光伏产业未来发展前景
在“双碳”目标背景下,光伏是一座城市优化能源结构,推动“双碳”建设的重要抓手。
太阳能光伏产业在将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。未来的能源互联网将在现有电网基础上,通过先进的电力电子技术和信息技术,实现能量和信息双向流动的电力互联共享网络。
随着光伏发电等波动性电源比例的提高,要求电源侧具备更大的调节能力,分布式储能将得到普及,主动式配电网也将应运而生。太阳能发电和其他可再生能源、储能互补发电,并与负荷一起形成既可并网、又可孤网运行的微型电网,将是太阳能发电的一种新应用形式,既适用于边远农牧区、海岛供电,也适合联网运行作为电网可控发电单元。
光伏产业的不断深入发展,各行业也借助了光伏的自身优势开展应用,如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。
从数字化角度阐述下光伏行业未来发展模式:
实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测,电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害,实现无人值守的室外光伏电站新形势。
通过现场取景、卫星图等方式,进行场景搭建,人工摆放向日镜模型,向日镜从发电塔向外扩散排布,真实还原装机分布效果,场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵,场景中心为发电塔,镜子作为反射太阳光的媒介,发电塔相当于一个大型的热量吸收器,一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换,推动汽轮发动机发电。通过图扑引擎的渲染功能,真实还原发电塔吸收热量的效果。
光热电站信息监测
通过点击交互场景中的发电塔模型,以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息,与后台数据进行联动,接入真实数据,展示发电塔发电情况与发动机运行状态,做到实时监测管理。
光伏电站信息监测
通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱(包括母线电压、机箱温度、电流)数据,当出现告警时,可对模型进行染红闪烁显示,方便运维人员快速定位排查问题,足不出户即可实时查看设备相关指标,可结合算法实现数据分析,短时间内若出现数据异常变化的情况,提前进行告警,提醒相关人员及时做出决策。
同时接入了箱变(包括箱变油温、电压和电流)、逆变器(包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率)、升压站相关数据,全面监测电站运行状况,由于场景比较大,做了点击设备模型视角拉近处理,可更直观的查看设备相关信息。
以往以节能降碳为主的理念,应该转变为多使用可再生能源。不少太阳能光伏企业已经在发展光储充一体化系统,这和互联网等科技企业的写字楼、车棚、电动汽车的使用等可以有机结合。科技企业还可以参与到与碳中和相关的数字化平台、物联网设备的建设、运营、管理和维护。
加强政策扶持新能源经济战略,国家相关部委推出太阳能屋顶计划。太阳能屋顶就是在房屋顶部装设太阳能发电装置,利用太阳能光电技术在城乡建筑领域进行发电,以达到节能减排目标。
采用轻量化三维建模技术, 1:1 高仿真还原光伏工业园区。3D场景将 BIM 楼宇数据叠加到地图场景中,实现 BIM + GIS 的结合展示。
2D 数据面板数字化展现园区内各区域的运行情况、安全配备、周边动态环境等情况。还支持渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。Hightopo实现可交互式的 Web 三维场景,可进行缩放、平移、旋转,场景内各设备可以响应交互事件。
法律分析:各类自然保护区、森林公园(含同类型国家公园)、频危物种栖息地天然林保护工程区以及东北内蒙古重点国有林区,为禁止建设区域。其他生态区位重要、生态脆弱地形破碎区域,为限制建设区域。光伏电站的电池组件阵列禁止使用有林地疏林地未成林造林地采伐迹地火烧 迹地,以及年降雨量四百米以下区域覆盖度高于百分之三十的灌木林地和年降雨量四百毫米以上域覆盖度高于百分之五十的灌木林地。关团政策的前两条明确了那些地方不可以建设林地,也就是相当于划定了政策红线,前两条所列的种类是禁止建设光伏电站,
法律依据:《中华人民共和国民法典》
第三百三十一条 土地承包经营权人依法对其承包经营的耕地、林地、草地等享有占有、使用和收益的权利,有权从事种植业、林业、畜牧业等农业生产。
第三百三十二条 耕地的承包期为三十年。草地的承包期为三十年至五十年。林地的承包期为三十年至七十年。前款规定的承包期限届满,由土地承包经营权人依照农村土地承包的法律规定继续承包。
第三百三十三条 土地承包经营权自土地承包经营权合同生效时设立。登记机构应当向土地承包经营权人发放土地承包经营权证、林权证等证书,并登记造册,确认土地承包经营权。
各省、自治区、直辖市林业厅(局),内蒙古、吉林、龙江、大兴安岭森工(林业)集团公司,新疆生产建设兵团林业局:
近年来,我国光伏产业发展迅速,建设地面光伏电站(以下简称光伏电站)对土地需求大幅上升,也不可避免地加大了占用林地的需求,一些地方出台了光伏电站的电池组件阵列(以下简称电池组件)用地不办理建设用地手续,允许采取租赁等多种方式有偿使用的政策,给林业部门严格管理林地带来一些新情况,新问题,为支持光伏产业健康发展,有效减少光伏电站建设对植被和生态的损害,切实规范光伏电站建设使用林地,制作如下通知,请遵照执行。
一、充分认识规范光伏电站建设使用林地的重要性。光伏电站的电池组件用地虽然不同于一般建设用地,但其占地面积大,建设和运营期长达25年甚至更长时间,特别市占用林地发展光伏电站,如果选址或建设方式不当,将导致破坏植物群落的原有生境,加剧区域生态退化。我国是一个缺林少绿、生态脆弱的国家,太阳能虽然是清洁能源,但不能以牺牲生态为代价无序发展。各地要深入贯彻落实党的十八大和十八届三中全会精神,加大自然生态系统保护力度,落实最严格的源头保护制度,依法规范光伏电站建设使用林地,促进光伏产业健康发展。
二、科学规划光伏电站布局,光伏电站建设必须树立顺应自然、尊重自然、保护自然的理念,坚持保护植被、生态优先的原则,既要考虑光照资源,更要考虑地貌、植被、水文、立地条件等因素,实行“以地定场”,自然保护区、森林公园及周边2公里范围内、沙化土地封禁保护区以及重点国有林区的林地,为光伏电站禁止建设区域,其他生态区位重要、生态脆弱区域、地貌破碎区域的林地,为光伏电站限制建设区域。各地林业主管部门要按照本通知规定,根据本行政区地形地貌、植被分布种类、高度和覆盖度、恢复的难易程度,野生动植物分布及栖息地等,划定光伏电站建设使用林地禁限范围。
三、明确光伏电站建设可以使用林地的类型。禁止光伏电站建设使用有林地、疏林地及其未成林造林地、采伐迹地、火烧迹地。光伏电站建设应避让成片灌木林区域,可以使用灌木覆盖度低于20%的林地;灌木覆盖度低于30%的林地,原则上不能发展光伏电站。
四、引导企业优化光伏电站电池组件布设方式。光伏电站建设使用林地的,适当控制电池组件覆盖密度,电池组件最低架设高度应到1.5米以上,使地表植被能够接受到太阳直射光或散射光,最大限度降低电池组件对地表植被的影响。禁止电池组件采用固定平铺方式,禁止光伏电站场地进行高强度削坡填沟,场地平整应当尽可能保护原有植被。
五、严格控制“林光互补”模式光伏电站建设使用林地。“林光互补”模式光伏电站指不改变林地性质,电池组件覆盖密度在60-70%,最低架设高度不影响地表植被正常生长,间距随着地表植被合理调整,建设期间不对原生植被造成破坏,运营期间能确保电池组件下的植被生长正常的光伏电站。对“林光互补”模式光伏电站要提高其使用林地门槛,其建设应当选择立地条件差,难以发展乔木的林地或部分经济林地。以“林光互补”模式发展光伏电站的,不得对植被造成破坏。
六、已发办理光伏电站建设使用林地手续。光伏电站建设使用林地的,其逆变器室、生产区(包括升压站、配电室、控制室等)、生活区(包括办公、住宿、食堂、活动场所、库房等附属设施)和厂区永久性道路等按长期占用林地办理使用林地手续。光伏电站的电池组件使用林地按以下方式办理:一是有国土资源部门预审意见且同意转为建设用地的,按建设用地办理使用林地审核手续;二是国土资源部门不办理建设用地的,按临时占用林地办理使用林地手续,临时占用林地超过2年应办理延续使用林地手续,不再重复缴纳森林植被恢复费,累计延续时间不得超过项目运营时间。同时,办理临时使用林地及延续使用林地手续的,用地单位必须取……
同时对申请手续做出规定:依法办理光伏电站建设使用林地手续、光伏电站建设使用林地的,其逆变器室、生产区、生活区和厂区永久性道路等按长期占用林地办理使用林地手续,光伏电站的电池组件使用林地按以下方式办理:一是有国土资源部门预审意见且同意转为建设用地的,按建设用地办理使用林地审核手续;二是国土资源部门不办理建设用地的,按临时占用林地办理使用林地手续,临时占用林地超过2年的的应办理延续使用林地手续,不再重复缴纳森林植被恢复费,累计延续时间不得超过项目运营时间。
1、自然资源部文件
有媒体报道,近期自然资源部牵头起草了《关于支持光伏发电产业发展规范用地用林用草管理有关工作的通知》,并征求意见。文件提出:
要做好光伏发电产业发展规划与国土空间规划的衔接,统筹安排大型光伏基地和光伏发电项目布局,统一纳入国土空间规划“一张图”实施监管。
实行光伏复合项目用地差别化管理。光伏复合项目不得占用耕 地和林地,在此基础上积极探索“农光互补”的有效途径。使用农用地不超过项目总用地面积的50%,对其中的光伏方 阵、_用直埋电缆敷设方式的集电线路可不办理用地手续。除桩基用地外,严禁硬化地面、破坏耕作层,光伏方阵间隔 应合理设置,尽量避免对农业生产造成影响。大型光伏基地 项目及光伏复合项目的场内道路用地可按乡村道路用地管理。
实施用地用林用草联审机制。对于符合国土空间规划 和用途管制要求、纳入国家大型光伏基地建设范围的项目, 各地要建立项目审批协调联动机制,统筹保障用地用林用草 合理需求。用地审批中要严格执行《光伏发电站工程项目用 地控制指标》。
2、省级管理文件
1)江苏省:全面摸底农光互补项目
2022年6月2日,江苏省 自然资源厅下发《关于提供光伏电站项目占用耕地 有关情况的函》,要求各地级市提供以下材料,对辖区内农光互补项目进行全面摸底:
1)区域光伏电站项目数量和用地规模、占用农用地、建设用地、未利用地面积, 占用耕地、园地及养殖水面情况
2)从行业技术角度看,光伏板铺设有哪几种模式,每种模式对耕地种植作物类型有何影响,是否影响耕地产能(尽量用量化指标)。
3)是否出台光伏用地相关规定或技术标准, 从耕地保护角度看,有何突出问题与意见建议。
可以预期,未来江苏省的农光互补项目政策将收紧。
相关链接:江苏严控耕地,农光互补凉凉!
2)河北省:停止一切未开工项目建设
2022年3月11日,河北省能源局下发《关于请对存量光伏发电项目占用耕地情况进行摸底统计的通知》,要求:对已列入省年度计划、尚未办理建设用地审批手续的存量光伏发电项目占用耕地情况进行摸底统计。
2022年5月11日,河北省发展和改革委员会、河北省自然资源厅 联合发布《关于进一步明确存量光伏复合项目占用耕地政策的通知》,提出: 对于“ 未形成工程实际占用的存量项目”要调整 项目建设地点、建设规模;无法调整的应申请取消建设计划!
相关链接:河北启动存量光伏电站占用耕地摸底统计工作
河北严查农光互补,1月17日之后项目全面叫停!
这也意味着,未来河北省将很难再有“农光互补”项目。
3、河南省:光伏项目全面积按建设用地计算
2022年5月25日,河南省 自然资源厅、发改委、农业厅、林业局联合下发《关于严格耕地用途管制落实耕地"进出平衡”的实施意见》,对光伏项目的用地,提出: 光伏项目, 使用农用地的,包括光伏方阵在内的所有用地均应当依法办理建设用地审批手续!
如果全面积按建设用地执行,1)根本无法协调如此大规模建设用地;2)光伏项目根本就难以达到预期的经济效益!因此,未来河南“农光互补”项目将很难开展。
4、山东省:停止占用耕地项目审批
2021年11月2日,山东省自然资源厅下发《关于对光伏项目用地进行核查的通知》,通知要求:
重点核查 2018年6月1日以来建设的光伏项目土地利用情况。并从即日起,停止光伏项目用地占用耕地的备案工作。核查光伏项目土地使用是否符合鲁国土资规〔2018〕4号文件规定要求,是否履行项目建设方案和土地复合利用方案备案程序,永久性建设设施是否取得合法建设用地审批手续,布设在农用地上的光伏设施是否存在硬化地面、破坏耕作层、抛荒、撂荒、影响农业生产等情况。
征用和占用林地是两个不同的法律概念,不能混淆。征用林地是指全民所有制单位因勘察设计、修筑工程设施、开采矿藏等使用集体所有的林业用地,其权属由集体所有改变为全民所有;占用林地,是指全民所有制单位使用其他全民所有制单位依法使用的全民所有的林业用地,权属仍为全民所有。
不论征用林地还是占用林地,按照《森林法》第十八条规定,均应当不占或少占林地。必须占用或者征用林地的,用地单位都必须按照国家和省有关规定办理审批手续,占用或征用林地的办理手续基本上是相同的。
法律依据
《中华人民共和国森林法》第十八条 均应当不占或少占林地。必须占用或者征用林地的,用地单位都必须按照国家和省有关规定办理审批手续,占用或征用林地的办理手续基本上是相同的。
《国家林业局关于光伏电站建设使用林地有关问题的通知》
第四条
光伏电站建设必须依法办理使用林地审核审批手续。采用“林光互补”用地模式的,电池组件阵列在施工期按临时占用林地办理使用林地手续,运营期双方可以签订补偿协议,通过租赁等方式使用林地。
各地林业主管部门要加强监管,定期检查,确保光伏电站建设依法依规使用林地。积极探索支持光伏电站建设与防沙治沙、宜林地造林等相结合。
对于森林资源调查确定为宜林地而第二次全国土地调查确定为未利用地的土地,应采用林光互补用地模式,林光互补模式光伏电站要确保使用的宜林地不改变林地性质。也就是说林业局认定为宜林地且国土部第二次全国土地调查确定为未利用地的土地可以建设光伏电站。
关于您所承包的集体荒山林地部分,根据《国家林业局关于光伏电站建设使用林地有关问题的通知》林资发2015153号三、对于森林资源调查确定为宜林地而第二次全国土地调查确定为未利用地的土地,应采用林光互补用地模式,林光互补模式光伏电站要确保使用的宜林地不改变林地性质。具体相关问题请咨询自然资源部门。
光伏农业概述:简单来说,光伏农业就是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力提供等领域的一种新型农业。
光伏农业符合生物链关系和生物最佳生产原料能量系统要求、遵循农产品生产规律并创新物质和能量转换技术,以达到智能补光、补水及调温的目的,而其产出的农产品将比现有方式生产的产品更安全、更营养、更多产。
光伏农业的光伏技术主要有:Solartech光伏提水技术(光伏扬水系统)、光伏水泵、滴灌、喷灌、微灌等产品。光伏农业的意义相较于传统农业而言,光伏农业是一场实现农场变工厂、田间变车间的生产方式变革。在国内,伴随而来的“光伏下乡”相关政策即将出台。
其在现代农业中有着广泛的运用前景和重大的现实意义:
首先,有利于种植、养殖环节的环境综合保护。如太阳能杀虫灯等设备的应用可有效解决传统农业中因大量使用化肥和农药而带来的土壤肥力下降、(蔬果)农药兽药残留严重、农业废弃物大量增加的问题,从而达到保护农村生态环境、减少食品安全事故的目的。
其次,可为种植、养殖基地提供能源供给,比如,建立光伏温室大棚能给蔬菜、花卉、苗木、牲畜等种植养殖场所提供热量和电力,以确保其顺利过冬。
第三,可改善农民生活。现在国家正在大力推进文明村镇建设,其中一个重要内容便是加快农村基础设施建设,如能将太阳能照明、太阳能取暖等在农村逐步推广,这无疑将为农民提供生活便利。
第四,光伏农业也可运用在林业生产或水利建设上,比如太阳能水情监测报告系统、林业监测报告系统、水利灌溉系统等都需要利用光伏科技和太阳能。 由此,笔者有理由相信,光伏农业将是解决我国现代农业发展长期困境的发动机,是进一步发展农村经济、改善农民生活的必然选择,也是农业生产方式变革时势所趋。
从长远来看,发展光伏农业对于我国的农业转型具有重要意义,而从短期来看,光伏农业是是解决目前光伏产业困境的有效措施。 2011年,国际光伏市场萎靡不振,国内大量光伏企业也陷入困境,产能过剩问题严峻,原本风光无限的光伏企业集体进入“寒冬”。从根本上讲,国内光伏产业要打破危机,关键就在于能否逐渐实现自我转型,摆脱对出口的依赖,这就需要其深耕国内应用市场。 然而,尽管中国的大城市人口众多,但房屋大多是高楼大厦,也就是说大部分城市人没有自己的屋顶,这决定了中国的光伏应用难以像发达国家一样以居民别墅的屋顶发电设备为主。光伏企业想在城市打开一片天,其难度可想而知。笔者以为,要开拓国内光伏市场,走“农村包围城市”的路线或许更为现实,而发展光伏农业则是一个必然的选择。 要走“农村包围城市”之路,光伏应用企业需要转型升级:加大产品在终端运用的研发力度,生产出在农业生产、农民生活中可广泛运用的光伏应用产品,以化解市场危机,因为广袤的农村地区有着巨大的市场潜力。比如,如果新建一个万亩的光伏蔬菜大棚,需要近200兆瓦的多晶硅片。
有专家计算,如果在全国大面积、大范围地推广光伏农业产品,其市场产值可达千亿元规模,在五年内可达到万亿元规模,这几乎是一种裂变式的增长。太阳能在光伏农业领域内的应用 光伏农业不仅是一个诱人的概念,它还具有广阔的产业化前景,现在,很多产品已在农业生产中发挥作用。
从目前的情况看,主要有以下几类:
第一,太阳能杀虫灯。相比于传统农药,太阳能杀虫灯最大的好处是取代农药或少用农药,可保证食品安全。同时,市场上的此类产品已经具有时空、雨控、光控、全天候智能化管理等功能,除了普通电源产品外,有些高科技公司还开发出一体化野外太阳能照明杀虫灯、室内便携式照明杀虫杀蚊灯等产品,极大地方便了农民进行病虫害防治。
第二,新型太阳能生态农业大棚。这种技术将太阳能光伏发电系统、光热系统及新型纳米仿生态转光膜技术综合嫁接到传统温室大棚,达到不可思议的效果。比如,转光膜技术能根据不同植物生长对不同波长光吸收的需求,对透过转光膜的太阳光进行波长转换,以便农作物更容易吸收,提高了光合作用的效率。这种新型农业大棚能完全实现能源自给,既节能环保,又极易维护,相比于传统大棚,有成本低廉、农产品量质皆高的优点。
第三,太阳能光伏养殖场,这是将现代清洁能源工程与传统养殖事业相结合,在养殖场屋顶建设光伏电站,用以改造和提升传统畜牧养殖业并提供绿色能源的一种全新尝试,同时其推广和普及也能在提升新能源利用水平方面起到积极作用。
第四,新型农村太阳能发电站。这是一种以村为单位分享光伏发电系统的创新型商业尝试,在每一个村庄建设一个光伏电站,服务三农。考虑到太阳能发电技术在新农村建设中具有较大的应用发展空间,未来这类产品将大有可为。
第五,太阳能污水净化系统。现在,农村的环境污染日益严峻,污水是其中一大问题。太阳能污水净水系统在将太阳能转化成热能、电能后再有效地运用于污水处理工艺中,在这个过程中,基本没有二次污染和能耗转移。
第六,农用太阳能小产品,如太阳能手电筒、太阳能马灯、太阳能充电器、太阳能照明灭蚊灯等。这些产品可为偏远的无电、缺电地区的农民提供极大的生活便利。 以上列举的产品只是几类极具代表性的、可实际运用的光伏产品,实际上,光伏农业还在其他很多方面有着广阔的应用前景。
假以时日,类似的产品会源源不断地被开发出来,为农业生产提供便利的同时,也能提升农业科技水平,改善农民生活水准,推动农村加快转型。国家采取措施推动光伏农业发展 综上可知,现代农业需要光伏技术支撑,而光伏产品在农业上的应用价值也不可估量,推动光伏农业发展,是发展现代农业和解决光伏产业困境的双赢之道,而政府应该在其中有所作为。
笔者以为,政府可从以下几个方面采取措施推动光伏农业发展:
首先,中央政府应尽快出台扶持光伏农业相关应用的配套支持政策和法规。
其次,各级政府应制定出资金扶持政策,以鼓励相关企业投入到光伏农业领域。除了给予企业相应的资金补助外,还应从每年的新能源专项资金中拿出部分资金用于扶持光伏农业。同时,还应允许各地农业局或科技局申请专项经费用于推广太阳能农业技术或产品。
再次,中央、省级相关部门应和各地农业厅牵头,打造光伏农业样板和示范工程,专款列入国家财政预算,为其发展培养优秀人才和培育初级市场。
最后,在农业部现有的每年农机补贴经费中增加光伏农业产品补贴的份额和范围,扶持光伏农业的快速发展,同时是为我国整体光伏产业解决燃眉之急。