关于光伏发电
光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统,特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行,受到各国企 业组织的青睐,具有广阔的发展前景。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。
中国光伏装备产业已具有一定的规模和水平,可为产业的发展提供强有力的支撑。随着国家对新型可再生能源发展的重视,中国光伏装备将随着产业的发展 而不断发展壮大。
2014年初, 国家电网已经发布,鼓励家庭安装光伏发电,允许太阳能光伏发电并入电网,不够用的电网补充,用不完的卖给电网。这项政策的具体实施,会掀起家庭安装光伏发电的高潮。
太阳能光伏发电装置,各地都有经销商,安装、调试、维修等一条龙服务,目前成本约1万元1KW。
我国光伏发电应用的情况
目前,我国光伏发电的应用市场处于起步阶段。2010年,我国新增光伏发电装机约500MW,累计达800MW。但与我国飞速发展的光伏制造业相比,在光伏应用领域的前进步伐明显滞后于我国光伏制造业。2000年,我国太阳能电池产量仅为3MW,到2007年年底达到1088MW,超过欧洲(1062.8MW)和日本(920MW),跃居世界第一位。2010年,我国太阳能电池产量达到8GW,约占全球光伏电池产量的一半。中国要达到国际能源署技术路线图中提出的光伏发电比例的全球平均水平,累计光伏安装量在2020年前需要达到60GW 光伏,2030年达270GW。当前我国光伏发电应用项目有以下三类:
1. 太阳能光电建筑应用示范项目
2009年3月财政部印发了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的通知,推动太阳能光电建筑应用示范项目的发展。主要内容包括:
(1)建材型、构件型项目:补贴不超过20元/瓦;
(2)安装型项目:补贴不超过15元/瓦;
(3)单项工程应用装机容量不小于50kW;
(4)转换效率要求:单晶硅组件超过16%,多晶硅超过14%,非晶硅超过6%。
在该通知下发后,2009年9月下达首批项目,预算12.7亿元,91兆瓦,111个项目。2010年第二批项目,预算11.95亿元,90.2MW, 99个项目。
2.金太阳示范工程
2009年7月16日,财政部、科技部和国家能源局下发了《关于实施金太阳示范工程的通知》,支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化。主要内容包括:
(1)2009-2011年,原则上每省总规模不超过20MW;
(2)单个项目装机容量不低于300kW;
(3)业主总资产不少于1亿元;
(4)主要设备通过认证
(5)并网项目补50%,独立光伏项目补70%
2009年11月公布了294个项目,装机容量达642MW,总投资200亿元。但是,由于种种原因,后来实际批准的只有200兆瓦。
在金太阳示范工程和太阳光电建筑应用示范工程实施一段时间后,针对实施过程中出现的问题,财政部、科技部、住房城乡建设部和国家能源局于2010年9月发布了《关于加强金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管理的通知》,重新规定了关键设备统一招标、示范项目选择和调整和补贴标准的相关细则。
我国光伏发电的应用前景
我国的光伏制造业在技术上和成本上都具备了领先优势,随着光伏产品制造成本的不断降低和光电转换效率等技术指标的不断提升,光伏发电产业必然会在不远的将来具备与传统能源电力竞争的优势。结合我国的地域和经济特性,可以从以下几个方面推动光伏发电在各个领域的规模化应用。
1.在城市比较集中的东、中部地区,应优先发展与建筑物相结合的屋顶光伏系统和光电建筑一体化。我国东部和中部地区,人口密集,城镇化程度较高,土地资源相对紧张,屋顶光伏系统和光电建筑一体化能使能源供应系统与建筑物完美结合,不占用土地资源。另外,东部和中部地区电价较高,发展屋顶光伏系统和光电建筑一体化经济条件也更为优越。
2.在西部太阳能资源丰富的地区推动大型并网光伏电站的建设。我国西部地区太阳能资源丰富,地广人稀,在荒漠等不适宜种植农作物的区域发展大型并网光伏电站,能充分利用土地资源,所发电力还能在促进当地经济发展中发挥巨大作用。
3.在电网覆盖不到的边远地区,加强离网光伏电站的建设。建设离网光伏电站不仅能节省架设电网线路的高额费用,而且能解决无电地区的用电问题,因此也是当前我国政府主推的光伏发电应用方式之一。
4.在已建成风电场的周边地区,有光照资源保障的,大力发展风光互补型项目。随着我国风电的快速发展,风电装机规模实现了跳跃式的发展,但局限于目前的技术条件和风电的特性,“弃风”的现象比较严重。光伏发电和风力发电能很好的结合,形成时间上的互补,保证上网电力的稳定性。在有条件的风电场周边建设光伏电站,在解决风电上网的问题的同时也推动了光伏发电产业的发展。
5.试点推行直流光伏住宅等光伏与节能相结合的项目。光伏发电产生的直流电需要通过逆变器转变成交流电才能使用,然而,在直流变交流的过程中会产生能量损失,直接使用光伏发电产生的直流电不仅是提高光伏发电使用效率的有效途径,同时也降低了发电系统的成本。通过前期论证,冰箱、彩电和空调等家用电器直接使用低压直流电在成本和技术上均可行,发展直流光伏住宅项目也是今后光伏发电应用的一个重要方向。
一、西安至南京铁路西安至合肥段。全长955公里,总投资232.3亿元。
二、重庆至怀化铁路。全长约640公里,总投资182.3亿元。
三、西部地区公路建设。2000年新开工建设一批国道主干线项目,重点改善国家级贫困县出口通道交通条件。
四、西部地区机场建设。2000年开工建设西安咸阳国际机场,同时建设以成都双流机场、昆明巫家坝机场、兰州中川机场和乌鲁木齐机场为中心的支线航空网络。
五、重庆高架轻轨交通(较场口至新山村一期工程)。一期工程全长13.5公里,总投资32.58亿元。
六、塔里木盆地涩北-西宁-兰州天然气输气管道。全长953公里,输气规模为20亿立方米/年。
七、四川紫坪铺和宁夏黄河沙坡头水利枢纽。四川紫坪铺水利枢纽工程总投资约62亿元,水库总库容约11亿立方米;宁夏沙坡头水利枢纽工程总投资约13亿元,水库总库容约2,600万立方米。
八、中西部退耕还林(草)、生态建设及种苗工程。从2000年起,在长江上游和黄河上中游地区的13省市区开展退耕还林(草)试点工程建设,安排退耕34.33万公顷,宜林荒山荒地人工造林种草153万公顷。
九、青海钾肥工程。青海湖钾资源储量丰富,该项目的建设对支援农业生产,带动盐湖资源的综合利用,促进青海地方经济的发展具有重要意义。
十、西部高校基础设施建设。2000年专项资金重点支持西部大学教学实验基础设施建设和高校物流社会化改革,为加速西部地区高校人才培养创造条件。
扩展资料
中国实施西部大开发战略,就是要开荒,依托亚欧大陆桥、长江水道、西南出海通道等交通干线,发挥中心城市作用,以线串点,以点带面,逐步形成我国西部有特色的西陇海兰新线、长江上游、南(宁)贵(阳)昆(明)等跨行政区域的经济带,带动其他地区发展,有步骤、有重点地推进西部大开发。 摘要:实施西部大开发是一项长期艰巨的历史任务,也是一项规模宏大的系统工程。
参考资料:百度百科-西部大开发
1)解决无电人口和贫困地区用电。
独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电而投资电网却需要13385 元,是独立光伏的3.87 倍。
2)实现精准扶贫。
2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。
3)促进中西部融合。
西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部,2018年底时这一数字可能达到76%其他环节的新增产能基本也都在西部。同时,截止2016年底,全国40%的光伏装机在西部省份,充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地,并能有效改善土地的沙漠化情况。
4)活跃民营资本,促进能源行业主体多元化。
传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛,为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。
在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
5)集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一,并使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生能源,提高了节能减排意识。
分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。
6)节约水资源
从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。
一、解决无电人口用电问题
2015 年9 月,联合国可持续发展大会通过《2030可持续发展议程》,确定了17 个“可持续发展目标”。可再生能源是其中第七项目标“经济适用的清洁能源”的重要组成部分。联合国对于该目标的解释为:确保人人获得可负担、可靠和可持续的现代能源。
中国解决无电人口的经验表明,独立光伏在解决偏远地区无电人口方面具有低投入高产出的特点,是实现“可持续发展目标”第七项“经济适用的清洁能源”的重要手段。中国经验同时也为全球,尤其是发展中国家解决无电人口用电问题提供了可复制的典范。
国家能源局数据显示,2013-2015 年,国家共安排投资247.8 亿元(中央资金145.5 亿元) 用于实施无电地区电网延伸和可再生能源供电工程建设。其中,安排电网投资计划206.8 亿元,为154.5 万无电人口通电安排光伏独立供电工程建设投资计划41 亿元(中央资金28.5 亿元),共建成光伏独立电站670 余座、光伏户用系统35 万余套,为118.5 万无电人口通电。相比于电网延伸,独立光伏用总投资16.5% 的资金解决了43.4% 的无电人口用电问题。从人均投资来看,每3460 元用于独立光伏的投资即可解决一人的用电相比之下,投资电网却需要13385 元,是独立光伏的3.87 倍。
表 1:2013~2015年解决无电地区人口用电投资及通电数据
二、实现精准扶贫
光伏扶贫工程的开展,使我国的扶贫工作由改输血向造血、由粗放扶贫到精准扶贫的转变,使贫困人口通过自己的劳动有尊严地获得收入,并保证贫困户未来20年有持续、稳定的收益。
2015年,我国在河北、山西、安徽、甘肃、青海、宁夏6省共实施了150万kW的光伏扶贫项目,预计使20万户以上的贫困群众获得20年的稳定收入。
在此基础上,2016年多个省份的能源局联合当地的扶贫工作小组,将“光伏扶贫”作为农村脱贫的重要方式。2016年,在14个省份实施5168万kW光伏扶贫项目,帮扶贫困群众55.6万户,如下表所示。
表2:2016年扶贫帮扶贫困户数(万户)
2017年,仅村级扶贫一项就帮扶14个省、236个光伏扶贫重点县14556个建档立卡贫困村的71.0751万户建档立卡贫困户,如下表所示。
表3:2017年村级电站扶贫帮扶贫困户数(万户)
同时,各省也积极开展集中电站光伏扶贫,即经营集中电站的企业,按照规模每10~25kW中每年拿出3000元的利润给所在地的贫困户。目前,据不完全统计,已经有11省下达了720万kW的集中式扶贫电站指标,预计将帮扶贫困户约36万户若考虑全国所有省份,2017年集中式光伏扶贫预计将帮扶50万户以上的贫困户。
表4:2017年部分省份地面电站光伏扶贫规模
2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。可见,光伏项目为消除贫困人口,使贫困群众获得长期、稳定收益做出了重要的贡献,成为各地精准扶贫的重要措施之一。
三、促进中西部融合
1光伏上游生产制造业主要分布在西部
光伏上游制造端属于高载能、劳动密集型产业,西部省份低廉的能源价格、人力成本成为许多光伏制造企业建厂的首选。以硅料环节为例,截止2017年底的27.64万吨产能中,西部省份的硅料产能占全国总产能的57%(如表4所示)。同时,2018年各企业约有13.85万吨扩产计划,几乎全部位于内蒙古、新疆、云南、陕西4省。届时,西部的硅料产能将占全国的76%!
表5:2017年底各省硅料产能分布情况
除了硅料环节,各企业硅片环节的扩产基本也都布局在西部地区。如单晶硅片龙头企业隆基在云南楚雄布局了10GW的单晶硅片产能,将在2018年底投产晶澳、阿特斯、东方日升等企业在内蒙也有扩产。在此引用中国光伏行业协会王勃华秘书长之前的图片作为说明。
从上图中可以看出,近期企业的扩产计划基本都布局在西北部地区。
2光伏上下游电站在西部的投资
西部省份具有丰富的太阳能资源,光伏项目发电量好同时,西部有大量的未利用土地,建设条件好。因此,早期的光伏项目主要分布式在西部省份,如新疆、甘肃、青海、内蒙古等地。
根据国家能源局公布的截止2016年底的统计数据,8个西部省份(内蒙古、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆)的光伏累计安装量占全国总安装量40%!
在当地的荒漠、戈壁安装上光伏电站之后,由于光伏组件的遮挡,减少了地表的蒸发量,改善了当地的沙漠化情况。下图为隆基在库布其沙漠开展光伏项目前后,地表情况的变化。
综上所述,光伏行业的发展,给西部地区带来产业投资,拉动了当地的GDP、增加了当地的税收,解决了一部分当地人口的就业问题,为促进西部经济发展、减少东西部差距作出了卓越的贡献!
四、活跃民营资本,能源行业主体多元化
传统能源需要大量的资本和高度集中的控制体系对其进行开采、加工与运输。能源工业的资本密集性特征决定这个行业非个人能力可以企及。传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛。
光伏行业为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。能源行业主体的多元化,有效地促进了全社会对能源行业的参与,打破了垄断性大企业一统行业的局面,实现能源的经济化和能源服务需求差异化。众多中小企业的出现和活跃也为商业模式创新和技术进步提供了更适宜的土壤。
整个光伏行业中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,民营企业累计并网容量达到1962 万kW,占比47.7%,远远超过了中央五大发电集团和其它国企。可见,光伏行业更能够吸引不同性质的投资主体,促进全社会对能源行业的参与。
表6:2016年我国光伏资产持有量排名
注:2016年光伏开发企业的排名用的是水利总院一些数据,跟各家已经上市的光伏资产持有公司的公报有一定的出入
虽然2017年底的持有量数据和从上表中有一定差距,但可以明显看出,在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。
光伏发电的突出特点是适合分布式开发。用户所生产电力可以自用,多余上传,夜间从电网购电。它可以应用在工业厂房、公共建筑、居民屋顶上。其中,光伏的分布式特点更明显,闲置的屋顶、荒漠、滩涂,都可以建立光伏电站。这种电力生产的准入门槛相比于传统能源非常低,任何一个普通人都可以成为电力的生产者。可见,分布式光伏的发展打破了传统电力生产和消费分离的模式。用户在市场中定位已经由原来简单的用能者变为动态产消合一者。
光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
五、集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式。譬如,“光伏+农业”“光伏+农户”“光伏+商场”“光伏+园区”“光伏+渔光”等“光伏+”已经成为许多地区发展转型的措施之一。另外,户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生鞥能源,提高了节能减排意识。
另外,光伏与农业、渔业、建筑物的结合,使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。符合土地“集约化”利用的发展方向。
同时,分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。在此,引用《第三次工业革命》中的一段话来予以说明。
未来,每一处建筑都会转变成能就地收集可再生能源的迷你能量采集器
未来,将每一大州的建筑转化为微型发电厂,以便收集可再生能源
未来25年内,数百万的建筑——家庭住房、办公场所、大型商场、工业技术园区——将会既可作为发电厂,也可以作为住所。
未来,家庭居民可以在自己的房顶上安装太阳能电池板,这些电池板能生产出足够的电力,满足房子所需的电能。如果有剩余,则可以出售给发电厂。
你准备好了吗?你的公司准备好了吗?中国准备好了吗?
六、节约水资源
煤炭的开采、洗选和发电环节都高度耗水,过度取水给当地的生态环境和人体健康造成了巨大的危害。与煤炭相比,光伏发电不仅在污染物减排方面具有优势,其用水量也远远小于燃煤发电。光伏和煤电发电阶段与全生命周期的耗水量如下表所示。
表 7:煤电与光伏用水量对比(单位:吨/MWh)
数据来源:发电阶段数据来自Tan et al, 2015,全生命周期数据来自Feng et al, 2014
从上表可以看出,即使从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。
综上所述,光伏产业的快速发展,对全社会具有极其深远的正向推动。从政治意义上讲,光伏已成为我国在国际交往中的一张亮丽名片。不仅服务于国内能源转型,对全球应对气候变化、能源转型也作出了贡献。
2)实现精准扶贫。2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。
3)促进中西部融合。西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部,2018年底时这一数字可能达到76%其他环节的新增产能基本也都在西部。同时,截止2016年底,全国40%的光伏装机在西部省份,充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地,并能有效改善土地的沙漠化情况。
4)活跃民营资本,促进能源行业主体多元化。传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛,为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
5)集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一,并使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生能源,提高了节能减排意识。分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。
6)节约水资源从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。