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蟄伏20年,光伏再次站在風口

2021-01-16   來源:中國電子報

“在產業鏈各環節的共同努力下,光伏已經實現了平價上網甚至低價上網,我們有信心在‘十四五’末期將光伏度電成本降至0.1元至0.15元,最終推動太陽能替代煤炭。”協鑫集團董事長、全球太陽能理事會聯席主席朱共山告訴《中國電子報》記者。

 

據瞭解,2020年光伏電站建設成本約在3.5元/瓦左右,度電成本約0.36元/度,已經和火電價格基本持平(2019年全國脫硫燃煤電價平均值為0.3624元/度)。國家能源局數據顯示,我國光伏新增裝機已連續8年穩居全球第一,2020年全年光伏並網量超過40GW。中國光伏行業協會副理事長兼秘書長王勃華表示,“十四五”期間國內年均新增光伏裝機將達到70GW,樂觀預計有望達到90GW。

 

在碳中和的大背景下,上有政策扶持、中有技術支撐、下有市場需求,光伏產業迎來十幾倍甚至幾十倍的增長空間,也難怪在接受《中國電子報》記者採訪時,晶澳科技執行總裁牛新偉將2021年定義為“光伏產業發展元年”,隆基股份品牌總經理王英歌認為光伏產業迎來了“風口”和“新一輪的起飛點”。

 

政策:光伏占比將大幅提高

 

去年9月22日及12月12日,中國兩次向全世界宣佈:中國提高國家自主貢獻力度,力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。到2030年,風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。

 

去年11月,《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》發佈,多條規劃建議涉及新能源,提出加快壯大新能源新材料等產業、推動能源革命、能源資源配置、碳排放達峰後穩中有降等。去年12月,中央經濟工作會議強調做好碳達峰、碳中和工作,大力發展新能源。

 

國家對於光伏等新能源產業的重視程度提升到了前所未有的新高度。在工業和資訊化部《光伏製造行業規範條件》等一系列政策措施的規範引導和保駕護航下,儘管新冠肺炎疫情對各行各業都帶來了嚴重衝擊,但我國光伏產業卻展現出了頑強韌性。據中國光伏行業協會統計數據,2020年前三季度,光伏產業製造端保持穩定增長,多晶矽料產量29萬噸,同比增長18.9%;矽片產量115GW,同比增長15.7%;電池片產量93GW,同比增長13.1%;組件產量80GW,同比增長6.7%。

 

我國光伏產品已經實現了性價比全球最優,各環節產能規模均為全球第一。麥肯錫一項全面對比中美創新實力的研究顯示,光伏是中國領先美國且具有極大(也是最大)競爭優勢的產業。

 

擺在我們面前的,是一個蓬勃發展的巨大市場。王勃華表示,到2025年,可再生能源在新增發電裝機中占比將達到95%,其中,光伏在所有可再生能源新增裝機中的占比將達到60%。

 

成本:光伏度電基本與火電持平

 

經過20年的磨礪,如今我國的光伏產業早已擺脫了“兩頭在外”的窘境,供應鏈基本實現自主可控,新增裝機連續8年位居全球首位。

 

作為全球最大的光伏材料企業負責人,朱共山認為,任何一個行業的革命都是通過材料革命、裝備革命和工藝革命,來推動整個應用的革命。

 

回首“十三五”,多晶矽從18-36對棒發展到40對棒以上,冷氫化能力提升了2~3倍,純度從太陽能級1級提升到電子級3級;矽片完全實現了金剛線切割,單晶單爐投料量提升了5倍;單晶電池量產平均轉化效率從2016年的20.5%提升到2020年的22.8%,領先企業已超過23%;PERC電池背鈍化設備實現國產化,單線生產能力從150MW提升到550MW,設備投資成本從60萬元/MW降低到22.5萬元/MW;主流組件功率從2016年的250W提升到2020年的450W以上;逆變器的智能化、高功率化水準大幅提升。

 

技術創新帶來了光伏產業鏈各環節成本的穩步下降,多晶矽價格下降24.9%,矽片、電池片、組件價格下降均超過50%,系統價格下降47.2%,光伏度電成本已經和火電持平,且仍具有較大下降空間。

 

龍頭企業降本增效的腳步並未停止。目前,協鑫用市場主流的改良西門子工藝生產的多晶矽產品已經具備了技術和成本優勢,但仍在不斷探索矽烷流化床法(FBR)顆粒矽的生產工藝。在2017年收購美國SunEdison公司旗下FBR技術團隊和專有技術設備的基礎上,經過多年摸索,去年年底FBR顆粒矽生產工藝終於取得重大突破,有效產能邁入了萬噸門檻。FBR具有投資強度更低、生產能耗更低、專案人員需求更少等顯著成本優勢,產出的顆粒矽直拉單晶轉換效率高,未來將進一步降低光伏發電的成本。

 

在電池和組件生產環節,主流企業也在千方百計通過技術創新繼續降低光伏發電成本。“我們的目標始終是提升光伏產品的功率和可靠性,推動光伏普及應用。”牛新偉表示,“這就需要我們通過不斷的技術和工藝創新來降低度電成本。除了目前量產的PERC電池技術,晶澳還研發和儲備了更為高效的N型等技術。”

 

據牛新偉介紹,晶澳2020年量產的DeepBlue3.0 PERC電池的轉換效率已率先突破23%,組件效率提升0.4%,在實際應用中,有效實現了單瓦成本的下降和主要功率的上升。以迪拜360MW專案為例,組件用量降低8%,樁基礎用量降低17%,線纜用量降低19%,周邊系統成本降低18%。

 

牛新偉還強調,智能製造水準的不斷提升也是光伏製造企業提升效率和降低能耗的有效手段。王英歌對此深以為然,隆基甚至專門成立了智能技術公司,將智能化引入電池組件生產環節,推動光伏產業智能製造進展。

 

王英歌表示,產業鏈協同創新也是光伏產業能夠實現快速迭代發展的重要途徑。矽片的厚度與切割損失量是影響電池成本,甚至系統發電成本的重要因素之一,為此隆基全面導入了速度更快、效率更高的金剛線來替代傳統砂線切割矽片。但是,細如發絲的金剛線早期僅掌握在少數日本廠商手中,且並未應用於光伏行業,而國內金剛線整個產業鏈均處於空白狀態。在光伏產業鏈上下游的共同努力下,金剛線成本最終下降了90%以上,並獲得規模應用,粗略計算,每年可為業界創造超過300億元的效益。

 

市場:新增裝機容量大幅提升

 

王勃華預計,從2021到2025年,全球年均新增光伏裝機容量222GW~287GW,國內年均新增光伏裝機容量70GW~90GW。而2020年我國新增光伏裝機容量還僅有40GW。

 

根據國家發改委能源研究所發佈的《中國2050年光伏發展展望》,到2050年,光伏將成為中國的第一大電源,光伏發電總裝機規模達50億千瓦,占全國總裝機的59%;全年發電量約為6萬億千瓦時,占當年全社會用電量的39%。目前,我國光伏發電總裝機規模約2億千瓦,這也意味著,未來30年,中國光伏產業還有著幾十倍的發展空間。

 

過去我國市場常見的光伏應用主要有三類,第一類是大型地面電站,第二類是工商業分佈式發電,第三類是戶用分佈式發電。2020年的戶用分佈式光伏給了行業一個驚喜,年度新增裝機首次突破10GW,占比高達25%。經過企業的不懈耕耘與下沉式宣講,戶用光伏已經深入人心,逐步具備成熟的商業模式。

 

在王英歌看來,儘管這三類應用都取得了長足進步,但要想順利實現碳中和目標,還應不斷探索光伏應用形式,拓展光伏應用場景。

 

5G網路、數據中心等新型基礎設施建設進度加快,為光伏產業發展帶來了新的契機。1月12日,科技巨頭騰訊宣佈啟動碳中和規劃。馬化騰預計,數據中心將成為騰訊未來使用清潔能源的重頭。

 

數據中心的耗電量的確驚人。2017年中國數據中心總耗電量超過了三峽大壩、葛洲壩電廠當年發電量之和,2018年中國數據中心用電量比上海市全社會用電量還多。據預測,數據中心用電量還將保持30%的年增長率。而分佈式光伏與數據中心有著天然的結合優勢,“光伏+儲能”“光伏+大電網”等多能互補模式可以全天候提供源源不斷的清潔電力,滿足數據中心晝夜不停運行的用電需求。

 

在5G網路建設方面,光伏+儲能可以有效解決基站能耗問題;在新能源汽車充電樁建設方面,“光儲充一體化”成為最具潛力組合;特高壓建設的穩步推進,將在“十四五”期間徹底解決光伏發電的消納問題。此外,光伏+工業多能互補、光伏建築一體化等“光伏+”融合應用也在加速落地。

 

儘管當下還面臨著供應鏈、用地、電網、消納等一系列挑戰,但光伏產業的爆發已是大勢所趨。正如朱共山所說:“產業界有信心在‘十四五’末期將光伏度電成本降至0.1元至0.15元,並在未來最終推動太陽能替代煤炭,成為第一能源。”