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推動光伏產業高質量發展

發布時間:2023-08-22 10:09:00來源: 經濟日報

  加快發展光伏發電等可再生能源是我國構建清潔低碳、安全高效能源體(ti) 係的重大舉(ju) 措。近年來,我國不斷推進落實“雙碳”目標,光伏發電等可再生能源處於(yu) 大有可為(wei) 的戰略機遇期。“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出,大力提升光伏發電規模。本期特邀專(zhuan) 家圍繞相關(guan) 問題進行研討。

  光伏裝機連續8年世界第一

  近年來,我國太陽能開發利用進展如何?光伏產(chan) 業(ye) 快速發展得益於(yu) 哪些因素?

  趙勇強(中國宏觀經濟研究院能源研究所可再生能源中心主任):太陽能光伏發電成本低、資源分布廣泛、應用場景豐(feng) 富,國際可再生能源署預測,在全球2050年實現淨零碳排放的情景下,全球光伏裝機需達182億(yi) 千瓦。

  我國未來能源發展情景的初步研究顯示,為(wei) 實現2030年前碳達峰和2060年前碳中和,光伏裝機屆時需分別達約10億(yi) 千瓦以上和40億(yi) 千瓦左右。加快發展光伏產(chan) 業(ye) 將成為(wei) 我國建設清潔低碳、安全高效能源體(ti) 係,參與(yu) 全球能源產(chan) 業(ye) 和綠色經濟競爭(zheng) 合作的重要方向和長期任務。

  “十四五”以來,在我國碳達峰碳中和目標和全球光伏市場爆發式增長的驅動下,以光伏發電為(wei) 代表的新能源已進入大規模、市場化、高質量發展階段。

  一是裝機規模持續快速增長。今年上半年,我國光伏新增並網7842萬(wan) 千瓦,截至6月底光伏累計裝機4.7億(yi) 千瓦,成為(wei) 裝機規模第二大電源,僅(jin) 次於(yu) 煤電,光伏發電裝機連續8年居世界第一。二是發電量不斷增加,消納利用總體(ti) 保持較高水平。今年上半年全國光伏發電量2663億(yi) 千瓦時,同比增長30%。全國光伏發電利用率98.2%。三是分布式光伏加速發展。2022年分布式光伏新增裝機同比增長75%,今年上半年新增分布式光伏裝機4096萬(wan) 千瓦,同比增長108%,截至6月底累計裝機1.98億(yi) 千瓦。四是技術水平不斷進步。企業(ye) 成為(wei) 光伏行業(ye) 技術創新的重要主體(ti) ,我國光伏企業(ye) 在全球率先推動金剛線、異質結電池等先進技術的規模化應用,超前布局產(chan) 業(ye) 化顆粒矽材料、鈣鈦礦電池等前沿技術,不斷鞏固全球領先地位。其中,矽異質結電池轉換效率刷新世界紀錄,鈣鈦礦等新型光伏電池加速商業(ye) 化進程。五是光伏產(chan) 業(ye) 各環節快速擴產(chan) 升級,光伏組件價(jia) 格下探曆史新低,產(chan) 業(ye) 鏈供應鏈保障能力和全球競爭(zheng) 力顯著增強。六是光伏產(chan) 品出口增長明顯。2022年我國光伏產(chan) 品出口總額超512億(yi) 美元,同比增長超80%。

  光伏產(chan) 業(ye) 的發展壯大得益於(yu) 有力的政策扶持、全麵的市場競爭(zheng) 和全鏈條的技術創新。早在本世紀初,我國啟動實施送電到鄉(xiang) 項目,大力支持光伏電站和戶用光伏係統,解決(jue) 偏遠地區無電人口用電問題,並培育了首批國內(nei) 光伏設備製造和工程企業(ye) 。2005年通過可再生能源法,在總量目標、分類電價(jia) 、費用分攤等方麵提供了有力的政策扶持。此外,通過推行大型光伏電站特許權招標、實施光伏發電“領跑者”計劃等,以市場競爭(zheng) 的方式推動光伏產(chan) 業(ye) 全鏈條技術創新和成本快速下降,助力光伏電站在“十三五”末實現平價(jia) 上網,擺脫補貼依賴。近年來,我國還加快發展城鄉(xiang) 屋頂光伏和各類“光伏+”模式,推進建設沙漠戈壁荒漠風光大基地、主要流域水風光一體(ti) 化基地,創新各類光伏利用場景,推動光伏走向全麵普及發展的階段。

  光伏產(chan) 業(ye) 快速發展也離不開全球市場和資源,獲益於(yu) 廣泛深入的國際合作。近20年來,我國堅持市場化、國際化方向,充分發揮新能源產(chan) 業(ye) 鏈全、市場規模大、技術轉化快等優(you) 勢,通過市場化機製不斷吸引人才、技術和創新要素聚集,利用全球人才、市場資源打造光伏產(chan) 業(ye) 鏈。目前,我國光伏產(chan) 業(ye) 已邁入創新驅動的高質量發展階段,創新成為(wei) 發展第一動力,產(chan) 業(ye) 競爭(zheng) 力不斷增強。

  在光伏發電等可再生能源領域,未來應繼續發揮好新能源產(chan) 業(ye) 鏈全、超大市場規模等優(you) 勢,推進電力係統新能源占比不斷增加,構建以綠色低碳可再生能源為(wei) 主的新型能源體(ti) 係。

  “光伏+”模式助力碳達峰碳中和

  目前,我國光伏產(chan) 業(ye) 已形成哪些發展模式?

  呂小軍(jun) (華北電力大學新能源學院教授):光伏發電等可再生能源快速發展為(wei) “雙碳”目標的實現作出積極貢獻。目前,我國光伏電站主要分為(wei) 分布式光伏電站和集中式光伏電站。數據顯示,截至2023年6月底,全國光伏發電裝機容量達4.7億(yi) 千瓦,其中集中式光伏2.72億(yi) 千瓦,分布式光伏1.98億(yi) 千瓦。

  分布式光伏電站通常安裝在屋頂或牆麵,可給附近用戶供電,能降低輸電損耗、提高能源利用效率,一般采用自發自用、餘(yu) 電上網的配電方式,投資相對較少、建設周期也較短。2021年全國分布式光伏電站新增裝機2928萬(wan) 千瓦,占全部新增光伏裝機的比重首次突破50%,集中式與(yu) 分布式並舉(ju) 的發展格局基本形成。2022年分布式光伏新增裝機5111萬(wan) 千瓦,占當年光伏新增裝機的58%以上。

  集中式光伏電站規模較大,主要應用於(yu) 荒漠、山區等空曠地帶,可實現遠距離供電,其優(you) 勢在於(yu) 規模效益,方便集中管理,容易實現擴容。數據顯示,2023年上半年,集中式光伏新增裝機3746萬(wan) 千瓦,同比增長234%。

  無論是分布式光伏電站還是集中式光伏電站,發展勢頭都十分迅猛,已形成“光伏+建築”“光伏+製氫”“光伏+儲(chu) 能”“光伏+新能源汽車”等應用模式。

  “光伏+建築”是實現建築綠色發展的有效途徑,相較於(yu) 直接把光伏發電係統安裝在現有建築上,光伏建築一體(ti) 化注重光伏發電組件與(yu) 建築的統一和融合,發電組件既具有發電功能,也是建築材料的一部分。《2030年前碳達峰行動方案》提出,推廣光伏發電與(yu) 建築一體(ti) 化應用。建設集光伏發電、儲(chu) 能、直流配電、柔性用電於(yu) 一體(ti) 的“光儲(chu) 直柔”建築。到2025年,城鎮建築可再生能源替代率達到8%,新建公共機構建築、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭(zheng) 達到50%。2023年4月,青海省首例多功能光伏建築一體(ti) 化項目成功並網發電,包含100千瓦多功能光伏幕牆、157.76千瓦常規組件光伏幕牆等,總計可年發綠電540萬(wan) 千瓦時,減少二氧化碳排放5388噸。

  氫能是綠色低碳、應用廣泛的二次能源,光伏製氫是先利用光伏發電將光能轉化為(wei) 電能,然後利用電能將水電解得到氫氣和氧氣,製造過程整體(ti) 對環境友好,還可平抑光伏發電的不穩定性。《氫能產(chan) 業(ye) 發展中長期規劃(2021—2035年)》中提出,構建清潔化、低碳化、低成本的多元製氫體(ti) 係,重點發展可再生能源製氫,嚴(yan) 格控製化石能源製氫。可再生能源製氫前景廣闊,光伏頭部企業(ye) 紛紛布局發展光伏製氫。2023年6月新疆庫車綠氫示範項目順利產(chan) 氫,項目貫穿光伏發電、綠電製氫等流程,製氫規模每年約2萬(wan) 噸。

  “光伏+儲(chu) 能”“光伏+新能源汽車”等模式也不斷得到應用。光儲(chu) 一體(ti) 化通過儲(chu) 存光伏發電後的清潔電能,能減少棄光比例,達到“1+1>2”的效果。《新能源汽車產(chan) 業(ye) 發展規劃(2021—2035年)》提出,促進新能源汽車與(yu) 可再生能源高效協同。鼓勵“光儲(chu) 充放”(分布式光伏發電—儲(chu) 能係統—充放電)多功能綜合一體(ti) 站建設。海南省瓊海市博鼇鎮建設光儲(chu) 充電汽車智能充電站,設置8個(ge) 充電車位,采用“數字化+智能化”方式運營,整合棚頂光伏發電、儲(chu) 能係統儲(chu) 電、充電樁用電多項技術。江西省九江市柴桑區首個(ge) “零碳社區”在沙河街道公園社區建成,該項目包括光伏長廊、光伏椅、“光儲(chu) 充”一體(ti) 化停車場等。

  “雙碳”目標的提出促使我國能源結構加速向清潔低碳化轉型,推動我國光伏產(chan) 業(ye) 邁入新起點、新階段。當前已形成的多種“光伏+”模式,有效助力我國實現“雙碳”目標和光伏產(chan) 業(ye) 高質量發展。

  智能光伏示範效應顯現

  在智能化發展方麵,光伏產(chan) 業(ye) 取得怎樣的進展?

  趙衛東(dong) (工信部賽迪研究院節能與(yu) 環保研究所所長):光伏產(chan) 業(ye) 是基於(yu) 新能源需求而興(xing) 起的朝陽產(chan) 業(ye) ,是助力實現碳達峰碳中和目標的重要領域。為(wei) 全麵提升發展質量和效率,我國不斷推動光伏產(chan) 業(ye) 智能化、綠色化發展。2018年以來,工信部等部門先後發布了《智能光伏產(chan) 業(ye) 發展行動計劃(2018—2020年)》《智能光伏產(chan) 業(ye) 創新發展行動計劃(2021—2025年)》等政策文件並組織開展智能光伏試點示範工作。

  在政策的指引下,光伏產(chan) 業(ye) 加快提升高端製造、智能製造、綠色製造水平,積極運用5G通信、人工智能、工業(ye) 互聯網等新一代信息技術,探索智能製造、智能應用、智能運維、智能調度等新模式,降低能源資源消耗與(yu) 碳排放,推動我國光伏產(chan) 業(ye) 邁向全球價(jia) 值鏈中高端。通過係統設計、科學布局、試點先行、量質並舉(ju) ,我國光伏產(chan) 業(ye) 智能化、綠色化發展水平顯著提升。

  目前,智能光伏示範引領成效顯現。新一代信息技術與(yu) 光伏產(chan) 業(ye) 加快融合創新,三批智能光伏試點示範企業(ye) 總數達80家,涵蓋光伏產(chan) 業(ye) 鏈的各主要環節;試點示範項目93個(ge) ,涉及光伏發電、光儲(chu) 融合、光伏建築、光伏農(nong) 業(ye) 、光伏交通等應用領域。光伏產(chan) 業(ye) 智能製造、智能運維、智能調度、光儲(chu) 融合等水平有效提升。

  智能化生產(chan) 裝備、信息化管理係統和數字化輔助工具等信息技術已在光伏龍頭企業(ye) 中得到普及,通過動態調配資源、精準控製工藝過程、智能加工與(yu) 裝配、人機協同作業(ye) 與(yu) 精益生產(chan) 管理,企業(ye) 實現了生產(chan) 設計數字便捷化、生產(chan) 數據在線集成化、生產(chan) 管控透明精細化、生產(chan) 預警自動智能化。同時,光伏企業(ye) 積極應用5G通信、工業(ye) 互聯網、智能算法等信息技術,進行產(chan) 品設計、工藝研發等,優(you) 化資源使用,推動全產(chan) 業(ye) 鏈綠色低碳發展。

  與(yu) 新一代信息技術融合發展,光伏產(chan) 業(ye) 著力提質增效,產(chan) 業(ye) 規模保持快速增長。2023年上半年,根據光伏行業(ye) 規範公告企業(ye) 信息和行業(ye) 協會(hui) 測算,全國多晶矽、矽片、電池、組件產(chan) 量再創新高,同比增長均超65%。技術創新水平加快提升。高效晶體(ti) 矽電池、鈣鈦礦電池、異質結技術不斷創新,轉換效率多次刷新世界紀錄。鈣鈦礦及疊層電池等新技術新產(chan) 品不斷推進商業(ye) 化進程。

  我國光伏產(chan) 業(ye) 智能化、綠色化發展形勢向好,但也麵臨(lin) 挑戰。技術端仍存在“卡脖子”問題。光伏發電的間歇性、不穩定性與(yu) 電網的匹配度有待提高,大規模光伏電站的檢測維修也對運營成本帶來挑戰,亟需技術突破。部分生產(chan) 環節或部分企業(ye) 組織架構尚無法適應數字化運行方式。光伏產(chan) 業(ye) 的智能化,不僅(jin) 是對工藝工序生產(chan) 環節進行智能化數字化轉型,更是對企業(ye) 組織架構的重新定義(yi) 。目前,光伏產(chan) 業(ye) 鏈各環節自動化、智能化水平不一;部分光伏企業(ye) 的數據管理與(yu) 應用能力較弱,無法調動全流程智能化協同發展,導致數據價(jia) 值難以實現最大化。國際綠色貿易壁壘的增加,也進一步提高了我國光伏企業(ye) 綠色化發展門檻,對我國光伏產(chan) 業(ye) 綠色化發展提出了更高要求。

  麵對挑戰,光伏產(chan) 業(ye) 需從(cong) 以下方麵著力提升。一是加快產(chan) 業(ye) 技術創新。推動智能光伏關(guan) 鍵原輔料、設備、零部件等技術升級,開展智能光伏與(yu) 建築節能、交通運輸、綠色農(nong) 業(ye) 等領域相結合的交叉技術研究。二是提升智能製造水平,加強應用端智能化管理。進一步提升矽片等環節的智能製造水平,推動光伏企業(ye) 實現全流程智能化管理運營。強化光伏電站的智能運維與(yu) 並網消納能力,推動光伏電站實現全鏈條可視、可管、可控。三是深化全鏈條綠色發展。開發低碳材料、工藝、裝備,積極利用可再生能源生產(chan) ,促進行業(ye) 低碳轉型。研究開發退役光伏組件資源化利用的技術,建設智能光伏組件回收相關(guan) 平台,推動廢舊光伏組件回收利用技術研發及產(chan) 業(ye) 化應用。

  農(nong) 村分布式光伏大有可為(wei)

  在農(nong) 業(ye) 農(nong) 村領域,光伏發展現狀如何?

  韓雪(國務院發展研究中心資源與(yu) 環境政策研究所副研究員):分布式光伏應用是推動我國農(nong) 村地區提高能源可及性、豐(feng) 富發展農(nong) 村經濟、實現能源清潔利用的一項重要舉(ju) 措。在光伏產(chan) 業(ye) 發展初期,國家就通過送電到鄉(xiang) 、金太陽示範工程為(wei) 農(nong) 牧民提供電力,大幅提高了邊遠地區的電力可及性。“十三五”時期,光伏扶貧電站累計裝機2636萬(wan) 千瓦,惠及415萬(wan) 貧困戶,每年可產(chan) 生發電收益約180億(yi) 元。

  分布式光伏應用成為(wei) 鞏固拓展脫貧攻堅成果、促進鄉(xiang) 村振興(xing) 的重要內(nei) 容。《“十四五”可再生能源發展規劃》提出,實施“千家萬(wan) 戶沐光行動”,規範有序推進整縣(區)屋頂分布式光伏開發,建設光伏新村。《農(nong) 村能源革命試點縣建設方案》提出,在保護生態的基礎上,結合屋頂分布式光伏開發試點工作推進光伏發電建設。2021年至2022年,在“整縣推進”模式的帶動下,農(nong) 村地區屋頂分布式光伏應用快速推開,連續兩(liang) 年戶用光伏新增裝機達2000萬(wan) 千瓦以上,發展規模超過了工商業(ye) 分布式光伏。

  與(yu) 其他能源形式相比,光伏發電對項目業(ye) 主的門檻要求低,加之單位麵積可生產(chan) 的能量密度較低,更適宜在土地資源相對寬裕或可綜合利用的場景開發。村集體(ti) 或農(nong) 戶個(ge) 人都可利用建築屋頂、院落空地、田間地頭、設施農(nong) 業(ye) 、集體(ti) 閑置土地開發光伏發電項目,並獲得相對長期穩定的收入。

  盡管農(nong) 村地區屋頂資源豐(feng) 富,但較為(wei) 零散,難以實現規模化開發,建設、運維和消納等環節也缺乏統籌。對此,一些地區結合技術手段創新思路取得了較好效果。浙江省寧波市李嶴村等地在推進整村拆改建時統一規劃建設了帶有高標準屋頂光伏的建築,並通過免費電量、收入分紅等方式調動了村民參與(yu) 積極性。

  此外,各地結合實際,開創了光伏綜合利用的新業(ye) 態。“光伏+特色種植”通過將農(nong) 作物的光照和溫度需求融入光伏板架設計,按照“板上發電、板下種植、農(nong) 光互補”的理念,貴州的“光伏板藍根”、福建的“光伏菇”、江蘇的“光伏牡丹”等各種綠色經濟新模式不斷湧現。光伏牛棚、光伏小龍蝦等光伏與(yu) 牧漁業(ye) 結合的業(ye) 態也很普遍。光伏發電項目不僅(jin) 增加了當地農(nong) 民的就業(ye) 和收入,更通過對農(nong) 業(ye) 設施的智能化提升將降溫、噴淋、避補光、排澇等功能結合在一起,促進了農(nong) 作物的增產(chan) ,實現了集約用地、綠色低碳發展和鄉(xiang) 村振興(xing) 效果的最大化。

  為(wei) 破解農(nong) 戶參與(yu) 光伏項目的資金難題,許多商業(ye) 開發模式應運而生,由專(zhuan) 業(ye) 化的光伏發電項目業(ye) 主開展項目投資和運營,農(nong) 戶則通過提供屋頂資源以及設備日常維護獲得收益,最常見的方式為(wei) “屋頂租賃模式”。河南省提出“1+1+X”模式來推進農(nong) 村地區屋頂分布式光伏建設,通過一家大型能源企業(ye) 牽頭、一家金融機構統籌提供綠色信貸支持、多家屬地企業(ye) 參與(yu) 的方式進行合作。專(zhuan) 業(ye) 性的技術服務和金融服務可以有效激發農(nong) 戶參與(yu) 積極性,屬地企業(ye) 也可幫助大型能源企業(ye) 更高效地對接本地土地和屋頂資源。

  推動分布式光伏在農(nong) 業(ye) 農(nong) 村領域的應用,還需進一步創新發展模式,提高土地資源、資金和能源的利用效率,為(wei) 實現“雙碳”目標和鄉(xiang) 村振興(xing) 提供更有力支撐。

  一是強化頂層設計,梳理總結已有經驗,提出適應農(nong) 村各類業(ye) 態的更精細化的開發和技術指引,引導光伏開發因地製宜、因業(ye) 製宜,充分利用資源。二是充分發揮基層政府的作用,通過入股分紅、提供工作崗位等方式調動農(nong) 民參與(yu) 積極性。三是提高農(nong) 村地區分布式光伏的電網消納能力,把握發展節奏,實現分布式光伏開發計劃與(yu) 電網建設規劃的滾動優(you) 化,通過推廣發用電淨計量法,用光伏發電量直接抵扣農(nong) 戶家庭的用電量,鼓勵發用電量的實時匹配,提高本地對光伏波動性的消納能力。四是進一步規範市場運行,強化對設備質量、運維市場、金融服務等環節的監管,提升農(nong) 民對光伏的使用體(ti) 驗,創新融資模式、引入保險服務,提高項目開發運營中的風險管控能力。 (本文來源:經濟日報)

(責編:李雅妮)

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