加快發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源是我國構建清潔低碳、安全高效能源體系的重大舉措。近年來(lái)，我國不斷推進(jìn)落實(shí)“雙碳”目標，光伏發(fā)電等可再生能源處于大有可為的戰略機遇期?！笆奈濉币巹澓?035年遠景目標綱要提出，大力提升光伏發(fā)電規模。本期特邀專(zhuān)家圍繞相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研討。
光伏裝機連續8年世界第一
近年來(lái)，我國太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用進(jìn)展如何？光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展得益于哪些因素？
趙勇強（中國宏觀(guān)經(jīng)濟研究院能源研究所可再生能源中心主任）：太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本低、資源分布廣泛、應用場(chǎng)景豐富，國際可再生能源署預測，在全球2050年實(shí)現凈零碳排放的情景下，全球光伏裝機需達182億千瓦。
我國未來(lái)能源發(fā)展情景的初步研究顯示，為實(shí)現2030年前碳達峰和2060年前碳中和，光伏裝機屆時(shí)需分別達約10億千瓦以上和40億千瓦左右。加快發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)將成為我國建設清潔低碳、安全高效能源體系，參與全球能源產(chǎn)業(yè)和綠色經(jīng)濟競爭合作的重要方向和長(cháng)期任務(wù)。
“十四五”以來(lái)，在我國碳達峰碳中和目標和全球光伏市場(chǎng)爆發(fā)式增長(cháng)的驅動(dòng)下，以光伏發(fā)電為代表的新能源已進(jìn)入大規模、市場(chǎng)化、高質(zhì)量發(fā)展階段。
一是裝機規模持續快速增長(cháng)。今年上半年，我國光伏新增并網(wǎng)7842萬(wàn)千瓦，截至6月底光伏累計裝機4.7億千瓦，成為裝機規模第二大電源，僅次于煤電，光伏發(fā)電裝機連續8年居世界第一。二是發(fā)電量不斷增加，消納利用總體保持較高水平。今年上半年全國光伏發(fā)電量2663億千瓦時(shí)，同比增長(cháng)30%。全國光伏發(fā)電利用率98.2%。三是分布式光伏加速發(fā)展。2022年分布式光伏新增裝機同比增長(cháng)75%，今年上半年新增分布式光伏裝機4096萬(wàn)千瓦，同比增長(cháng)108%，截至6月底累計裝機1.98億千瓦。四是技術(shù)水平不斷進(jìn)步。企業(yè)成為光伏行業(yè)技術(shù)創(chuàng )新的重要主體，我國光伏企業(yè)在全球率先推動(dòng)金剛線(xiàn)、異質(zhì)結電池等先進(jìn)技術(shù)的規?；瘧?，超前布局產(chǎn)業(yè)化顆粒硅材料、鈣鈦礦電池等前沿技術(shù)，不斷鞏固全球領(lǐng)先地位。其中，硅異質(zhì)結電池轉換效率刷新世界紀錄，鈣鈦礦等新型光伏電池加速商業(yè)化進(jìn)程。五是光伏產(chǎn)業(yè)各環(huán)節快速擴產(chǎn)升級，光伏組件價(jià)格下探歷史新低，產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈保障能力和全球競爭力顯著(zhù)增強。六是光伏產(chǎn)品出口增長(cháng)明顯。2022年我國光伏產(chǎn)品出口總額超512億美元，同比增長(cháng)超80%。
光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大得益于有力的政策扶持、全面的市場(chǎng)競爭和全鏈條的技術(shù)創(chuàng )新。早在本世紀初，我國啟動(dòng)實(shí)施送電到鄉項目，大力支持光伏電站和戶(hù)用光伏系統，解決偏遠地區無(wú)電人口用電問(wèn)題，并培育了首批國內光伏設備制造和工程企業(yè)。2005年通過(guò)可再生能源法，在總量目標、分類(lèi)電價(jià)、費用分攤等方面提供了有力的政策扶持。此外，通過(guò)推行大型光伏電站特許權招標、實(shí)施光伏發(fā)電“領(lǐng)跑者”計劃等，以市場(chǎng)競爭的方式推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)全鏈條技術(shù)創(chuàng )新和成本快速下降，助力光伏電站在“十三五”末實(shí)現平價(jià)上網(wǎng)，擺脫補貼依賴(lài)。近年來(lái)，我國還加快發(fā)展城鄉屋頂光伏和各類(lèi)“光伏+”模式，推進(jìn)建設沙漠戈壁荒漠風(fēng)光大基地、主要流域水風(fēng)光一體化基地，創(chuàng )新各類(lèi)光伏利用場(chǎng)景，推動(dòng)光伏走向全面普及發(fā)展的階段。
光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展也離不開(kāi)全球市場(chǎng)和資源，獲益于廣泛深入的國際合作。近20年來(lái)，我國堅持市場(chǎng)化、國際化方向，充分發(fā)揮新能源產(chǎn)業(yè)鏈全、市場(chǎng)規模大、技術(shù)轉化快等優(yōu)勢，通過(guò)市場(chǎng)化機制不斷吸引人才、技術(shù)和創(chuàng )新要素聚集，利用全球人才、市場(chǎng)資源打造光伏產(chǎn)業(yè)鏈。目前，我國光伏產(chǎn)業(yè)已邁入創(chuàng )新驅動(dòng)的高質(zhì)量發(fā)展階段，創(chuàng )新成為發(fā)展第一動(dòng)力，產(chǎn)業(yè)競爭力不斷增強。
在光伏發(fā)電等可再生能源領(lǐng)域，未來(lái)應繼續發(fā)揮好新能源產(chǎn)業(yè)鏈全、超大市場(chǎng)規模等優(yōu)勢，推進(jìn)電力系統新能源占比不斷增加，構建以綠色低碳可再生能源為主的新型能源體系。
“光伏+”模式助力碳達峰碳中和
目前，我國光伏產(chǎn)業(yè)已形成哪些發(fā)展模式？
呂小軍（華北電力大學(xué)新能源學(xué)院教授）：光伏發(fā)電等可再生能源快速發(fā)展為“雙碳”目標的實(shí)現作出積極貢獻。目前，我國光伏電站主要分為分布式光伏電站和集中式光伏電站。數據顯示，截至2023年6月底，全國光伏發(fā)電裝機容量達4.7億千瓦，其中集中式光伏2.72億千瓦，分布式光伏1.98億千瓦。
分布式光伏電站通常安裝在屋頂或墻面，可給附近用戶(hù)供電，能降低輸電損耗、提高能源利用效率，一般采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的配電方式，投資相對較少、建設周期也較短。2021年全國分布式光伏電站新增裝機2928萬(wàn)千瓦，占全部新增光伏裝機的比重首次突破50%，集中式與分布式并舉的發(fā)展格局基本形成。2022年分布式光伏新增裝機5111萬(wàn)千瓦，占當年光伏新增裝機的58%以上。
集中式光伏電站規模較大，主要應用于荒漠、山區等空曠地帶，可實(shí)現遠距離供電，其優(yōu)勢在于規模效益，方便集中管理，容易實(shí)現擴容。數據顯示，2023年上半年，集中式光伏新增裝機3746萬(wàn)千瓦，同比增長(cháng)234%。
無(wú)論是分布式光伏電站還是集中式光伏電站，發(fā)展勢頭都十分迅猛，已形成“光伏+建筑”“光伏+制氫”“光伏+儲能”“光伏+新能源汽車(chē)”等應用模式。
“光伏+建筑”是實(shí)現建筑綠色發(fā)展的有效途徑，相較于直接把光伏發(fā)電系統安裝在現有建筑上，光伏建筑一體化注重光伏發(fā)電組件與建筑的統一和融合，發(fā)電組件既具有發(fā)電功能，也是建筑材料的一部分?！?030年前碳達峰行動(dòng)方案》提出，推廣光伏發(fā)電與建筑一體化應用。建設集光伏發(fā)電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑。到2025年，城鎮建筑可再生能源替代率達到8%，新建公共機構建筑、新建廠(chǎng)房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。2023年4月，青海省首例多功能光伏建筑一體化項目成功并網(wǎng)發(fā)電，包含100千瓦多功能光伏幕墻、157.76千瓦常規組件光伏幕墻等，總計可年發(fā)綠電540萬(wàn)千瓦時(shí)，減少二氧化碳排放5388噸。
氫能是綠色低碳、應用廣泛的二次能源，光伏制氫是先利用光伏發(fā)電將光能轉化為電能，然后利用電能將水電解得到氫氣和氧氣，制造過(guò)程整體對環(huán)境友好，還可平抑光伏發(fā)電的不穩定性?！稓淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃（2021—2035年）》中提出，構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，嚴格控制化石能源制氫?？稍偕茉粗茪淝熬皬V闊，光伏頭部企業(yè)紛紛布局發(fā)展光伏制氫。2023年6月新疆庫車(chē)綠氫示范項目順利產(chǎn)氫，項目貫穿光伏發(fā)電、綠電制氫等流程，制氫規模每年約2萬(wàn)噸。
“光伏+儲能”“光伏+新能源汽車(chē)”等模式也不斷得到應用。光儲一體化通過(guò)儲存光伏發(fā)電后的清潔電能，能減少棄光比例，達到“1+1>2”的效果?！缎履茉雌?chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2021—2035年）》提出，促進(jìn)新能源汽車(chē)與可再生能源高效協(xié)同。鼓勵“光儲充放”（分布式光伏發(fā)電—儲能系統—充放電）多功能綜合一體站建設。海南省瓊海市博鰲鎮建設光儲充電汽車(chē)智能充電站，設置8個(gè)充電車(chē)位，采用“數字化+智能化”方式運營(yíng)，整合棚頂光伏發(fā)電、儲能系統儲電、充電樁用電多項技術(shù)。江西省九江市柴桑區首個(gè)“零碳社區”在沙河街道公園社區建成，該項目包括光伏長(cháng)廊、光伏椅、“光儲充”一體化停車(chē)場(chǎng)等。
“雙碳”目標的提出促使我國能源結構加速向清潔低碳化轉型，推動(dòng)我國光伏產(chǎn)業(yè)邁入新起點(diǎn)、新階段。當前已形成的多種“光伏+”模式，有效助力我國實(shí)現“雙碳”目標和光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
智能光伏示范效應顯現
在智能化發(fā)展方面，光伏產(chǎn)業(yè)取得怎樣的進(jìn)展？
趙衛東（工信部賽迪研究院節能與環(huán)保研究所所長(cháng)）：光伏產(chǎn)業(yè)是基于新能源需求而興起的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，是助力實(shí)現碳達峰碳中和目標的重要領(lǐng)域。為全面提升發(fā)展質(zhì)量和效率，我國不斷推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)智能化、綠色化發(fā)展。2018年以來(lái)，工信部等部門(mén)先后發(fā)布了《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計劃（2018—2020年）》《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)計劃（2021—2025年）》等政策文件并組織開(kāi)展智能光伏試點(diǎn)示范工作。
在政策的指引下，光伏產(chǎn)業(yè)加快提升高端制造、智能制造、綠色制造水平，積極運用5G通信、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，探索智能制造、智能應用、智能運維、智能調度等新模式，降低能源資源消耗與碳排放，推動(dòng)我國光伏產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端。通過(guò)系統設計、科學(xué)布局、試點(diǎn)先行、量質(zhì)并舉，我國光伏產(chǎn)業(yè)智能化、綠色化發(fā)展水平顯著(zhù)提升。
目前，智能光伏示范引領(lǐng)成效顯現。新一代信息技術(shù)與光伏產(chǎn)業(yè)加快融合創(chuàng )新，三批智能光伏試點(diǎn)示范企業(yè)總數達80家，涵蓋光伏產(chǎn)業(yè)鏈的各主要環(huán)節；試點(diǎn)示范項目93個(gè)，涉及光伏發(fā)電、光儲融合、光伏建筑、光伏農業(yè)、光伏交通等應用領(lǐng)域。光伏產(chǎn)業(yè)智能制造、智能運維、智能調度、光儲融合等水平有效提升。
智能化生產(chǎn)裝備、信息化管理系統和數字化輔助工具等信息技術(shù)已在光伏龍頭企業(yè)中得到普及，通過(guò)動(dòng)態(tài)調配資源、精準控制工藝過(guò)程、智能加工與裝配、人機協(xié)同作業(yè)與精益生產(chǎn)管理，企業(yè)實(shí)現了生產(chǎn)設計數字便捷化、生產(chǎn)數據在線(xiàn)集成化、生產(chǎn)管控透明精細化、生產(chǎn)預警自動(dòng)智能化。同時(shí)，光伏企業(yè)積極應用5G通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能算法等信息技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品設計、工藝研發(fā)等，優(yōu)化資源使用，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈綠色低碳發(fā)展。
與新一代信息技術(shù)融合發(fā)展，光伏產(chǎn)業(yè)著(zhù)力提質(zhì)增效，產(chǎn)業(yè)規模保持快速增長(cháng)。2023年上半年，根據光伏行業(yè)規范公告企業(yè)信息和行業(yè)協(xié)會(huì )測算，全國多晶硅、硅片、電池、組件產(chǎn)量再創(chuàng )新高，同比增長(cháng)均超65%。技術(shù)創(chuàng )新水平加快提升。高效晶體硅電池、鈣鈦礦電池、異質(zhì)結技術(shù)不斷創(chuàng )新，轉換效率多次刷新世界紀錄。鈣鈦礦及疊層電池等新技術(shù)新產(chǎn)品不斷推進(jìn)商業(yè)化進(jìn)程。
我國光伏產(chǎn)業(yè)智能化、綠色化發(fā)展形勢向好，但也面臨挑戰。技術(shù)端仍存在“卡脖子”問(wèn)題。光伏發(fā)電的間歇性、不穩定性與電網(wǎng)的匹配度有待提高，大規模光伏電站的檢測維修也對運營(yíng)成本帶來(lái)挑戰，亟需技術(shù)突破。部分生產(chǎn)環(huán)節或部分企業(yè)組織架構尚無(wú)法適應數字化運行方式。光伏產(chǎn)業(yè)的智能化，不僅是對工藝工序生產(chǎn)環(huán)節進(jìn)行智能化數字化轉型，更是對企業(yè)組織架構的重新定義。目前，光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節自動(dòng)化、智能化水平不一；部分光伏企業(yè)的數據管理與應用能力較弱，無(wú)法調動(dòng)全流程智能化協(xié)同發(fā)展，導致數據價(jià)值難以實(shí)現最大化。國際綠色貿易壁壘的增加，也進(jìn)一步提高了我國光伏企業(yè)綠色化發(fā)展門(mén)檻，對我國光伏產(chǎn)業(yè)綠色化發(fā)展提出了更高要求。
面對挑戰，光伏產(chǎn)業(yè)需從以下方面著(zhù)力提升。一是加快產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新。推動(dòng)智能光伏關(guān)鍵原輔料、設備、零部件等技術(shù)升級，開(kāi)展智能光伏與建筑節能、交通運輸、綠色農業(yè)等領(lǐng)域相結合的交叉技術(shù)研究。二是提升智能制造水平，加強應用端智能化管理。進(jìn)一步提升硅片等環(huán)節的智能制造水平，推動(dòng)光伏企業(yè)實(shí)現全流程智能化管理運營(yíng)。強化光伏電站的智能運維與并網(wǎng)消納能力，推動(dòng)光伏電站實(shí)現全鏈條可視、可管、可控。三是深化全鏈條綠色發(fā)展。開(kāi)發(fā)低碳材料、工藝、裝備，積極利用可再生能源生產(chǎn)，促進(jìn)行業(yè)低碳轉型。研究開(kāi)發(fā)退役光伏組件資源化利用的技術(shù)，建設智能光伏組件回收相關(guān)平臺，推動(dòng)廢舊光伏組件回收利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應用。
農村分布式光伏大有可為
在農業(yè)農村領(lǐng)域，光伏發(fā)展現狀如何？
韓雪（國務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所副研究員）：分布式光伏應用是推動(dòng)我國農村地區提高能源可及性、豐富發(fā)展農村經(jīng)濟、實(shí)現能源清潔利用的一項重要舉措。在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，國家就通過(guò)送電到鄉、金太陽(yáng)示范工程為農牧民提供電力，大幅提高了邊遠地區的電力可及性?！笆濉睍r(shí)期，光伏扶貧電站累計裝機2636萬(wàn)千瓦，惠及415萬(wàn)貧困戶(hù)，每年可產(chǎn)生發(fā)電收益約180億元。
分布式光伏應用成為鞏固拓展脫貧攻堅成果、促進(jìn)鄉村振興的重要內容?！丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規劃》提出，實(shí)施“千家萬(wàn)戶(hù)沐光行動(dòng)”，規范有序推進(jìn)整縣（區）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)，建設光伏新村?！掇r村能源革命試點(diǎn)縣建設方案》提出，在保護生態(tài)的基礎上，結合屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)工作推進(jìn)光伏發(fā)電建設。2021年至2022年，在“整縣推進(jìn)”模式的帶動(dòng)下，農村地區屋頂分布式光伏應用快速推開(kāi)，連續兩年戶(hù)用光伏新增裝機達2000萬(wàn)千瓦以上，發(fā)展規模超過(guò)了工商業(yè)分布式光伏。
與其他能源形式相比，光伏發(fā)電對項目業(yè)主的門(mén)檻要求低，加之單位面積可生產(chǎn)的能量密度較低，更適宜在土地資源相對寬?；蚩删C合利用的場(chǎng)景開(kāi)發(fā)。村集體或農戶(hù)個(gè)人都可利用建筑屋頂、院落空地、田間地頭、設施農業(yè)、集體閑置土地開(kāi)發(fā)光伏發(fā)電項目，并獲得相對長(cháng)期穩定的收入。
盡管農村地區屋頂資源豐富，但較為零散，難以實(shí)現規?；_(kāi)發(fā)，建設、運維和消納等環(huán)節也缺乏統籌。對此，一些地區結合技術(shù)手段創(chuàng )新思路取得了較好效果。浙江省寧波市李岙村等地在推進(jìn)整村拆改建時(shí)統一規劃建設了帶有高標準屋頂光伏的建筑，并通過(guò)免費電量、收入分紅等方式調動(dòng)了村民參與積極性。
此外，各地結合實(shí)際，開(kāi)創(chuàng )了光伏綜合利用的新業(yè)態(tài)?！肮夥?特色種植”通過(guò)將農作物的光照和溫度需求融入光伏板架設計，按照“板上發(fā)電、板下種植、農光互補”的理念，貴州的“光伏板藍根”、福建的“光伏菇”、江蘇的“光伏牡丹”等各種綠色經(jīng)濟新模式不斷涌現。光伏牛棚、光伏小龍蝦等光伏與牧漁業(yè)結合的業(yè)態(tài)也很普遍。光伏發(fā)電項目不僅增加了當地農民的就業(yè)和收入，更通過(guò)對農業(yè)設施的智能化提升將降溫、噴淋、避補光、排澇等功能結合在一起，促進(jìn)了農作物的增產(chǎn)，實(shí)現了集約用地、綠色低碳發(fā)展和鄉村振興效果的最大化。
為破解農戶(hù)參與光伏項目的資金難題，許多商業(yè)開(kāi)發(fā)模式應運而生，由專(zhuān)業(yè)化的光伏發(fā)電項目業(yè)主開(kāi)展項目投資和運營(yíng)，農戶(hù)則通過(guò)提供屋頂資源以及設備日常維護獲得收益，最常見(jiàn)的方式為“屋頂租賃模式”。河南省提出“1+1+X”模式來(lái)推進(jìn)農村地區屋頂分布式光伏建設，通過(guò)一家大型能源企業(yè)牽頭、一家金融機構統籌提供綠色信貸支持、多家屬地企業(yè)參與的方式進(jìn)行合作。專(zhuān)業(yè)性的技術(shù)服務(wù)和金融服務(wù)可以有效激發(fā)農戶(hù)參與積極性，屬地企業(yè)也可幫助大型能源企業(yè)更高效地對接本地土地和屋頂資源。
推動(dòng)分布式光伏在農業(yè)農村領(lǐng)域的應用，還需進(jìn)一步創(chuàng )新發(fā)展模式，提高土地資源、資金和能源的利用效率，為實(shí)現“雙碳”目標和鄉村振興提供更有力支撐。
一是強化頂層設計，梳理總結已有經(jīng)驗，提出適應農村各類(lèi)業(yè)態(tài)的更精細化的開(kāi)發(fā)和技術(shù)指引，引導光伏開(kāi)發(fā)因地制宜、因業(yè)制宜，充分利用資源。二是充分發(fā)揮基層政府的作用，通過(guò)入股分紅、提供工作崗位等方式調動(dòng)農民參與積極性。三是提高農村地區分布式光伏的電網(wǎng)消納能力，把握發(fā)展節奏，實(shí)現分布式光伏開(kāi)發(fā)計劃與電網(wǎng)建設規劃的滾動(dòng)優(yōu)化，通過(guò)推廣發(fā)用電凈計量法，用光伏發(fā)電量直接抵扣農戶(hù)家庭的用電量，鼓勵發(fā)用電量的實(shí)時(shí)匹配，提高本地對光伏波動(dòng)性的消納能力。四是進(jìn)一步規范市場(chǎng)運行，強化對設備質(zhì)量、運維市場(chǎng)、金融服務(wù)等環(huán)節的監管，提升農民對光伏的使用體驗，創(chuàng )新融資模式、引入保險服務(wù)，提高項目開(kāi)發(fā)運營(yíng)中的風(fēng)險管控能力。
來(lái)源：經(jīng)濟日報