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传统能源面临去产能，新能源快速发展做替补的同时，也逐渐暴露出瓶颈，如2015年较为严重的弃光、弃风问题。国家能源局数据显示，2015年全国风电弃风率达到15%，成为有史以来弃风最严重的年份，2016年一季度继续攀升至26%。而全国一季度弃光限电约19亿千瓦时，甘肃和新疆弃光率分别达到39%和52%，明显高于2015年底的31%和26%。
为此，“十三五”期将优先发展分散式风电和分布式光伏发电，稳步推进“三北”地区风电基地和光伏电站建设，力争在前两年将弃风、弃光率控制在可控范围内，后三年适度扩大建设规模。力争在2020年风电装机规模达到2.5亿千瓦时左右，发电成本低廉，与煤电基本相当；光伏发电装机规模达到1.5亿千瓦左右，力争实现用户侧平价上网。
在此之下，建设周期长、配套要求高的水电和核电项目成为完成2030年非化石能源发展目标的发力路径。规划提出，科学安排金沙江、澜沧江、雅砻江、大渡河等大型水电基地建设时序，合理开发黄河上游、雅鲁藏布江中游水电基地，适时启动怒江中下游和雅鲁藏布江下游水电基地建设，“十三五”开工常规水电6000万千瓦以上，常规水电规模达到3.4亿千瓦。而核电则是以AP1000、CAP1400、华龙1号为主力堆型，积极推进沿海电站项目，同时开展内陆核电项目前期工作，做好论证和厂址保护。此外，建成高温气冷堆示范工程，适时启动智能小型堆、商业快堆和核能供热、供汽、制氢、海水淡化等示范项目。2020年在运核电装机达到5800万千瓦，在建核电达到3000万千瓦以上。
