近年來,太陽能開發(fā)利用規(guī)模快速擴大,技術進步和產(chǎn)業(yè)升級加快,已成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要領域。嘉峪關市光伏產(chǎn)業(yè)從“十二五”時期起步建設,“十三五”時期快速發(fā)展,產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大、體系不斷完善。進入“十四五”時期,為深入貫徹落實國家碳達峰、碳中和重大戰(zhàn)略部署,建設綠色循環(huán)低碳的能源體系成為社會發(fā)展的必然要求,光伏等可再生能源的發(fā)展面臨更加良好的社會環(huán)境和廣闊的市場空間。為進一步了解掌握我市可再生電力發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題,嘉峪關市統(tǒng)計局認真開展了關于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題專項調(diào)研活動?,F(xiàn)將調(diào)研情況報告如下。
一、光伏發(fā)電相關概念
(一)定義
光伏是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡稱,是一種利用太陽電池半導體材料的光生伏特效應,將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N新型發(fā)電系統(tǒng)。
(二)分類
光伏發(fā)電的系統(tǒng)分類主要包括獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電,包括邊遠地區(qū)的村莊供電系統(tǒng),太陽能戶用電源系統(tǒng),通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電后直接接入公共電網(wǎng),可以分為帶蓄電池和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
(三)生產(chǎn)工藝流程
當光線照射太陽電池表面時,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了越遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。利用電池組件中半島體材料的光電效應,使太陽能轉(zhuǎn)換為直流電,以一定數(shù)量的電池組件串聯(lián)達到需要的電壓后經(jīng)直流匯流箱匯入逆變器室直流配電柜,接入逆變器轉(zhuǎn)換為270V交流電,再經(jīng)箱式變壓器將電壓升高至35kV,通過架空或地埋的35kV線路進入升壓站35kV配電室,經(jīng)主變壓器升壓至電網(wǎng)規(guī)定的電壓等級(常見為35kV、110kV、330kV)并入電網(wǎng)(如圖1所示)。
二、發(fā)展現(xiàn)狀
嘉峪關市是甘肅省太陽能資源最為豐富的地區(qū)之一,日照時間長,大氣透明度高,光照充足。全年日照總時數(shù)3316小時,平均太陽能輻射量為6129兆焦/平方米,豐富的太陽能資源為我市發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)提供了優(yōu)越條件。“十二五”以來,為充分利用光照資源豐富、工業(yè)基礎雄厚、產(chǎn)業(yè)配套能力較強、電力資源富集、就地消納能力強的比較優(yōu)勢,實現(xiàn)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢,市委、市政府把發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)作為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、提升經(jīng)濟質(zhì)量的戰(zhàn)略重點和有力抓手,全力打造嘉西百萬千瓦級光伏發(fā)電基地。通過實施規(guī)劃引導,明確發(fā)展重點,優(yōu)化服務保障,落實產(chǎn)業(yè)政策,完善配套服務等多項措施,嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目建設取得了階段性成效,光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)已成為嘉峪關市的新興優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。
(一)產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年擴大。嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園位于嘉峪關關城以西、討賴河北岸一帶,是全省重點打造的百萬千瓦級光伏發(fā)電基地之一。園區(qū)規(guī)劃總占地面積約140平方公里,規(guī)劃總裝機容量100萬千瓦。自2011年我市第一個光伏電站華電嘉峪關10兆瓦項目并網(wǎng)發(fā)電以來,入駐企業(yè)不斷增加,光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年擴大。截止目前,我市共有光伏發(fā)電企業(yè)18家,建成項目用地20.45平方公里,其中已達到規(guī)模以上工業(yè)規(guī)模企業(yè)10家,建成光伏發(fā)電項目22個,在建光伏發(fā)電項目3個,建成、在建總裝機容量達到848.5兆瓦,已建成并網(wǎng)發(fā)電裝機容量738.5兆瓦,占全省光伏發(fā)電裝機容量的7.5%。2020年,全市光伏發(fā)電量已達到11.55億千瓦時,占全省光伏發(fā)電量的7.2%。
圖2 2015-2020年嘉峪關市光伏發(fā)電裝機容量和發(fā)電量
(二)利用水平不斷提高。“十二五”時期,全市光伏電站快速發(fā)展,但是受電力市場消納因素影響,光伏發(fā)電上網(wǎng)難,棄光限電問題十分嚴重,部分光伏發(fā)電企業(yè)的發(fā)電量僅達到裝機容量的15-20%,嚴重影響投資者的投資信心,制約了我市光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的建設進程。“十三五”以來,隨著新能源電力參與電力市場化交易份額逐年擴大,除基礎保障性收購電量外,企業(yè)將占總發(fā)電量70%左右的電量進行市場交易,電力消納水平明顯提高,截至2020年底,棄光限電率約降至4.8%左右,按照目前發(fā)展情況,這一指標有望于今年達到3%以內(nèi)。
(三)發(fā)展前景持續(xù)向好。嘉峪關市是重工業(yè)城市,也是嘉酒電網(wǎng)負荷中心,具備較強的新能源自我消納能力。2020年,全市工業(yè)用電量300億千瓦時。“十三五”時期,隨著我市建設兩條千億級產(chǎn)業(yè)鏈,實施一批重大產(chǎn)業(yè)鏈補鏈項目,對電力的需求日益增大。近年來,為解決棄光限電問題,我市采取多種措施,加快推進配套電網(wǎng)建設,建成了嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園110千伏配套送出工程,極大緩解了嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園電力送出壓力,圍繞構建煤炭—發(fā)電—冶金—精深加工—裝備制造千億級產(chǎn)業(yè)鏈,突出鋼、鋁、光電、煤電、民核、裝備制造、新型煤化工等主導產(chǎn)業(yè),建成投產(chǎn)了一批核心大項目,增強了本地新能源消納能力,為我市工業(yè)發(fā)展提供源源不斷的可再生綠色能源。
三、存在的主要問題
(一)電價補貼難以到位,光伏企業(yè)盈利空間十分有限。
在我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,由于政府對光伏發(fā)電企業(yè)的補貼機制,有效推動了光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。然而,近年來,隨著光伏市場規(guī)??焖贁U大和可再生能源附加征收不足,國家對新能源電力的補貼資金缺口越來越大。根據(jù)多數(shù)企業(yè)反映,目前國家電價補貼只結算到2018年。大量補貼款難以到位,增加了企業(yè)的資金成本,加上企業(yè)參與市場交易的電量多為讓利交易,利潤空間再次受到嚴重擠壓。此外,部分早期建設的電站設備老化,難以滿足電網(wǎng)運行現(xiàn)階段的要求,諸多的涉網(wǎng)改造項目使企業(yè)產(chǎn)生額外的運營成本,企業(yè)盈利能力嚴重不足。
(二)新建項目推進緩慢,影響全市光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展進程。
我市作為全省7個百萬千瓦級光伏發(fā)電基地之一,發(fā)展面臨地域資源、發(fā)展空間等評價制約,各領域開發(fā)利用太陽能程度不高,分布式光伏發(fā)電尚未全面推廣,太陽能光熱發(fā)電尚處空白。一方面,我市現(xiàn)有的3個在建光伏發(fā)電項目由于項目改動手續(xù)、土地及環(huán)評手續(xù)等尚在辦理之中影響建設進度,尚不確定投產(chǎn)時間,另有2個項目因指標過期和戰(zhàn)略投資方向變化等原因已停建,導致新建項目推進滯后。另一方面,由于嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃用地區(qū)域內(nèi)大部分土地為國家公益林和水源地保護區(qū),剩余可利用土地較少導致新的光伏項目難以落地,制約了園區(qū)進一步規(guī)?;l(fā)展。
(三)政策機制不完善,新能源電力并網(wǎng)運行和消納仍存較多制約。
在我國現(xiàn)行的政策制度下,電力系統(tǒng)及電力市場機制不適應光伏發(fā)電發(fā)展,光伏發(fā)電與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電相比成本偏高,對國家補貼的依賴程度較高,且非技術成本有增加趨勢。傳統(tǒng)能源發(fā)電與光伏發(fā)電在爭奪電力市場方面矛盾突出,新能源就地消納和外送存在市場機制和電網(wǎng)運行管理方面的制約。
四、對策建議
(一)進一步推動優(yōu)化促進新能源電力消納的市場機制。打造傳統(tǒng)能源與新能源互濟、自供電與大電網(wǎng)供電并舉的能源綜合供應體系。通過擴大市場化交易規(guī)模,自備電廠的規(guī)?;娲l(fā)電等方式,促進電力作為生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置,推動新能源產(chǎn)業(yè)與先進高載能產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)園區(qū)聯(lián)動發(fā)展。挖掘高載能企業(yè)消納新能源的空間和潛力,兼顧自備電廠、電網(wǎng)企業(yè)、新能源發(fā)電企業(yè)各方利益,進一步推進新能源電力的消納。
(二)加快發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),建設以清潔能源綜合利用為主的產(chǎn)業(yè)集群。發(fā)揮太陽能資源豐富的優(yōu)勢,對接甘肅省河西走廊清潔能源綜合利用示范區(qū)建設,在利用既有輸變電設施就近發(fā)展光伏發(fā)電、就近接入消納的同時,擴大太陽能集中開發(fā)利用規(guī)模,強化新能源電力外送和就地消納轉(zhuǎn)化。以新能源產(chǎn)業(yè)為主導開展項目招引,打造新能源消納示范區(qū),推動清潔能源產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)建設,實現(xiàn)清潔能源產(chǎn)業(yè)與先進高載能產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展新優(yōu)勢。
(三)不斷優(yōu)化投資環(huán)境,完善項目準入退出機制。在項目引進過程中,嚴格準入審核,避免產(chǎn)能過剩,推動采用先進成熟的多晶硅制造技術、光電轉(zhuǎn)換效率高的企業(yè)入駐。加強項目推進力度,積極協(xié)調(diào)相關部門,解決項目建設中存在的困難問題,確保在建項目早日建成投產(chǎn)。積極做好土地清理、僵尸項目清理等工作,對批而不建、長期停工停產(chǎn)的企業(yè)及時回收相關指標和土地,用于引進新項目,不斷擴大產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模。
一、光伏發(fā)電相關概念
(一)定義
光伏是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡稱,是一種利用太陽電池半導體材料的光生伏特效應,將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N新型發(fā)電系統(tǒng)。
(二)分類
光伏發(fā)電的系統(tǒng)分類主要包括獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電,包括邊遠地區(qū)的村莊供電系統(tǒng),太陽能戶用電源系統(tǒng),通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電后直接接入公共電網(wǎng),可以分為帶蓄電池和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
(三)生產(chǎn)工藝流程
當光線照射太陽電池表面時,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了越遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時,在該電壓的作用下,將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。利用電池組件中半島體材料的光電效應,使太陽能轉(zhuǎn)換為直流電,以一定數(shù)量的電池組件串聯(lián)達到需要的電壓后經(jīng)直流匯流箱匯入逆變器室直流配電柜,接入逆變器轉(zhuǎn)換為270V交流電,再經(jīng)箱式變壓器將電壓升高至35kV,通過架空或地埋的35kV線路進入升壓站35kV配電室,經(jīng)主變壓器升壓至電網(wǎng)規(guī)定的電壓等級(常見為35kV、110kV、330kV)并入電網(wǎng)(如圖1所示)。
二、發(fā)展現(xiàn)狀
嘉峪關市是甘肅省太陽能資源最為豐富的地區(qū)之一,日照時間長,大氣透明度高,光照充足。全年日照總時數(shù)3316小時,平均太陽能輻射量為6129兆焦/平方米,豐富的太陽能資源為我市發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)提供了優(yōu)越條件。“十二五”以來,為充分利用光照資源豐富、工業(yè)基礎雄厚、產(chǎn)業(yè)配套能力較強、電力資源富集、就地消納能力強的比較優(yōu)勢,實現(xiàn)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢,市委、市政府把發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)作為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、提升經(jīng)濟質(zhì)量的戰(zhàn)略重點和有力抓手,全力打造嘉西百萬千瓦級光伏發(fā)電基地。通過實施規(guī)劃引導,明確發(fā)展重點,優(yōu)化服務保障,落實產(chǎn)業(yè)政策,完善配套服務等多項措施,嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目建設取得了階段性成效,光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)已成為嘉峪關市的新興優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。
(一)產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年擴大。嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園位于嘉峪關關城以西、討賴河北岸一帶,是全省重點打造的百萬千瓦級光伏發(fā)電基地之一。園區(qū)規(guī)劃總占地面積約140平方公里,規(guī)劃總裝機容量100萬千瓦。自2011年我市第一個光伏電站華電嘉峪關10兆瓦項目并網(wǎng)發(fā)電以來,入駐企業(yè)不斷增加,光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年擴大。截止目前,我市共有光伏發(fā)電企業(yè)18家,建成項目用地20.45平方公里,其中已達到規(guī)模以上工業(yè)規(guī)模企業(yè)10家,建成光伏發(fā)電項目22個,在建光伏發(fā)電項目3個,建成、在建總裝機容量達到848.5兆瓦,已建成并網(wǎng)發(fā)電裝機容量738.5兆瓦,占全省光伏發(fā)電裝機容量的7.5%。2020年,全市光伏發(fā)電量已達到11.55億千瓦時,占全省光伏發(fā)電量的7.2%。
圖2 2015-2020年嘉峪關市光伏發(fā)電裝機容量和發(fā)電量
(二)利用水平不斷提高。“十二五”時期,全市光伏電站快速發(fā)展,但是受電力市場消納因素影響,光伏發(fā)電上網(wǎng)難,棄光限電問題十分嚴重,部分光伏發(fā)電企業(yè)的發(fā)電量僅達到裝機容量的15-20%,嚴重影響投資者的投資信心,制約了我市光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的建設進程。“十三五”以來,隨著新能源電力參與電力市場化交易份額逐年擴大,除基礎保障性收購電量外,企業(yè)將占總發(fā)電量70%左右的電量進行市場交易,電力消納水平明顯提高,截至2020年底,棄光限電率約降至4.8%左右,按照目前發(fā)展情況,這一指標有望于今年達到3%以內(nèi)。
(三)發(fā)展前景持續(xù)向好。嘉峪關市是重工業(yè)城市,也是嘉酒電網(wǎng)負荷中心,具備較強的新能源自我消納能力。2020年,全市工業(yè)用電量300億千瓦時。“十三五”時期,隨著我市建設兩條千億級產(chǎn)業(yè)鏈,實施一批重大產(chǎn)業(yè)鏈補鏈項目,對電力的需求日益增大。近年來,為解決棄光限電問題,我市采取多種措施,加快推進配套電網(wǎng)建設,建成了嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園110千伏配套送出工程,極大緩解了嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園電力送出壓力,圍繞構建煤炭—發(fā)電—冶金—精深加工—裝備制造千億級產(chǎn)業(yè)鏈,突出鋼、鋁、光電、煤電、民核、裝備制造、新型煤化工等主導產(chǎn)業(yè),建成投產(chǎn)了一批核心大項目,增強了本地新能源消納能力,為我市工業(yè)發(fā)展提供源源不斷的可再生綠色能源。
三、存在的主要問題
(一)電價補貼難以到位,光伏企業(yè)盈利空間十分有限。
在我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,由于政府對光伏發(fā)電企業(yè)的補貼機制,有效推動了光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。然而,近年來,隨著光伏市場規(guī)??焖贁U大和可再生能源附加征收不足,國家對新能源電力的補貼資金缺口越來越大。根據(jù)多數(shù)企業(yè)反映,目前國家電價補貼只結算到2018年。大量補貼款難以到位,增加了企業(yè)的資金成本,加上企業(yè)參與市場交易的電量多為讓利交易,利潤空間再次受到嚴重擠壓。此外,部分早期建設的電站設備老化,難以滿足電網(wǎng)運行現(xiàn)階段的要求,諸多的涉網(wǎng)改造項目使企業(yè)產(chǎn)生額外的運營成本,企業(yè)盈利能力嚴重不足。
(二)新建項目推進緩慢,影響全市光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展進程。
我市作為全省7個百萬千瓦級光伏發(fā)電基地之一,發(fā)展面臨地域資源、發(fā)展空間等評價制約,各領域開發(fā)利用太陽能程度不高,分布式光伏發(fā)電尚未全面推廣,太陽能光熱發(fā)電尚處空白。一方面,我市現(xiàn)有的3個在建光伏發(fā)電項目由于項目改動手續(xù)、土地及環(huán)評手續(xù)等尚在辦理之中影響建設進度,尚不確定投產(chǎn)時間,另有2個項目因指標過期和戰(zhàn)略投資方向變化等原因已停建,導致新建項目推進滯后。另一方面,由于嘉西光伏產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃用地區(qū)域內(nèi)大部分土地為國家公益林和水源地保護區(qū),剩余可利用土地較少導致新的光伏項目難以落地,制約了園區(qū)進一步規(guī)?;l(fā)展。
(三)政策機制不完善,新能源電力并網(wǎng)運行和消納仍存較多制約。
在我國現(xiàn)行的政策制度下,電力系統(tǒng)及電力市場機制不適應光伏發(fā)電發(fā)展,光伏發(fā)電與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電相比成本偏高,對國家補貼的依賴程度較高,且非技術成本有增加趨勢。傳統(tǒng)能源發(fā)電與光伏發(fā)電在爭奪電力市場方面矛盾突出,新能源就地消納和外送存在市場機制和電網(wǎng)運行管理方面的制約。
四、對策建議
(一)進一步推動優(yōu)化促進新能源電力消納的市場機制。打造傳統(tǒng)能源與新能源互濟、自供電與大電網(wǎng)供電并舉的能源綜合供應體系。通過擴大市場化交易規(guī)模,自備電廠的規(guī)?;娲l(fā)電等方式,促進電力作為生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置,推動新能源產(chǎn)業(yè)與先進高載能產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)園區(qū)聯(lián)動發(fā)展。挖掘高載能企業(yè)消納新能源的空間和潛力,兼顧自備電廠、電網(wǎng)企業(yè)、新能源發(fā)電企業(yè)各方利益,進一步推進新能源電力的消納。
(二)加快發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),建設以清潔能源綜合利用為主的產(chǎn)業(yè)集群。發(fā)揮太陽能資源豐富的優(yōu)勢,對接甘肅省河西走廊清潔能源綜合利用示范區(qū)建設,在利用既有輸變電設施就近發(fā)展光伏發(fā)電、就近接入消納的同時,擴大太陽能集中開發(fā)利用規(guī)模,強化新能源電力外送和就地消納轉(zhuǎn)化。以新能源產(chǎn)業(yè)為主導開展項目招引,打造新能源消納示范區(qū),推動清潔能源產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)建設,實現(xiàn)清潔能源產(chǎn)業(yè)與先進高載能產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展新優(yōu)勢。
(三)不斷優(yōu)化投資環(huán)境,完善項目準入退出機制。在項目引進過程中,嚴格準入審核,避免產(chǎn)能過剩,推動采用先進成熟的多晶硅制造技術、光電轉(zhuǎn)換效率高的企業(yè)入駐。加強項目推進力度,積極協(xié)調(diào)相關部門,解決項目建設中存在的困難問題,確保在建項目早日建成投產(chǎn)。積極做好土地清理、僵尸項目清理等工作,對批而不建、長期停工停產(chǎn)的企業(yè)及時回收相關指標和土地,用于引進新項目,不斷擴大產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模。