太陽能光伏的未來趨勢、難題及解決方案

全國能源信息平台 發佈 2020-01-16T16:14:53+00:00

報告基於國際可再生能源署氣候彈性路徑,總結了太陽能光伏發電在全球能源系統轉型中的重要性,具體表明未來需要加大太陽能光伏發電的部署,以在未來的三十年內實現巴黎氣候目標。

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北極星太陽能光伏網訊:導讀:國際可再生能源署(IRENA)發布了《太陽能光伏未來展望》報告。報告基於國際可再生能源署氣候彈性路徑(REmap Case),總結了太陽能光伏(PV)發電在全球能源系統轉型中的重要性,具體表明未來需要加大太陽能光伏發電的部署,以在未來的三十年內實現巴黎氣候目標。本文將對報告主要結論進行簡要介紹。

(來源:微信公眾號「直流建築聯盟」ID:DC_building)

《全球能源轉型:2050年路線圖》報告中指出,可再生能源、深層電氣化以及能效提升三者是能源轉型的重要方向,而可再生能源逐漸成為全球能源轉型的核心。在所有低碳技術選擇中,僅加速部署太陽能光伏就能夠在2050年顯著減少490億噸二氧化碳(CO2)的排放,這一數值占能源部門減排潛力總量的21%。實現巴黎目標需要一系列在不同領域技術的明顯加速。到預計2050年,太陽能光伏發電將成為僅次於風能的第二大發電來源,引領全球電力行業的轉型。

1.光伏發電裝機市場發展勢頭良好

圖1 按照REmap路徑的光伏發展前景預計(全球發電量占比;總裝機容量以及年部署情況)

圖2 光伏發電新增裝機量趨勢圖

就裝機現狀而言,2018年,全球光伏發電累計裝機容量已經超過480GW,全年新增裝機容量達到最高,超過94GW。按照光伏技術發展與全球能源戰略轉型發展預計,2030年全球光伏裝機量將達到2.48TW,全年新增裝機容量將達到270GW,光伏發電在總發電量中的占比達到13%。2050年全球光伏裝機量將達到8.5TW,全年新增裝機容量將達到372GW,光伏發電在總發電量中的占比達到25%。

圖3 未來至2050年全球光伏發電裝機量增長的地區分布概況

圖4 全球太陽能光伏項目投資地區分布概況

就地區而言,未來亞洲地區國家依舊主導著太陽能光伏市場,其次是美國和歐洲。此外,新興市場將不斷湧現,「一帶一路」沿線國家將成為熱門,南美、中東等地區的國家可能成為未來市場增量的主要來源。目前,光伏發電已經成為澳大利亞、智利、埃及、法國、南非、西班牙、阿聯等國家最具競爭力的產品之一。

2.光伏成本將持續下降

圖5 光伏成本與投資情況(裝機成本;產電成本;年均總投資以及新增就業崗位)

圖6 2010-2018太陽能項目開發成本變化趨勢

據IRENA預測,太陽能項目開發成本(每千瓦裝機成本)將從2018年的1210美元降至2030年的340-834美元(降幅約31%~72%),到2050年將下降至165-481美元(降幅約60%~86%)。期間,全球範圍內的中標電價也將快速下降。

圖 7 各國光伏裝機成本變化趨勢,可以看出2018年各國的裝機成本基本降至同一水平

圖8 太陽能度電成本(LCOE)下降趨勢

太陽能度電成本將從2018年0.085美元/kWh降至2030年的0.02-0.08美元/kWh,到2050年將下降至0.01-0.05美元/kWh。分布式光伏的發電成本間逐漸接近甚至低於零售電價,分布式光伏的經濟性對個人投資者的吸引力與日俱增。2018年,光伏產業投資額約為1140億美元,到2050年,光伏投資將上升至每年1,920億美元(增幅約68%),擴大太陽能光伏能源投資對於未來十年的光伏裝機增長至關重要。

3.光伏發電技術發展與攻關難點

在過去的幾十年里,太陽能光伏在效率和發電量方面有了很大的提高。2018年,多晶光伏效率達到17%,單晶光伏效率達到18%。這一增長趨勢預計將持續到2030年。然而,隨著全球光伏市場的增長,防止面板退化以及管理大量已退役光伏面板的必要性也隨著循環經濟的實踐而開展。這包括減少材料使用和組件降解的創新與替代方法,以及在其使用壽命結束時重複使用技術和增加光伏面板的回收。技術解決方案和對光伏發展支持的市場環境是為未來太陽能光伏併網占比持續提高做準備的基礎。為了有效管理大規模間歇性可再生能源,必須利用能源系統所有部門的靈活性。這包括從發電到輸配電系統、儲存(電力和熱能),以及能量需求靈活性的逐步提高(需求側管理和部門耦合)。

4.未來光伏發展的政策支持

多種跡象表明,能源轉型可以帶來巨大的社會經濟效益。到2050年,太陽能行業將雇用1800多萬人(其中1400萬人將受僱於太陽能光伏),比2018年的440萬個工作崗位(太陽能光伏360萬)高出四倍。然而,為了最大限度地實現能源轉型的成果,一個全面的政策框架顯得尤為必要。部署策略需要與併網和扶持策略進行協調。在扶持性政策框架下,需要特別注重工業、金融、教育和技能政策,以最大限度地實現轉型效益。教育和技能政策可以幫助勞動力掌握足夠的技能,並增加當地就業機會。同樣,以當地供應鏈為基礎,健全的產業政策可以通過利用現有的經濟活動支持太陽能光伏產業的發展,促進收入和就業增長。

此外,報告中指出釋放太陽能光伏的巨大潛力對於實現氣候目標至關重要。只有通過在不同方面(政策、市場和經濟、技術、監管、政治和社會)上消除目前的障礙,才能達到這一目標。併網和電網靈活性、規模經濟、資金獲取渠道、有關標準的缺乏和質量保障措施、消費者意識是未來30年可能阻礙太陽能光伏發電能力部署的主要障礙。通過一系列支持性政策和實施措施(包括創新的業務模式)消除現有障礙,同時,開發新的金融工具對於促進未來太陽能光伏發電能力的部署至關重要,從而能夠完成低碳、可持續的未來能源轉型。

原標題:太陽能光伏的未來——趨勢,難題及解決方案

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