中國儲能網(wǎng)訊：黨的二十大報告提出，積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和，加快規(guī)劃建設新型能源體系。實現(xiàn)“雙碳”目標，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍。構建清潔低碳、安全高效的能源體系，要求加快構建適應新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)。我國已提出到2030年風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上目標。隨著光伏發(fā)電高質量快速發(fā)展，光伏發(fā)電在我國新型能源體系構建中將發(fā)揮重要作用。
一、我國光伏產業(yè)發(fā)展成就
經過十多年的快速發(fā)展，我國光伏產業(yè)成就顯著，已成為全球公認的行業(yè)領導者，實現(xiàn)了端到端自主安全可控并有望率先成為高質量發(fā)展新典范。
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近十年制造環(huán)節(jié)快速發(fā)展，奠定大規(guī)模應用基礎
2022年，我國多晶硅產量85.7萬噸，連續(xù)十二年位居世界首位，占全球產量的85.6%；國內硅片產量371.3GW，占全球產量的97.4%；國內電池片產量約330.6GW，同比增長67.1%，占全球產量的90.3%；國內組件產量約294.7GW，同比增長62.1%，占全球產量的84.8%。
制造能力方面，在四個主要生產環(huán)節(jié)產量對比中，我國企業(yè)均連續(xù)位居全球第一位。2022年，全球范圍來看，多晶硅環(huán)節(jié)產量前10名的企業(yè)中中國企業(yè)有7家，硅片、電池片環(huán)節(jié)產量前10名的企業(yè)全部是中國企業(yè)，組件環(huán)節(jié)產量前10名的企業(yè)中8家是中國企業(yè)。2014—2022年，中國光伏企業(yè)生產組件超過988GW，有效支撐了全球光伏發(fā)電裝機應用。
制造布局方面，響應國家共建“一帶一路”倡議，我國光伏企業(yè)自2012年便開始“走出去”。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國擁有海外產能的企業(yè)超過30家，布局遍布全球五大洲，涉及硅片、電池片、組件、玻璃、逆變器等主要環(huán)節(jié)，馬來西亞、泰國、越南成為海外主要生產基地。
（數(shù)據(jù)來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會）
圖1 2014—2023年1—4月我國光伏行業(yè)生產情況
（數(shù)據(jù)來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會）
圖2 2014年以來我國晶硅電池實驗室效率刷新紀錄情況
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技術研發(fā)不斷創(chuàng)新，產業(yè)化規(guī)模引領全球
在內外部環(huán)境的共同推動下，我國光伏企業(yè)加大工藝技術研發(fā)力度，生產工藝水平不斷進步，不斷刷新紀錄。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2014—2022年，我國企業(yè)、研究機構晶硅電池實驗室效率共打破世界紀錄56次；2022年，刷新效率紀錄14次，其中10次為n型電池技術。未來隨著生產成本的降低及良率的提升，n型電池將會成為電池技術的主要發(fā)展方向之一。
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光伏發(fā)電裝機規(guī)模快速增長，集中式和分布式并舉發(fā)展
近年來，我國光伏發(fā)電裝機規(guī)模持續(xù)擴大，目前已成為全球最大的光伏應用市場。2014~2022年，年均復合增長率約為41.3%。2022年，我國新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量87.41GW，連續(xù)10年穩(wěn)居世界首位。截至2022年底，我國光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量達到3.9億kW，同比增長28.1%，連續(xù)8年穩(wěn)居全球首位。2023年1~4月，我國新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量48.31GW，同比增長186%，已超過2022年前八個月總裝機容量。截至2023年4月底，我國光伏累計裝機4.4億kW，僅次于火力發(fā)電，在全國電力總裝機中的占比為16.6%。
2022年，集中式電站裝機規(guī)模36.3GW，在年度新增裝機中占比41.5%；分布式電站裝機規(guī)模51.1GW，占比58.5%，其中戶用光伏新增裝機容量25.25GW，占比28.9%，成為新增裝機中至關重要的項目類型。預計在“十四五”時期，光伏發(fā)電將形成集中式與分布式并舉的發(fā)展格局。
（數(shù)據(jù)來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會）
圖3 2014年以來我國光伏發(fā)電裝機情況（單位：GW)
同時，光伏+工業(yè)、光伏+建筑、光伏+交通、光伏+通信、光伏+生態(tài)治理等各種產業(yè)融合發(fā)展模式不斷創(chuàng)新，我國光伏行業(yè)已進入多元化、規(guī)?；l(fā)展的新階段。
二、光伏發(fā)電將在新型能源體系中發(fā)揮重要作用
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光伏將成為構建新型電力系統(tǒng)的主力
根據(jù)國家能源局《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》，我國電力供給結構將從以化石能源發(fā)電為主體向新能源提供可靠電力支撐轉變。錨定我國2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的目標，光伏、風電等新能源將逐步從發(fā)電量增量主體向裝機主體電源演變，最終成為發(fā)電量結構主體電源。相關機構研究報告指出，到2060年，我國全社會用電量將達到15萬億～18萬億kW·h，電源總裝機將達到80億kW，風電、光伏新能源裝機占比將超過60%，發(fā)電量占比超過55%。
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降低新型電力系統(tǒng)運行成本
光伏發(fā)電一方面降低材料成本，一方面提高轉換效率降本，過去10年來，光伏發(fā)電成本已下降了90%。未來還會有新的光伏發(fā)電技術，比如鈣鈦礦疊層技術乃至下一代技術，且光伏作為一種工業(yè)制造的能源，原材料又非常廣泛，降本增效的潛力巨大?，F(xiàn)在在不考慮系統(tǒng)平衡性的條件下，光伏已經是最便宜的新建電源，同時光伏發(fā)電的邊際運行成本極低，未來疊加長時儲能等技術仍能和傳統(tǒng)能源同質同價，進而降低全社會能源轉型成本。
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推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級并催生更多商業(yè)模式
光伏具有接近終端負荷、建設周期短、土地空間占用少、與其他產業(yè)復合開發(fā)度高、生態(tài)環(huán)境負效應低、產業(yè)成熟度較高和商業(yè)模式多樣化等優(yōu)勢。隨著萬物互聯(lián)時代的到來，“云大物移智鏈邊”（云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、邊緣計算）為代表的數(shù)字技術不斷成熟，在電網(wǎng)中指數(shù)級增長的分散資源調控也將逐步得以實現(xiàn)。通過智能設計、管理、監(jiān)控和運營，光伏可以實現(xiàn)實時的可觀、可測、可調、可控，為能源互聯(lián)網(wǎng)時代的到來打造堅實的基礎。
在能源互聯(lián)網(wǎng)時代，為滿足企業(yè)和個人用能的安全、經濟、綠色需求，虛擬電廠、負荷聚合等商業(yè)模式將不斷涌現(xiàn)，進而成為推動經濟高質量發(fā)展新的增長極。
三、光伏發(fā)電參與高比例新能源電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)
隨著新能源在電源結構中的占比不斷提高，光伏發(fā)電參與高比例新能源的新型電力系統(tǒng)在安全運行、收益穩(wěn)定性、市場化機制、電網(wǎng)運行機制等方面仍需做出巨大努力。
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要解決光伏發(fā)電間歇性、波動性給電力系統(tǒng)平衡和安全帶來的問題
光伏發(fā)電出力依賴光照和天氣等自然條件，光伏等新能源間歇性、隨機性、波動性特點使得系統(tǒng)調節(jié)更加困難，系統(tǒng)平衡和安全問題更加突出。業(yè)內專家預測，2030年新能源出力占電力系統(tǒng)總負荷之比最低為5%、最高為51%，而2060年新能源出力占系統(tǒng)負荷之比為16%到142%。此外，我國能源資源與負荷中心呈逆向分布，目前西北和華北區(qū)域棄電情況還較為嚴重，而東南地區(qū)電力緊平衡趨勢日益明顯。因此，新能源出力波動性以及資源分布不均，從時間和空間上導致電力供應緊張與棄風棄光問題共存的局面。
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雖然目前已實現(xiàn)平價上網(wǎng)，但考慮系統(tǒng)平衡成本，仍需大力降低光伏成本以降低整體系統(tǒng)成本
隨著新能源滲透率不斷提高，需要更多的輸配電設備、調節(jié)電源投入，從而提高電力系統(tǒng)的調節(jié)成本和容量成本。隨著輔助服務細則完善和輔助服務市場、容量市場的建立，新能源將承擔一定的系統(tǒng)成本，新能源需要進一步降低發(fā)電成本以維持競爭力，從而帶動電力系統(tǒng)總成本下降。
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光伏發(fā)電“看天吃飯”屬性尚不適應電力市場化
隨著新能源參與市場化交易比例不斷提高，保量保價為主的經營模式逐步成為過去式，新能源運營需更加精細化。光伏發(fā)電具有很強的相關性與反調峰性，光伏電站之間發(fā)電同時性基本一致，導致電力市場價格“鴨型曲線”和“峽谷曲線”效應增強。電力市場化導致光伏發(fā)電在同一時間、同一地點產生不同的發(fā)電收益。隨著電力市場化進一步加速推進，光伏場站若繼續(xù)以價格接受者的慣性思維參與電力現(xiàn)貨市場，其收益穩(wěn)定性將大受影響。
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電網(wǎng)運行機制尚需不斷完善，推動更加智能靈活的商業(yè)模式發(fā)展
當前電網(wǎng)運行方式難以支撐指數(shù)級增長的新能源以及分散資源的調控，限制了靈活商業(yè)模式的發(fā)展，比如源網(wǎng)荷儲一體化、分布式電力市場交易等。例如，分布式發(fā)電市場化交易機制鼓勵分布式光伏與周邊用戶直接交易，符合新型電力系統(tǒng)的基本規(guī)律和物理特性。然而，受參與用戶享受電網(wǎng)備用卻未足額承擔系統(tǒng)容量備用相關成本以及輸配成本分擔不明確等因素影響，市場進展不及預期。未來需完善市場化交易的價格政策及市場規(guī)則，推動分布式光伏在合理承擔附加基金和系統(tǒng)備用費用基礎上獲得對等交易地位。
四、相關建議
當前世界格局和國際秩序加速調整演變，各國都把能源自給自足作為重要議題。大力發(fā)展光伏產業(yè)對于解決我國能源對外依存度高，保障我國能源安全，推動構建新型能源體系具有重大意義。光伏發(fā)電的高比例高質量發(fā)展，離不開新型電力系統(tǒng)的構建完善。
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繼續(xù)擴大光伏發(fā)電在各領域的廣泛應用
堅持集中式和分布式并舉。大力推進以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地建設，并構建安全可靠的新能源供給消納體系。借鑒光伏扶貧等優(yōu)秀經驗，推進光伏發(fā)電與鄉(xiāng)村振興融合發(fā)展，推進“千鄉(xiāng)萬村沐光行動”，與新能源汽車下鄉(xiāng)結合，打造光儲充新商業(yè)模式，加大光伏在工業(yè)、交通、建筑等領域應用，助力各領域碳達峰、碳中和。
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以容量機制保障電網(wǎng)系統(tǒng)調節(jié)性電源充裕度
建議建立電力容量市場，促進發(fā)電企業(yè)對發(fā)電機組有效容量方面的投資，如儲能、氣電等可調節(jié)電源，引導煤電由主力電源逐步向基礎保障性和系統(tǒng)調節(jié)性電源轉變，保障在高比例新能源接入情況下的電力供應充裕度。
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大力提升配電網(wǎng)接納分布式光伏能力
大力發(fā)展分布式光伏對于提升能源供應安全、緩解能源生產與負荷逆向分布的矛盾意義重大。同時光伏等分布式發(fā)電也將有效促進配電網(wǎng)與微電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展，提高我國電力系統(tǒng)和用戶抗風險能力。2023年5月，國家發(fā)展改革委發(fā)布《關于第三監(jiān)管周期省級電網(wǎng)輸配電價及有關事項的通知》，根據(jù)不同電壓等級成本、電量等情況，準確核定各電壓等級需量電價和容量電價，為增量配電網(wǎng)、微電網(wǎng)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。建議大力發(fā)展分布式智能電網(wǎng)，完善市場化交易規(guī)則，大力推動分布式光伏發(fā)展。
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完善促進新能源消納的市場交易機制
從政策和電力交易規(guī)則上完善適應低邊際成本、高比例新能源的市場機制，有序推動新能源參與電力市場交易。建立與新能源特性相適應的中長期電力交易機制，引導新能源簽訂較長期限的中長期合同。參考電力市場化經驗豐富省份的新能源參與情況，如山西省分時段中長期交易，完善適應新能源間歇性和出力不確定性的特點的靈活交易機制。加快促進清潔能源消納的市場建設和機制完善，建立基于可再生能源電力消納保障機制的電力交易機制，同時加快完善綠電綠證機制。進一步擴大跨省跨區(qū)電力交易范圍，破除市場壁壘，實現(xiàn)可再生能源的跨區(qū)域消納。
總而言之，光伏在新型電力系統(tǒng)中起到電量支撐、清潔低碳、經濟高效作用，光伏等可再生能源的發(fā)展不僅是應對氣候變化的重要措施，也可將不可再生的資源從發(fā)電任務中替換出來，并用在更加需要的位置，從而為人類新的技術進步和工業(yè)革命提供基礎。為實現(xiàn)上述目標，在百年未有之大變局和激烈的國際競爭下，我們要以更大的決心堅持先立后破，在電力體制、運行、調度等方面繼續(xù)深化改革，堅定探索電力市場化、電力系統(tǒng)運行機制法制化、信息公開化，積極擁抱前沿技術以及商業(yè)模式。
