2024年1月8日，《中國碳中和目標(biāo)下的風(fēng)光技術(shù)展望》（下稱“報(bào)告”）在京發(fā)布，展望風(fēng)光技術(shù)發(fā)展路徑、研討其發(fā)展過程中的關(guān)鍵問題。
報(bào)告強(qiáng)調(diào)了中國在可再生能源技術(shù)創(chuàng)新和制造領(lǐng)域的關(guān)鍵地位，詳細(xì)梳理了風(fēng)電技術(shù)、光伏技術(shù)和光熱技術(shù)的發(fā)展概況、關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，介紹“風(fēng)光+”技術(shù)的發(fā)展模式及示范案例，并提出政策建議。
需構(gòu)建完善風(fēng)光發(fā)電技術(shù)體系，引領(lǐng)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展
報(bào)告指出，“風(fēng)光+”技術(shù)的出現(xiàn)將推動風(fēng)光能源的高質(zhì)量發(fā)展，催生出更加強(qiáng)大和可持續(xù)的能源體系。風(fēng)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(xué)碳中和研究院院長、環(huán)境學(xué)院教授賀克斌在報(bào)告發(fā)布會上表示，在“雙碳”目標(biāo)下，發(fā)展風(fēng)、光等可再生能源是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展承諾、推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要舉措，也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵、實(shí)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(fēng)光可再生能源電力的大規(guī)模開發(fā)，風(fēng)光發(fā)電全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)成本、安全工藝、生態(tài)效益等都面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。因此需要構(gòu)建技術(shù)先進(jìn)、成本低廉、安全穩(wěn)定、生態(tài)友好的風(fēng)光發(fā)電技術(shù)體系，來引領(lǐng)我國可再生能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
報(bào)告分析認(rèn)為，未來碳中和目標(biāo)下中國風(fēng)能、太陽能、光熱發(fā)展可能會經(jīng)歷三個階段，2024-2030年是風(fēng)光高速多元發(fā)展階段；2031-2050年是風(fēng)光高效協(xié)同發(fā)展階段；2051-2060年是風(fēng)光成熟穩(wěn)定發(fā)展階段。“當(dāng)下我國可再生能源產(chǎn)業(yè)正面臨的一個挑戰(zhàn)，是供應(yīng)鏈和需求鏈未實(shí)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(shí)的市場需求又是有限的。”賀克斌提醒，當(dāng)我們在慶祝我們的可再生能源產(chǎn)業(yè)高歌猛進(jìn)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(diǎn)，讓風(fēng)光等可再生能源行業(yè)可持續(xù)良性發(fā)展。
風(fēng)電技術(shù)：已經(jīng)進(jìn)入“無人區(qū)”
“經(jīng)過三十多年發(fā)展，目前我國陸上風(fēng)電技術(shù)完全成熟，引領(lǐng)全球風(fēng)電技術(shù)發(fā)展。當(dāng)前，我國的風(fēng)電技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入‘無人區(qū)’，達(dá)到了現(xiàn)有技術(shù)邊界，進(jìn)一步大型化發(fā)展需要力學(xué)特性和電氣特性的理論突破。”中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長、世界風(fēng)能協(xié)會副主席、北京鑒衡認(rèn)證中心主任秦海巖在發(fā)布會上介紹。
報(bào)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(fēng)電裝備制造基地，除了主軸承之外，我國風(fēng)電零部件國產(chǎn)化率超過95%，風(fēng)電機(jī)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(tuán)創(chuàng)始人、明陽新能源投資控股集團(tuán)黨委書記、董事局主席張傳衛(wèi)在報(bào)告發(fā)布會上發(fā)表主旨演講提出，海上風(fēng)電集當(dāng)今社會技術(shù)之大成，材料創(chuàng)新之大成，海洋能源融合開發(fā)技術(shù)和解決方案之大成，形成了從海上風(fēng)電到海洋能源、海洋經(jīng)濟(jì)的新產(chǎn)業(yè)體系，其關(guān)鍵點(diǎn)就是重大專業(yè)創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)突破，包括新材料、碳纖維、高標(biāo)號水泥、復(fù)合高分子材料的大規(guī)模應(yīng)用，并通過數(shù)字化手段、人工智能技術(shù)的綜合運(yùn)用來解決抗臺風(fēng)問題。
不容忽視的是，在通往“更大、更高、更智慧”的路上，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈仍有一些技術(shù)瓶頸有待解決。“風(fēng)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(fēng)資源分析、風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)仿真等工程仿真軟件，關(guān)鍵軸承、變流器、控制器中的關(guān)鍵電子器件，碳纖維、巴沙木、潤滑劑等關(guān)鍵材料等。”清華大學(xué)碳中和研究院院長助理、環(huán)境學(xué)院教授，報(bào)告總召集人魯璽在介紹報(bào)告內(nèi)容時說道。
為了進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，報(bào)告建議，提升基礎(chǔ)制造業(yè)工藝水平和材料制造水平，加強(qiáng)國產(chǎn)品牌替代應(yīng)用。重點(diǎn)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(jìn)一步調(diào)動開發(fā)企業(yè)應(yīng)用國產(chǎn)主軸軸承的積極性，尤其針對大兆瓦機(jī)組，鼓勵風(fēng)電場風(fēng)機(jī)招標(biāo)文件中增加使用配套國產(chǎn)品牌的條款。風(fēng)電軸承研發(fā)投入巨大，涉及基礎(chǔ)理論、材料、設(shè)計(jì)制造和試驗(yàn)應(yīng)用等專有技術(shù)，建議國家持續(xù)支持技術(shù)研發(fā)。支持國產(chǎn)化潤滑油的各類長效試驗(yàn)驗(yàn)證，建立基礎(chǔ)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)以及規(guī)?；瘧?yīng)用。
太陽能技術(shù)：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(shù)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(quán)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(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)力。
魯璽表示，我國光伏電池的效率也不斷刷新實(shí)驗(yàn)室紀(jì)錄，新型的電池技術(shù)百花齊放，其中TopCon和異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)有較高的性價比，預(yù)計(jì)2030年，TopCon和異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)占比有望從2022年11.8%提升到74%，成為主流的技術(shù)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(shù)發(fā)展的方向，其效率有望達(dá)到35%。
報(bào)告分析，我國光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)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(shù)，面臨著如何進(jìn)一步突破電池效率瓶頸以及如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化降本的挑戰(zhàn)。對于目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)應(yīng)用普遍的各類高效電池技術(shù)，近年來其電池效率紀(jì)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(jìn)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(yīng)用、規(guī)模化降本，則需要協(xié)同行業(yè)內(nèi)上下游配套產(chǎn)業(yè)，共同促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，如先進(jìn)制造設(shè)備的進(jìn)一步精細(xì)化、集成化和智能化，部分輔材輔料性能的進(jìn)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(yīng)與降本增效。
另一方面，先進(jìn)儲能技術(shù)則是制約光伏應(yīng)用的另一塊“短板”。隨著光伏裝機(jī)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(fù)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(jìn)一步加強(qiáng)對電化學(xué)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(shù)已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模示范階段。報(bào)告指出，相比于光伏和風(fēng)電，光熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展主要存在的瓶頸與挑戰(zhàn)為：系統(tǒng)更加復(fù)雜，部分設(shè)備尚依賴進(jìn)口，發(fā)電成本高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴(yán)重依賴國家補(bǔ)貼。
對此，報(bào)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(jī)量進(jìn)一步發(fā)展。穩(wěn)定的電價政策對可再生能源發(fā)展至關(guān)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(xiàng)目建設(shè)。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(shè)成本、提高項(xiàng)目收益。
來源：環(huán)球網(wǎng)
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