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“人均一千瓦光伏”何以實現

放大字體 縮小字體 發布日期:2021-02-22 來源:中國科學報 瀏覽次數:1453

    列支敦士登,一個位于歐洲中部的內陸袖珍國家,雖然占地面積較小,卻因完全用建筑光伏獲得人均光伏裝機世界第一。

    在德國,光伏屋頂隨處可見,光伏發電不需要等待儲能設施建設完備,現有電網就已經有足夠的容納能力。

    在意大利,政府推出能效減稅政策工程,即節能與光伏結合就可以獲得政府減稅……

    清華大學社會科學學院能源轉型與社會發展研究中心常務副主任何繼江在歐洲考察時發現,可持續發展理念已滲透到多個國家的能源體系,光伏更是廣泛應用于建筑、生態等各個方面。

    目前,德國2030年人均光伏1.2千瓦的目標已經確定,中國2060年實現“碳中和”需要多少光伏?又該如何實現“人均一千瓦光伏”目標?

    目標并不遙遠

    為應對全球氣候變化,能源轉型勢在必行。為此,清華能源轉型中心發起全球每人一千瓦光伏倡議——在2035年左右,全球光伏裝機總量達到90億千瓦左右,基本實現全球人均一千瓦,完成能源轉型。

    日前,“清華大學·大同第二屆能源轉型國際論壇”在線上召開,多位專家表示,歐洲國家光伏發展經驗,對我國有借鑒意義,也有助于我國早日實現“人均一千瓦光伏”目標。

    清華能源轉型中心每人一千瓦光伏課題組成員于琪琪介紹,在意大利,很多小鎮的屋頂會安裝太陽能集熱器,餐廳安裝光伏板,院子的集熱板可為整棟樓提供熱水或給房屋供暖。小鎮上隨處可見光伏自行車棚、光伏兒童游樂場等等。

    在德國施特凡斯波興小鎮,谷歌地圖可以清晰地顯示小鎮的光伏分布情況。另一位課題組成員孫楚鈺介紹,該小鎮光伏建設呈現屋頂光伏、光伏建筑一體化(BIPV)、地面光伏電站3種形態,地面光伏電站又可分為兩大類,一類是位于公路兩側的光伏電站,一類是比較集中的農田光伏電站。得益于補貼政策和光伏組件價格的快速降低,該小鎮光伏數量和光伏裝機功率從2000年到2012年幾乎呈指數式發展。

 “我國北方大部分地區年發電小時數高于1000小時,與施特凡斯波興鎮相當,具備發展分布式光伏的條件。”在孫楚鈺看來,中國要在2060年實現“碳中和”,光伏發展必然要加速,“每人一千瓦”的目標并不遙遠。

    何繼江估算,中國實現“碳中和”,人均光伏大約為5~10千瓦,需要約8580吉瓦光伏資源量。而從資源稟賦來看,中國光伏相比風電有更大的選擇優勢,光伏裝機比例應該會高于歐洲。

    分布式電站存上升空間

    2020年,我國新增光伏裝機容量達4820萬千瓦,創造近3年新高。不過,我國符合建設大規模集中式光伏電站條件的土地資源卻少之又少。

    對此,中來股份董事長林建偉覺得,我國應該重點利用城鄉各類屋頂資源發展分布式光伏電站。據統計,目前,我國既有建筑面積可安裝光伏400吉瓦,每年新竣工建筑面積可安裝40吉瓦,由此可見,分布式光伏電站仍存在很大上升空間。

    他建議企業可以充分利用各類建筑屋頂資源和農村三棚,如車棚、菜棚、養殖棚等,采用“光儲充”產品與技術,通過建設美麗鄉村、城市綜合智慧能源等業務,進一步深化工商業分布式光伏的發展。另外,還可以與政府機關協作開發光伏信息系統,出臺應用App,通過透明化的光伏信息數據,助力分布式光伏就地消納和有效利用。

    實際上,我國2017年就出臺相關政策,允許分布式能源項目通過配電網將電力直接銷售給周邊消費者,這一“隔墻售電”模式促使能源消費者成為“生產投資型消費者”,行業賦予他們參與可持續發展的權利,促進電網企業向平臺化服務戰略轉型。

    2019年,國家首批平價上網項目批復了26個分布式市場化交易園區試點。因此,林建偉認為,在“碳中和”愿景下,“隔墻售電”的推廣必定會擴大分布式電站裝機量,實現“人均一千瓦”目標指日可待。

    技術持續進步是最大動力

    對于未來我國光伏產業的發展,隆基股份品牌總經理王英歌堅信,技術持續進步是光伏發電成本下降的最大推力,快速降低的光伏發電成本是實現高比例光伏部署的堅定基石。

    以最為典型的電池效率提升為例,王英歌稱,目前P型PERC單晶電池轉換效率在22.8%至23%之間,隨著技術進步,轉換效率將突破24%;N型單晶電池產業化效率將由目前的23%~24%提升至26%,雙結疊層電池也有望進入量產。

    王英歌預計,隨著光伏技術的持續進步,2035年和2050年光伏電站投資成本會分別下降37%和53%,組件價格會分別下降55%和70%。隨著政策瓶頸的突破,非技術成本也將實現快速下降。

    與此同時,儲能技術進步帶來的成本下降也將為高比例光伏部署提供有力支持。數據顯示,到2035年和2050年,化學儲能系統投資成本至少下降60%和75%,化學儲能技術正逐漸成為用能調節的主要支撐手段。同時,抽水蓄能、氫能等其他儲能技術也將發揮重要作用。

    據王英歌介紹,隨著光儲聚合模式、光儲共享模式、虛擬電廠模式、分布式多能互補和微電網等分布式光伏實用技術的成熟,BIPV將得到大面積應用。在此前提下,屋頂和建筑墻面光伏系統將存在300億平方米的建設空間,直接可裝光伏30億千瓦,發展前景十分樂觀。

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