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新能源

蛰伏20年,光伏再次站在风口

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“在产业链各环节的共同努力下,光伏已经实现了平价上网甚至低价上网,我们有信心在‘十四五’末期将光伏度电成本降至0.1元至0.15元,最终推动太阳能替代煤炭。”协鑫集团董事长、全球太阳能理事会联席主席朱共山告诉《中国电子报》记者。

据了解,2020年光伏电站建设成本约在3.5元/瓦左右,度电成本约0.36元/度,已经和火电价格基本持平(2019年全国脱硫燃煤电价平均值为0.3624元/度)。国家能源局数据显示,我国光伏新增装机已连续8年稳居全球第一,2020年全年光伏并网量超过40GW。中国光伏行业协会副理事长兼秘书长王勃华表示,“十四五”期间国内年均新增光伏装机将达到70GW,乐观预计有望达到90GW。

在碳中和的大背景下,上有政策扶持、中有技术支撑、下有市场需求,光伏产业迎来十几倍甚至几十倍的增长空间,也难怪在接受《中国电子报》记者采访时,晶澳科技执行总裁牛新伟将2021年定义为“光伏产业发展元年”,隆基股份品牌总经理王英歌认为光伏产业迎来了“风口”和“新一轮的起飞点”。

政策:光伏占比将大幅提高

去年9月22日及12月12日,中国两次向全世界宣布:中国提高国家自主贡献力度,力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。到2030年,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。

去年11月,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》发布,多条规划建议涉及新能源,提出加快壮大新能源新材料等产业、推动能源革命、能源资源配置、碳排放达峰后稳中有降等。去年12月,中央经济工作会议强调做好碳达峰、碳中和工作,大力发展新能源。

国家对于光伏等新能源产业的重视程度提升到了前所未有的新高度。在工业和信息化部《光伏制造行业规范条件》等一系列政策措施的规范引导和保驾护航下,尽管新冠肺炎疫情对各行各业都带来了严重冲击,但我国光伏产业却展现出了顽强韧性。据中国光伏行业协会统计数据,2020年前三季度,光伏产业制造端保持稳定增长,多晶硅料产量29万吨,同比增长18.9%;硅片产量115GW,同比增长15.7%;电池片产量93GW,同比增长13.1%;组件产量80GW,同比增长6.7%。

我国光伏产品已经实现了性价比全球最优,各环节产能规模均为全球第一。麦肯锡一项全面对比中美创新实力的研究显示,光伏是中国领先美国且具有极大(也是最大)竞争优势的产业。

摆在我们面前的,是一个蓬勃发展的巨大市场。王勃华表示,到2025年,可再生能源在新增发电装机中占比将达到95%,其中,光伏在所有可再生能源新增装机中的占比将达到60%。

成本:光伏度电基本与火电持平

经过20年的磨砺,如今我国的光伏产业早已摆脱了“两头在外”的窘境,供应链基本实现自主可控,新增装机连续8年位居全球首位。

作为全球最大的光伏材料企业负责人,朱共山认为,任何一个行业的革命都是通过材料革命、装备革命和工艺革命,来推动整个应用的革命。

回首“十三五”,多晶硅从18-36对棒发展到40对棒以上,冷氢化能力提升了2~3倍,纯度从太阳能级1级提升到电子级3级;硅片完全实现了金刚线切割,单晶单炉投料量提升了5倍;单晶电池量产平均转化效率从2016年的20.5%提升到2020年的22.8%,领先企业已超过23%;PERC电池背钝化设备实现国产化,单线生产能力从150MW提升到550MW,设备投资成本从60万元/MW降低到22.5万元/MW;主流组件功率从2016年的250W提升到2020年的450W以上;逆变器的智能化、高功率化水平大幅提升。

技术创新带来了光伏产业链各环节成本的稳步下降,多晶硅价格下降24.9%,硅片、电池片、组件价格下降均超过50%,系统价格下降47.2%,光伏度电成本已经和火电持平,且仍具有较大下降空间。

龙头企业降本增效的脚步并未停止。目前,协鑫用市场主流的改良西门子工艺生产的多晶硅产品已经具备了技术和成本优势,但仍在不断探索硅烷流化床法(FBR)颗粒硅的生产工艺。在2017年收购美国SunEdison公司旗下FBR技术团队和专有技术设备的基础上,经过多年摸索,去年年底FBR颗粒硅生产工艺终于取得重大突破,有效产能迈入了万吨门槛。FBR具有投资强度更低、生产能耗更低、项目人员需求更少等显著成本优势,产出的颗粒硅直拉单晶转换效率高,未来将进一步降低光伏发电的成本。

在电池和组件生产环节,主流企业也在千方百计通过技术创新继续降低光伏发电成本。“我们的目标始终是提升光伏产品的功率和可靠性,推动光伏普及应用。”牛新伟表示,“这就需要我们通过不断的技术和工艺创新来降低度电成本。除了目前量产的PERC电池技术,晶澳还研发和储备了更为高效的N型等技术。”

据牛新伟介绍,晶澳2020年量产的DeepBlue3.0 PERC电池的转换效率已率先突破23%,组件效率提升0.4%,在实际应用中,有效实现了单瓦成本的下降和主要功率的上升。以迪拜360MW项目为例,组件用量降低8%,桩基础用量降低17%,线缆用量降低19%,周边系统成本降低18%。

牛新伟还强调,智能制造水平的不断提升也是光伏制造企业提升效率和降低能耗的有效手段。王英歌对此深以为然,隆基甚至专门成立了智能技术公司,将智能化引入电池组件生产环节,推动光伏产业智能制造进展。

王英歌表示,产业链协同创新也是光伏产业能够实现快速迭代发展的重要途径。硅片的厚度与切割损失量是影响电池成本,甚至系统发电成本的重要因素之一,为此隆基全面导入了速度更快、效率更高的金刚线来替代传统砂线切割硅片。但是,细如发丝的金刚线早期仅掌握在少数日本厂商手中,且并未应用于光伏行业,而国内金刚线整个产业链均处于空白状态。在光伏产业链上下游的共同努力下,金刚线成本最终下降了90%以上,并获得规模应用,粗略计算,每年可为业界创造超过300亿元的效益。

市场:新增装机容量大幅提升

王勃华预计,从2021到2025年,全球年均新增光伏装机容量222GW~287GW,国内年均新增光伏装机容量70GW~90GW。而2020年我国新增光伏装机容量还仅有40GW。

根据国家发改委能源研究所发布的《中国2050年光伏发展展望》,到2050年,光伏将成为中国的第一大电源,光伏发电总装机规模达50亿千瓦,占全国总装机的59%;全年发电量约为6万亿千瓦时,占当年全社会用电量的39%。目前,我国光伏发电总装机规模约2亿千瓦,这也意味着,未来30年,中国光伏产业还有着几十倍的发展空间。

过去我国市场常见的光伏应用主要有三类,第一类是大型地面电站,第二类是工商业分布式发电,第三类是户用分布式发电。2020年的户用分布式光伏给了行业一个惊喜,年度新增装机首次突破10GW,占比高达25%。经过企业的不懈耕耘与下沉式宣讲,户用光伏已经深入人心,逐步具备成熟的商业模式。

在王英歌看来,尽管这三类应用都取得了长足进步,但要想顺利实现碳中和目标,还应不断探索光伏应用形式,拓展光伏应用场景。

5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度加快,为光伏产业发展带来了新的契机。1月12日,科技巨头腾讯宣布启动碳中和规划。马化腾预计,数据中心将成为腾讯未来使用清洁能源的重头。

数据中心的耗电量的确惊人。2017年中国数据中心总耗电量超过了三峡大坝、葛洲坝电厂当年发电量之和,2018年中国数据中心用电量比上海市全社会用电量还多。据预测,数据中心用电量还将保持30%的年增长率。而分布式光伏与数据中心有着天然的结合优势,“光伏+储能”“光伏+大电网”等多能互补模式可以全天候提供源源不断的清洁电力,满足数据中心昼夜不停运行的用电需求。

在5G网络建设方面,光伏+储能可以有效解决基站能耗问题;在新能源汽车充电桩建设方面,“光储充一体化”成为最具潜力组合;特高压建设的稳步推进,将在“十四五”期间彻底解决光伏发电的消纳问题。此外,光伏+工业多能互补、光伏建筑一体化等“光伏+”融合应用也在加速落地。

尽管当下还面临着供应链、用地、电网、消纳等一系列挑战,但光伏产业的爆发已是大势所趋。正如朱共山所说:“产业界有信心在‘十四五’末期将光伏度电成本降至0.1元至0.15元,并在未来最终推动太阳能替代煤炭,成为第一能源。”

责任编辑:赵强


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