2024年1月8日，《中國碳中和目標下的風光技術展望》（下稱“報告”）在京發(fā)布，展望風光技術發(fā)展路徑、研討其發(fā)展過程中的關鍵問題。
報告強調(diào)了中國在可再生能源技術創(chuàng)新和制造領域的關鍵地位，詳細梳理了風電技術、光伏技術和光熱技術的發(fā)展概況、關鍵技術與產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，介紹“風光+”技術的發(fā)展模式及示范案例，并提出政策建議。
需構建完善風光發(fā)電技術體系，引領行業(yè)可持續(xù)發(fā)展
報告指出，“風光+”技術的出現(xiàn)將推動風光能源的高質(zhì)量發(fā)展，催生出更加強大和可持續(xù)的能源體系。風力發(fā)電、光伏發(fā)電和光熱發(fā)電的相互協(xié)同作用，將不僅使可再生能源發(fā)展更為多樣化，而且有助于提高其整體穩(wěn)定性與可靠性。
中國工程院院士、清華大學碳中和研究院院長、環(huán)境學院教授賀克斌在報告發(fā)布會上表示，在“雙碳”目標下，發(fā)展風、光等可再生能源是實現(xiàn)低碳發(fā)展承諾、推動能源結(jié)構轉(zhuǎn)型的重要舉措，也是構建新型電力系統(tǒng)的關鍵、實現(xiàn)“零碳”電力系統(tǒng)的主力軍。然而，我們也必須看到，隨著風光可再生能源電力的大規(guī)模開發(fā)，風光發(fā)電全產(chǎn)業(yè)鏈的技術成本、安全工藝、生態(tài)效益等都面臨前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。因此需要構建技術先進、成本低廉、安全穩(wěn)定、生態(tài)友好的風光發(fā)電技術體系，來引領我國可再生能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
報告分析認為，未來碳中和目標下中國風能、太陽能、光熱發(fā)展可能會經(jīng)歷三個階段，2024-2030年是風光高速多元發(fā)展階段；2031-2050年是風光高效協(xié)同發(fā)展階段；2051-2060年是風光成熟穩(wěn)定發(fā)展階段。“當下我國可再生能源產(chǎn)業(yè)正面臨的一個挑戰(zhàn)，是供應鏈和需求鏈未實現(xiàn)動態(tài)均衡，主要表現(xiàn)為一方面有巨大的可再生能源的需要，但在一個時期內(nèi)能夠變?yōu)楝F(xiàn)實的市場需求又是有限的。”賀克斌提醒，當我們在慶祝我們的可再生能源產(chǎn)業(yè)高歌猛進的時候，我們要清醒上述挑戰(zhàn)，奮起直追，開拓下游需求側(cè)的市場，加速打通需求側(cè)的堵點，讓風光等可再生能源行業(yè)可持續(xù)良性發(fā)展。
風電技術：已經(jīng)進入“無人區(qū)”
“經(jīng)過三十多年發(fā)展，目前我國陸上風電技術完全成熟，引領全球風電技術發(fā)展。當前，我國的風電技術已經(jīng)進入‘無人區(qū)’，達到了現(xiàn)有技術邊界，進一步大型化發(fā)展需要力學特性和電氣特性的理論突破。”中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長、世界風能協(xié)會副主席、北京鑒衡認證中心主任秦海巖在發(fā)布會上介紹。
報告顯示，從全球產(chǎn)業(yè)鏈來看，我國已經(jīng)成為全球最大的風電裝備制造基地，除了主軸承之外，我國風電零部件國產(chǎn)化率超過95%，風電機組產(chǎn)量占到全球的三分之二以上，產(chǎn)品銷往近50個國家和地區(qū)。
明陽集團創(chuàng)始人、明陽新能源投資控股集團黨委書記、董事局主席張傳衛(wèi)在報告發(fā)布會上發(fā)表主旨演講提出，海上風電集當今社會技術之大成，材料創(chuàng)新之大成，海洋能源融合開發(fā)技術和解決方案之大成，形成了從海上風電到海洋能源、海洋經(jīng)濟的新產(chǎn)業(yè)體系，其關鍵點就是重大專業(yè)創(chuàng)新和關鍵技術突破，包括新材料、碳纖維、高標號水泥、復合高分子材料的大規(guī)模應用，并通過數(shù)字化手段、人工智能技術的綜合運用來解決抗臺風問題。
不容忽視的是，在通往“更大、更高、更智慧”的路上，風電產(chǎn)業(yè)鏈仍有一些技術瓶頸有待解決。“風能產(chǎn)業(yè)鏈部分環(huán)節(jié)對國外依賴度比較高，主要包括風資源分析、風電機組整機設計仿真等工程仿真軟件，關鍵軸承、變流器、控制器中的關鍵電子器件，碳纖維、巴沙木、潤滑劑等關鍵材料等。”清華大學碳中和研究院院長助理、環(huán)境學院教授，報告總召集人魯璽在介紹報告內(nèi)容時說道。
為了進一步提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，報告建議，提升基礎制造業(yè)工藝水平和材料制造水平，加強國產(chǎn)品牌替代應用。重點將集中在大型化輕量化的葉片、模塊化智能化的齒輪箱、集成化和子系統(tǒng)模塊化的變流器控制系統(tǒng)。同時，進一步調(diào)動開發(fā)企業(yè)應用國產(chǎn)主軸軸承的積極性，尤其針對大兆瓦機組，鼓勵風電場風機招標文件中增加使用配套國產(chǎn)品牌的條款。風電軸承研發(fā)投入巨大，涉及基礎理論、材料、設計制造和試驗應用等專有技術，建議國家持續(xù)支持技術研發(fā)。支持國產(chǎn)化潤滑油的各類長效試驗驗證，建立基礎應用數(shù)據(jù)庫，指導新產(chǎn)品的研發(fā)以及規(guī)模化應用。
太陽能技術：如何以更低成本挖掘效率提升空間是挑戰(zhàn)
目前我國光伏技術基本成熟，并具備一定市場規(guī)模。在最核心的光伏電池環(huán)節(jié)，國家知識產(chǎn)權局最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前我國光伏電池全球?qū)＠暾埩繛?2.64萬件，全球排名第一，具備較強的創(chuàng)新實力。
魯璽表示，我國光伏電池的效率也不斷刷新實驗室紀錄，新型的電池技術百花齊放，其中TopCon和異質(zhì)結(jié)電池技術有較高的性價比，預計2030年，TopCon和異質(zhì)結(jié)電池技術占比有望從2022年11.8%提升到74%，成為主流的技術產(chǎn)品。此外，鈣鈦礦與硅電池結(jié)合形成的疊層電池也是未來鈣鈦礦電池技術發(fā)展的方向，其效率有望達到35%。
報告分析，我國光伏產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展仍然存在瓶頸主要體現(xiàn)在兩個方面。
一方面，作為光伏電站的核心，光伏組件及其上下游技術，面臨著如何進一步突破電池效率瓶頸以及如何進一步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化降本的挑戰(zhàn)。對于目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)應用普遍的各類高效電池技術，近年來其電池效率紀錄正在被高速刷新，逐步接近其效率天花板，如何以更低的成本進一步挖掘效率提升空間將成為行業(yè)共同面臨的問題。而高效電池的產(chǎn)業(yè)化應用、規(guī)?；当?，則需要協(xié)同行業(yè)內(nèi)上下游配套產(chǎn)業(yè)，共同促進技術進步，如先進制造設備的進一步精細化、集成化和智能化，部分輔材輔料性能的進一步提升及國產(chǎn)化替代，多晶硅、光伏玻璃等上游原材料、輔料的穩(wěn)定供應與降本增效。
另一方面，先進儲能技術則是制約光伏應用的另一塊“短板”。隨著光伏裝機規(guī)模的迅速增加和光伏滲透率的快速提高，光伏電源不穩(wěn)定、難以調(diào)節(jié)的特性對電網(wǎng)的負面影響也日益凸顯。新型電力系統(tǒng)需要低成本、具備可靠調(diào)度能力的儲能系統(tǒng)作為可再生能源的配套，這需要行業(yè)進一步加強對電化學儲能、抽水蓄能等傳統(tǒng)儲能方式的降本增效路徑的研究，并探索更多的儲能形式。
除了光伏，太陽能的另一利用形式之一光熱發(fā)電技術已經(jīng)進入大規(guī)模示范階段。報告指出，相比于光伏和風電，光熱發(fā)電技術發(fā)展主要存在的瓶頸與挑戰(zhàn)為：系統(tǒng)更加復雜，部分設備尚依賴進口，發(fā)電成本高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重依賴國家補貼。
對此，報告建議，給予光熱發(fā)電穩(wěn)定的價格政策，推動光熱發(fā)電裝機量進一步發(fā)展。穩(wěn)定的電價政策對可再生能源發(fā)展至關重要，建議借鑒2019-2020年支持光伏發(fā)電和2020-2022年支持生物質(zhì)發(fā)電的做法，在“十四五”期間每年安排一定數(shù)量的資金支持新增光熱發(fā)電項目建設。通過加大電價支持、鼓勵參與市場等支持政策推動降低建設成本、提高項目收益。
來源：環(huán)球網(wǎng)
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