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光伏的潜力是风电的1000倍
日期:2022-01-12   [复制链接]
责任编辑:sy_zhuzelin 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
在“双碳”目标下,光伏产业是一个新的发展机会。光伏能源作为可再生能源,无论是从光伏资源潜力,还是从技术成本、建设成本来看,都具备替代煤炭能源的可行性,从而推动电力系统转型。

经济增长是大家一直关心的问题,我们看一下过去世界经济60年的发展,可以看到经济总体上还是保持了一个平稳的3.4%左右的增长,但是也确实有一个长期的向下趋势。同时世界经济的债务也是越来越高,从经济的货币与产值的比较来看,可以看得出不断在攀升,这是对我们增长的一种挑战。


另外一个是环境的挑战。环境和气候的变化,这里有一个历史的观测记录,从1850年开始到现在,170多年,看到全世界的碳排放不断在增加,从最初的每年2.2亿吨碳排放到现在的323亿吨,所以对环境产生很大的压力。同时也可以看到,同时期观测到的地球二氧化碳的含量也是不断在攀升,从原来的285PPM到现在的409PPM。

下面这张图可以看出,随着碳浓度的增加,相应的全世界的平均气温也在增加,几乎跟大气碳浓度水平是同步的,这样的气候产生的严重结果就是天气灾害频发,这是环境的挑战。


随着经济的发展,世界的碳排放不断在增长,中国也因为经济增长,碳排放越来越高。面对这样的挑战,我们怎么应对?国家提出了“双碳”的战略。


对此,我们做了研究和推算,下面有一张世界光伏潜力分布图,可以看出来有几个比较集中的红色区域,属于光照比较强烈的,其中一块就位于中国。我们经过测算,如果能够充分挖掘这一块光伏潜力的话,有可能替代目前我们用的煤炭能源的总量。

另外对几个不同的可再生能源的比较,光伏潜力应该是最大的,差不多是风能潜力的1000倍。水力资源现在已经利用了其潜力的一半,未来上升空间有限,所以光伏提供了非常大的潜力。


再看新优势,就是技术进步使得光伏成本大幅下降。在过去的十年,光伏的度电价格降幅超过85%。左图中每瓦的光伏装机的价格有一个很大的降幅,然后看右图中光伏每度电的价格也有了大幅度下降,这也是在几种不同的可再生能源类别中成本降幅最快的,这样的话就大大提升了光伏的经济可行性。


同时可以看一下中国的光伏产业基础。从下面的左图可以看出来,中国光伏产业链的各个环节在全球占据了很大的比重,包括硅料的生产也是在迅速提升。看右边这张图,中国光伏电站建设成本也是系统性下降,同时显著低于全球的成本水平。



下面我们谈一下,如果经过进一步论证,证明光伏能源作为一个可再生能源,有足够大的规模可以替代煤炭做能源的基础,我们应该怎么转型?下面这张图上左边这一半实际上是2000年到2020年整个电力企业的装机总量在不断累积增加,今天大约有70%的发电还是用火电的技术设备。

那么面向未来,我们可以怎么调整?

这就是一个转型路径的问题。在这里我们有一个策略,这些煤电既然已经建了,那么就让它在工作寿命期持续工作,随着时间推延,每年会有折旧的、退役下来的,那在新增的发电能力上,就不再做传统电源的投资,而是把新的投资都集中在光伏类型的新能源,这样就会每年有一个逐渐等量替换的概念。同时如果有新的经济增长需求,光伏的投资根据实际情况也可以略微增加,这样的话就可以用大概20年完成一个自然的能源转型,最终实现用光伏来替代煤炭,实现我们的“双碳”目标。


按照刚才的演进路径,光伏产业投资假如从2021年开始,新增的电源都是由光伏装机来实现,那么下面这张图就展示了未来的20年的一个投资逐渐增加的过程,从开始大概0.25万亿,到后来大概2万亿的年投资,整个全过程完成约20年,总共的投资规模大概是20多万亿元。



刚才讲的是光伏发电的可能性,但光伏发电有两个重要的相关问题,还需要进一步的论证和研究来解决。这里做了一个基本测算,根据发电系统,我们现在一年发电7.6万亿度电,折成每天的话应该是210亿度,如果换用光伏,即使白天能够发这么多,但需要有一个储电体系以解决晚上用电的需求,储电大概需要90亿度。

如果要储这么多能量的电,现在有几个选择:

一个是最简单的抽水储能,有一个估算,如果要建立一个90亿度的储电能力抽水蓄能设施的话,需要6.2万亿的投资;

一个是锂电储能,需要6.8万亿的投资;还有一个是用电解制氢,制氢以后,再通过氢发电进行存储和释放能量的过程;

最后一个是压气储能,投资大概总额也要8万亿左右。

比较下来抽水蓄能、锂电储能和压气储能可以控制在8万亿左右,这个价格占发电系统投资的比例大概是20%左右。从经济的投资测算角度来讲,也是占比适当,不算很高。


除了刚才讲的储电问题,未来还有一个输电问题。输电基本上可以尽量利用现有电网,但也需要根据光伏电场的选址情况,增加一些必要的输电线路。具体的输电线路的投资测算还需要一些细节信息和讨论,就不在这里展开了。

总而言之,输电体系基本上可以最大限度地利用现有电网体系。光伏发电可重新再造新的电力行业,从发电到输电到储电,基本上是可以解决的,这是非常好的。光伏产业是一个新的发展机会,对电力系统来讲,也是一个转型的具体案例,能够从过去旧的、高碳高耗的形式,变成了新能源、低耗的形式。


 
原标题:光伏的潜力是风电的1000倍
 
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来源:全球光伏
 
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