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1、中国太阳能光伏发电的开展现状及前景分析王显柱东北农业大学电气和信息学院,哈尔滨 150030摘要:随着节能减排的观念日益深入,利用太阳能等可再生能源成为解决目前严重的化石能源危机和环境污染问题的有效途径之一。太阳能是一种取之不尽、用之不竭、干净平安的可再生资源,是5种新能源中开展潜力最大,被认为是21世纪化石能源的最正确替代者,太阳能发电包括光热发电技术和光伏发电技术,两者各具优势,可分别满足不同场合的应用需求。文章对我国太阳能光伏发电的开展现状及前景进展了分析。关键词:光伏发电;新能源;发电技术;前景分析0引言太阳能是最理想的可再生能源,具有廉价、资源丰富、清洁和无污染等优点。光伏发电技术是
2、将太阳能转化为电能的技术,其核心原理是依靠光生伏打效应,在半导体器件外表产生电动势进而形成电流。光伏发电工程即是利用光伏发电技术,通过光伏组件将太阳辐射能转换成电能的新型发电工程。光伏发电工程按照光伏技术的应用模式分为独立光伏发电工程和并网光伏发电工程。独立太阳能光伏发电是指光伏发电不和电网连接的发电方式,典型特征是需要蓄电池来存储夜晚用电的能量,其主要用于遥远乡村,如独立家庭供电系统、村级太阳能光伏电站。并网太阳能光伏发电是指光伏发电连接到国家电网的发电方式,光伏电力成为电网的补充,典型特征是不需要蓄电池,主要有大型并网光伏发电站以及应用于建筑的光伏发电系统。近年来,经济高速增长带来能源的加
3、速消耗,人类面临着日益恶化的能源危机,根据国际能源署(IEA)统计数据,石油储量大约在50年以后宣告枯褐,天然气假设年开采量维持现状将在57-65年内耗尽,煤的储量仅可以再供给100年左右。尽管重要的资源能源每年有新的探明储量,但更为快速的消耗量和绝大多数化石能源的不可再生性使得寻找新的能源替代品迫在眉睫。和此同时我国的能源年消费总量增长迅速,根据2003-2021年国民经济和社会开展统计公报,我国能源年消费总量己经由2003年的亿吨标煤增长为2021年的亿吨标煤,我国节能减排工作广泛的开展使得能源消费的增长率有所下降,但是我国能源年消费量增长率仍稳定在6%-7%左右,且根据2021年世界能源
4、统计年鉴显示,我国人均石油消耗量和天然气消耗量仅约为美国人均消耗量的1/10和1/50。随着经济的增长和人民生活水平的提高,我国人均能耗的高速增长将持续很长一段时间,未来能源消耗的巨大压力己经显现,世界第一的人口基数使得我国面临更为严峻的能源危机。1太阳能发电技术分析太阳能是地球上资源最丰富、分布最广的可再生能源。随着技术的进步和本钱的降低,太阳能己成为继风能之后可大规模开发利用的可再生能源。太阳能发电技术主要可分为两大类,光伏发电技术和光热发电技术。光伏发电的主要类型根据电池材料和制造工艺的不同,地面应用的光伏发电技术可分为晶硅太阳电池技术、薄膜太阳电池技术、聚光太阳电池技术及新型太阳能电池
5、技术如图2-1所示。图2-1光伏发电技术种类1晶硅太阳电池技术晶硅太阳电池主要可分为单晶娃太阳电池和多晶硅太阳电池,其技术成熟度高、产业规模较大,是目前的主流产品。目前商业化生产的单晶活太阳电池的光电转换效率为17%左右,实验室效率最高可到达%。单晶珪太阳电池使用寿命一般可达15年,最高可达15年。单晶硅太阳电池的构造和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。多晶硅太阳电池的制作工艺和单晶硅太阳电池相似,但是多晶硅太阳电池的光电转换效率偏低,商业化生产的多晶硅电池光电转换效率约为16%左右,实验室效率最高可到达2%化3%。多晶硅太阳电池的生产本钱较低,使用寿命比单晶硅太阳电池要短2薄膜太阳电
6、池发电技术薄膜电池根据材料体系不同主要可分为硅基薄膜和多元化合物薄膜太阳电池,目前技术还不完全成熟,产业化规模相对较小。硅基薄膜太阳电池硅材料消耗很少,电耗低、本钱低、重量轻,便于大规模生产,其主要优点是在弱光条件下也能发电,主要问题是光电转换效率偏低。目前,国际上商业化生产的硅基薄膜太阳电池的效率为6%8%,且不稳定。多元化合物薄膜太阳电池主要包括神化嫁IIIV族化合物、硫化镉和锑化镉及铜铟硒薄膜电池等,砷化镓化合物电池转换效率可达28%,但材料价格昂贵;商业化生产的多晶薄膜电池的效率约为9%11%,本钱较单晶硅电池低,但由于铜有剧毒,会对环境造成严重的污染;铜铟硒薄膜电池转换效率和多晶珪相
7、近,具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点,但由于铟和硒都是比拟稀有的元素,这类电池的开展规模受到限制。3聚光太阳电池技术聚光太阳电池是有别于平板太阳电池的另一类电池,利用聚光的方法提高太阳电池外表照度,相当于用光学系统代替昂贵的太阳电池,在降低本钱的同时提高了效率。聚光太阳电池技术最显著的优点是高光电转换效率,德国Fraunhofer研究所开发的结砷化镓聚光电池的效率可到达。在一样的外部条件下,结合双轴追日技术的应用,聚光太阳电池年发电量约为传统晶硅电池的倍。4新型太阳电池技术新型太阳电池属于第代电池,是低本钱超高效的概念性太阳电池,目前处于探索、开发和创新的阶段。新型太阳电池技术主要包括染
8、料敏化太阳电池技术和有机电池技术。染料敏化太阳电池的优点是耗能较少、生产本钱低、易于工业化生产、无毒无污染,主要缺点是效率低、稳定性差,仍处于技术开发阶段。总体来看,晶硅电池的优点是转换效率较高、占地面积小,缺点是桂耗大、本钱高;薄膜电池的优点是赶耗小、本钱低,缺点是转换效率低、占地面积大、衰减大;聚光电池的优点是转换效率高,缺点是不能利用漫射福射,必须使用跟踪器,本钱较高,目前主要用于航空航天领域。光伏发电的技术特点1光伏发电技术原理和构造简单,建立周期较短,运行维护简单,可开发地区广,光伏发电是一种静态发电模式,没有机械旋转部件,不存在机械磨损,无噪声。光伏电站采用模块化设计,系统扩展性强
9、,容量可灵活调节,规模从数W到数MW,安装简单方便。光伏电站选址较传统电站容易,初始投资小,建立周期短。大型光伏电站的建立一般不超过半年。光伏电站系统主要由光伏组件和逆变器组成,运行无需消耗燃料,电站运行维护简单,根本可实现无人值守,本钱较低。光伏发电在运行中不消耗水,不受水资源等条件约束,受光照强度和地形影响较小,可在无水的荒漠地区开发建立,可开发地区广。2应用形式多样化,适用范围广经过多年的开展,光伏发电已经成为技术成熟、运行可靠的可再生电源,并已经从独立发电系统,朝大规模并网电站方向开展。目前光伏发电的应用形式主要有种,即大型并网电站、分布式建筑光伏W及离网光伏。大型并网电站主要建立在日
10、照条件优越的、大片平坦开阔地上,其度电本钱相对较低,但需要考虑电力的远距离输送W及无功功率补偿问题;分布式建筑光伏主要依托建筑物建立,接入配电网实现就地消纳;离网光伏主要用于解决偏远地区的电为供给问题,通常需要配置储能。3发电出力具有间歇性和不稳定性太阳能发电和太阳福射强度成正比,光伏发电系统输出直承受太阳福照度的影响,发电出力具有间歇性和波动性的特点,多云和阴雨天尤为明显。大规模光伏发电并入电网,通常需要额外配备无功补偿设备,增加光伏电站本钱。光伏发电的开展趋势(1) 多种光伏电池技术竞相开展第一代晶硅太阳电池由于硅资源丰富、价格低廉、材料产业化程度高,被公认为是目前实现太阳能高效、廉价且广
11、泛利用的主要途径,目前晶硅太阳电池占主导市场,市场份额超过90,在可预见的将来,仍将占主要的市场份额,并将向低本钱和高效率开展。第二代薄膜太阳电池的主要特点是本钱低、耗能少,虽然目前其转化效率难。突破晶硅电池现有水平,市场份额缺乏10,仍然被认为具有很大开展前景,特别是新型柔性太阳电池技术受到广泛关注。薄膜太阳电池将向着高效率、高稳定性和长寿命开展。第三代新型太阳电池的效率高,但材料制备困难且价格昂贵,目前仍处于探索研究中,商业化还需时日,提高电池效率和稳定性是未来开展的方向。(2) 并网光伏电站趋于大型化,分布式建筑光伏发电系统得到推广应用,离网式光伏发电系统应用范围将进一步扩大,并网地面光
12、伏电站向百万千瓦级开展,目前已有单站规模超过100万的在建光伏电站。分布式建筑光伏系统具有不占地,降低输电投资和损耗、美观节能等优点,且多位于负荷中也,可就近上网,是未来光伏发电系统重要开展方向。离网式光伏发电系统在偏远无电地区,在通信、交通、照明等领域的应巧规模将进一步扩大。(3)光伏微电网发电技术向着高稳定和低本钱开展光伏微电网以光伏发电为主要电源,并可和其他电源或储能装置配合,直接分布在用户负荷中也附近进展供电。典型微电网属于可控单元,可完全脱离主网运行,也可接入主网运行,可减少电网输配电投资,降低太阳能间歇性和不稳定性对用户的影喃,非常适合供电本钱较商的遥远山区和海岛,及具有高可靠性要
13、求的用户使用,将成为提高光伏发电并网友好性的重要途径。目前微电网发电技术在全球尚处于研究示范阶段,本钱仍然较高,随着技术持续进步,本钱逐步降低,未来开展潜力巨大。光伏发电市场开展现状21世纪来,随着农村无电地区加快电力建立和光伏发电本钱的下降,我国先后实施了“西藏无电县建立“中国光明工程西藏阿里光电方案、“送电到乡工程及“无电地区电为建立等多项国家方案,光伏发电市场在政府的推动下有了一定的开展。“十二五期间,我国又开展了多项城市并网光伏发电和大型并网荒漠光伏电站的工程示范,光伏发电市场逐步扩大。截至2021 年底,全国22个主要省自治区、直辖市己累计并网741个大型光伏发电工程,主要分布在我国
14、西北地区。累计装机容量排名前三的省份分别为甘肃省、青海省和新疆自治区,分别到达432万千瓦、310万千瓦和257万千瓦,三省区之和超过全国光伏电站总量的60。2太阳能发电本钱分析发电本钱是影响太阳能发电开展的重要因素,只有发电本钱降下来,太阳能发电具有和常规电源竞争的潜力,才能够大规模普及。光伏发电本钱分析光伏发电本钱的上下,直接决定着其能否大规模地快速开展以及未来在能源供给中的地位。光伏发电本钱主要受寿命期内光伏发电总本钱和总发电量的影响。光伏发电总本钱主要化决于初始投资的大小,而运行维护费、贷款利率、税收等其他因素,对系统的发电本钱影响不大。(1) 初始投资光伏电站的初始投资大致可分为光伏
15、组件、并网逆变器、配电设备及电缆、电站建立安装等本钱,其中光伏组件投资本钱约占初始投资的50%60%。2021年国际金融危机爆发后,光伏组件价格大幅下滑,特别是2021年下半年由于欧洲大幅削减光伏发电补贴,造成国际市场太阳能电池及组件产能严重过剩,国内组件价格已降至6-8元/Wp。随着光伏组件价格大幅下滑,目前地面光伏电站的单位初始投资己降至-万元/kw。(2)发电量光伏发电系统的发电量主要取决于当地的太阳能资源和光伏发电的效率,同时还受运行方式、电池外表清洁度、线路损耗等多种因素的影响。我国和建筑结合光伏发电系统主要安装在东部沿海地区,考虑了系统效率及太阳能福射量等因素的影响,年有效运行时间
16、为1200小时。对于大型光伏电站,主要安装在西部地区,由于其太阳能光照条件好,年有效运行时间为1500小时。(3) 度电本钱根据我国的实际条件,确定光伏度电本钱测算的财务条件见表21。表2-1光伏度电本钱测算参数工程数值工程数值初始投资万元/kW年运营小时数1000-2000贷款比例80%年运行维护费用0.5%贷款年限15年增值税率8.5%贷款利息6%-8%所得税率25%运营期20年附加税率8%折旧期15年税后内部收益率8%-10%固定资产残值10%资金回收年限25年(4) 敏感性分析影响光伏度电本钱的主要因素,一是太阳能光伏组件的价格和性能,二是年有效利用小时数。初始投资。并网光伏系统初始投
17、资占光伏发电本钱的50%以上,是光伏发电本钱的决定因素。下列图给出了光伏发电初始投资每年以5%、10%的速度下降情况下光伏发电本钱的走势。按光伏发电初始投资15元/W,年有效利用小时数1500h,光伏发电初始投资每年下降10%测算,2021 年光伏发电可降至元/kWh以下,年有效利用小时数。各地区阳光资源不同,光伏发电有效利用小时数不同,导致系统发电量不同。按照光伏发电初始投资每年下降5%、10%时的光伏发电度电本钱的趋势。按光伏发电初始投资15元/W,年有效利用小时数到达1800h,那么光伏发电度电本钱为元/Kwh。国内外典型工程度电本钱分析国内光伏市场启动较晚,2021年3月国家能源局启动
18、第一个10MW敦煌荒漠光伏电站特许权招标,13家投标单位的平均报价为元kWh,最后元/kWh的上网电价中标。2021年国家启动第二批28万Kw。国外典型光伏发电系统发电本钱来看;1聚光光伏电站单位投资本钱总体高于晶硅光伏电站和薄膜光伏电站;但由于聚光光伏电站等效利用小时数较高,其度电本钱略低于薄膜光伏电站,仍高于大规模地面晶硅光伏电站。2薄膜光伏电站单位投资本钱总体低于晶硅光伏电站,但由于效率低,度电本钱高于晶硅光伏电站。地面电站单位投资本钱和度电本钱均低于屋顶光伏系统。光伏度电本钱变化趋势国际能源2021年预测:到2021年全球光伏发电平均本钱将由2021年的24美分/kWh下降到10美分/
19、kWh,下降幅度超过55%。日本政府在2021年发布的太阳能光伏开展路线图中,也调整了对光伏度电本钱的预测:其中预计到2021年到达14日元/kW相当于1元/kWh,2025法到7日元/kWh相当于元/kWh,较2004年的预测提前了5年。根据中国资源综合利用协会可再生能源专委会发布的中国光伏发电平价上网路线图,2021年,我国光伏发电度电本钱可降至元/kWh,2030年可降至元/kWh以下。3太阳能发电技术综合评价综合评价原理综合评价是对被评价对象的客观、公正、合理的全面巧价。一般来说,构成综合评价问题的要素有:1被评价对象同一类被评价对象的个数要大于1。假定均为同一类的被评价对象或系统分别
20、为S1,S2,Sn(n1)。2评价指标各系统的运行或开展状况可用一个向量x表示,其中每一个分量都从某一侧面反映系统的现状,故称x为系统的状态向量,它构成了评价系统运行状况的指标体系。每个评价指标都是从不同的侧面刻画系统所具有某种特征大小的度量。3权重系数相对于某种评价目的来说,评价指标之间的相对重要性是不同的。评价指标之间的这种相对重要性的大小,可用权重系数来刻画。假设Wj是评价指标;Xj的权重系数,一般应有Wj0。很显然,当被评价对象及评价指标值都给定时,综合评价的结果就依赖于权重系数。即权重系数确定的合理和否,关系到综合评价结果的可信程度。4综合评价模型所谓多指标或多属性综合评价,就是指通
21、过一定的数学模型或算法将多个评价指标值合成为一个整体性的综合评价值。也就是说,在获得n个系统的评价指标选用或构造综合评价函数y=f(w,x),w=(w1,w2,w3wn)T为系统的状态向量,然后根据以上状态变量可以计算出个系统的综合评定值。层次分析法原理层次分析法,简称APH最早是在20世纪70年代时期由美国运筹学家Satty提出的,该方法将和决策相关的元素分解成目标层、准那么层和方案层等多个层次,是一种定性和定量相结合的多目标决策分析方,在实际应用的过程中,层次分析法表达出了灵活、简洁等优点。(1)层次分析法将要研究的问题按照总目标层、各目标层及准那么层等划分成为不同的层次构造。(2)将每一
22、层的所有因素两两之间相互比拟,在决策者的也中,不同的准那么占有不同的比例,通常采用Satty的九级标度法的打分规那么构造判断矩阵。当判断矩阵不完全一致时,相应的判断矩阵的特征值也发生变化,此时引入判断矩阵最大特征值外的其余特征根的负平均值,作为衡量判断矩阵偏离一致性的指标。光伏发电的开发条件光伏电站的建立仅需要考虑光照的总辐射,可利用辐射强度:光伏发电可利用太阳总辐射,除了法向直射太阳辐射还包括漫射辐射,因此,和光热发电相比,光伏发电可利用的太阳辐射稍大。此外,光伏发电在较低的太阳辐射也能够进展正常发电,对系统效率影响不大。从全球太阳总辐射情况看,适合开展光伏发电的地区很广,较为理想的那么是北
23、纬和南纬40以内的光照辐射比拟好的地区。1地形条件:光伏发电体积小、采用模块化构造,对地形要求也较低。2发电技术技术成熟度:光伏发电技术分为晶硅太阳电池发电技术、薄膜太阳电池发电技术、新型太阳电池发电技术。晶硅太阳电池发电技术光电转换效率较离,应用较为广泛,技术最为成熟,已进入产业化阶段。薄膜太阳电池发电技术开展速度较快,光电转换效率仍偏低,为推广阶段。新型太阳电池发电技术尚处于研发阶段。3装备水平:晶珪电池转化效率较窩、本钱相对较低,是目前的主流产品;薄膜电池有低本钱优势,目前美国第一太阳能电池为主,我国企业参和较多的是非晶硅薄膜电池,但仍存在转化效率低的问题,CIGS薄膜技术,国内外还没有
24、做到产业化。我国的研发和制造能力和国际先进水平相比仍然存在巨大差距。对薄膜电池技术来说,目前,欧美、日本的技术优于我国台湾技术优于大陆,我国台湾省的成品率和本钱都比欧美相差5-10年的水平,我国大陆的水平根本上和欧美相差10-20年。光伏电池效率。目前国内外商业化单晶插电池的转换效率为23%左右,国外实验室最高效率为24.7%,单晶硅电池在所有光伏电池中转换效率最高;国内外商业化多晶硅电池的转换效率为18.3%左右,国外实验室最高效率为20.3%;薄膜电池的转换效率偏低,目前国际先进水平为10%左右。光伏并网逆变器效率。国产光伏并网逆变器性能可靠,效率高,最高转换效率已提高到98.5%,波形失
25、真率小于3%,提高了光伏并网发电能力。太阳能跟踪系统性能。我国开发、研制的太阳能跟踪系统已取得一定成果,水平单轴跟踪、斜单轴跟踪、双轴跟踪系统均已应用。和固定式光伏发电系统相比,水平单轴跟踪、斜单轴跟踪、双轴跟踪系统可分别提高光伏发电系统发电量的18%、31%、36%,大大提高了光伏发电系统的发电效率。4太阳能发电开展前景分析在保障能源供给平安、应对气候变化以及形成新的经济増长点的压力下,我国都将开展太阳能发电等新能源作为重要的战略选择。目前光伏发电处于商业化阶段,而光热发电尚处于启动阶段。随着各项鼓励政策的出台和技术的突破,太阳能发电一定会实现大规模开展。目前光伏电站主要有大型地面电站和屋顶
26、光伏两种类型,根据自然资源的不同,两种形式的光伏发电资源分布也不同。开发建立条件由于光伏发电过程不需要冷却水,其开发不受水资源的约束,同时,光伏发电体积小、采用模块化构造,对地形要求也较低,因此,光伏电站的建立仅需考虑太阳总辐射等。光伏发电可利用太阳总辐射,除了法向直射太阳辐射还包括漫射辐射,因此,和光热发电相比,光伏发电可利用的太阳辐射稍大。此外,光伏发电在较低的太阳辐射条件下也能够进展正常发电,对系统效率影响不大。2重点开发地区绝大局部地区具有开发太阳能资源的良好条件,和世界其他主要国家和地区相比,中国太阳能资源条件和美国差不多,比欧洲、日本优越。根据国家林业局发布的第三次中国荒漠化和沙化
27、状况公报,全国荒漠化王地总面积为万平方公里,占全国总面积的27.46%,分布于北京、天津、河北、山西、内蒙古、迂宁、吉林、山东、河南、海南、四川、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆18个省自治区、直辖市的4%个县旗、市,其中适合建立荒漠电站的地区主要有新疆、内蒙古、西藏、青海、陕西、宁夏、河北,这些地区按照荒漠面积的3%建立荒漠电站,那么我国荒漠电站开发潜力为亿Kw。粗略估计我国现有建筑屋顶面积总计约400亿平方米,假设1%安装光伏系统,可开发潜力为33006600万kW。建筑光伏系统在电网末端接入,不存在电力输送的问题;由于在建装物上安装光伏系统,设计、施工的本钱都高于开阔地光伏系统;
28、城市的大气透明度、光照条件都远低于荒漠地区,因此发电效率也较低。光伏发电开展趋势分析从未來开展趋势看,光伏发电主要是并网运行,并网发电市场是光伏发电的重要开展方向。民用和商用并网光伏开展目标是实现用户侧平价上网,公用事业规模光伏系统开展目标是提高在发电侧的本钱竞争力。综合考虑光伏发电技术进步及其他常规电源本钱变化趋势,初步分析得出2050年前光伏发电开展路线。2021-2021年:光伏发电技术已根本成熟,处于商业化开展阶段,光伏产业实现规模化开展,在能源构造中的比重逐渐提高。光伏度电本钱下降明显,局部地区已接近用户侧电价水平。产业鼓励政策力度逐渐减弱。系统本钱和度电本钱下降50%。在光照条件好
29、的国家实现用户侧平价上网,局部地区甚至在2021 年前就能实现。到2021年,商业用户度电本钱降至1%元/kWh,户用光伏降至化元/kWh。公用事业度电本钱降至元/kWh,和常规电源相比具备一定竞争力。2021-2030年:随着发电本钱显著下降,光伏发电进入规模化开展阶段,度电本钱持续下降,普遍实现用户侧平价上网;鼓励政策逐渐减弱。光伏发电实现大规模并网,更加具备市场竞争力。到2030年,典型公用事业规模光伏度电本钱降至化元/kWh,在发电侧实现平价上网。商业用户和居民用户系统本钱具备竞争力。在此期间,国家鼓励政策将逐步减弱或取消。2030-2050年,光伏发电进入平稳开展阶段,但受到发电出力
30、特性的制约,进一步扩大规模的受到一定限制,度电本钱根本实现和常规电源相当。产业进入成熟开展阶段,光伏发电鼓励政策开场退出。系统安装本钱将降至4800-7200元,公用事业规模的光伏发电度电本钱降至4元/kWh,居民用户光伏发电系统。光伏发电装机容量仍将稳步增长,但增速将有所放缓,如表4-1所示。表4-1光伏发电开展趋势2021年前2021-20212021-20302030-2050开展阶段市场启动规模化开展大规模并网大规模普及阶段特点强化补贴支持力度补贴政策逐渐减弱局部补贴政策退出补贴政策完全退出用户元/kwh商业元/kwh公用元/kwh市场竞争力不具备用户侧平价发电侧平价竞争力最高光伏发电
31、开展趋势分析在保障能源供给平安、应对气候变化及形成新的经济增长点的压力下,世界各国都将开展太阳能发电等新能源作为重要的战略选择。虽然目前世界光伏发电量仅约占电力消费总量的化1%,对电力供给构造尚不具有影响力,但在西班牙、德国等局部国家和地区,光伏发电量已经能够满足2%-3%的电力需求。基于技术、本钱、政策等方面考虑,对光伏发电开展规模进展预测。结合主要国家和地区有关光伏发电的开展规划、方案和目标,本研究初步判断认为,2021 年、2021年、2030年全球光伏发电总装机将分别到达1亿kW、2亿kW和4亿kW。2021年前,世界光伏发电市场仍然主要集中在欧盟地区,占比近40%。2021-2021
32、年欧盟将新增光伏发电装机容量近6000万kW,在德国、法国、西班牙和意大利等国的显现度不断提升。2021年以后,新增市场主要集中在美国、印度、中国等国家,并逐步成为重要的可再生能源发电技术。近期2021-2021:光伏发电技术已根本成熟,处于商业化开展阶段;年新增装机约为1500万kW,在能源构造中的比重逐渐提离;新増装机主要集中在德国、西班牙等欧盟国家,中国国内市场开场启动;光伏度电本钱下降明显,局部地区已接近用户侧电价水平;产业鼓励政策力度逐渐减弱。中期2021-2030;随着发电本钱显著下降,光伏发电进入规模化开展阶段,年新増装机约为1800万kW;光伏发电市场主要集中在欧盟、中国、印度
33、、美国等地区;度电本钱持续下降,普遍实现用户侧平价上网;鼓励政策逐渐减弱。远期2030年后;光伏发电进入平稳开展阶段,但受到发电出力特性的制约,进一步扩大规模的受到一定限制,年新增装机容量仍维持在2000万kW左右;新增发电市场主要集中在美国、印度、巴西、中国等地区;度电本钱根本实现和常规电源相当;产业进入成熟开展阶段,光伏发电鼓励政策开场退出。5总结和展望总结根据综合相关研究机构的研究成果,针对不同开展阶段的新增市场规模、重点开展地区、产业政策等对太阳能光伏、光热发电两类发电技术未来开展前景进展展望。预计2030年以后,光伏发电进入大规模普及阶段,系统安装本钱将降至4800-7200元/kW
34、;但受到发电出力特性的制约,进一步扩大规模的受到一定限制。而对于光热发电,太阳能燃料逐渐进入世界能源供给体系,电力系统低碳化进程的加速将使沼气和太阳能燃料成为太阳能热电站主要的备用燃料:随着技术成熟,光热发电开场进入规模化开展阶段。目前,光伏发电技术具有光电直接转换、系统构造简单、开发规模灵活、资源开发约束少、应用形式多样化和商业化应用范围广等特点,同时存在发电出力间歇性和不稳定性状况。未来,光伏发电技术将沿着提高太阳电池效率、降低太阳电池本钱和延长寿命、开展电网友好型光伏并网技术、提升大容量地面并网光伏电站可控性,改善分布式光伏微电网技术稳定性的方向开展。从技术应用方向来看,将沿着开展地面光
35、伏电站、扩大建筑光伏的应用范围的方向开展。总体来看,多种光伏电池技术和应用方式将长期共存。从经济角度分析,目前,光伏电站运行维护本钱较低,其度电本钱主要受初始投资和年发电小时数影响。在种主要的光伏电站中,薄膜光伏电站单位投资本钱总体低于晶硅光伏电站,但由于效率低,度电本钱高于晶硅光伏电站;地面电站单位投资本钱和度电本钱均低于屋顶光伏系统;聚光光伏电站单位投资本钱总体高于晶褲光伏电站和薄膜光伏电站,但由于聚光光伏电站等效利用小时数较高,其度电本钱略低于薄膜光伏电站,仍高于大规模地面晶珪光伏电站。未来,光伏发电度电本钱受电池组件下降的影响较大,至2021 年,我国度电本钱将在2021年的化元/kW
36、h的根底上略有下降;至2021年,我国度电本钱将降至元/kWh,相比2021年降低20%-30%;至2030年,我国度电本钱有望降至化60元/kWh以下,在2021年的根底上降低30%以上。展望1国家将在政策层面出台进一步促进太阳能开展的相关鼓励政策。进一步完善光伏发电上网电价和财政金融政策。我国已出台大型光伏电站上网电价,但是并未规定有效期限,具有一定不确定性。同时,该上网电价未考虑太阳能资源条件的地区差异,从现有光伏发电技术和本钱来看,仅在青海、西藏和新疆等地区具有盈利空间。建议按太阳能资源条件分类制定光伏发电上网电价,并保持政策长期性和稳定性。现有光伏发电财政补贴政策手段略显单一,建议采
37、取多种财政金誠政策,多管齐下,鼓励支持光伏发电开展,具体政策措施可包括加大税收优惠力度,提供电站工程专项贷款或者贷款担保,鼓励投资多元化等。对于光伏发电,针对光伏电池薄层化、柔性化和叠层化的开展趋势,加强电池材料和制造工艺的研究,降低材料本钱,提离电池效率,降低能耗和污染。大力研发大容量逆变器和微型逆变器,并继续提高效率和降低本钱。2西部地区地面光伏电站的开发建立为主,在东部地区投资建立建筑光伏电站为主;光热发电短期内开发建立光热发电示范工程为主。对于光伏发电,随着近期光伏组件的快速下滑,我国西部地区建立地面光伏电站的盈利空间较大,考虑光伏发电并网对电网的要求,可选择电网规模相对较大,灵活电源
38、比重相对较高地区投资建立大型光伏地面电站。开展分布式建筑光伏系统是启动国内光伏市场的重要方向,建议可在东部经济相对兴旺地区投资建立建筑光伏系统,积累运行和管理经历。3在设各厂商层面,对于光伏发电设备,短期应慎重进入;目前,受国际市场变化的影响,国内光伏市场出现投资过热、产能过剩的局面。光伏产业是目前我国投资的热点,银行、民间资本、风险投资、证券融资都将光伏产业纳入最有潜力的产业支持,很多地方政府也将光伏产业作为经济开展的新增长点,致力于打造光伏产业基地。虽然从长远看,光伏产业远未到达产业过剩的阶段,但是在近期的产能过剰需要一段时间消化,近期应慎重进入。参考文献1马胜红,李斌,陈东兵,等中国光伏
39、发电本钱/价格及技术进步作用的分析J太阳能,2021,4:6-9.2王宏华光伏发电原理及开展现状J.机械制造和自动化,2021,11,186-188. 3上海普罗新能源我国现阶段光伏发电本钱分析R.2021.4马翠萍,史丹,化晓男太阳能光伏发电本钱及平价上网问题研究J当代经济科学,2021,2:85-94.5中国科学院清洁能源技术开展中中国光热发电的可行性及政策研究报告R.2021,12.6符慧德,裴刚,季杰,等槽式聚焦光电/光热综合利用系统的性能研究J太阳能学报,2021,9:56-59.7肖遵林,施链川槽式太阳聚光器的研究J可再生能源,2007,4:13-17.8曲航,赵军,邵周亭槽型抛物
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