張傳名|光伏的春天有多長?
張傳名|光伏的春天有多長?
隨著人類對能源需求的不斷增長,能源結構的轉型已成為全球關注的焦點。回顧人類對能源的利用歷史,我們可以將其概括為從柴薪、石油、煤炭、天然氣、核能到可再生能源(水能、太陽能、風能、生物質能、潮汐能)的演變過程。如今,光伏能源作為一種清潔、可再生的能源,隨著技術的不斷迭代、成本的持續下探,其成本競爭力等優勢使其逐漸成為能源供應的主力軍。那么,光伏的春天還能有多長呢?
邁向可持續發展的光明之路
遠古時期人類發現了火,在此后漫長的歷史長河中,人類主要的能源來源便一直是柴草。隨著工業革命的到來,石油、煤炭、天然氣等化石能源逐漸成為人類生產和生活的主要能源。然而,化石能源的儲存量有限,且利用過程中會產生大量溫室氣體排放,并逐步導致嚴重的環境問題,因此,實現能源可靠供應與可持續利用成為人類迫在眉睫的需求。
以光伏發電為代表的清潔能源正走向舞臺中央。光伏發電是利用半導體光生伏特效應將太陽光直接轉化為電能的過程,無需中間的能源轉換,具有可再生、清潔高效、運行周期長、分布式等特點,隨著技術不斷迭代,成本逐年降低,目前已成為全球能源轉型的重要方向。
1954年,美國貝爾實驗室便發明了第一塊使用的太陽能電池,70年代美國和歐洲國家便開始在太陽能電池技術和應用方面進行大規模實驗,到上世紀末,光伏電池生產規模逐步擴大,成本被進一步壓縮,光伏行業開始進入商業化階段。國內方面,2000年,施正榮創辦了無錫尚德太陽能公司,拉開了國產光伏組件不斷迭代、規模化生產、指數級擴產的帷幕;2009年,保利協鑫打破歐美日壟斷,建成國內最早自主多晶硅產線。此后,中國光伏產業進入了發展快車道。截至2023年,國產光伏電池市場占有率達到90%,光伏組件市場占有率80%,已成為全球光伏行業領導者。
就能源供應而言,2023年中國全社會用電量達到92441億千瓦時,若全部以光伏發電替代,以目前技術水平估算,大約需要3萬平方公里的光伏面板,約占我國國土面積的0.3%。根據國際能源署的預測,到2050年,全球至少需要約13萬平方公里的光伏發電面積才能滿足對清潔能源的需求,而中國作為世界上最大的能源消費國之一,其光伏發電需求將占據相當大的比例,預計需求面積超過全球平均水平。
光伏發電得到了各國政策的大力支持。許多國家通過制定太陽能政策、補貼計劃及能源法規等措施,鼓勵和促進光伏發電的發展。我國最早在2009年便啟動了光伏建筑應用示范項目;2013年國務院首次明確了光伏發電的上網電價補貼政策。國際上,自巴黎會議以來各國紛紛出臺相關政策,如《歐洲綠色協議》《歐洲氣候法案》等,以加速發展光伏發電產業。可以說,光伏發電產業的發展,占據了天時地利人和。
光伏發電正逐步成為能源供應主力軍
根據國家能源局發布數據顯示,2023年,全國光伏發電新增裝機2.17億千瓦,同比增長93%,占新增裝機的76%。2019年至2023年新增光伏發電裝機容量分別為0.3億千瓦、0.48億千瓦、0.53億千瓦、0.86億千瓦、2.17億千瓦,截至2023,我國光伏發電裝機容量達到6.09億千瓦時,占全國電力總裝機量的20.8%;2023年,全國光伏發電量達到5833億千瓦時,同比增長33%,占全國可再生能源發電量的39.6%,占全國發電量的6.19%。
國際方面,根據歐洲國際能源署IEA發布的《2023年可再生能源年度市場報告》,2023年全球可再生能源新增裝機量達到4.73億千瓦,其中,太陽能光伏裝機量新增3.45億千瓦,占同期總裝機量的62%;累計裝機容量達到15.2億千瓦,占全球總裝機容量的9.7%;全年累計發電量12840萬億千瓦時,占全球總發電量的4.5%。預計到2028年,太陽能光伏裝機將增量將突破5億千瓦時,全球每年新建光伏發電項目的投入已達數百億美元,而全球光伏產業的年度總投資規模更是難以估量,市場體量及發展潛力巨大。
光伏是可以終身奮斗的事業
近年來,在政策推動和技術支持的雙重因素下,光伏發電成本迅速下降,2021年起,國家取消對新備案集中式光伏電站、工商業分布式光伏項目的補貼,光伏平價上網時代正式到來,成本已不再是限制光伏應用規模的主要障礙。“有光的地方就有電”,光伏的豐富應用場景給其帶來了龐大的市場增量,光伏作為清潔能源領域的執牛耳者,其優勢主要體現在:
一、環境友好。
光伏發電利用太陽能轉化為電能,太陽光是一種充足且可再生的能源,取之不盡用之不竭;光伏發電不產生溫室氣體,也不需要大量用水來冷卻設備。在運行中產生的環境影響較小、不會引起土地資源浪費、生物多樣性減少等問題。
二、經濟性好。
隨著面板技術的不斷迭代和創新,上下游產業鏈的不斷完善,光伏發電的度電成本持續下降,從2010年到2022年,全球太陽能發電的平均加權成本降低了89%,降至0.049美元/千瓦時,幾乎比最便宜的化石燃料還要低 1/3,成本回收周期大幅縮短,長期收益日趨穩定;在電力峰期,光伏系統可大量發電,可顯著降低工商業用戶的用電成本,具有顯著的經濟性;此外,分布式光伏系統可以就近為用戶供電,減少遠距離輸電損耗,提高電網的能源利用效率和運行效率。
三、快速響應。
光伏發電系統具有快速啟動和停止的能力。可在短時間內調整發電量,為電網提供快速響應,保證電力供應的穩定性。配合化學儲能、抽水蓄能等儲能方式,可以極大程度上緩解電力供需緊張的情況。
四、保障能源安全。
我國化石能源呈現出“富煤、貧油、少氣”的特點,長期大量依賴進口化石能源滿足國內能源需求,而光伏發電利用太陽能作為能源,是一種分散型、可再生的能源,有助于降低對我國對傳統能源的依賴,增強能源多樣性及安全性,減少能源供應中斷的風險。
五、助力雙碳政策。
習總書記在2020年聯合國大會上提出:“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,爭取在2060年前實現碳中和。”,雙碳政策的實施離不開光伏發電,光伏發電可以通過減少碳排放、促進能源結構轉型、推動能源科技發展等方式,為我國實現雙碳政策做出積極貢獻。
按照去年聯合國氣候變化大會(COP28)達成的“歷史性”成果文件,與會各方一致同意在2020年代結束前加大氣候行動力度,并設定了到2030年前全球可再生能源裝機量提高至目前三倍、全球平均能效同時倍增的宏大目標,這一目標要落到實處,顯然離不開中國光伏產業供應能力的支撐。光伏發電不只是一項產業或者技術,它是一場持續的能源革命,不僅體現在光伏產業的規模和技術上,更在于其對于全球環境治理、能源供應的貢獻,更是一份值得我們奮斗終身的事業。展望未來,光明正好。
作者 張傳名
高級經濟師、高級政工師,浙江大學動力工程及工程熱物理博士,九州能源有限公司董事長,廣東省澄海商會執行會長,廣東省能源協會副會長,廣州市仲裁委仲裁員,廣州市重大決策社會穩定風險評估專家。
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責任編輯:雨田
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