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“双碳”目标下民营电气企业进军光伏领域路径探讨论文

发布时间:2023-07-14 13:46:25 文章来源:SCI论文网 我要评论














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   摘 要:在国家力争实现“双碳”目标与构建新型电力系 统的背景下,光伏产业迎来了新的发展机遇。民营电气企 业作为有活力、创造力和竞争力的市场主体,可为国家实 现“双碳”目标提供重要支撑。本文通过分析光伏产业的 发展现状、发展趋势,提出了民营电气企业进军光伏领域 的五个发展路径,以期提供借鉴和参考。

  关键词:民营电气企业,光伏,双碳目标,路径

  一、引言

  “十三五”时期,我国民营企业发展显著,为 国家贡献了50%以上的税收、60%以上的国内生产总 值、70%以上的技术创新成果、80%以上的城镇劳动 就业和90%以上的企业数量。我国民营企业已经成为 市场主体的重要构成、解决社会就业的重要依托、科 技创新的重要主体、国家税收的重要来源、对外贸易 的重要力量,在经济社会发展中发挥着重要的作用。 根据《中国光伏产业清洁生产研究报告》,光伏发电 系统的能量回收周期仅为1 .3年, 即光伏发电系统在 其服役周期内几乎是零碳排放,对比化石能源具有 绝对优势。《“十四五”现代能源体系规划》中提 出,要推动我国电力系统向适应大规模高比例新能源 方向演进,预计到2050年,风电光电将占到电源容量 的83%。随着光伏产业链的日趋成熟,全球光伏产业 重心也进一步向中国转移,我国民营电气企业作为 电力行业富有活力、创造力和竞争力的市场主体, “十四五”时期将迎来更好的发展机遇。因此,民营 电气企业应抓住国家构建新型电力系统的机遇,在光 伏产业链中占据重要位置。

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  二、我国主要民营电气企业经营情况

  近年来,在可再生能源快速发展的局势下,我国 多个民营电气企业也随着行业的发展茁壮成长,涌现 出来正泰、隆基绿能和天合光能等一批知名企业,引 领着行业的发展方向。

  正泰集团股份有限公司成立于1984年,是全球知 名的智慧能源系统解决方案提供商聚焦绿色能源、智 能电气、智慧低碳核心业务,2022年营业收入1237亿元,连续二十余年上榜中国企业 500强。旗下正泰电 器为中国首家以低压电器为主营业务的A股上市公司。

  隆基绿能科技股份有限公司成立于2000年,作为 全球市值第一的光伏企业, 2021年, 隆基绿能实现 营业收入809.32亿元(数据来源:2021年年报),位 居《财富》中国500强第210位,《福布斯》全球企业 2000强第724位,2021胡润世界500强第195位。

  天合光能股份有限公司成立于1997年,业务覆盖 光伏组件的研发、生产和销售,电站及系统产品,光 伏发电及运维服务、智能微网及多能系统的开发和销 售以及能源云平台运营等。2022年4月27日,天合光能 组件累计出货量超过100吉瓦,相当于4.4个三峡水电站 的装机量,约等于在全球种了74亿棵树。

  三、我国光伏产业发展现状

  我国光伏产业已由10年前的原材料、设备、市场 “三头在外”,跃升至现在的“多项第一”。在光伏 产业制造端,主要环节产量在全球占比均超过 2/3. 产值突破 7500亿元,其中,多晶硅、组件产量连续 多年居全球第一;在光伏产业应用端,累计装机量从 2012 年底的6.5吉瓦(GW)迅猛增至2022年底的393吉 瓦(GW) ,再创历史新高。根据国际能源署(IEA) 2022年7月发布的《关于太阳能光伏全球供应链的特别 报告》,太阳能电池板的全球制造力已转移到中国, 中国在太阳能电池板所有关键制造环节的份额占比超 过80%,未来几年这一比例会超过95%。

  2022年,全年可再生能源新增装机1.52亿千瓦, 占全国新增发电装机的76.2%,已成为我国电力新增 装机的主体,其中太阳能发电新增8741万千瓦。2022 年我国风电、光伏发电量突破1万亿千瓦时,达到1. 19 万亿千瓦时,较2021年增加2073亿千瓦时,同比增 长21%,占全社会用电量的13.8%,同比提高2个百分 点,接近全国城乡居民生活用电量。分布式发展成为 光伏发展主要方式,2022年分布式光伏新增装机5111 万千瓦,占当年光伏新增装机58%以上。

  四、光伏产业发展趋势分析

  近五年来,全球新增发电量约60%来自可再生 能源。包括美国和中国在内的130多个国家和地区提 出了碳中和目标,绿色产业已成为重要投资领域, 清洁低碳能源发展迎来新机遇。我国可再生能源在“十四五”时期进入高质量发展的新阶段,发电装机 占比将加快提升、在电力消费中的占比将加快提升, 为我国如期实现碳达峰、碳中和目标提供主力支撑。 光伏发电产业将有以下六个发展趋势。

  1 .作为重要的非化石能源,光伏产业将长期向 好。到2030年,我国非化石能源占一次能源消费比重 将达到25%左右,新能源装机将达到12亿千瓦以上。 预计2025年、2030年、2035年我国电源装机容量分别 为30.0亿千瓦、37.0亿千瓦、50.4亿千瓦,非化石能源 发电装机占比分别为51%、57%、67%,太阳能发电装 机分别达到5.5亿千瓦、7.8亿千瓦、15.0亿千瓦,太阳 能发电的成本将持续下降。

  2. 国家将重点建设大型风电光伏基地项目,以沙 漠、戈壁、荒漠地区为项目的重要建设基地。以“胡 焕庸线”为近似分界线,我国中东部地区能源消费量 占全国比重超过70%,能源生产量占比不足30%;重要 的能源基地主要分布在西部地区,长期以来已形成西 电东送能源流向格局。下一步,国家将加快西部清洁 能源基地建设,重点建设“风光水(储)”“风光火 (储)”等多能互补的清洁能源基地。2021年底,国 家发改委、国家能源局发布了第一批大型风电光伏基 地建设项目清单,涉及内蒙古、青海、甘肃等多个省 份建设规模总计97.05吉瓦;2022年7月,国家能源局印 发了第二批基地项目清单,重点在内蒙古、宁夏、新 疆等地区建设,总规模超过450吉瓦。目前第一批大基 地项目已全面开工,部分已建成投产。第二批风电光 伏大基地项目正在陆续开工,第三批大基地项目已形 成项目清单。

  3.负荷中心及周边地区分布式光伏项目建设将加 速推进。由于分布式光伏具有项目污染少、环境效益 突出、靠近负荷中心、节约土地资源与开发成本等优 势,国家将着重提升中东部地区能源清洁低碳发展水 平,推动能源“从身边来”与“从远方来”并重,提 升本地能源自给能力,推动农光互补、渔光互补等分 布式光伏建设。2022年上半年,光伏产业实现分布式 与集中式并举。特别是分布式光伏发展强劲,成为装 机规模增长的重要力量。预计“十四五”时期国内分 布式光伏装机占比将会逐步提高。

  4. “智能光伏”将是重要的技术创新方向。多能 互补清洁能源基地、源网荷储一体化项目、综合能源 服务等新模式新业态近年来快速发展,在电站的运行 维护上也出现了维护巡检成本高、检查周期长、作业 强度大等一系列问题,电力设备状态检修、厂站智能 运行、作业机器人替代、大数据辅助决策等技术随之发展,加快“智能光伏”在行业中的推广和应用,标准 化、科技化、智能化的“三化”运维管理模式将是未来 光伏电站运行维护的发展方向。推进光伏电站尤其是西 部偏远地区光伏电站的无人值班少人值守,开展新一代 调度自动化系统示范,将是重要的技术创新方向。

  5.光伏建筑一体化应用更注重前期设计优化。建 筑领域是实施节能降碳的重点行业领域之一。光伏建 筑一体化(BIPV)既满足发电功能,又兼顾建筑的 基本功能及美学要求,目前已得到广泛应用,多应用 于已建成建筑中。在未来,需在建筑设计阶段就将光 伏设计进去,解决立面光伏一体化的美观与适用性问 题,并将各个专业打通,如建筑、能源、控制、电气 等,对设计能力提出了更高要求。优化与推广光伏建 筑一体化技术的设计应用,将是光伏建筑一体化发展 的重要方向。

  6 . 光伏组件回收处理会是发展过程中的重大难 题。光伏产业迅速发展的同时,也面临着大量废弃 光伏组件如何处理的问题。国际可再生能源署数据显 示,建成1兆瓦的光伏电站需要约212吨材料,其中玻 璃70吨、钢材56吨、铝19吨、硅7吨、铜7吨、塑料6 吨、混凝土47吨。这意味着我国光伏产业仅按2021年 新增装机54.9 吉瓦的速度测算,20年后的废弃物就将 达到上千万吨,其中废弃光伏组件占比高达近40%, 随着光伏电站运行逐渐到达设计寿命,废弃光伏组件 的处理、回收和再利用成为迫在眉睫、亟待解决的问 题。目前我国既未出台光伏组件回收处理的政策法 规,相关标准体系也不完善,仅有2个国家标准和1个 行业标准。光伏电站的设计使用寿命是25年,21世纪 初我国开始大力兴建光伏电站,到“十四五”末期已 有一些电站将达到设计寿命,废弃光伏组件回收处置将是重大难题。

  五、民营电气企业进军光伏领域的实施路径

  1.紧跟国家趋势,抓住光伏配件市场。以沙漠、 戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目建 设,黄河上游、新疆、冀北等多能互补清洁能源基地 建设将在“十四五”期间有大的建设进展,因光伏组 件市场需要多年的技术研发与大量资本投入,国内 已被隆基绿能、天合光能、晶澳太阳能等抢占主要市 场,规模较小的民营电气企业可抓住市场相对较小的 光伏配件市场。在光伏建筑一体化建设、“光伏+农 业”“光伏+渔业”“光伏+交通”等需要特色化定制 新模式、新业态项目中,与民营企业相比,央企普遍 存在“专业有余,服务不足”的情况,民企电气企业 可发挥自己响应速度快、可量身定制方案等优势,抢占光伏系统配件市场。

  2.开展技术研发,在智能光伏产业中占据先机。 2021年12月,多部委联合印发的《智能光伏产业创 新发展行动计划(2021-2025年)》(工信部联电子 (2021)226号)进一步指导行业智能升级,要求根 据最新发展技术和应用水平更新推动智能光伏工厂建 设、智能制造技术装备突破、智能光伏产品供给、智 能光伏系统建设运行维护、智能光伏产业发展环境促 进产业智能升级的内容,可见国家对智能光伏产业的 重视,建议民营电气企业可联合相关科研院所、芯片 制造企业,积极开展技术研发,重点在智能光伏产品 供给、智能光伏系统建设运维中占据先机。

  3 . 发挥自身优势,开拓综合能源服务领域新天地。目前,我国多个省市正在探索智慧能源新模式新 业态,智慧城市、智慧园区、美丽乡村等智慧用能示 范已在多地开花。以安徽小岗村美丽乡村综合智慧能 源项目为例,该项目构建包含25兆瓦光伏发电、450 千瓦地源热泵、秸秆生物质综合利用在内的生态友好型多能供应系统,同步建设光伏车棚、充电桩、智慧 路灯等智慧能源设施。项目创新实施楼宇能源网、管理网、服务网“三网融合”,促进楼内节能减排和资 产、办公、运维管理提质增效,通过智慧能源管控可 以实现年节约电量60万千瓦时,减少二氧化碳排放729 吨。未来,智慧能源的设计理念将在多个城市、园区 付诸实践,民营电气企业可发挥自身嗅觉灵敏的优 势,积极开展相关能源配套设施的研发,开拓智慧能 源市场。

  4 . 抓住产业特色,找准光伏建筑一体化的切入 点。利用光伏发电提升建筑发电能力,是建筑领域助 力国家实现“双碳”目标的重要途径。在国家和地方 鼓励与指导政策频出的背景下,光伏建筑一体化应用 (BIPV)有望迎来更广阔的发展空间,民营电气企业 应找好切入点,可以积极参与到光伏建筑一体化建设 规范和标准的制定中,在规范和标准的制定中取得一 定话语权。光伏建筑一体化不仅是建筑,还是一个发 电系统,前期的设计尤为重要,需要将建筑与发电系 统巧妙融合,民营电气企业可以努力提高自身的技术 能力,在前期设计时切入,为客户提供“定制化”的 服务,满足不同场景、不同类型需求的建筑结构,同 时将信息化与智能化技术融入设计中,高质量推动光 伏建筑一体化规模化应用产业的发展。

  5.开展联合创新,研究光伏组件回收处理技术。 光伏组件回收处理面临着很多实际问题,例如因组件密封非常严实,拆解的工作量极大。由于电站建设时 为保证组件的牢固,还会增加加固措施,建在屋顶和 鱼塘上的分布式光伏支架会更重,后期的拆解和搬运 会更加困难,甚至远超安装的难度。回收处理的经济 效益较低,成本高,拆解、处置、运输的成本高,回 收的废弃物收益不稳定,且回收时如用化学拆解法的 话存在废液难处理和污染环境等问题。组件回收是 光伏绿色产业链的“最后一公里”,民营电气企业可 联合科研院所,探索切实可行的光伏回收产业商业模 式,共建退役光伏组件回收的健康市场。

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  六、结语

  我国可再生能源发展为全球减排作出了积极贡 献,2022年我国可再生能源发电量相当于减少国内二 氧化碳排放约22.6亿吨,出口的风电光伏产品为其他 国家减排二氧化碳约5.73亿吨,合计减排28.3亿吨, 约占全球同期可再生能源折算碳减排量的41%。与西 方发达国家相比,我国从碳达峰到碳中和的时间窗口 偏紧,大力发展光伏产业可有效助推“双碳”目标的 实现。民营电气企业可充分发挥自身优势,积极进军 光伏配件、智能光伏、综合能源服务、光伏建筑一体 化、光伏组件回收等领域。同时,民营电气企业也要 努力补齐短板,积极开展技术研发与创新,构建技术 “护城河”,在智能光伏、综合能源服务、光伏建筑 一体化设计等具有高附加值的领域中开拓进取,努力 赢得市场竞争的优势地位。

  参考文献

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