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全球能源危机下的中国光伏小镇

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全球能源危机下的中国光伏小镇

摘要:2022年,会是中国光伏势力大放异彩的一年吗?

沙特阿拉伯的石油和矿产资源大臣艾哈迈德·扎基·亚马尼曾经却说过这样一句话:“Stone Age didn't end for lack of stones.”

翻译过来是说,石器时代并不是因为缺少石头而结束。 

作为一个石油生产大国的石油部门负责人,本应该“心忧炭贱愿天寒”,上世纪的“石油枯竭”论似乎才是他们发出的声音。然而,亚马尼振聋发聩的名言却预示了未来能源时代的不断变革。随着技术的发展,某种能源涨到一定价格的同时,其他替代的能源也会显示出无限的潜力。 

2000年后,亚太地区超越北美地区,成为一次能源消费量最大的地区,并且消费量不断攀升。从能源使用结构来看,大部分国家的主要能源来源依然是石油和天然气,其中欧洲清洁能源使用占比较大。

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但随着全球范围内清洁能源的重要程度不断上升,大量投资主要集中于清洁能源方面,传统化石能源的投资增速下降甚至负增长。至2020年,全球可再生能源的消费量为2000年的12倍。目前可再生能源消费量最大的地区是亚太地区,占比近40%,中国成为最大消费国。 

光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业,这种清洁、低碳同时具有价格优势的能源形式不断发展的同时,正在悄悄带动中国小镇经济。

光伏产业让荒漠披“绿装”

青海共和县位于柴达木盆地的南端,平均海拔将近3000米,氧气含量严重不足,这里的塔拉滩降雨非常稀少,降水量连灌木丛的日常生长所需都不能满足,曾经是沙化土地面积占总土地面积的98.5%的半荒漠化草地。

十几年前,塔拉滩寸草不生,这片不毛之地无法为牛羊提供充足的粮草,漫天飞舞的黄沙成为这里最常见的景象,自然环境十分恶劣。 

但与此同时,塔拉滩海拔高降水少也意味着其日常光照更加充足,青海省境内的大部分地方每年的平均日照在1600小时左右,塔拉滩则有过之而无不及,这片茫茫戈壁通过光伏发电找到了能源利用新出路。 

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凭借其得天独厚的光照优势,从2012年起,我国首个千万千瓦级太阳能发电基地在塔拉滩开始修建,从最初的77.9平方公里,建设到现在总面积已经达到了609.6平方公里,成为中国目前最大的光伏发电基地。

塔拉滩发电基地内,三千多万块墨蓝色的光伏板整齐排列着,一直蔓延到天际线,其中包括20多种不同的光伏组件。由光伏板组成的矩阵吸收着每一缕阳光,被称为陆地上的“蓝色海洋”,它们吸收光能转化为电能,通过输电线路将电力带出塔拉滩。

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大片光伏板取代了光秃秃的沙石地面阻挡了风前进的速度,把风速减少了50%左右,而光伏板的阴影部分还可以减少水分的蒸发量,减少量甚至高达30%左右。水滴到地面上来涵养了土层,光伏板需要定期清洗的特性也增加了浇灌量,下渗的水定期浇灌了植被。因此,十几年前人烟罕至的塔拉滩上,青草慢慢生长,同时根据这里的土壤、光照等条件,当地农民种上了雪菊、透骨草等高原生态作物,整体的生态的环境都得到了大大的改善。

令人更意想不到的是,光伏板下草势疯长,高度甚至影响到光伏发电,冬季还存在有火灾的安全隐患。好在,相关企业将光伏支架从50公分抬高到了120公分,鼓励周边牧民在光伏发电站园区内养起“光伏羊”。在节约除草费用和成本的同时,让附近的牧民通过养“光伏羊”提高经济收入,在保证光伏发电的同时改善生态环境并增加群众收益,可谓化危为机。 

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光伏产业在塔拉滩的发展直接带动了当地居民经济收入。为了保证每一块光伏板正常运作,技术人员会用无人机“消缺” ,无人机搭载热成像仪对光伏板进行检测工作。 此外,牧民们还可以通过帮园区定期清洗光伏板和电池组件,为自己的生活进一步增添收入,光伏发电带动了将近120万个的公益扶贫就业岗位,帮助当地贫困村的经济集体进一步发展。

作为目前增速最快、备受追捧的清洁能源,光伏发电正在获得越来越多的政策支持和发电企业的青睐,但是其间歇性、波动性和随机性的特点却让其遭遇发展瓶颈。

2013年,黄河公司提出“水光互补”概念,并建成龙羊峡水光互补一期320兆瓦并网光伏电站;2015年,装机850兆瓦水光互补光伏电站全部建成并网发电。水力发电和光伏互补, 解决了光伏发电的安全并网问题,填补了国际大规模水光互补关键技术的空白,为我国清洁能源提供了互补的新型发展模式。

数据显示,龙羊峡水光互补光伏电站一年可发电14.94亿千瓦时,对应到火力发电相当于一年节约标煤18.356万吨,减少二氧化碳排放约48.09万吨,二氧化硫1560.26吨,氮氧化合物1358.34吨,具有极其巨大的能源优势。

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光伏+小镇=未来科技普惠样本?

随着工业化和城镇化进程的推进以及服务业的发展,农村人口大规模转移到非农部门或城市,较小的城镇目前也面临人才外流、支柱产业缺失导致的经济落后等问题,城乡收入差距依旧较大使得如何促进农民增收的讨论不息。

一片荒漠,一条大河成就了青海共和县这座小镇的发展。不仅仅是青海,光伏产业在全国各地百花齐放。

广东台山市汶村镇借助“渔光互补”,走出了一条脱贫致富、增产增收的光明之路。渔业光伏发电走进汶村镇:在鱼塘上方架设光伏板,下方水域养殖鱼虾,形成“上可发电、下可养鱼”的发电新模式,利用太阳能资源发出绿色无污染电力。

“发电的鱼塘”吸引了周边的人们来此休闲娱乐。一条集生蚝节、渔家乐、古城庙会等本地特色的乡村旅游线路因此发展开来。过去汶村镇人靠海吃海、看天吃饭,生活状态极不稳定,小镇经济落后,如今渔业、发电、旅游业多项产业共同前进,百姓真正富裕起来。

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浙江秀洲区的光伏小镇达总投资达170亿元,它将焦点锁定在技术创新上,集商贸、餐饮、旅游、休闲等生活性服务业一体。这应该是目前国内最大的光伏特色小镇。

福建大田县的光伏小镇散落在县下的各个村里,将“光伏+扶贫+旅游+特色产业”结合起来;宁波鄞州区龙观乡李岙村全村344户村民,告别低矮破旧的老平房,住在联排的小洋楼里面,靠山面水、冬暖夏凉,房顶上还装着高科技的光伏瓦片;江苏周庄镇山泉村一个村投资1100万元,把150户居民的屋顶变成一个大电站,总装机容量达1.02兆瓦,年发电量约为100万千瓦...一块块光伏板,给小镇居民带来的是真金白银。

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在过去十年间,由于电池板价格和系统配套费用的降低,太阳能光伏发电成本快速下降,电池板价格降幅达 90%,这些因素使得太阳能光伏发电的总装机成本下降了80%以上。2020 年,我国地面光伏系统的初始全投资成本为 3.99元/W 左右,较2019年下降 0.56元/W,降幅为12.3%。 

2020 年我国工商业分布式光伏系统初始投资成本为 3.38元/W,分布式光伏系统运维成本为 0.054 元/W/年,集中式地面电站为 0.046 元/W/年,基本维持 2019 年的水平。据光伏业协会预测,到2030年光伏系统初始投资成本将会降至3.15 元/W。

经济、科技的发展让电力的需求只增不减,社会用电量增长成为光伏产业规模扩张的内生动力,而光伏产业提供能源的同时,拉动小镇经济增长,为处于发展瓶颈期的农村、城镇提供新的机遇。

在科技互联网公司陷入“内卷”的背景下,光伏小镇的故事很有借鉴意义:比起无意义的红包烧钱、争夺用户,将资源用于科技普惠创造增量价值的模式必将成为新十年的主旋律。

中国光伏,弯道超车实力派

光伏在中国的发展,是一个弯道超车的励志故事。

10年前,光伏行业的主要价值链同样掌握在外国人手里,但是10年后的今天,隆基和中环已经垄断了70%左右的硅片产能,信义和福莱特同样垄断了光伏玻璃70%左右的产能,福斯特的Eva胶膜全球市占率60%,硅料、电池、组件等环节几乎也都被中国厂商承包。

根据相关数据显示,2014年,我国的企业和研究机构就刷新了35次晶硅实验室效率,今年上半年再次刷新7次纪录,截止目前,我国的多晶电池效率已经达到了25%以上,隆基股份在今年分别刷新了N型、P型TOPCon和HJT电池世界纪录。

2001年,某种意义上是国内光伏产业的起点。当时还在澳大利亚的施正荣敏锐地感知到光伏是未来的方向,于是毅然带着自己的14项太阳能专利,背着一个小挎包和笔记本电脑返回祖国。他带着专利去找投资人却四处碰壁,好在最终拿到了无锡市政府的投资。施正荣以少部分资金和技术入股,成立了无锡尚德。

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喜人的是,无锡尚德第二年就投产了第一条光伏组件生产线,产能达到10WM,相当于此前四年全中国光伏组件产量的总和。但由于当时国内对于光伏的推广力度不够,无锡尚德的开拓空间十分有限。 

正当施正荣愁眉不展之际,欧洲有意发展绿色能源,开始对光伏进行大规模补贴,趁着这股东风,施正荣仅用了两年时间就成为了2005年中国首富。除此之外,这股东风也让中国另一家光伏企业赛维LDK迅速崛起,成立第二年就成为了亚洲最大多晶硅片生产厂商,第三年就在纽交所上市,创造了当时中国规模最大的IPO记录。不过,光伏大补贴期间也让很多投机者闻腥而动,通过虚假项目骗补,一度让光伏产业被“污名化”,险些半途夭折。好在随着光伏补贴政策的调整,将这些害群之马彻底出清。

今天,我国已经是全球第一大光伏生产国,在全球光伏产业20强中,中国占据15个席位,全球硅片产量前十都来自中国,全球96%的硅片是中国制造。

2021年10月26日,国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》,要求全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展,争取在2025年前,新建厂房屋顶光伏覆盖率达到50%。目前来看,光伏产业的发展具有很强的确定性。

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在国内,发展新能源技术除了提供能源本身的意义,还可以利用这个契机促进新技术发展、促进就业、解决城乡发展不平衡等一系列问题。在国际上,能源是人类社会文明的基础,基辛格曾经说:“如果你控制了石油,你就控制了所有国家”。世界范围内有关能源的竞争从未停止,而发展新能源技术代表国家科技软实力,可以掌握国际话语权。

2022年,必将是中国光伏势力大放异彩的一年。


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