美国为何关注中国试验太阳能公路?
2018年6月13日美媒称,中国渴望在越来越有利可图和具有战略重要性的可再生能源市场中实现创新和占据主导地位。在一个雾霾弥漫的下午,巨大的木材运输车和油罐车隆隆驶过中国一条公路,在一座小山脚下进入一段弯道。在车和山谷之间只有一道护栏。
在这条路上开车在任何情况下都不容易。但专家们特别关注一个特点:这段弯道是用光伏路面铺设的。如果能通过这项测试,它就能适应所有情况。这项测试是中国渴望在可再生能源市场中实现创新和占据主导地位的最新迹象。全球销售的太阳能电池板中有四分之三是由中国生产的,其风力涡轮机制造业也位居世界前列。
报道指出,太阳能道路的潜在吸引力——用改进的太阳能电池板取代沥青——是显而易见的。从公路和城市道路发电,而不是在布满太阳能电池板的田野和沙漠中发电,可以节约大量土地。在像中国这样人口密集、能源需求迅速增长的地方,这些优势尤为重要。
由于道路穿城和绕城而过,电几乎可以即发即用。这意味着几乎没有输电损耗,不像在偏远地点的发电项目那样。此外,土地基本上是免费的,因为不管怎样都需要道路。路面每隔几年就必须重新铺设,花费巨大,因此安装耐用的光伏路面可以降低维护价格。太阳能道路也可改变驾驶体验。电热条可以融化落在路上的雪。嵌入路面的发光二极管可以提供照明标识来引导司机驶向出口并提醒他们施工和其他交通风险。
报道称,如今这样的道路终于变得可行。近年来太阳能电池板价格大幅下降——在很大程度上是由于中国产量猛增,如今一块太阳能电池板的价格是10年前的十分之一。中国的筑路者甚至想效仿美国最近的一项试验,设计能为道路上行驶的电动汽车无线充电的太阳能道路。
报道称,然而,一连串未解决的挑战意味着,大规模部署太阳能道路仍任重道远。
其一,它们把太阳光转化为电能的效率低于屋顶太阳能电池板。它们平放着,间歇性地被车辆挡住,因此铺在路上的太阳能电池板的发电量只有斜向太阳的屋顶太阳能电池板的一半左右。
太阳能道路也比沥青路成本高。每10年重新铺设和维修沥青路的成本是每平方米120美元左右。相比之下,山东光实和科拉斯希望通过大规模生产将太阳能道路的成本降至每平方米310美元到460美元。
更换公路上太阳能电池板的频率很可能低于重新铺设沥青路面的频率。此外,铺在路上的太阳能电池板每平方米每年可产生大约15美元的电力。因此,它大致在15年内可以做到收支平衡。不那么明确的是,这些太阳能电池板能否在十几年里承受每年数百万条轮胎的碾压,或者是否会被盗。
来源:参考消息网,图片源于网络。
原因很简单一中国光伏产业崛起动摇美国对中国的能源控制
可再生能源包括风力发电,光伏发电,生物质能发电等。我国的风力发电和光伏发电的产量从2008年起就异军突起,坐上了世界第一的宝座。从2005年德国开始对光伏进行度电补贴以来,中国光伏产业的年产量几乎从零起步,到2014年,中国光伏产量已经达到30GW,保持着在全球遥遥领先的地位。在2005年到2012年间,美国和欧洲政府对于光伏发电的补贴,通过采购中国的光伏组件,至少有一半进入了中国光伏制造商的口袋。
在这段时间,美国和欧洲的光伏制造企业被中国的光伏企业挤压得毫无生存空间,数百家光伏企业接连倒闭。风电企业的情况也类似。
但是,这还不是美国和欧洲宣布对中国光伏企业和风电企业进行“双反”的真正理由。
光伏作为可再生能源的一种,除了清洁以外,还有一个很大的特征,就是随处可得。这种能源不像石油那样70%集中在中东,美国只要控制了中东就控制了世界。
而光伏和风力发电具有地域分布的平均性。虽然不同地方的风力大小有区别,日照强度有区别,但理论上,地球上任何地方都可以使用光伏作为能源。即便是在北极,只要是白天,光伏一样可以采用。这也就意味着,如果光伏的应用规模达到了一定的比例,比如占到了现有能源消耗量的20~30%之间,中国对于能源的进口依存度将大大下降。而如果可再生能源站到了能源总消耗量的50%的话,中国几乎可以完全摆脱石油进口的局面。那样,美国所谓的“亚太在平衡”战略,美国在中东的布局,对马六甲海峡、巴拿马运河、霍尔木兹海峡的控制,将完全彻底地失去意义。
虽然现在中国的风力、光伏和生物质能的装机容量才 100GW,也就是一亿千瓦,占中国能源总消费的8%左右,但是,中国新能源的发展速度却十分迅速。按照现在的发展速度,到2020年,中国新能源的总装机将超过250GW,即2.5亿千瓦,预计将超过届时中国总电力装机容量的20%。要知道,那仅仅是五年之后就将发生的。届时,中国的石油需求将比现在减少30%以上,也就意味着中国进口石油的需求将减少60%。这样的话,仅俄罗斯和里海的石油就可以完全满足中国的石油进口需求,届时,美国对于中国的能源控制,将彻底失去意义。这是美国绝对不愿意看到的。
二中国光伏产业的发展将影响美国自身的能源安全
让美国更为担心的是,中国的光伏企业在这不到十年的短短时间内,就已经体现出了强大的生命力。除了成本低廉外,中国光伏产品的技术、性能和质量并不逊色于美国本土的产品。而且,中国的大型光伏企业,在鼎盛时期,每年都投入了大量的资金用于技术研发。而不少企业虽然投入的研发资金比美国的同行少很多,但获得的成果却丝毫不逊色,不少技术都处于领先的势头。
这样的情形如果发展下去,不仅中国自己将实现能源自给,也就是所谓“能源独立”,而且,会倒过来造成美国的能源会对中国企业产生依赖效应。目前,美国对中国光伏的“双反”就遭到了美国包括众多太阳能用户的“低价太阳能联盟”的反对,这意味着,美国光伏用户对于中国光伏制造企业的依赖已经产生,如果美国政府不立刻断然采取措施阻止中国产品的进入的话,这种依赖将越来越严重。如果美国大部分的新能源都依赖中国的产品的话,那么,到时候才采取贸易禁运措施的话,伤害的就将不仅仅是美国的新能源用户,而是整个美国经济。
此外,目前世界上除了中东、非洲和俄罗斯外,其它地区基本都是能源净进口地区,例如欧洲、南美、东南亚、东北亚等。目前,中国的光伏企业对于这些地区的市场渗透也十分深入。而这些地区的能源,现在基本都在美国的控制之下,因此,中国的光伏企业如果这么长期发展下去,必将形成在这些地区从美国的“虎口”里夺食。虽然现在光伏等新能源的发电规模对美国还远远没有构成威胁,但随着新能源规模的扩大,这些非美国的国家一旦对中国的光伏产品产生了依赖,到那个时候,局面恐怕就完全不是美国所能够控制的了。
所以,无论是从美国自身的光伏制造业保护,从保持对中国的能源控制,从保持美国自己的能源独立,还是保持美国对世界的能源控制力,美国都必须在中国的光伏产业的发展之初,将中国光伏产业扼杀在摇篮里。这就是为什么美国政府对中国光伏产业一反再反,穷追猛打,必要置之死地而后快的原因。这不仅仅是为了保护美国的光伏制造企业,也不仅仅是为了保护美国自己光伏产业,而是为了通过遏制中国的光伏产业,确保中国对于进口石油的需求,确保世界上的能源消费国对于进口能源的需求,以确保美国用了半个多世纪建立起来的以石油控制世界的局面不被打破。
这就是美国对中国光伏产业双反的多层次原因。
三美国“双反”战略成效显著
应当说,美国的“双反”政策还是很奏效的,基本达到了他们的目的。现在,中国的光伏企业,不仅因产能过剩元气大伤,而那些还在苟延残喘的企业,也只能基本维持成本,谈不上任何发展。
虽然一年多以来,中国政府对于光伏发电的补贴政策起到了强心针的作用,但现在光伏行业里形成了“重发电轻制造”的明显倾向。“搞电站的牛逼,搞制造的傻逼”,成为了那些拿着资本找电站买路条的光伏投资大佬的口头禅。虽然发展光伏电站是从应用端拉动需求,也是必须的,但如果只重视发电,忽视制造,则恰恰中了美国人的圈套。这正是美国人对中国光伏进行“双反”想要达到的目的。
比行业不景气更为严重的后果是,目前中国的光伏企业已经几乎完全放弃了技术研发。在目前极度艰难的生存条件下,所有的大型光伏企业,都在勒紧裤腰带,设法生存。在工资都发不出的情况下,研发投入根本就不可能被列入预算。据调查,几乎所有的中国光伏企业,从2013年起,就停止了新项目的研发投入。原有的研发项目也大多数中断,只有少数企业还在延续已经立项的研发项目。
作为新兴行业的初期,光伏产业技术更新时间较短,新技术取代旧技术的时间很快。而本来中国光伏企业在制造方面已经形成了自己的优势,如果一直积淀下来,将不断加强这种优势,而一旦中断,则今后又要从头再来。中国企业放弃研发,将对中国光伏产业形成长期致命的伤害。因为,不景气时暂时的,度过以后很快能够恢复,但技术优势一旦失去,将丧失竞争力,造成长期落后。
在中国光伏企业停止研发的同时,美国的光伏企业却在不断加大投入,研发这新的技术。美国政府也从2012年开始,持续加大了对光伏产业的研究项目的资助。
如果美国政府对于中国光伏的这种彼消此长的遏制战略持续下去,中国光伏产业在过去近十年所形成的并不稳固的光伏制造优势,在几年内将荡然无存。那个时候,即便美国取消“双反”,中国的光伏企业也将没有任何竞争力。
在“双反”方面,美国在2012年打出第一招之后,现在已经祭出了第二招,可以肯定这决不是最后一招。甚至还会有“双反”之外的更狠的招数。到目前为止,美国的招数收到了效果,达到了他们希望看到的目的。
至于后面的事态如何发展,如果中国那些应对美国“双反”的专家、企业家和官员们,如果看不到美国“双反”的深层次原因,只是一味在成本、价格和补贴上和美国纠缠,就掉进了美国的陷阱,将注定白费力气。那样的话,很可能山姆大叔后面的招数都不用拿出来,就能够达到他们想要的目的了
但是,尽管美国想搞垮中国光伏产业的决心很大,投入也很大。但是,他们的目的是注定不能得逞的。中国光伏企业的生命力已经得到证明,行业里也不乏有识之士。只要中国的光伏企业能够认清美国“双反”的真实原因,有的放矢,采取正确的对策,就一定能够粉碎美国政府的阴谋,不论美国再用什么样的手段,都不能阻挡我国的新能源事业顺利发展。望采纳
1、国外现状:由于前5年发达国家光伏补助相当多,国外光伏发电迅猛,为了调节(降低)光伏发电装机,德国、英国、美国等发达国家正在降低光伏发电的补助,因此这些国家的光伏装机明显下降。
国外趋势:光伏发电补助会继续下降,使市场自动调节,当光伏组件价格降低到一定阶段时,达到商业发电的经济指标,光伏发电规模会增加。
2、国内现状:国家光伏补助电价为1元/KWH,在少部分地区(西藏、川西、新疆等)能达到商业发电经济要求(年收益8%),在这些地区光伏发电发展比较迅猛。其他地区由于受资源影响(太阳能辐射值低)很难发展大型并网光伏电站。
国内趋势:在光伏组件价格逐渐降低的情况下,国家正在考虑降低光伏发电的补助,但是在未来5~10年国家仍将大力扶持光伏发电,光伏发电会在国内遍地开花。
应用领域
一、用户太阳能电源:
(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;
(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;
(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
开发太阳能道路的是美国一家名为"太阳能之路"的绿色能源公司。他们开发的是像地砖一样的太阳能电池板,是一个个边长为30厘米的小方块。
每片太阳能电池板的成本为7000美元,每天可发电7.6度。这种太阳能电池板可以铺设在城市公路和人行道中,也可以铺设在郊外的高速公路中,电线埋在太阳能电池板之下。一块块太阳能电池板铺设好之后,再在上面铺设高强度的高分子透明塑料板。
这些塑料板透明度很高,可以让阳光充分照射太阳能电池板。这些塑料板十分牢固,而且并不十分光滑,可以保证汽车在上面快速驾驶而不打滑。
遇到下雨天,特殊的构造可以让雨水迅速流走,而不会因为积水而影响汽车和行人的出行。这些道路中还安装了一些发光二极管,可以在阴天或夜晚亮起道路标志。道路中还有一些电热丝,在天寒地冻时利用太阳能加热,有效防止路面结冰或积雪。
太阳能公路:
引是美国正在研究的一种新型公路。目前,低碳、环保这些理念已经深入人心,太阳能产业的发展也越来越受到重视。有人预言,玻璃制成的太阳能板将彻底替换沥青路和停车场,公路不但承载着交通运输的任务,还能为当地社区提供电力,以节省能源。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。
太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦时,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。 2011年,全球光伏新增装机容量约为27.5GW,较上年的18.1GW相比,涨幅高达52%,全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中,有将近20GW的系统安装于欧洲,但增速相对放缓,其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%,分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%,其装机量分别为2.2GW,1.1GW和350MW。此外,在日趋成熟的北美市场,新增安装量约2.1GW,增幅高达84%。
其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家,2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍,2011年电池产量达到20GW,约占全球的65%。截至2011年底,中国共有电池企业约115家,总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家,占总产能的53%;在100MW和1GW之间的企业共63家,占总产能的43%;剩余的38家产能皆在100MW以内,仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。
在今后的十几年中,中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统,包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发展潜力巨大,配合积极稳定的政策扶持,到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦,年发电量可达1300亿千瓦时,相当于少建30多个大型煤电厂。国家未来三年将投资200亿补贴光伏业,中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长,并吸引了更多的战略投资者融入到这个行业中来。
2015年上半年,全国累计光伏发电量190亿千瓦时。
2015年9月7日,江苏省首个供电所光伏发电项目在南京市浦口区正式并网运行,农村居民也用上了“绿色电”。接下来光伏发电项目将在农村变电所推广。
2015年11月,安徽省来安县全面启动乡村光伏发电项目,11个美好乡村“空壳村”装机容量为60KW以上的光伏电站进入招标程序。据初步估算,并网发电后各村每年能提供72000KWh清洁电能,村级集体经济能增收5万元以上。
2015年1-6月,全国新增光伏发电装机容量773万千瓦,截至2015年6月底,全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦。
自2013年起,光伏发电连续3年新增装机容量超过1000万千瓦;截至2015年底,光伏发电累计装机容量达到约4300万千瓦,超过德国成为全球第一。此外,光伏产业正发力“走出去”。国家能源局数据显示,2015年光伏电池及组件出口量达到2500万千瓦以上,出口额达到144亿美元。
8月中旬,美国加州经历了19年来首次滚动停电。加州独立系统运营商发出警告, 由于电网吃紧,需要采取分区滚动式停电模式来防止电网崩溃。 消息一出,引发关注。正值美国大选之际,这一话题瞬间被政治化。据媒体报道,停电事件中,超过100万人失去了电力供应。
目前的初步原因汇总显示:停电是多种概率事件同时发生造成的,其中包括天然气机组的宕机;高温天气跨区联络线过热限流,部分老化线路容量不足;风电场宕机等等。系统调度与监管机构对于系统是否购置了足够充足的备用仍旧存在认定上的争论。
上一次加州下令滚动停电是在2001年能源危机期间。 从1月到5月,发生多次停电,其中一次影响150多万客户,其原因是能源短缺和能源批发商操纵市场合力发挥作用的结果。
加州州长纽森(Gavin Newsom)强调,加州电力短缺是“不可接受的”。他将电力短缺归因于加州从污染性的天然气过渡到太阳能、风力发电等“清洁”能源的结果,因为太阳下山之后或无风时,无法发电。他承诺释出更多能源,也将对电力短缺进行全面调查。纽森表示, 由于过去几天创纪录的高温,用电需求大增, 曝露 出可再生能源的不足。
光伏发电出力特性会给电网安全稳定运行造成巨大影响。截至2019年年底,美国加州光伏发电的装机容量为2740万千瓦,占美国光伏发电总装机容量比例约36%,居全美第一。光伏发电量通常情况下占加州总发电量的比例约为20%。
在高比例光伏发电接入的情况下,加州净负荷曲线为“鸭型”曲线,即负荷曲线在中午前后到达低点,在15时之后开始上升,负荷曲线峰谷差大,这为加州电力调度带来困难。
为此, 加州一直非常重视需求响应发展,通过相关激励手段调动负荷侧灵活资源积极性,以解决电力供需矛盾。 然而,此次罕见热浪袭击加州,加之疫情影响,居民大多居家,空调负荷等温度调节负荷激增,大大激化了原有的电力供需矛盾。
本次加州轮流停电事件一方面说明, 光伏发电、风电等电源出力具有波动性、反调峰性,对电网安全稳定运行造成的威胁不可忽视 。高比例新能源发电接入的情形下,亟须开展电力电子化电力系统稳定性基础分析、电力电子化电源的宽频带振荡特性等基础理论研究,完善电力系统稳定计算标准体系,突破海量超电磁暂态仿真技术瓶颈,提高电网仿真分析能力,支撑深度认知电网特性。
另一方面,本次加州轮流停电事件中,高比例光伏发电接入、罕见高温、疫情居家等多因素交织,充分表明在电网安全运行中,考虑单一因素具有一定的局限性,多种情景叠加则进一步考验电网供电能力。 电网企业需在规划、运行、营销乃至应急等环节充分考虑综合因素,确保供电可靠。
随着分布式电源、储能系统、新能源 汽车 等领域相关技术不断发展, 负荷侧灵活资源有着极大的开发利用空间 。我国经过多年摸索,在负荷侧灵活资源利用上取得了显著成效。据相关研究,我国负荷侧灵活资源超过2亿千瓦,通过相关政策、机制挖掘这些资源价值,意义重大。
电力服务具有普惠特点,涉及民生问题。本次加州轮流停电事件中,电力供需紧张在电力及上游能源市场上造成了一系列连锁影响。 电价快速上涨加重了防疫期间居民、企业的经济负担,对经济 社会 发展造成巨大影响。
反观国内,在防控新冠肺炎疫情期间,电网企业主动担当,坚决执行国家降低电价政策,有力支撑“六稳”“六保”目标实现,充分体现出我国的制度优势。可见,我国电网 健康 发展需要坚持制度自信,发挥“六个力量”,为经济 社会 发展和民生改善提供有力保障。