1200GW只是第一步,光伏科技创新的前程是星辰大海

2020年12月18日

2020年12月12日,国家主席习近平在气候雄心大会上向国际社会宣布了最新的2030年中国的自主减排贡献目标,其中明确了2030年风电和太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦(1200GW)以上。无论是解决2030年前尽早碳达峰的紧迫性问题,或是探索2060年碳中和的实现路径,可再生能源都会扮演越来越关键的角色。过去十年实现了跨越式发展的中国光伏产业,再一次蓄势待发,依靠科技创新进入“倍速阶段”,有望在下一个十年形成全产业链的核心竞争力。

助力全球减排进程,中国光伏掌握核心技术

“在当今时代以及更长远的未来,科技创新能力,掌握关键领域核心科技的能力,成为国家竞争和长远发展的关键要素”。近期《人民日报》如是表达了对互联网巨头科技创新的期待。相比徜徉风口十多年的互联网行业,同由晶体硅驱动的光伏行业显得异常低调,直到近几年才随着化石能源与可再生能源的此消彼长,逐渐破圈并获得越来越多普通大众的关注。

事实上,中国光伏人通过过去十年的的奋斗,已经彻底扭转了“关键原材料、关键设备、市场”三头在外的格局。2020年,中国的高纯晶硅产量成为全球第一,约占全球65%以上的产量,电池组件占全球70%以上的产量。同时中国光伏装机量、光伏发电量均连续7年位列世界第一。更重要的是,光伏产业链的全球领先地位,也将贡献于中国在应对气候变化,推进能源转型,实现碳中和的国际领导力。

平价时代刺激技术革新,创新驱动度电成本下降

除了可再生能源消纳保障机制、电力市场改革等政策市场因素,技术进步与创新是未来中国光伏装机容量持续高速增长的重要保障。2021 年中国光伏发电将迎来全面平价上网,光伏技术创新将从全生命周期发电小时数、电站运维成本和系统造价成本三个维度带来的持续的度电成本下降:

  • 组件和系统集成的综合进步可使系统使用寿命延长到30年甚至更长;
  • 自动化设备和人工智能技术发展带来的智能运维,在保证综合发电量的同时将降低电站人工运维成本;
  • 金刚线细线化、大尺寸、降低拉棒电耗等措施,将进一步降低组件的材料和能耗成本;电池效率从 20%向 30%迈进,在降低单瓦成本的同时,摊薄土地费用和厂区施工,支架,电气设备和管理费用等非材料成本。

无人机等跨越式技术发展,光伏下游创新潜力巨大

光伏产业链细分环节众多,简单梳理后可以分为——

  • 上游-原材料、设备:硅料(单晶硅棒、 多晶硅锭、单多晶硅片)、电池片设备
  • 中游-部件:单多晶电池片、组件(晶硅组件、薄膜光伏组件)
  • 下游-发电应用:BIPV, 分布式/集中式电站

虽然中国企业在多晶硅、电池片、组件等上中游环节占据了全球的龙头位置,但是在下游电站运维、末端的光伏板回收等环节上的技术依然有所欠缺,留有巨大的创新空间。

以无人机电站巡检为例,国内无人机巡检公司大多停留在硬件设备层面,而国外领先的公司已经将关注点转移到软件和数据分析层面。因此国内无人机巡检的一大痛点在于故障识别率低,误报率偏高。而光伏电站对运维的重视程度较低也导致了国内运维供应商的专业化、精细化程度和国际一流企业存在一定差距。

1200GW只是小目标,或低于行业预期?

有分析指出[1],预计2020年底风光总装机容量可能达到470GW。基于2030年1200GW目标的匡算,未来10年的太阳能和风能发电新增容量空间大约为730GW,其中留给光伏的年均新增容量仅为43GW左右。对比来看,2017年中国的新增光伏装机容量就已经达到了53GW,即使是遭受“531补贴新政”冲击,新增装机有所下滑的2018年,依然实现了新增装机44GW。

另一方面,根据中国光伏行业协会最新的预测[2],进入全面平价的十四五阶段(2021-2025年),光伏年新增容量可能达到70GW,乐观情况下甚至能达到90GW。这和年均不到50GW的“目标”似乎存在很大落差?

大胆交作业!光伏产业习惯性超额完成目标

然而,笔者认为,正如国家应对气候变化战略研究和国际合作中心首任主任李俊峰所言[3]:“未来十年风电、光伏的新增装机总量到底需要增长多少,不是一道简单的数学题。”政策、需求、技术进步等多个因素,将综合影响究竟能有多少绿色能源能在神州大地“生根发芽”。

2030年实现“1200GW以上”的目标,焦点应该落在“以上”两个字。回顾过去的光伏发展目标,装机规模的实际增速往往远超当时政策制定者的预期。以即将结束的“十三五”规划阶段(2016-2020年)为例,2016年12月发布的《太阳能发展“十三五”规划》中提到,2020年底中国光伏发电装机目标为105GW。但早在2018年9月,中国光伏发电累积装机量已经达到165GW,远超“十三五”规划的目标。此后能源局不得不将规模目标上调50%,但依然有18地于2020年上半年即完成了省内“十三五”光伏规划目标​。而截止2020年10月底,中国光伏累计装机容量已经达到了232GW,相较2016年的105GW目标,超额121%达成目标

25%非化占比,能源革命的目标是“星辰大海”

有专家估算,如果要达成2030年非化石能源占一次能源消费比重25%的自主贡献目标,光伏与风电的装机容量实际需要达到1600-2000GW的水平[4]。可能这才是未来十年可再生能源发展需要突破的隐藏关卡,1200GW的规模对于产业而言只是一个入门级任务。

技术创新将是推动装机规模可持续增长的重要动力。目前光伏进一步提高渗透率的瓶颈早已不是组件产能或发电成本的问题。最大的制约实际上来自于巨量光伏电量的消纳问题。光伏下游环节电站智能运维技术的进步与创新,不仅有利于中国光伏产业自身形成真正意义上的全产业链核心竞争力,如果再结合储能技术、电网新基建以及需求侧响应机制,达成“源网荷储”的协同互动,更有助于提高整个可再生能源发电上网的消纳能力,为2030年前碳达峰、2060年碳中和打下坚实的基础。

从0到1的突破,不只发生在互联网科技行业。光伏为代表的可再生能源产业2030年目标也绝不止于1200GW。“科技创新的星辰大海、未来的无限可能性,其实更令人心潮澎湃。”


[1]大失所望,很不开心,才1200GW,https://mp.weixin.qq.com/s/PI9RzDU40hAsLIxVGqr7zA

[2] “十四五”光伏系列新政酝酿中 新增装机将再上台,http://energy.people.com.cn/n1/2020/1211/c71661-31962664.html

[3] 风电光伏装机前景不及预期,核电水电迎来最后机会, 财经十一人

[4]  Analysis: China’s new 2030 targets promise more low-carbon power than meets the eye,https://www.carbonbrief.org/analysis-chinas-new-2030-targets-promise-more-low-carbon-power-than-meets-the-eye

点赞  
2

阅读数:17034