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加强太阳能科技立异 促进完结“双碳”方针 ——“十四五”动力范畴科技立异规划解读之十

发布时间:2022-07-05 03:00:48 来源:环球体育娱乐APP

  国家动力局和科技部当令推出的《“十四五”动力范畴科技立异规划》,将对我国动力范畴科技立异和动力工业的高质量展开起到巨大的推进效果。我国地域宽广,太阳能资源丰富散布广泛,总量足以满意我国社会出产日子等需求。经过几十年的展开,现在太阳能光伏发电已趋于老练,本钱快速下降,太阳能热发电与热使用技能与使用也展开迅猛。太阳能技能的展开将助力我国“双碳”方针的完结。

  我国在太阳能发电开发使用方面获得了长足进步,在工业展开、技能立异等方面获得了杰出效果,光伏电池及相关工业的展开规划现已跻身全球前列。到2021年末,我国可再生动力发电装机到达10.63亿千瓦,占总发电装机容量的44.8%,其间光伏发电装机3.06亿千瓦,占全国总发电装机容量的12.9%。2021年全国可再生动力发电量达2.48万亿千瓦时,占全社会用电量的29.6%,其间光伏发电3259亿千瓦时,同比增加25.1%,占全社会用电量的3.9%。

  近年来,光伏制作业在海外“双反”以及国内支撑方针不断优化调整的情况下获得了快速展开。2021年我国多晶硅产值到达50.5万吨,同比增加27.5%;硅片产值到达227吉瓦,同比增加40.6%;晶硅电池片产值到达198吉瓦,同比增加46.9%;组件产值到达182吉瓦,同比增加46.1%。2021年全国新长脸伏并网装机容量54.88吉瓦,同比上升13.9%;累计光伏并网装机容量到达306吉瓦,新增和累计装机容量均为全球榜首。2021年中国光伏组件出口量到达98.5吉瓦,同比增加23.1%,为全球应对气候变化作出了重要贡献,为20多个国家完结光伏平价上网供给了支撑。

  多年来,国家推出的各项科技展开计划对可再生动力技能研制给予了继续支撑,国内相关企业也加大了对科技研制的投入。这些投入在不断进步我国太阳能发电相关技能才能、进步国内企业的技能水平方面发挥了重要效果,促进了我国太阳能发电、风力发电等职业的展开。

  太阳能光伏发电方面,我国现已构成了硅资料、硅片、电池、组件为中心的晶体硅电池工业化技能体系,把握了功率20%以上的背钝化电池(PERC)、选择性发射极电池(SE)、全背结电池、金属穿孔卷绕(MWT)电池等高效晶体硅电池制备及工艺技能,规划化出产的p型单晶PERC电池均匀转化功率到达23.1%,实验室最高功率超越了24.1%。批量出产惯例多晶硅电池功率19.5%,多晶硅电池实验室最高功率超越23%,发明了多晶硅电池功率的世界纪录。经过并购和世界合作使得我国硅基、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)等薄膜电池的研讨和技能水平快速进步。逆变器等组部件技能水平逐步与世界接轨,但其体系集成智能化技能水平仍有待进步。面向光伏发电规划化使用,光伏体系要害技能获得多项重大突破,把握了100兆瓦级并网光伏电站规划集成技能、兆瓦级光伏与修建结合体系规划集成技能、10~100兆瓦级水/光/柴/储多能互补微电网规划集成技能并展开了演示。

  近年来,在技能进步和商场规划化展开的两层推进下,全球太阳能光伏发电的本钱快速下降。曩昔10年,我国太阳能光伏电池组件和发电体系的本钱双双下降约90%,本钱只要原本的十分之一。光伏发电的电价在越来越多的国家和区域现已低于火电电价,成为经济上具有竞争力的电力产品。

  地面光伏体系的初始全出资主要由组件、逆变器、支架、电缆、一次设备、二次设备等要害设备本钱,以及土地费用、电网接入、建安、管理费用等部分构成。光伏发电的电价本钱除了设备出资以外,项目所在地的部分资源条件和运转环境都是影响终究电价的重要因素。现在,从世界范围来看,一些资源条件和运转环境好的项目,其单位电价本钱现已到达或低于惯例动力电价水平,能够完结平价上网。国内涵资源条件比较好的区域建造的集中式地面光伏电站,经过进步运转功率,也能够做到电网侧平价上网。

  归纳考虑光伏电站的设备、运维本钱以及资源条件今后,一般能够用平准发电本钱来衡量光伏电站整个生命周期的单位发电本钱,并可用来与其他电源发电本钱比照。2021年,全出资模型下地面光伏电站在1800小时、1500小时、1200小时、1000小时等效使用小时数的平准发电本钱分别为0.21、0.25、0.31、0.37元/千瓦时,而全出资模型下散布式光伏发电体系相应的平准发电本钱分别为0.19、0.22、0.28、0.33元/千瓦时。

  太阳能除了具有资源丰富、清洁、环境友爱等长处外,也具有能量密度较低、具有必定的间歇性和波动性等缺乏,不论从科技立异和技能展开,仍是动力方针环境等方面都面对许多艰巨的使命。除光伏发电技能自身以外,多能互补技能、储能技能、智能电网技能的展开均有助于战胜其间歇性和波动性的缺乏,促进太阳能发电技能的展开和大规划使用。

  太阳能发电技能方面,光伏电池技能及体系设备将沿着高能效、低本钱、长寿数、智能化的技能方向展开。着力支撑光伏体系及平衡部件技能立异和水平进步;着力支撑高功率钙钛矿电池制备与工业化出产技能,研制大面积、高功率、高安稳性、环境友爱的钙钛矿电池,展开晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及工业化技能研讨;着力支撑高效低本钱太阳能光伏电池技能研讨,展开隧穿氧化层钝化触摸(TOPCon)、异质结(HJT)、背电极触摸(IBC)等新式晶硅电池低本钱、高质量、工业化制作技能研讨,展开高效光伏电池与修建资料结合研讨;着力支撑光伏组件收回处理与再使用技能研讨;着力支撑太阳能热发电与归纳使用技能研讨,探究太阳能热化学转化与其他可再生动力互补技能,研制中温太阳能驱动热化学燃料转化反响技能,开发光热发电与其他新动力多能互补集成体系。

  储能技能方面,着力研讨大容量和大功率储能技能,进步功率,完结储能技能在规划、寿数和本钱上的跨过,在可再生动力大规划接入、传统电力体系调峰提效和区域供能方面,完结具有彻底自主知识产权、对世界储能技能与工业展开具有指导意义的体系解决方案和演示工程,构成一套完好的技能攻关、实验演示,以及工程使用的储能技能研制体系。

  多能互补及散布式动力技能方面,探究多种可再生动力的互补使用及其与惯例动力方式的归纳高效使用;展开可再生动力高份额消纳和外送的系列要害技能研讨,树立不同气候、用能需求的可再生动力供能体系演示。以可再生动力为主的动力体系的省区级/地市级研讨和演示将是未来的展开方向。

  智能电网技能方面,大力展开大容量远距离输电和智能微网技能,助力我国大规划集中式可再生动力发电和散布式动力开发使用,开发多种电压等级、交直流多种方式的接入技能和设备,促进可再生动力的友爱接入,进步可再生动力的消纳才能,全面保证电网在很多接入可再生动力后的安全安稳运转;大力展开智能配用电技能,进步智能化水平,包含电动汽车充换电技能、智能用电技能等,打造清洁、高效、智能化动力电力体系。(作者系中国科学院电工研讨所研讨员)