跨区域绿氢的发展和输入,上海则可依托已有产业基础拓展氢能多元应用场景,将绿氢打造为超大城市深度脱碳的“第二绿电”。
再次,扬长避短,推动绿电调入和消费端绿电替代。
扬长避短,将碳减排重心落到消费端的绿电替代上。业内专家指出,超大城市应加快建立长期稳定的跨省区绿电供应机制。一方面依托全国统一电力市场,继续加大跨省区绿电交易和绿证交易力度,探索签订跨省长周期购电协议(PPA)以锁定绿电价格与供给量;另一方面可依托两地资本、技术、人才优势,对口投资西部地区的可再生能源项目,既解决自身绿电需求,又缓解区域发展不均衡。上海应进一步依托长三角一体化和特高压外送通道,大幅提升西部地区优质绿电的调入比例。
最后,科技赋能,打造高度灵活的数字化城市智能电网。
面对日益增长的绿电调入和本地海量分布式电源,超大型城市必须加快构建新型电力系统。建议两地大力推广虚拟电厂技术,建设大规模新型储能设施,完善需求侧响应机制。电力专家强调,技术落地离不开市场机制的配合,应加快完善虚拟电厂参与调峰调频的市场化价格激励机制。利用人工智能负荷预测与数字化手段提升城市电网的柔性调节与供需互动能力,确保在极端天气和用电高峰期,既能最大程度吸纳绿电,又能保障大都市的能源绝对安全。