此前索比咨詢?cè)A(yù)測(cè)，到2030年，中國(guó)光伏風(fēng)電總裝機(jī)將遠(yuǎn)超政府提出的12億千瓦目標(biāo)，達(dá)到20億千瓦。而近期上海等城市表示，要在2025年也就是十四五期間實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，各央國(guó)企和騰訊等大型企業(yè)也開始了“碳達(dá)峰”甚至“碳中和”計(jì)劃，因此完全有理由相信，光伏產(chǎn)業(yè)的前景可能比之前最樂(lè)觀的預(yù)計(jì)還要激動(dòng)人心：如同扶貧工作一樣，2030碳達(dá)峰將成為下限目標(biāo)，隨著各地政府、各家企業(yè)的努力，十年的新能源與節(jié)能減排工作可能被縮短在八年左右，每年風(fēng)電光伏裝機(jī)將再創(chuàng)新高。
與此同時(shí)，日本、德國(guó)、加拿大、智利、丹麥、法國(guó)、西班牙、英國(guó)等國(guó)家均出臺(tái)了2050年前后實(shí)現(xiàn)碳中和的政策，而拜登上臺(tái)后，美國(guó)第一時(shí)間重回巴黎氣候協(xié)定，這些都意味著新能源的替代進(jìn)程已經(jīng)隨著光伏風(fēng)電在大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)實(shí)現(xiàn)平價(jià)后，已經(jīng)正式啟動(dòng)。
近期連創(chuàng)新高的光伏股票也證明了這一點(diǎn)：各環(huán)節(jié)龍頭企業(yè)股票在2020年翻了數(shù)倍，顯示了資本對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大信心。
但在高歌猛進(jìn)，迎來(lái)最好時(shí)代的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)想要順利邁入十四五，實(shí)現(xiàn)部分城市碳達(dá)峰，為2030全面達(dá)峰奠定基礎(chǔ)，以目前的光伏產(chǎn)業(yè)來(lái)看還不完全具備條件，需要產(chǎn)業(yè)在新的五年征途中繼續(xù)取得技術(shù)和政策上的突破。
筆者盤點(diǎn)了光伏產(chǎn)業(yè)在十四五期間需要解決的三挑戰(zhàn)。
“光+儲(chǔ)”真正融合才能對(duì)標(biāo)火電
首先可以確定的是，在光伏發(fā)電逐步成為主力能源的道路上，一定會(huì)遇到日益嚴(yán)格的并網(wǎng)需求，在穩(wěn)定性、頻率和電壓等方面的不斷提升。
光伏度電成本已經(jīng)低于煤電，未來(lái)光伏政策將從繼續(xù)降低電價(jià)，向穩(wěn)定電網(wǎng)，逐步提升儲(chǔ)能比例過(guò)渡，并且從依賴火電調(diào)峰邁向通過(guò)光儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)能量平衡，甚至替換火力，實(shí)現(xiàn)真正的綠色發(fā)電機(jī)。
不管寧德時(shí)代、比亞迪等傳統(tǒng)的電池廠商推出儲(chǔ)能方案，各大逆變器企業(yè)也已經(jīng)全面推出儲(chǔ)能解決方案，部分企業(yè)進(jìn)而延伸出光儲(chǔ)充業(yè)務(wù)以及相應(yīng)的能源管理系統(tǒng)。
就現(xiàn)有技術(shù)而言，光儲(chǔ)方案雖然已經(jīng)能夠滿足現(xiàn)有電網(wǎng)要求，可如果完全對(duì)標(biāo)火電的指標(biāo)會(huì)發(fā)現(xiàn)，光儲(chǔ)系統(tǒng)在調(diào)壓功率調(diào)度的響應(yīng)時(shí)間比火電還仍然處于劣勢(shì)：火電響應(yīng)時(shí)間小于5ms，而光伏發(fā)電則需要約30秒的時(shí)間，同時(shí)電能質(zhì)量和頻率調(diào)度響應(yīng)時(shí)間目前也是火電占優(yōu)。
很多“光伏+儲(chǔ)能”項(xiàng)目由于在初期是獨(dú)立設(shè)計(jì)，組合到一起后耦合度不高，同時(shí)存在重復(fù)部件的情況，如光伏和儲(chǔ)能都帶有PCS和箱變?cè)O(shè)備，未來(lái)的光儲(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)避免浪費(fèi)，深度融合。此外目前光伏電站的超配設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性價(jià)比而棄掉的電力應(yīng)該利用儲(chǔ)能系統(tǒng)將其收集過(guò)來(lái)，這樣不僅經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也能讓電站發(fā)電曲線更加平滑。
同時(shí)光儲(chǔ)項(xiàng)目還不能完全解決提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等一系列的要求，包括光儲(chǔ)分離的系統(tǒng)不能解決光伏瞬時(shí)波動(dòng)性，響應(yīng)速度有限。
除此之外，儲(chǔ)能項(xiàng)目還存在成本和安全兩方面的挑戰(zhàn)，需要在下一個(gè)五年內(nèi)加通過(guò)技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)以及良好的政策引導(dǎo)，讓光儲(chǔ)以及多能互補(bǔ)項(xiàng)目更加快速、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)。
光伏發(fā)電成本須進(jìn)一步下降
當(dāng)光伏從補(bǔ)充能源走向替代能源，再到主力能源之時(shí)，“光伏平價(jià)”這一概念也是在不斷變化的。當(dāng)光伏成為主力能源之后，“光儲(chǔ)平價(jià)”才是真平價(jià)。
這就意味著光伏發(fā)電的成本還要進(jìn)一步降低，產(chǎn)業(yè)仍然有較長(zhǎng)一段的降本增效之路要走。
光伏發(fā)電降本無(wú)外乎主要三個(gè)途徑：規(guī)模增大、效率提升和政策減負(fù)。而規(guī)模效應(yīng)已越來(lái)越不明顯，想要進(jìn)一步降本，需要各環(huán)節(jié)的技術(shù)與政策突破。
未來(lái)五年，大硅片(210-230mm)、異質(zhì)結(jié)/異質(zhì)結(jié)&鈣鈦礦疊層、流化床顆粒硅、高密度組件、跟蹤支架、更高電壓等級(jí)、更大子陣以及采用第三代半導(dǎo)體器件的逆變器，可能會(huì)成為產(chǎn)業(yè)持續(xù)降本的主要推動(dòng)力。
同時(shí)更高電壓等級(jí)(1500V以上)、更大光伏子陣(6MW以上甚至超過(guò)8MW)是降低LCOE最有效利器，但仍然是目前產(chǎn)業(yè)在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)上需要突破的瓶頸;電壓從600V,到1000V,1500V，下一步該走向哪兒?子陣從1MW,到1.6MW，3.15MW，海外甚至有6MW以上子陣，下一步又該多大?光伏組件在十四五期間將正處于一個(gè)組件多樣共存并快速迭代的時(shí)期，不同組件規(guī)格不統(tǒng)一，電流也從10A到20A，對(duì)于逆變器來(lái)說(shuō)難度頗大。
新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)將掀起產(chǎn)業(yè)又一輪的軍備競(jìng)賽，可以看到未來(lái)五年的中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)越來(lái)越強(qiáng)的同時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)依舊激烈。
當(dāng)然，一大重要利好是各地政府在制定碳達(dá)峰目標(biāo)后，會(huì)更積極的推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這在部分地區(qū)甚至可能成為剛需，因此在土地等方面可能會(huì)給光伏企業(yè)減負(fù)，減少對(duì)于荒地、廢地不合理的高收費(fèi);在接入方面電網(wǎng)公司也會(huì)更加配合，甚至在未來(lái)考慮圍繞著風(fēng)電光伏這樣的新能源打造新的電網(wǎng)體系，變相降低光伏度電成本，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。未來(lái)新能源輸送線路會(huì)越來(lái)越多。
電力世界需要大融合
根據(jù)國(guó)際可再生能源組織發(fā)布的數(shù)據(jù)，光伏和風(fēng)電將會(huì)是未來(lái)能源體系絕對(duì)的主流。到2050年，風(fēng)光發(fā)電和其他可再生能源發(fā)電量占比會(huì)達(dá)到86%。裝機(jī)量也會(huì)占到75%左右?？吹轿磥?lái)電網(wǎng)的架構(gòu)，支撐電網(wǎng)的穩(wěn)定也是靠新能源，傳統(tǒng)能源不斷的退出。這是發(fā)電側(cè)。在用電側(cè)，電能的替代也會(huì)成為主力，在電代氣、電代油、電代煤上。電代油相對(duì)容易，最主要是電動(dòng)車;電代氣跟電代煤，在熱方面也有一些替代，這個(gè)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。在2050年，我們認(rèn)為整個(gè)能源消費(fèi)中，60%來(lái)自于電力，人類社會(huì)正在從化石時(shí)代向電力時(shí)代邁進(jìn)。
所以也可以得出結(jié)論，光伏與風(fēng)電將是未來(lái)電力時(shí)代的最重要基石。人類的能源消費(fèi)，經(jīng)歷數(shù)千年的發(fā)展后，以電的形式得到統(tǒng)一，具備了以往化石能源所不具備的可聯(lián)結(jié)特性;而電力的來(lái)源，則通過(guò)光伏、風(fēng)電作為主力能源來(lái)實(shí)現(xiàn)，光伏發(fā)電將助力電網(wǎng)公司在未來(lái)打造具備“隨時(shí)可用、隨地獲取、萬(wàn)物互聯(lián)”的新型電力體系。
這對(duì)智能化提出了新的要求。雖然光伏產(chǎn)業(yè)在過(guò)去七年間，在華為等一些頭部企業(yè)帶領(lǐng)下，行業(yè)智能技術(shù)高速發(fā)展，經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，光伏產(chǎn)業(yè)智能化道路已經(jīng)成果頗豐：在發(fā)電端實(shí)現(xiàn)了逆變器&跟蹤支架的智能化，在運(yùn)維端通過(guò)智能IV診斷實(shí)現(xiàn)了幾乎零巡檢的體驗(yàn);在制造端發(fā)展出了高度自動(dòng)化和具備柔性制造功能的黑燈工廠，但還遠(yuǎn)未達(dá)到滿足未來(lái)電力世界的聯(lián)結(jié)與管理需求。
未來(lái)的智能化需要在實(shí)現(xiàn)光伏行業(yè)技術(shù)融合的基礎(chǔ)上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景融合和產(chǎn)業(yè)融合。光伏組件、支架、逆變器三者之間實(shí)現(xiàn)機(jī)器對(duì)話，“儲(chǔ)能、用能、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻”三位一體，而通過(guò)產(chǎn)業(yè)融合，光伏將聯(lián)結(jié)農(nóng)牧漁、新能源汽車、加工制造，將身邊每一個(gè)產(chǎn)業(yè)都通過(guò)智能化的系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來(lái)，進(jìn)入一個(gè)大融合時(shí)代。
當(dāng)行業(yè)的壁壘被不斷打破后，綜合性質(zhì)的項(xiàng)目將更多涌現(xiàn)，目前光伏電站多是作為獨(dú)立項(xiàng)目而存在的，但屆時(shí)光伏將真正融入進(jìn)人類生產(chǎn)生活的方方面面，成為人類未來(lái)最重要的基石之一。
評(píng)論