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中国2050年光伏发展展望
类别:太阳能  日期:2020-1-9  来源:光之建筑  点击率:3144  打印 关闭

 

2019年12月12日,在第二十五届联合国气候变化大会上,《中国2050年光伏发展展望》向全球发布。本报告由中国国家发展和改革委员会能源研究所、隆基绿能科技股份有限企业和陕西煤业化工集团有限责任企业联合完成。

 

报告既着眼未来,也兼顾“十四五”中国可再生能源发展,既做趋势判断也提供解决方案。报告对光伏企业和学术机构掌握未来光伏发电的发展趋势和相应的战略部署皆具有重要启示作用。

 

技术持续进步是光伏发电成本下降到额最大推力

 

1.光伏电池效率快速提升

 

—单晶硅电池效率提升光伏产业目前处于PERC电池全面推广阶段,占据主流市场的P型PERC单晶电池产线效率将在未来三到五年内从现在的22.3%提升至24%以上。

—电池技术朝向晶硅+薄膜的双结叠层方向发展。2030年以后,更高效的双结叠层电池(如钙钛矿/硅叠层电池)有望实现低成本规模化生产;更高效率的化合物薄膜叠层电池也可能实现产业化。

 

2.光伏组件持续降本增效

—在电池技术提升带动下,同时应用半片、叠片、多主栅和大组件等组件结构优化技术,组件效率提升将在每年平均0.3~0.4个百分点以上,2025年主流产线的组件效率可提升至21%-22%。

 

—2030年以后,高效叠层组件(如硅基钙钛矿叠层组件)有望逐渐占据市场,化合物薄膜叠层组件也可能抓紧进入商业化阶段。

 

快速降低的光伏发电成本是实现高比例光伏部署的基石

 

1.光伏电站投资成本将持续下降

—在高效光伏组件的系统优势推动下,2035年和2050年光伏电站投资预计将比当前水平分别下降37%和53%,其中组件价格的下降贡献最大,通过技术进步和规模效应,2035年和2050年组件价格预计将比当前下降55%和70%以上。

 

2.2025年前光伏当年新增装机发电成本(含税和合理收益率)预计将低于0.3kWh,光伏发电将成为最经济的新增发电技术之一

—在光伏电站投资下降,技术进步带动系统效益提升和光衰降低等驱使下,光伏发电成本将保持快速下降,而水电等传统电力面临成本上升的压力,风电的成本下降速度则要慢于光伏发电。可再生能源电力比例增高,对电力系统的灵活性要求也越来越高,但考虑到未来化学醇能技术提升和成本的下降,光伏发电即使需要系统成本的支撑,也仍具有极高的经济性。

 

 

路径:中国高比例光伏发电三阶段

 

三步:“十四五”规划(2020-2025)是中国光伏启动加速部署期;2025至2035年光伏规模加速部署的关键时期;到2050年,光伏发电总装机规模将达到5000GW,光伏将成为中国的第一大电源,约占当年全国用电量的40%左右;

 

 

 

 

 

小结:光伏发展

 

能源的未来取决于技术,技术进步推动光伏发电降本增效,系统成本将全面降低。

分布式光伏发电将成为主流。

 

储能技术进步和成本下降为高比例光伏提供有力支撑

 

1.化学储能技术成为日内调节的主要支撑

近年来,在新能源汽车的带动下,锂离子电池技术取得长足进步,带动以锂离子为代表的电化学储能技术的提高,成本也实现显著下降,当前锂离子电池储能系统投资价格约为1500元/kWh,储能充放电度电成本也已经降至0.6元/kWh以下。到2035和2050年,预计以锂电池为代表的化学储能在寿命、安全性等方面会不断提升系统投资成本将比当前至少下降60%和75%。

 

2.抽水蓄能、氢能等其他储能技术发挥重要作用

抽水储能仍是当前最经济的大规模储能形式,在具备地理条件的地区发挥重要作用。氢储能由于储氢成本低,在长周期。大容量储能需求下更具优势。随着氢能技术的进步,可以充分利用氢能实现对高比例光伏情景下的季节性波动进行调节。

 

通过电力市场建设和调度机制改善释放系统“灵活性”十分关键

 

—电力市场通过有效的价格信号和完善的市场服务类型设计可有效将电力电量平衡、系统辅助等需求通过现货市场的价格信号激发灵活性资源参与以保障系统的安全稳定运行。

 

—根据电改要求,基于计划的电力调度将逐渐由市场机制替代。计划电量逐渐退出推动电力市场容量扩大和充分的竞争,系统调平调峰和备用资源将逐渐转向以辅助服务市场的形式为系统稳定性提供支撑。高比例波动性电源的接入将成为未来电网运行的主要任务之一,灵活性资源的优化配置将成为调度的主要目标之一,多品种的灵活性资源组合将保障系统大规模可再生能源接入。

 

分布式光伏+储能创新应用改变未来用能模式

 

BIPV将得到全面发展:中国巨量的城镇建筑物为光伏发电应用提供了广阔空间,据测算我国可用于安装光伏系统的屋顶和建筑南墙面积超过300亿平方米,至少可安装30亿千瓦光伏。

 

光伏发电结合经济的储能设备,不仅可减少电费支出还可平滑峰谷差和参与需求响应获取相应收益。分布式光伏+储能模式可广泛应用于家庭、社区、工业园区、商业建筑等不同场景,可借助电力市场的价格机制实现多种商业模式。

 

随着分布式光伏的发展和储能技术的创新应用,未来用能的模式也将产生巨大的变化,电力的调度与交易会更智能化、更能满足不同的用电需求。基于中国巨量的城镇建筑物,BIPV将带来至少30亿千瓦光伏的加装;光储聚合、光储共享和“虚拟电厂”等模式,更将充分重塑家庭和商业机构的用能格局。而且,分布式多能互补和微电网的应用将推动电力模式从集中向分散自治式发展。

 

 

未来光储应用场景

 

智能化调度:充分利用不同发电资源的特性以及在时间和空间上的差异,结合智慧联合调度技术,实现水光互补、风光互补等与其他电力品种的互补运行,以达到高比例光伏发电电力系统安全、经济运行。同时,光伏发电可与制氢技术结合降低成本就地制氢,支撑起大型电站的规模开发。

 

小结:储能时代

 

目前,户用光伏受制于指标规模(4-7GW),工商业分布式光伏项目取决于隔墙售电政策是否推行,地面电站则要考虑电网的消纳空间和土地因素,这些都是储能时代到来之前亟待解决的问题。

 

《展望》提到的光储聚合、光储共享和“虚拟电厂”等储能创新应用模式提供了建设性的解决方案。储能时代到来,光伏与微电网、储能、能源互联网等新模式的结合是必然趋势,通过电力市场建设和调度机制改善释放系统灵活性是能源体制革命的关键,传统能源和新能源的耦合发展将为高比例光伏部署的稳定性、持续性提供保障。

 

 

效益

高比例光伏进一步发展将带来巨大的生态效应、经济效应和社会效应,减少温室气体排放,减缓全球气候变暖速度缓解能源危机,推动我国能源结构转型,实现绿色发展,带动高技术和高附加值的产业增长,有助于提升宏观经济发展质量。

 

 

总结 

快速降低的光伏发电成本是实现高比例光伏部署的基石

技术持续进步是光伏发电成本下降的最大推力

储能技术进步和成本下降可为高比例光伏提供有力支撑

高比例光伏发电具有显著的社会经济效益

 

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