國際可再生能源機構(IRENA)日前發(fā)布《太陽能光伏未來發(fā)展前景》報告指出,化石燃料向可再生能源轉型對于實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》碳減排目標、構建可持續(xù)未來能源系統(tǒng)至關重要,而太陽能光伏發(fā)電的穩(wěn)步增長將在其中發(fā)揮關鍵作用。報告從太陽能光伏的部署、投資、技術、電網(wǎng)集成和社會經(jīng)濟性方面進行系統(tǒng)分析,提出了在2050年之前充分釋放全球太陽能光伏潛力的方案,以充分發(fā)揮光伏在促進能源轉型和應對氣候挑戰(zhàn)方面的作用。主要內(nèi)容如下:
(來源:微信公眾號“先進能源科技戰(zhàn)略情報研究中心”ID:CASEnergy)
一、加速太陽能光伏部署,讓世界走上實現(xiàn)“巴黎氣候協(xié)定”目標的正確道路
1、加快可再生能源部署進程,加上深度電氣化發(fā)展和能效的不斷提高,有望到2050年幫助全球減少90%以上的能源相關CO2排放量。在所有低碳技術方案中,僅加速太陽能光伏部署,到2050年就可以為全球減少49億噸CO2排放,占能源行業(yè)減排潛力總量的21%。
2、要實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標,就需要加速各行業(yè)和各種技術發(fā)展。到2050年,太陽能光伏發(fā)電將成為僅次于風能的第二大電力來源,并引領全球電力行業(yè)轉型。屆時,太陽能光伏發(fā)電將滿足全球四分之一的電力需求,成為主要的發(fā)電來源之一。
3、只有在下一個三十年中顯著擴大太陽能光伏部署,才能實現(xiàn)能源轉型目標。而這意味在未來十年內(nèi),需要將太陽能光伏裝機總量增加近六倍,從2018年的480吉瓦增加到2030年的2840吉瓦,到2050年則進一步增加到8519吉瓦,幾乎是2018年的18倍。而從年均增幅來看,與當前的水平(2018年增加94吉瓦)相比,到2030年年均增幅需要增加近三倍達到每年270吉瓦,到2050年則需要增長四倍達到每年372吉瓦。由于其模塊化和分布式的特點,太陽能光伏技術非常適合各種離網(wǎng)和分布式區(qū)域應用。在過去的十年中,離網(wǎng)型太陽能光伏的全球裝機容量增長了十倍以上,從2008年的約0.25吉瓦增至2018年的近3吉瓦。離網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電是實現(xiàn)能源全面普及和可持續(xù)發(fā)展目標的關鍵技術。
4、就區(qū)域而言,亞洲有望成為推動太陽能光伏發(fā)電增長的核心力量,并成為全球光伏發(fā)電的領導者。就裝機總量而言,亞洲(主要是中國)將繼續(xù)主導太陽能光伏發(fā)電增長,到2050年其在全球光伏裝機總量的份額將超過50%,其次是北美(20%)和歐洲(10%)。
二、擴大太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資對于加速未來十年的部署增長至關重要
1、從全球來看,到2050年太陽能光伏年均投資增長率要達到68%(約1920億美元/年)才能實現(xiàn)上述部署目標,而2018年全球太陽能光伏投資總額為1140億美元。部署規(guī)模的擴大和技術的進步將推動太陽能光伏成本不斷下降。在全球范圍內(nèi),太陽能光伏項目的總安裝成本將在未來三十年內(nèi)繼續(xù)下降;這將使太陽能光伏市場競爭力不斷增強,到2030年平均總安裝成本將下降至340-834美元/千瓦,到2050年則將進一步下降至165-481美元/千瓦,而2018年該數(shù)值為1210美元/千瓦。與所有化石燃料發(fā)電相比,太陽能光伏發(fā)電的平準化度電成本(LCOE)已經(jīng)具有競爭力,隨著安裝成本和性能的不斷改進,該成本還將進一步下降。在全球范圍內(nèi),太陽能光伏的LCOE將繼續(xù)從2018年的平均0.085美元/千瓦時下降到2030年的0.02-0.08美元/千瓦時,到2050年則進一步下降至0.014-0.05美元/千瓦時。
2、由于整個價值鏈的創(chuàng)新和成本快速下降的可預見性,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是一個快速變化的行業(yè)。就目前而言,第一代光伏技術仍然是太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅動力,占據(jù)著大部分市場。盡管從長遠來看,疊層太陽電池和鈣鈦礦太陽電池技術具有廣闊的應用前景,但在實現(xiàn)商業(yè)化應用前仍然有許多挑戰(zhàn)需要解決。此外,新型電池架構的出現(xiàn),如雙面進光太陽電池、鈍化發(fā)射極背面接觸電池(PERC)等,使得獲得更高光電轉換效率水平成為可能,給晶硅電池市場帶來挑戰(zhàn),推動市場發(fā)生變革。
3、當前全球太陽能光伏發(fā)電裝機容量處于快速增長發(fā)展態(tài)勢,這種強勁需求增長有助于推動技術創(chuàng)新進步。其中一個典型案例是建筑集成光伏(BIPV)。BIPV解決方案具有多項優(yōu)勢,如多功能性(可適應各種表面)、成本效益(節(jié)省屋頂材料、人工費用、翻新成本),以及尺寸、形狀和顏色設計靈活性等。
4、在過去幾十年中,太陽能電池板的效率和輸出功率大幅提升。2018年,商用多晶光伏模塊的效率已達到17%,而單晶光伏模塊的效率則達到18%,這種積極發(fā)展趨勢預計將持續(xù)到2030年。然而,隨著全球光伏市場的增長以及循環(huán)經(jīng)濟概念的出現(xiàn),減緩太陽能電池板性能衰退和管理大量退役太陽能電池板日益引發(fā)關注,這包括減少材料使用和防止組件性能退化的創(chuàng)新方法,以及太陽能電池板的回收利用。
三、技術進步、良好市場環(huán)境和健全政策支持有助于充分釋放太陽能光伏潛力
1、技術解決方案以及良好的市場環(huán)境對于未來電網(wǎng)集成占比不斷提高的太陽能光伏至關重要。為了有效地管理大規(guī)模波動性可再生能源并網(wǎng)問題,必須充分利用能源系統(tǒng)各個部門的靈活性,從發(fā)電到輸配電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、以及需求側管理和部門集成耦合。2017年,可再生能源在一些國家占比進一步增長,尤其是歐洲國家。其中,丹麥可再生能源份額達到53%,立陶宛、愛爾蘭、西班牙和德國的份額均超過20%。在全球范圍內(nèi),到2050年如果要實現(xiàn)60%的可再生能源并網(wǎng)集成(其中25%來自太陽能光伏),這就要求電網(wǎng)、發(fā)電和一些靈活性措施(儲能)的年均投資要比2018年增加四分之一以上,達到3740億美元/年。
2、太陽能光伏的創(chuàng)新商業(yè)模式和成本競爭力正在推動系統(tǒng)成本下降。近年來,屋頂太陽能光伏系統(tǒng)的部署規(guī)模大大增加,這要歸功于凈計量電價和財政激勵等支持性政策,讓光伏發(fā)電經(jīng)濟性在某些市場優(yōu)于電力購買協(xié)議(PPA)的光伏電力價格。隨著在巴西、中國、德國和墨西哥等大型市場中的部署不斷增加,分布式太陽能光伏的競爭力得到了明顯增強。然而,各國之間仍存在重大差異,這也凸顯了進一步改善的潛力。
3、如果有健全的政策配合,發(fā)展太陽能光伏還能帶來社會經(jīng)濟效益。到2050年,太陽能行業(yè)從業(yè)人員預計將超過1800萬人(其中太陽能光伏占到1400萬人),比2018年的440萬人(太陽能光伏360萬人)高出三倍以上。但是,為了使能源轉型的成果最大化,需要一個全面的政策框架。在扶持性政策的保護下,需要特別關注工業(yè)、金融、教育和技術政策,以最大限度地提高轉型效益。教育和技術政策可以幫助勞動力具備適當?shù)募寄?,并會增加當?shù)鼐蜆I(yè)機會。同樣,建立健全的產(chǎn)業(yè)政策,可以通過利用現(xiàn)有的經(jīng)濟活動來支持太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從而實現(xiàn)收入和就業(yè)增長。
4、釋放太陽能光伏的巨大潛力對于實現(xiàn)氣候目標至關重要。只有通過在不同維度(政策、市場、經(jīng)濟、技術、監(jiān)管、政治等)消除目前的障礙,才能達到這一目標。并網(wǎng)和電網(wǎng)靈活性、規(guī)模經(jīng)濟、融資渠道、缺乏標準和質量監(jiān)管,以及消費者認知預計是未來三十年太陽能光伏部署增長的主要障礙。通過一系列支持性政策和措施(包括創(chuàng)新的商業(yè)模式),以及金融工具的應用,對于促進未來太陽能光伏部署規(guī)模的增長至關重要,從而能夠推動全球向低碳、可持續(xù)能源未來轉型。
(來源:微信公眾號“先進能源科技戰(zhàn)略情報研究中心”ID:CASEnergy)
一、加速太陽能光伏部署,讓世界走上實現(xiàn)“巴黎氣候協(xié)定”目標的正確道路
1、加快可再生能源部署進程,加上深度電氣化發(fā)展和能效的不斷提高,有望到2050年幫助全球減少90%以上的能源相關CO2排放量。在所有低碳技術方案中,僅加速太陽能光伏部署,到2050年就可以為全球減少49億噸CO2排放,占能源行業(yè)減排潛力總量的21%。
2、要實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》目標,就需要加速各行業(yè)和各種技術發(fā)展。到2050年,太陽能光伏發(fā)電將成為僅次于風能的第二大電力來源,并引領全球電力行業(yè)轉型。屆時,太陽能光伏發(fā)電將滿足全球四分之一的電力需求,成為主要的發(fā)電來源之一。
3、只有在下一個三十年中顯著擴大太陽能光伏部署,才能實現(xiàn)能源轉型目標。而這意味在未來十年內(nèi),需要將太陽能光伏裝機總量增加近六倍,從2018年的480吉瓦增加到2030年的2840吉瓦,到2050年則進一步增加到8519吉瓦,幾乎是2018年的18倍。而從年均增幅來看,與當前的水平(2018年增加94吉瓦)相比,到2030年年均增幅需要增加近三倍達到每年270吉瓦,到2050年則需要增長四倍達到每年372吉瓦。由于其模塊化和分布式的特點,太陽能光伏技術非常適合各種離網(wǎng)和分布式區(qū)域應用。在過去的十年中,離網(wǎng)型太陽能光伏的全球裝機容量增長了十倍以上,從2008年的約0.25吉瓦增至2018年的近3吉瓦。離網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電是實現(xiàn)能源全面普及和可持續(xù)發(fā)展目標的關鍵技術。
4、就區(qū)域而言,亞洲有望成為推動太陽能光伏發(fā)電增長的核心力量,并成為全球光伏發(fā)電的領導者。就裝機總量而言,亞洲(主要是中國)將繼續(xù)主導太陽能光伏發(fā)電增長,到2050年其在全球光伏裝機總量的份額將超過50%,其次是北美(20%)和歐洲(10%)。
二、擴大太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資對于加速未來十年的部署增長至關重要
1、從全球來看,到2050年太陽能光伏年均投資增長率要達到68%(約1920億美元/年)才能實現(xiàn)上述部署目標,而2018年全球太陽能光伏投資總額為1140億美元。部署規(guī)模的擴大和技術的進步將推動太陽能光伏成本不斷下降。在全球范圍內(nèi),太陽能光伏項目的總安裝成本將在未來三十年內(nèi)繼續(xù)下降;這將使太陽能光伏市場競爭力不斷增強,到2030年平均總安裝成本將下降至340-834美元/千瓦,到2050年則將進一步下降至165-481美元/千瓦,而2018年該數(shù)值為1210美元/千瓦。與所有化石燃料發(fā)電相比,太陽能光伏發(fā)電的平準化度電成本(LCOE)已經(jīng)具有競爭力,隨著安裝成本和性能的不斷改進,該成本還將進一步下降。在全球范圍內(nèi),太陽能光伏的LCOE將繼續(xù)從2018年的平均0.085美元/千瓦時下降到2030年的0.02-0.08美元/千瓦時,到2050年則進一步下降至0.014-0.05美元/千瓦時。
2、由于整個價值鏈的創(chuàng)新和成本快速下降的可預見性,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是一個快速變化的行業(yè)。就目前而言,第一代光伏技術仍然是太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅動力,占據(jù)著大部分市場。盡管從長遠來看,疊層太陽電池和鈣鈦礦太陽電池技術具有廣闊的應用前景,但在實現(xiàn)商業(yè)化應用前仍然有許多挑戰(zhàn)需要解決。此外,新型電池架構的出現(xiàn),如雙面進光太陽電池、鈍化發(fā)射極背面接觸電池(PERC)等,使得獲得更高光電轉換效率水平成為可能,給晶硅電池市場帶來挑戰(zhàn),推動市場發(fā)生變革。
3、當前全球太陽能光伏發(fā)電裝機容量處于快速增長發(fā)展態(tài)勢,這種強勁需求增長有助于推動技術創(chuàng)新進步。其中一個典型案例是建筑集成光伏(BIPV)。BIPV解決方案具有多項優(yōu)勢,如多功能性(可適應各種表面)、成本效益(節(jié)省屋頂材料、人工費用、翻新成本),以及尺寸、形狀和顏色設計靈活性等。
4、在過去幾十年中,太陽能電池板的效率和輸出功率大幅提升。2018年,商用多晶光伏模塊的效率已達到17%,而單晶光伏模塊的效率則達到18%,這種積極發(fā)展趨勢預計將持續(xù)到2030年。然而,隨著全球光伏市場的增長以及循環(huán)經(jīng)濟概念的出現(xiàn),減緩太陽能電池板性能衰退和管理大量退役太陽能電池板日益引發(fā)關注,這包括減少材料使用和防止組件性能退化的創(chuàng)新方法,以及太陽能電池板的回收利用。
三、技術進步、良好市場環(huán)境和健全政策支持有助于充分釋放太陽能光伏潛力
1、技術解決方案以及良好的市場環(huán)境對于未來電網(wǎng)集成占比不斷提高的太陽能光伏至關重要。為了有效地管理大規(guī)模波動性可再生能源并網(wǎng)問題,必須充分利用能源系統(tǒng)各個部門的靈活性,從發(fā)電到輸配電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、以及需求側管理和部門集成耦合。2017年,可再生能源在一些國家占比進一步增長,尤其是歐洲國家。其中,丹麥可再生能源份額達到53%,立陶宛、愛爾蘭、西班牙和德國的份額均超過20%。在全球范圍內(nèi),到2050年如果要實現(xiàn)60%的可再生能源并網(wǎng)集成(其中25%來自太陽能光伏),這就要求電網(wǎng)、發(fā)電和一些靈活性措施(儲能)的年均投資要比2018年增加四分之一以上,達到3740億美元/年。
2、太陽能光伏的創(chuàng)新商業(yè)模式和成本競爭力正在推動系統(tǒng)成本下降。近年來,屋頂太陽能光伏系統(tǒng)的部署規(guī)模大大增加,這要歸功于凈計量電價和財政激勵等支持性政策,讓光伏發(fā)電經(jīng)濟性在某些市場優(yōu)于電力購買協(xié)議(PPA)的光伏電力價格。隨著在巴西、中國、德國和墨西哥等大型市場中的部署不斷增加,分布式太陽能光伏的競爭力得到了明顯增強。然而,各國之間仍存在重大差異,這也凸顯了進一步改善的潛力。
3、如果有健全的政策配合,發(fā)展太陽能光伏還能帶來社會經(jīng)濟效益。到2050年,太陽能行業(yè)從業(yè)人員預計將超過1800萬人(其中太陽能光伏占到1400萬人),比2018年的440萬人(太陽能光伏360萬人)高出三倍以上。但是,為了使能源轉型的成果最大化,需要一個全面的政策框架。在扶持性政策的保護下,需要特別關注工業(yè)、金融、教育和技術政策,以最大限度地提高轉型效益。教育和技術政策可以幫助勞動力具備適當?shù)募寄?,并會增加當?shù)鼐蜆I(yè)機會。同樣,建立健全的產(chǎn)業(yè)政策,可以通過利用現(xiàn)有的經(jīng)濟活動來支持太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從而實現(xiàn)收入和就業(yè)增長。
4、釋放太陽能光伏的巨大潛力對于實現(xiàn)氣候目標至關重要。只有通過在不同維度(政策、市場、經(jīng)濟、技術、監(jiān)管、政治等)消除目前的障礙,才能達到這一目標。并網(wǎng)和電網(wǎng)靈活性、規(guī)模經(jīng)濟、融資渠道、缺乏標準和質量監(jiān)管,以及消費者認知預計是未來三十年太陽能光伏部署增長的主要障礙。通過一系列支持性政策和措施(包括創(chuàng)新的商業(yè)模式),以及金融工具的應用,對于促進未來太陽能光伏部署規(guī)模的增長至關重要,從而能夠推動全球向低碳、可持續(xù)能源未來轉型。