所屬欄目:工業設計論文 發布日期:2022-02-15 09:39 熱度:
經過 10 多年的發展,我國光伏產業形成了包括硅料、晶體、切片、電池、組件及系統等產品生產的完整產業鏈,光伏組件出貨量、光伏發電累計裝機量和制造成本等均全球領先。 針對我國對生態文明建設更加重視和互聯網技術高速發展的全新形勢,文章提出了促進我國光伏產業持續發展的建議:利用“互聯網+光伏”,打造共享光伏平臺,讓產業鏈上的各光伏企業優勢互補、資源共享、協同發展;進一步拓展光伏發電在建筑、漁業、農業及交通等領域的跨界應用;將自身先進的生產制造、管理等優勢與“一帶一路”國家戰略相結合,在沿線國家構建包含光伏發電等的綠色能源體系,布局多元化新興市場;通過持續創新驅動降低光伏發電度電成本,加速我國光伏發電平價上網的進程。
前言
全球經濟發展和人口增長共同驅動著巨大的能源需求。 石油、天然氣和煤炭等資源日趨枯竭, 傳統化石能源消耗導致環境污染及氣候變暖,使人類正面臨著能源緊缺和全球生態惡化的雙重嚴峻挑戰。 太陽能光伏發電作為一種重要的可再生能源利用形式,是解決這些問題的有效途徑之一,得到了世界各國政府的高度重視和大力支持。 許多發達國家紛紛制定了各自的光伏產業長遠發展規劃,例如:美國的“Sunshot 及 Sunpath” 計劃、 日本的 “陽光計劃”、 德國的 “能源戰略 2050”等。 根據歐盟委員會聯合研究中心預測,到 2040 年,世界能源消耗的 20%以上將是太陽能光伏發電;到本世紀末,太陽能光伏發電在世界能源結構中占比將會增加到 60%以上,具有非常廣闊的發展前景[1] 。
隨著我國國民經濟的持續高速發展,能源緊缺對我國經濟發展的制約、對國民生活和社會穩定發展的影響日益突出,已成為我國所面臨的嚴峻問題之一。 發展利用太陽能等可再生能源,在應對國際能源發展新趨勢,促進我國能源結構轉型,推動能源消費、供給的技術革命和可持續發展等方面具有重要意義。 過去的 10 多年,在政府的大力扶持下,我國光伏產業從無到有,從小到大,從弱到強,經歷了爆發式增長、繁榮鼎盛、產能過剩等不同時期,形成了包括高純硅提煉、太陽能電池生產、組件制造、光伏系統安裝、相關產業配套設備及材料生產在內的, 并擁有系列自主知識產權的,較完整的太陽能光伏發電產業鏈,完全打破了過去由歐美日壟斷的格局。 從 2008 年以來,我國光伏組件出貨量連續多年位居全球之首。 2016 年出貨量高達 53 GW,占全球光伏組件市場份額的七成以上, 持續保持光伏組件制造第一大國的地位。 2008 年我國光伏發電系統應用量約為 0.15 GW,到 2016 年底,累計光伏裝機容量約達到 77.42 GW,居全球第一位[2]。
1 搭建“互聯網+光伏”共享光伏平臺
2015 年 7 月,國務院發布《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》(國發[2015]40 號),標志著我國經濟社會發展全面進入“互聯網+”時代,為新常態下的光伏產業創新提供了戰略指導。 在此背景下,我國的光伏產業也須顛覆傳統的光伏產 業 模 式,積極擁抱互聯網,并 及 時 跟 上“互 聯網+”的思維,以造就新興的光伏時代。 共享和眾包是互聯網時代典型的生產組織方式。 通過互聯網搭建共享光伏平臺,有助于全面促進太陽能發電在我國的普及利用。
(1)光伏產品制造全球化、定制化、服務化通過互聯網,光伏企業可將產品價值鏈分解到不同國家、地區的配套協作企業,整合各企業間的優勢資源,實現光伏產品的成本最低化。 產品生產過程由全球范圍內多個企業高效、快捷合作,在研發、制造、物流等各產業鏈環節實現全球分散化生產。 通過互聯網實現光伏產品的個性化定制和服務:用戶下單后,訂單送達互聯工廠,光伏制造企業即開始向相關的原材料或備件供應商下單定制所需的原料;通過模塊化的組裝,可以實現不同用戶的需求,并且最大限度減少副產品,實現資源的優化利用。 光伏企業在生產制造過程中與客戶交換信息,實現需求與生產的無縫化銜接。 生產的每項任務完成后,可以發送到客戶手機上,從而實現制造全過程的透明化、可視化。 光伏企業還可以根據和客戶的即時互動,調整生產工序和工藝,靈活地生產出各種定制化的光伏產品。 這樣,光伏企業將從以傳統的制造為核心,轉向提供更多的貼心服務,增強用戶體驗。
(2)搭建共享光伏平臺在傳統的產業模式下,產業鏈上下游企業之間是串聯的,同類產品生產制造企業之間信息不透明,不對稱,各自為政,獨善其身,資源重復投入,缺乏協調,溝通效率低,導致整個行業成本偏高。 比如:當太陽能電池銀漿供應商開發了一款提高太陽能電池轉換效率的新型漿料,他們往往要分別給各家電池制造商提供樣品,進行測試,每家的測試周期需要 3~6 個月,相互不分享測試結果;銀漿供應商給各家送樣提高了研發成本,也不利于新開發銀漿的快速導入產業化。 如果能通過光伏平臺整合各家需求,在某一家光伏企業(或獨立的第三方)進行綜合測試,并將結果分享出來,則可以快速導入到各家電池制造商, 提高整個行業的太陽電池轉換效率水平,并節省大量的成本。
2 光伏應用的跨界開發
光伏產業作為我國戰略性新興行業, 有助于提高可再生能源的供應比例, 保障我國能源供應的安全性,兌現我國對世界減排的承諾。盡管我國光伏組件產品的國內市場自我消化率已經得到了很大的提升,但是對國外市場的依賴性還很強,須要進行跨界發展,以拓寬國內的光伏應用市場,進一步提升我國國內市場的自身消化能力, 實現可持續發展。除了建設大規模地面光伏電站、商用屋頂電站,還可以將光伏與建筑、漁業、農業以及交通等領域相結合,發展多元化應用形式。
(1)光伏與建筑結合將太陽能電池組件作為建筑屋頂或外墻的材料, 光伏系統獲取的能源不僅可以供該建筑自身使用,還可以將多余的電能輸入城市電網,進入千家萬戶,實現綠色建筑和低碳生活。建議國家相關部門頒布太陽能光伏發電系統和建筑結合強制性標準。(2)光伏與漁業結合在魚塘的水面建立光伏發電系統, 達到漁業養殖和光伏發電相結合,實現一地兩用,提高水域的利用效率及單位水面積的產值。 在魚塘上安裝太陽能光伏發電系統,既起到遮陽的效果,適合于不喜光的特色魚類養殖, 又可以將光伏發電直接作為養殖用電,降低了養殖成本。 同時,由于水面的溫度較地面環境溫度低, 也有利于提高光伏系統發電效率。(3)光伏與農業結合利用太陽能光伏發電與農業大棚相結合,在大棚的部分或全部的向陽面上鋪設太陽能電池組件,既保證太陽能光伏系統發電,又能滿足溫室大棚農作物的采光, 所發電量除了滿足大棚灌溉系統、冬季供暖需求外,還可將多余的電量上網,享受相關補貼政策,從而提高土地的綜合利用率。
3 結合“一帶一路”國家戰略走出去
經過近幾年的發展, 我國光伏產品的出口市場格局已經發生了重大轉變,并呈多元化發展。光伏應用市場的重心開始從歐美轉向印度、非洲、拉美及中東地區等新興市場。 如圖 2 所示,至 2016 年, 歐美市場占比已經從 2005 年的 70%以上降低到 30%以下,而新興市場份額快速成長并超過了 50%。
隨著我國國家戰略“一帶一路”規劃和布局的初步完成,并正朝著“落地生根、深耕細作、持久發展”的階段邁進,我國光伏企業也將迎來重要轉機和持續爆發的空間。 “一帶一路”橫跨亞歐非數十國,沿線的東南亞、南亞、中亞、北非等地區以發展中國家為主, 偏遠地區還生活著大量無電人口。沿線國家的電網體系不完善,他們的發電站和輸電線路等基礎設施建設趕不上他們自身的社會經濟發展以及我國“一帶一路”戰略的需要。 因此,完善沿線國家、地區的基礎設施,特別是能源體系的建設是“一 帶 一 路”建 設的重要內容。 作為全球的光伏生產制造與應用大國,我國光伏企業可以利用此契機走出去,將我國光伏行業自身先進的生產制造、 管理及技術品牌優勢與“一帶一路”國家構建新能源體系的需求相結合,推動光伏產業全球布局,積極開拓 南 美、中 東、非洲等新興市場,為 當 地 經 濟 發展和民眾生活帶去光伏發電、風力發電等,構建一個可再生的綠色能源體系, 并提升我國光伏產業的全球競爭力。
4 技術創新,持續降低光伏發電度電成本
10 多年來,基于晶體硅的太陽能電池組件產業化制造技術,圍繞硅片厚度減薄、太陽電池轉換效率提升、 光伏組件關鍵材料國產化等方面的不斷進步及產業規模的擴大, 對降低光伏發電成本起到了巨大的推動作用。但是,光伏發電成本相對于火電、水電等其它傳統能源仍然偏高,還要依賴于政府的補貼支持, 這是太陽能光伏發電普及應用的最大障礙。因此,持續降低太陽能光伏發電度電成本, 實現光伏發電平價上網是光伏產業不懈追求的終極目標。
度電成本是評價光伏電站性能和收益的重要指標。如圖 3 所示,在日照條件為滿負荷發電 1 300 h/a 的地區 (相當于我國甘肅、 寧夏等地區),隨著光伏組件及逆變器等配套成本的快速下 降 , 我國光伏度電成本也呈現下降趨勢 。 2007-2016 年, 光 伏 度 電 成 本 的 降 幅 超 過 80% 以 上,達 到 了 約 0.5 元/kW·h,和火力發電的上網電價已相差不遠[3]。 但是,我國東部地區光伏度電成本達到平價還需要一定時間, 尚須光伏企業集體持續努力地降低光伏發電成本, 擺脫對政府補貼的依賴。
5 持續、精準的扶持政策
光伏產業既是戰略性新興產業, 也是非完全市場化的產業,世界各國都給予其政策性支持。德國、 美國、 日本等國家在光伏應用方面的快速發展,都得益于政府的補貼和扶持政策。
發展太陽能光伏發電等可再生能源是我國國家能源安全的新戰略, 是促進我國可持續發展的必然路徑和選擇, 也是兌現我國對溫室減排承諾的重要舉措。在過去的幾年,國家及各級地方政府都非常重視光伏產業的發展,并給予積極的支持。國家能源局、財務部、國家發展和改革委員會頒布并推行系列鼓勵優惠光伏產業的相關政策多達 50 多份,涉及到 10 多個部門。2012 年 12 月,時任國務院總理溫家寶主持召開的國務院常務會議所提出的 《促進光伏產業健康發展的五項政策措施》,2013 年 6 月,現任國務院總理李克強主持召開的國務院常務會議提出的 《促進光伏產業健康發展的六條政策》, 對我國國內光伏市場的啟動,促進我國光伏行業走向世界前列起到了積極的推動作用。 但是,在國家大力扶持光伏行業政策的實施過程中, 也暴露出一些亟待解決的問題,國家政策在推進中還存在一些體制障礙和監控盲點。 在國家“金太陽示范工程”中,由于項目設置門檻低,監管不嚴,存在部分企業虛報價格、以次充好的騙補貼的投機行為。
有關部門要加強國家電網系統的技術進步和電力體制改革,實現太陽能光伏發電的自由上網和輸送,打通我國光伏產業發展的瓶頸;要徹底解決部分地區光伏電站的“棄光限電”問題,充分利用好我國西部地區豐富的光伏資源。
6 結論
經過近 10 a 的發展,我國光伏產業初步形成了包括硅材料提純、晶體生長、硅片切割、太陽能電池生產、光伏組件制造和系統集成等完整的產業鏈。我國在光伏組件出貨量、光伏發電系統累計裝機容量和綜合制造成本等方面已經居全球首位。
在全新的形勢下,我國光伏產業可以利用“互聯網+光伏”搭建共享光伏平臺,使產業鏈上的光伏企業協同發展,優勢互補,資源共享,去中間化,降低成本,真正實踐“互聯網+”的國家戰略;積極開拓“光伏+農業、漁業、建筑、交通、移動能源”等跨界應用市場;結合“一帶一路”國家戰略走出去,開拓東南亞、中東等海外市場。我國光伏行業可利用其完整產業鏈的優勢,從各段降低成本,通過創新驅動降低光伏發電度電成本。
政府應盡快組織解決光伏電力上網的技術問題和電力改革的體制問題, 實現光伏發電自由并網及輸送;政策性扶持要精準、補貼資金要及時到位。總之,我國要全面支持增強光伏產業的核心競爭力, 讓太陽能光伏發電為代表的可再生能源產業成為我國未來經濟增長的主要動力之一, 讓光伏產業成為我國在未來占領國際戰略制高點的優勢產業之一, 實現我國從光伏大國向光伏強國的跨越。
參考文獻:
[1] 包 婧 文. 光 伏 產 業:回 顧 2015 展 望 2016[J]. 太 陽 能, 2016(2):79-80. [1] Bao Jingwen. Review of photovoltaic industry in 2015 and prospect of photovoltaic industry in 2016 [J].Solar Energy,2016(2):79-80.
[2] 王 勃 華.2016 年中國光伏產 業回顧及 2017 年 展 望 [EB/OL].http://solar.ofweek.com/2017-02/ ART-260009 -8420-30104440.Html,2017-02-17.
《在 新形勢下我國光伏產業持續發展的思考》來源:《可再生能源》,作者:趙 楓
文章標題:在新形勢下我國光伏產業持續發展的思考
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