太陽能光伏的未來趨勢、難題及解決方案

:導(dǎo)讀：國際可再生能源署（IRENA）發(fā)布了《太陽能光伏未來展望》報(bào)告。報(bào)告基于國際可再生能源署氣候彈性路徑（REmap Case），總結(jié)了太陽能光伏（PV）發(fā)電在全球能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中的重要性，具體表明未來需要加大太陽能光伏發(fā)電的部署，以在未來的三十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)巴黎氣候目標(biāo)。本文將對(duì)報(bào)告主要結(jié)論進(jìn)行簡要介紹。

（來源：微信公眾號(hào)“直流建筑聯(lián)盟”ID：DC_building）

《全球能源轉(zhuǎn)型:2050年路線圖》報(bào)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(zhuǎn)型的重要方向，而可再生能源逐漸成為全球能源轉(zhuǎn)型的核心。在所有低碳技術(shù)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(shù)值占能源部門減排潛力總量的21%。實(shí)現(xiàn)巴黎目標(biāo)需要一系列在不同領(lǐng)域技術(shù)的明顯加速。到預(yù)計(jì)2050年，太陽能光伏發(fā)電將成為僅次于風(fēng)能的第二大發(fā)電來源，引領(lǐng)全球電力行業(yè)的轉(zhuǎn)型。

1.光伏發(fā)電裝機(jī)市場發(fā)展勢頭良好

圖1 按照REmap路徑的光伏發(fā)展前景預(yù)計(jì)（全球發(fā)電量占比；總裝機(jī)容量以及年部署情況）

圖2 光伏發(fā)電新增裝機(jī)量趨勢圖

就裝機(jī)現(xiàn)狀而言，2018年，全球光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)超過480GW，全年新增裝機(jī)容量達(dá)到最高，超過94GW。按照光伏技術(shù)發(fā)展與全球能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型發(fā)展預(yù)計(jì)，2030年全球光伏裝機(jī)量將達(dá)到2.48TW，全年新增裝機(jī)容量將達(dá)到270GW，光伏發(fā)電在總發(fā)電量中的占比達(dá)到13%。2050年全球光伏裝機(jī)量將達(dá)到8.5TW，全年新增裝機(jī)容量將達(dá)到372GW，光伏發(fā)電在總發(fā)電量中的占比達(dá)到25%。

圖3 未來至2050年全球光伏發(fā)電裝機(jī)量增長的地區(qū)分布概況

圖4 全球太陽能光伏項(xiàng)目投資地區(qū)分布概況

就地區(qū)而言，未來亞洲地區(qū)國家依舊主導(dǎo)著太陽能光伏市場，其次是美國和歐洲。此外，新興市場將不斷涌現(xiàn)，“一帶一路”沿線國家將成為熱門，南美、中東等地區(qū)的國家可能成為未來市場增量的主要來源。目前，光伏發(fā)電已經(jīng)成為澳大利亞、智利、埃及、法國、南非、西班牙、阿聯(lián)酋等國家最具競爭力的產(chǎn)品之一。

2.光伏成本將持續(xù)下降

圖5 光伏成本與投資情況（裝機(jī)成本；產(chǎn)電成本；年均總投資以及新增就業(yè)崗位）

圖6 2010-2018太陽能項(xiàng)目開發(fā)成本變化趨勢

據(jù)IRENA預(yù)測，太陽能項(xiàng)目開發(fā)成本（每千瓦裝機(jī)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，全球范圍內(nèi)的中標(biāo)電價(jià)也將快速下降。

圖 7 各國光伏裝機(jī)成本變化趨勢，可以看出2018年各國的裝機(jī)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(fā)電成本間逐漸接近甚至低于零售電價(jià)，分布式光伏的經(jīng)濟(jì)性對(duì)個(gè)人投資者的吸引力與日俱增。2018年，光伏產(chǎn)業(yè)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(kuò)大太陽能光伏能源投資對(duì)于未來十年的光伏裝機(jī)增長至關(guān)重要。

3.光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展與攻關(guān)難點(diǎn)

在過去的幾十年里，太陽能光伏在效率和發(fā)電量方面有了很大的提高。2018年，多晶光伏效率達(dá)到17%，單晶光伏效率達(dá)到18%。這一增長趨勢預(yù)計(jì)將持續(xù)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(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)踐而開展。這包括減少材料使用和組件降解的創(chuàng)新與替代方法，以及在其使用壽命結(jié)束時(shí)重復(fù)使用技術(shù)和增加光伏面板的回收。技術(shù)解決方案和對(duì)光伏發(fā)展支持的市場環(huán)境是為未來太陽能光伏并網(wǎng)占比持續(xù)提高做準(zhǔn)備的基礎(chǔ)。為了有效管理大規(guī)模間歇性可再生能源，必須利用能源系統(tǒng)所有部門的靈活性。這包括從發(fā)電到輸配電系統(tǒng)、儲(chǔ)存（電力和熱能），以及能量需求靈活性的逐步提高（需求側(cè)管理和部門耦合）。

4.未來光伏發(fā)展的政策支持

多種跡象表明，能源轉(zhuǎn)型可以帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。到2050年，太陽能行業(yè)將雇用1800多萬人（其中1400萬人將受雇于太陽能光伏），比2018年的440萬個(gè)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(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的成果，一個(gè)全面的政策框架顯得尤為必要。部署策略需要與并網(wǎng)和扶持策略進(jìn)行協(xié)調(diào)。在扶持性政策框架下，需要特別注重工業(yè)、金融、教育和技能政策，以最大限度地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型效益。教育和技能政策可以幫助勞動(dòng)力掌握足夠的技能，并增加當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)機(jī)會(huì)。同樣，以當(dāng)?shù)毓?yīng)鏈為基礎(chǔ)，健全的產(chǎn)業(yè)政策可以通過利用現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)支持太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)收入和就業(yè)增長。

此外，報(bào)告中指出釋放太陽能光伏的巨大潛力對(duì)于實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)至關(guān)重要。只有通過在不同方面（政策、市場和經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、監(jiān)管、政治和社會(huì)）上消除目前的障礙，才能達(dá)到這一目標(biāo)。并網(wǎng)和電網(wǎng)靈活性、規(guī)模經(jīng)濟(jì)、資金獲取渠道、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的缺乏和質(zhì)量保障措施、消費(fèi)者意識(shí)是未來30年可能阻礙太陽能光伏發(fā)電能力部署的主要障礙。通過一系列支持性政策和實(shí)施措施（包括創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式）消除現(xiàn)有障礙，同時(shí)，開發(fā)新的金融工具對(duì)于促進(jìn)未來太陽能光伏發(fā)電能力的部署至關(guān)重要，從而能夠完成低碳、可持續(xù)的未來能源轉(zhuǎn)型。

原標(biāo)題:太陽能光伏的未來——趨勢，難題及解決方案