新能源光伏产业链是否进入了“寒冬期”

专家认为，未来想要实现零碳排放，能源系统将主要依靠低成本太阳能发电。到2025年，全世界必须建成约100家太阳能电池板工厂，以便到2035年实现世界能源供应“去化石化”。如果没有以光伏为代表的可再生能源，通过技术进步实现的成本快速下降，那么实现“碳中和”目标将更加艰巨。

芬兰拉彭兰塔工业大学（LUT University）太阳能经济学教授克里斯蒂安·布雷耶的研究小组，对通往未来零排放能源系统的过渡转化途径进行了建模。他说：“世界必须尽快、安全且经济高效地实现零温室气体净排放，需要对能源系统进行去化石化，要做到这一点，需要为世界每个地区提供技术上可行、成本优化的能源系统转化的过渡途径。我们的计算对如何实现转化给出了答案。”

LUT的成本优化模型发布于2019年，模型展示了如何实现净零碳排放的全球能源系统。在该模型中，实现零排放的一年中，太阳能光伏板（PV）满足了所有用途的全球能源总需求的69％。其余的来自风能、生物质和废物、水力发电和地热能。

布雷耶强调，他的零排放情景不包括核电，因为它“太贵了”。光伏技术正变得越来越便宜；另一方面，核电站的建设成本却在上升。此外，安装和运行太阳能发电厂更容易、更快、风险更低。

LUT研究人员基于太阳能的模型提出了两个问题。

首先，如果要实现将全球变暖保持在1.5摄氏度（2.7 F）以下的国际公认目标，那么到什么时间点地球温室气体排放必须达到净零排放呢？

其次，如果要实现这一气候目标，必须建成多少座太阳能电池板制造厂呢？何时建成才能满足太阳能在所有能源生产中高达三分之二呢？

英国利兹大学的气候科学家Piers Forster说：到2021年初，要使全球变暖保持在1.5摄氏度以下，人类最多可以向空气中释放出1,950亿吨二氧化碳，而自工业革命开始以来，人类已经向大气排放了1,700亿吨二氧化碳。

仅在2019年，全球排放总量约为40亿吨二氧化碳。如果未来几年的排放量大致维持在2019年的水平（很有可能），则剩余的二氧化碳排放预算将在2025年底之前用完。在那之后，世界将处于碳超标状态，并可能导致气候变化更危险。

布雷耶说：“我们必须在2025年之后尽快实现零排放。目前零排放的政治目标年是2050年，为时已晚。”

为了避免危险的气候变化和长期海平面上升，现在释放到大气中的大部分碳都必须在未来几十年内收回，那将是非常昂贵的。布雷耶认为，更快地扩展可再生能源系统并尽快关闭燃煤发电厂将便宜得多。

原因如下：产生一兆瓦时的燃煤电力会导致大约1吨的二氧化碳排放。从长远来看，如果将二氧化碳永久存储起来，每吨成本可能约为100欧元。相比之下，到2020年，一兆瓦时的电力在德国的电力平均交换成本为33欧元。这意味着燃煤发电实际上比没有碳排放的光伏发电或风力发电厂的电价贵四倍。

布雷耶表示：“这还不包括燃煤发电厂排放的重金属的 健康 成本。公共卫生专家估算，仅在德国，这种污染每年就造成约5,000人过早死亡，而在亚洲，这一数字将近一百万。”

LUT模型估计，实现净零排放的地球，将有90％来自电力，而不是化石燃料，其中69％的电力将来自太阳能光伏。为了实现这一目标，需要多少个巨型光伏组件工厂呢？需要何时建成呢？

这取决于我们对世界仅剩的200亿吨二氧化碳碳预算的紧张程度。让我们想象一下到2035年完全由可再生能源驱动的全球系统，并假设新的光伏工厂将在2025年建成，因此它们可以在10年内完成工作。

迄今为止，全球最大的光伏组件工厂正在中国安徽省建设。根据开发商协鑫集成 科技 股份有限公司的公告，其年生产能力为60GW（GW或吉瓦，功率单位，1GW=10亿瓦），该项目总投资180亿元，其中固定资产总投资约120亿元，在2020年至2023年分四年四期投资建设。2020年全球光伏产能约为200GW，其中大部分在中国。

LUT模型预计，当全球实现碳中和，全球已安装的可再生能源发电量为78,000GW。其中包括63,400GW的太阳能PV，约8,800GW将在欧洲。

我们能否在2024年之前建成足够多的工厂，并到2035年生产所需数量的太阳能电池板呢？答案是：差远了！根据当前的行业计划，到2024年，将仅建立400GW的年PV生产能力，并且全球仅生产、安装了约1,500GW的PV。为了在2035年之前实现零排放且三分之二的能源来自太阳能，在2025至2035年之间生产、安装另外62,000GW的光伏，即每年6,200GW。

这意味着想要应对气候变化挑战，到2024年，我们将需要至少再建设100个与安徽60GW光伏组件工厂相同规模的超级工厂，以实现合计6,000 GW的年生产能力。如果欧洲要生产自己的光伏组件，而不是进口光伏组件，那么这100家巨型工厂中的15家必须设在欧洲。

这些数字告诉我们，作为全球净零排放竞赛的核心要素，可再生能源的快速扩张在技术上是可行的。毕竟，人类肯定有能力建造和经营100家巨型工厂。当前面临的关键问题是：我们是否会认真对待气候科学家的警告，撸起袖子加油干呢？

去年12月16日-18日召开的中央经济工作会议上，第一次将“做好碳达峰、碳中和工作”列入年度重点任务之一。也是第一次将碳达峰和碳中和目标，写入正在编制的经济和 社会 发展“五年”规划。

此前高层指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。（又称30.60目标）这是中国首次向全球明确实现碳中和的时间点，也是迄今为止各国中作出的最大减少全球变暖预期的气候承诺。

在高层明确任务之后，多部委也开始响应：

12月20日，发改委强调要部署开展碳达峰、碳中和相关工作；

12月21日，央行表示为了实现碳中和目标，会加大对新能源产业、能源高效利用产业的金融支持；

12月22日，生态环境部副部长透露，生态环境部正制定2030年前碳排放达峰行动计划、行动方案，支持有条件的地区率先达到碳排放峰值。

不过，我国碳排放强度依然很大。从行业看，电力行业碳排放占比达到41%，因此加速调整能源结构迫在眉睫。据《中国实现碳中和的路径建议》研究报告，实现“碳中和”目标的多种可行方案中，“加速可再生能源转型”是其中最有效的路径之一。即如果中国持续提升公路运输、建筑和工业领域的直接电气化程度，且通过普及零碳电力（太阳能等清洁能源发电）供应，构建规模更大、更清洁化的电力系统。那么，电力行业的碳排放量最快可于2024年达峰，此后将迅速下降。

国家能源局新能源司的最新预计是，到今年年底光伏发电装机规模将超过风电，成为全国第三大电源。根据国家能源局目前的测算情况，“十四五”新增光伏发电装机规模需求将远高于“十三五”。中国光伏行业协会也预计，中国年均光伏新增装机规模将在70GW到90GW之间，是当前年均新增装机量的两倍有余。

此外，用户光伏空间正在打开。华创证券指出，预计今年我国光伏新增装机量将会在35GW左右，如用户新增装机量达到10GW，占比将会超过28.5%，意味着光伏正在走向寻常百姓家。用户光伏潜在空间巨大，价值尚未被完全开发。按10%的渗透率和3.5元/W的单瓦价值计算，市场空间或达1.4万亿元。

据不完全统计，除目前已实现“碳中和”的苏里南和不丹两个国家外，瑞典、英国等6个国家已立法“碳中和”，欧盟作为整体和加拿大等5个国家地区处于“碳中和”立法状态（进程），中国、日本等14个国家发布了“碳中和”政策宣示文档。

全球范围“碳中和”目标的实现，都绕不开依赖于发展、利用以光伏为代表的可再生能源、清洁能源。2019年，中国硅料、硅片、电池片、组件占全球产量的比重分别达到了67%、98%、83%和77%，而中国生产的光伏产品，60%-70%出口到了全球各地。全球光伏组件出口商前十名中，绝大多数都是中国企业。作为全球最大的光伏生产基地，全球碳中和也意味着，全世界电力系统将更加依赖于中国光伏！

2019年，国家发改委能源研究所发布《中国2050年光伏发展展望（2019）》报告，对中国光伏市场当前至2050年的发展状况进行了预测。到2025年，光伏总装机规模将达到7.3亿千瓦，占全国总装机的24%,全年发电量为8770亿千瓦时，占当年全 社会 用电量的9%。2030年的装机规模将成为所有电源类型的第一位，2035年光伏发电量将成为所有电源类型的第一位。到2050年，光伏将成为中国的第一大电源，光伏发电总装机规模达到50亿千瓦，占全国总装机的59%,全年发电量约为6万亿千瓦时，占当年全 社会 用电量的39%。

新能源车目前也就锂电池电动车，续航能力不行，这个不看好。除非电池技术突破。光伏是发展清洁能源的方向，这次电价改革后，应该有比较大的发展。锂电池随着材料上涨，目前在高位，不行。有色资源是长期看好的，有资源就是价值。白酒炒作太过。化工重点主要是新材料，新技术行业，其他的不行。军工一直都是热点，目前中国国际环境越来越不好，大力发展军工是必须的。

基于当前各区域风电、光伏发电及负荷曲线，结合未来各区域新能源装机及负荷演化（基于国网能源研究院《中国能源电力发展展望（2019）》对电源装机和负荷的展望结果），可测算未来我国各区域新能源及负荷波动情况，进而对中长期高比例新能源背景下我国电力系统灵活性需求特点进行分析研判。

随着间歇性可再生能源的装机规模不断扩大，风电和光伏出力波动范围日益变大。以日峰谷差为例，风电出力日峰谷差冬季和春季较大，夏季和秋季相对较小。2035年全国风电功率日峰谷差最大值约为1.9亿千瓦，中位数约为0.9亿千瓦；2050年全国风电日峰谷差最大值约为3.0亿千瓦，中位数约为1.3亿千瓦。光伏出力日峰谷差春季和秋季出力最大，夏季次之，冬季出力最小。2035年全国光伏功率日峰谷差约为4.0亿千瓦，中位数约为3.0亿千瓦；2050年全国光伏日峰谷差最大值约为7.3亿千瓦，中位数约为5.5亿千瓦（见图1、图2）。

间歇性可再生能源与负荷叠加后的净负荷日峰谷差增大，系统灵活性需求总量逐步提高，且不确定性有所增强，调峰难度显著增加。2050年全国最大负荷约为23.4亿千瓦，日负荷最大峰谷差约为6.0亿千瓦，占最大负荷的25.7%，而考虑风电光伏等间歇性可再生能源的净负荷最大峰谷差约为8.0亿千瓦，占最大负荷的34.2%。

分区域来看，西北地区和华北地区的电力系统灵活性需求量和需求比例最高，对系统灵活调节能力提出了较高要求。2035年，西北地区日负荷峰谷差最大值约为1.8亿千瓦，占西北地区最大负荷的64.8%，华北地区日负荷峰谷差最大值约为1.8亿千瓦，占华北地区最大负荷的46.2%，而到2050年，西北地区日负荷峰谷差最大值达到约3.6亿千瓦，占西北地区最大负荷的92.9%，华北地区日负荷峰谷差最大值约4.1亿千瓦，占西北地区最大负荷的75.8%，系统灵活调节能力亟需改善（见图3）。

从日内特性来看，净负荷小时级变化率显著增加，且不确定性有所增强，午间负荷高峰成为净负荷低谷，每日12时至20时之间灵活性需求最大。以华北地区为例，2035年华北地区负荷一小时功率变化最大值约为0.3亿千瓦，占最大负荷的6.7%，而净负荷一小时功率变化率最大值约为0.5，占最大负荷的13.8%；2050年净负荷一小时功率变化最大值约为1.0亿千瓦，占当年最大负荷的23.4%。随着间歇性新能源（尤其是光伏发电）并网装机比例持续扩大，净负荷日曲线呈现“鸭子”形状，12时至20时之间，净负荷出现快速增长。午间光伏大发时，原本的负荷高峰会成为净负荷低谷，甚至在午间可能出现净负荷为负的情况。在15点至20点之间，用电负荷逐渐增长叠加，光伏出力快速衰减（见图4）。

从季节特性来看，系统灵活性需求的分布规律有所改变，部分地区调节压力向春秋季转移。以华北地区为例，负荷日峰谷差在夏季和冬季较大，而日净负荷峰谷差在春季和秋季较大。这是由于夏季空调负荷比重大，在气温最高的中午形成峰值，而光伏发电日特性与空调负荷特性具有一定的正相关性，平抑了夏季的净负荷波动。由于冬季电采暖负荷比重较大，在气温较低的夜间形成峰值，而华北地区风电日特性与电采暖负荷特性具有一定的正相关性，在一定程度上平抑了冬季的净负荷波动。春秋季负荷需求与新能源出力正相关性相对较低，且负荷需求水平低于夏季和冬季，净负荷峰谷差受新能源影响程度更大。

当然好了，太阳能光伏发电发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染；太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比，光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术，具有以下主要优点：

①太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

②太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。

③光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80％以上，技术开发潜力巨大。

④光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

⑤光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。

⑥光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低。

⑦光伏发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长(30年以上)，如1983年建设的10KW民用光伏电站，原址是在距离兰州市40公里左右的村庄，当时国内的光伏行业发展并不完善，在这个偏远地区建设光伏电站是因为该地区国家电网基础设施不完善，榆中地区很多偏远的乡村虽然用电量不大，但是还是没有通电，这个光伏电站为附近的村庄带去了光明。晶体硅太阳能电池寿命可长达20～35年。在光伏发电系统中，只要设计合理、选型适当，蓄电池的寿命也可长达10～15年。

⑧太阳能电池组件结构简单，体积小、重量轻，便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短，而且根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容。

太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能光伏发电与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用电的独立太阳能发电系统，这些特点是其他电源无法比拟的。

未来的新能源汽车会应用光伏

从新能源汽车推动新能源革命角度来看，未来将形成两大组合：

1、分布式光伏+电池，光伏和家用储能墙进入千家万户，也就是分布式光处一体化智慧能源系统，通过互联网、5G等手段，光伏进入TW时代，电价进入0.2元时代，电池进入10亿kW·h时代，电动汽车则进入亿辆时代。

2、集中式的风电和光伏+氢燃料电池，即集中式风、光、氢、储一体化智慧能源系统。欧阳明高预计，建立在基于光伏、风电电量大幅提升基础上，2035年燃料电池商用车将升至百万辆级别。

扩展资料：

在能源低碳化大语境下，基于可再生能源转型，分布式能源、氢气、电能、储能以及能源互联网电动汽车作为储能回馈终端，就是《第三次能源革命》阐述的五大支柱。

这五大支柱构成了可再生能源完整的体系。氢能是其中一个重要的组成部分。2030年全国非化石能源发电占比将达到50%，在此基础上，氢能燃料电池汽车未来能源载体一定是同时依靠氢和电。

2021全球光伏新增装机量达170GW， 2022年预期 全球光伏装机 达到230-245GW，市场潜能巨大。受全球疫情影响和俄乌战争的持续发酵，已经有超过140个国家和地区提出碳中和激进目标，世界主要经济体纷纷出台相关支持政策，为光伏行业创造了良好机会；

为实现中国的碳中和目标，国家出台多项支持政策，将光伏行业作为战略产业规划。2021年3月，《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出要大力提升风电、光伏发电规模，非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。5月，国家能源局发布《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》，提出2021年全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达11%左右。7月安徽省也印发《光伏产业发展行动计划（2021-2023年）》，提出了2023年全省产能突破80GW，产业链产值实现1500亿元，打造集聚效应显著、协同配套完善、国际竞争力突出的绿色能源产业基地。