中国大约有多少座太阳能发电站?
中国有7座太阳能发电站。太阳能分为光伏发电、光热发电。
光伏发电站:上海崇明(1MW)、内蒙古鄂尔多斯(25KW)、甘肃敦煌(10MW)、青海柴达木盆地(1GW)、四川西昌(10MW)
光热发电站:南京江宁(7KW)、北京延庆(10MW)
太阳能(solar energy),是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
全国的光伏发电基站是比较多的,没有具体的数据。
列举几个在中国比较有实力的光伏发电:
1、保利协鑫能源控股有限公司
2、江西赛维LDK太阳能高科技有限公司
3、洛阳中硅高科技有限公司
4、大全新能源有限公司
5、东方电气集团峨嵋半导体材料有限公司
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程。
2007年底中国在美上市的光伏企业总市值达到最高点,约为320亿美元,彼时还只有9家公司在美上市。如今上市数量已经增加至11家,但总市值仅为20亿美元,较最高峰时已经跌去九成多。在过去一年半中,光伏产品的价格需求弹性理论完全失效,价格大幅下跌,需求却一度紧张。徐珉认为,主要是银行信贷政策紧张。作为全球最大的光伏市场,欧洲正在经历严重的债务危机,信贷出现紧张局面,光伏市场状况不佳。
目前,光伏行业停产破产等层出不穷,企业从市场上拿到资金亦十分困难。徐珉称,目前已经有约10家光伏企业试图上市却并没有成功。 我们必须要正确看待光伏产业面临的国际贸易形势。现在反观欧美的光伏企业,在美国,除了第一太阳能公司(First Solar),其余的光伏企业基本上都破产了或面临破产在欧洲,几大光伏企业相继破产,剩余的也在苟延残喘。这些企业已到了非常困难的境地,甚至在反倾销申诉中,签名的企业都是名不见经传的小企业。
大家都要生存,有国家利益在其中,但更多的是企业利益。如果中国企业有一天也如此,我们的政府不站出来,我们会高兴吗?所以,中国的光伏企业不要意图做到惟我独尊、惟我独大,这是不现实的。中国的光伏企业需要和欧美的企业进行联合合作,来共同分享市场和技术等等。 一、应用现状
2011年以来,国家发改委、国家能源局、国家财政部相继出台一系列支持、鼓励太阳能光伏发电的政策,这些优惠政策不仅对太阳能光伏发电企业补贴力度大,而且非常科学合理。例如,家庭屋顶太阳能光伏发电站每生产一度电就可以获得国家0.42元的补贴,使得普通家庭建设太阳能光伏发电站的投资在短期内得到回收。但相对于欧洲尤其是德国,我国的分布式光伏发电系统尚处于起步状态。
2012年底,中国首个居民用户分布式光伏电源在青岛实现并网发电,从申请安装到并网发电,整个过程用了18天就全部完成。2013年7月2日,攀枝花学院2.1MW太阳能屋顶光伏发电项目建成投运,装机容量为2.1MW,总投资达3738万元,年发电量达261.01万kWh,每年可节约标煤886t,减少二氧化碳排放量1933.12t,减少二氧化硫排放量13.10t。这些范例表明,公共服务领域建设分布式光伏电站具有很强的节能减排效应。
在政府大力鼓励发展分布式光伏发电的政策推动下,生态农业与光伏的结合正在建成一些成功的项目。如:江西省首家现代化养殖场光伏屋顶发电站在东乡县江西东华种畜禽有限公司竣工并正式投入运营,项目总投资为550万元,总容量为282.72kW。项目采用光伏发电,自发自用,余量上网,能量循环,既能满足现代化养殖场的生产和生活用电,又可实现节能减排,还能余电并网带来可观利润。2013年9月1日国内首个分布式光伏发电设备超市在浙江省台州市建成。该超市面向潜力巨大的家用和商用屋顶光伏发电市场,为顾客提供产品体验、设备选型和方案设计等一站式购物服务,方便了分布式光伏发电站的普及建设。
二、发展分布式光伏发电的建议
1、必须大力推进近期国家对分布式太阳能光伏发电系统相关补贴政策与标准的执行,同时简化不必要的审批程序和相关费用,从根本上促进光伏发电产业化的发展。建议上海市政府应制定相关政策,对污染严重区强制执行光伏发电份额。借鉴国外经验,立法要求如果某地区PM2.5数值超标,则必须保证一定比例的新能源发电量,这是因为光伏发电的高成本与煤炭发电相比还是难有市场竞争力。
2、建议采取经济杠杆保证光伏发电装机容量持续稳定增长。德国可再生能源法规定了光伏发电的补贴办法,对于屋顶光伏和地面光伏等各类光伏发电的应用模式,其规模不同,补贴力度不同。德国2012年最新修改的法律规定,光伏发电的每千瓦时上网电价从17.94欧分到24.43欧分;未来12个月内如果安装容量超过350万kW,上网电价下降3%;如果超过750万kW,上网电价下降15%。在挽救国内的光伏企业的同时,需要采取合理的策略保证其稳步发展。
3、建议制定合理的分布式光伏发电管理方式,保证电网的安全运行。例如西班牙政府要求某一区域安装的分布式电源的容量应保持为该区域的峰值负荷的50%以下,尽量避免分布式电源反送电。德国要求100kW以上的分布式电源必须安装远程通信和控制装置,以便调度实时了解其出力,并且可以进行调度。
4、要加速研发与应用人才培养。组织科研力量解决太阳能光伏发电系统关键技术问题,包括高效转换率、电池板多晶硅加工工艺、高质量国产逆变器、控制仪表,并网技术等。同时,在有相关研究背景和技术力量的大学、科研院所开设可再生能源技术课程,制定中短期专业技能培训计划,既培养有高素质的科技领军人物,又培养经验丰富的工程技术人员。
全球二氧化碳的大量排放不仅造成严重的环境污染问题,也造成全球灾害性天气频发,严重的威胁着人类和地球其它生命的生存。
碳达峰、碳中和目标的出台,为我国未来绿色低碳发展绘制了美好蓝图。但也要看到,我国处于工业化发展阶段,工业技术和耗能、排放水平比发达国家仍有较大差距,我国要实现碳达峰和碳中和的目标面临着巨大的压力和挑战。要实现这个目标,我国不仅要努力提高制造业技术水平,加大节能减排力度,更需要改变能源结构,减少高耗能。
我国碳达峰和碳中和的目标的确定,将进一步推进绿色经济发展和城镇化、工业化、电气化改革,对新能源特别是电力清洁化发展有着重要意义。
近年来,碳排放交易已经逐渐成为一个热门话题。今天我们来谈谈光伏发电站到底能减排多少二氧化碳温室气体。
我们以一个1MW的光伏发电站为例来做计算。首先需要说明的是我国地缘辽阔,各地的太阳能辐射资源不同,不同地区安装的同容量的光伏发电站的发电量是有很大差异的。如果我们以江浙地区和甘肃河西走廊地区的光伏发电站为例来做分析。
▲工商业屋顶光伏电站
我们知道,江浙一带的最佳倾角光伏阵列表面年太阳能辐射量通常在1300kWh/m²左右,而西北地区河西走廊一带太阳能辐射资源比较丰富,大约是2000kWh/m²左右。
江浙一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达100万kWh。
河西走廊一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达160万kWh。
与常规煤热发电站相比,1MW的光伏发电站每年分别可节省405-630吨标准煤, 减排1036-1600吨二氧化碳,9.7-15.0吨二氧化硫,2.8-4.4吨氮氧化物。
按照目前碳排放40元/吨左右的平均交易价格计算,1MW的光伏电站每年碳减排交易的收益约4.1-6.4万元左右。
1997年,全球100多个国家签署了《京都议定书》,碳排放权成为了一种商品,碳交易成为碳减排的核心手段之一。目前,全球有几十个碳交易体系。2020年,全球碳市场交易规模达2290亿欧元,同比上涨18%,碳交易总量达103亿吨。碳排放价格从平均每吨25欧元翻倍至2021年5月初的每吨50欧元左右。
我国碳交易工作也已经开展了十余年了,全国有北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、和福建等八个地区已经开展了碳交易试点,完成了近5亿吨二氧化碳排放量的交易,成交额上百亿元。同时各地科技厅等部门都有从事的清洁能源机制的机构或碳排放管理部门。
据了解,目前我国碳排放交易价是每吨20-52元,和国际市场比,碳排放价格还是比较低的,但是随着国家“双碳”目标和国际化的推进,碳排放价格上涨的趋势是必然的。我国目前有装机240GW的光伏发电站,年发电量1172亿kWh减排二氧化碳11684.8万吨。每年有价值约4000万元-6000万元的排放配额指标可用于市场交易。光伏发电不仅可以直接通过售电获得经济效益,同时还可以通过碳排放交易获得额外的经济收入。
我们认为,未来我国将进一步加大各地碳排放配额管理和发展碳排放市场交易,推动新能源的发展和“双碳”目标的实现。
(注:计算公式:1 度电 = 0.39 kg 煤 = 0.997 kg 二氧化碳 = 0.00936 kg二氧化硫 = 0.00273 kg 氮氧化物)
那如何计算二氧化碳减排量的多少呢?
以发电厂为例,节约1度电或1公斤煤到底减排了多少“二氧化碳”?
根据专家统计:每节约1度(千瓦时)电,就相应节约了0.328千克标准煤,同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物。每使用光伏电站所发的一度电是同样道理。
以1MWp光伏电站为例。
减少二氧化碳减排量:
近日,浙江省乐清市有序用电工作领导小组办公室文件印发 乐有序用电办[2021]4号《关于调整C级有序用电方案的通知》,文件中明确:轮到停用的企业当天0点到24点全部停止生产用电,但是企业屋顶光伏发电不在控制范围!免受限电影响,能控制用电成本还想增加碳交易收入的各位企业可以尽快在屋顶安装光伏电站了!
光伏电站碳交易额外创收计算案例
这里以上数据可以看出,1MW光伏电站每年可以减少1196.4吨的二氧化碳减排量。按20元/吨(23日碳市场收盘价43.85元/吨)成交价计算,这座1MW的光伏电站每年可获得2.4万元左右的收益。25年将获得60万左右收益,这还没有算更高的发电收益。按市场价格(排除原料涨价因素),一座1MW光伏电站的投入成本大概350万左右,碳排放权交易给工商业光伏电站带来的额外收益还是非常明显的!
一、年发电量是多少?
根据北京市太阳能资源情况,安装角度为35°时,光伏年峰值利用小时数为1536.65h,考虑到79%的系统效率,等效年发电利用小时数为1213.95h,在25年的运营期,光伏组件的发电衰减率按20%计算。
根据分布式光伏发电量常用的简化计算公式:L=W×H×η,其中L为年发电量,W为装机容量,H为年峰值利用小时数,η为光伏电站的系统效率,H×η为年等效利用小时数。
计算可知,20kW光伏电站的首年发电量为:
20kW×1213.95h=24.28MWh
按照10年衰减10%,25年衰减20%计算,25年的发电量情况见下表:
表1 北京地区20kW分布式光伏电站发电量计算
二、碳减排量是多少?
根据《联网的可再生能源发电》、《可再生能源并网发电方法学》、《广东省安装分布式光伏发电系统碳普惠方法学》等与分布式光伏发电相关的自愿碳减排量核算方法学,分布式光伏碳减排量核算周期以自然年为计算单位,减排量即为基准线排放量,也就是不安装使用分布式光伏发电系统,使用电网供电所产生的二氧化碳排放量。简化的减排量计算公式:
式中:ERy为安装并运行分布式光伏发电系统在第y年的减排量(tCO2/yr),BEy是第y年的基准线排放量(tCO2/yr),EGPJ,y是第y年由于安装分布式光伏发电系统并运行所发电量(MWh/yr),EFgrid,CM,y是第y年区域电网组合边际CO2排放因子(tCO2/MWh)。
根据《CM-001-V02可再生能源并网发电方法学》(第二版),组合边际CO2排放因子EFgrid,CM,y计算方法如下:
式中:EFgrid,OM,y和EFgrid,BM,y分别为第y年电量边际排放因子和容量边际排放因子,单位均为tCO2/MWh,采用国家发改委最新公布的区域电网基准线排放因子。WOM和WBM分别为电量边际排放因子和容量边际排放因子的权重。
根据方法学规定,对于太阳能发电项目,第一计入期和后续计入期,WOM=0.75,WBM=0.25。
查阅官方资料,最新公布的排放因子为生态环境部2020年12月29日发布的2019年度减排项目中国区域电网基准线排放因子。
北京市属于华北区域电网,其2019年度的组合边际CO2排放因子:
按照2019年度的电网基准线排放因子,北京地区20kW分布式光伏电站的首年碳减排量为:24.28×0.8269=20.08(tCO2);
25年运营期的年均碳减排量为:21.62×0.8269=17.88(tCO2);
25年的总减排量为:540.45×0.8269=446.9(tCO2)。
随着清洁能源装机比例的不断提高,电网基准线排放因子也有逐年降低的趋势,因此,实际核准的总碳减排量可能会比本文计算结果偏低。
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三、碳交易实现路径?
上节计算得出了分布式光伏的碳减排量,怎样才能在碳市场通过交易获得收益呢?
财政部于2021年8月在对关于可再生能源补贴问题的回复中指出:“将进一步完善我国绿证核发交易管理机制和碳排放权交易机制,通过绿证和碳排放权交易合理补贴新能源环境效益,为新能源健康发展提供有力支撑”。以下分别从碳交易和绿证交易进行分析。
一、CCER碳交易是什么?
具体而言,CCER是指国家核证自愿减排量,排放企业需要按照减去自愿减排量的排放量来进行生产经营活动,如果排放超额,就要受到处罚,如果不想受到处罚,则可以向拥有多余配额的企业购买排放权。
在这一机制下,可以促进企业进行技术升级来减少碳排放量,从而达到节能减排的效果,同时也提高了生产经营效率。
目前我国的碳排放交易体系正在不断的完善当中,国内首个碳排放交易市场于2013年6月18日在深圳启动,目前国内共有7家碳排放交易所,碳排放交易第一阶段涉及16个行业,包括钢铁、石化、有色、电力等10个工业行业,以及航空、港口、机场、宾馆等6个非工业行业。
二、如何申请CCER
1、申请的过程
2、申请过程项目业主的工作
三、项目开发的前期评估
项目开发之前需要通过专业的咨询机构或技术人员对项目进行评估,判断该项目是否可以开发成为CCER项目,主要依据是评估该项目是否符合国家主管部门备案的CCER方法学的适用条件以及是否满足额外性论证的要求。
方法学是指用于确定项目基准线、论证额外性、计算减排量、制定监测计划等的方法指南。截止到目前,国家发改委已在信息平台分四批公布了178个备案的CCER方法学,其中由联合国清洁发展机制(CDM)方法学转化173个,新开发5个;含常规项目方法学96个,小型项目方法学78个,林业草原项目方法学4个。这些方法学已基本涵盖了国内CCER项目开发的适用领域,为国内的业主企业开发自愿减排项目提供了广阔的选择空间。
另外,《指南》也规定了国内CCER项目开发的16个专业领域,如下表所示。
额外性是指项目活动所带来的减排量相对于基准线是额外的, 即这种项目及其减排量在没有外来的CCER项目支持情况下, 存在财务效益指标、融资渠道、技术风险、市场普及和资源条件方面的障碍因素, 依靠项目业主的现有条件难以实现。
如果所评估项目符合方法学的适用条件并满足额外性论证的要求,咨询机构将依照方法学计算项目活动产生的减排量并参考碳交易市场的CCER价格,进一步估算项目开发的减排收益。CCER项目的开发成本,主要包括编制项目文件与监测计划的咨询费用以及出具审定报告与核证报告的第三方费用等。项目业主以此分析项目开发的成本及收益,决定是否将项目开发为CCER项目并确定每次核证的监测期长度。
2.项目开发流程
CCER项目的开发流程在很大程度上沿袭了清洁发展机制(CDM)项目的框架和思路,主要包括6个步骤,依次是:项目文件设计、项目审定、项目备案、项目实施与监测、减排量核查与核证、减排量签发。
(1)设计项目文件
设计项目文件是CCER项目开发的起点。项目设计文件(PDD)是申请CCER项目的必要依据,是体现项目合格性并进一步计算与核证减排量的重要参考。项目设计文件的编写需要依据从国家发改委网站上获取的最新格式和填写指南,审定机构同时对提交的项目设计文件的完整性进行审定。2014年2月底,国家发改委根据国内开发CCER项目的具体要求设计了项目设计文件模板(第1.1版)并在信息平台公布。项目文件可以由项目业主自行撰写,也可由咨询机构协助项目业主完成。
(2)项目审定程序
项目业主提交CCER项目的备案申请材料后,需经过审定程序才能够在国家主管部门进行备案。审定程序主要包括准备、实施、报告三个阶段,具体包括合同签订、审定准备、项目设计文件公示、文件评审、现场访问、审定报告的编写及内部评审、审定报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。
另外,项目业主申请CCER项目备案须准备并提交的材料包括:
① 项目备案申请函和申请表;
② 项目概况说明;
③ 企业的营业执照;
④ 项目可研报告审批文件、项目核准文件或项目备案文件;
⑤ 项目环评审批文件;
⑥ 项目节能评估和审查意见;
⑦ 项目开工时间证明文件;
⑧ 采用经国家主管部门备案的方法学编制的项目设计文件;
⑨ 项目审定报告。
国家主管部门接到项目备案申请材料后,首先会委托专家进行评估,评估时间不超过30个工作日;然后主管部门对备案申请进行审查,审查时间不超过30个工作日(不含专家评估时间)。
(3)减排量核证程序
经备案的CCER项目产生减排量后,项目业主在向国家主管部门申请减排量签发前,应由经国家主管部门备案的核证机构核证,并出具减排量核证报告。
核证程序主要包括准备、实施、报告三个阶段,具体包括合同签订、核证准备、监测报告公示、文件评审、现场访问、核证报告的编写及内部评审、核证报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。
项目业主申请减排量备案须提交以下材料:
① 减排量备案申请函;
② 监测报告;
③ 减排量核证报告。
监测报告是记录减排项目数据管理、质量保证和控制程序的重要依据,是项目活动产生的减排量在事后可报告、可核证的重要保证。监测报告可由项目业主编制,或由项目业主委托的咨询机构编制。
国家主管部门接到减排量签发申请材料后,首先会委托专家进行技术评估,评估时间不超过30个工作日;然后主管部门对减排量备案申请进行审查,审查时间不超过30个工作日(不含专家评估时间)。
四、项目开发周期
如前所述的CCER项目备案申请的4类项目中,第一类项目为项目业主新开发项目,开发周期相对较长;第二类项目虽然获得作为CDM项目的批准,但是在开发流程上与第一类项目相同,开发周期同样较长;而第三、四类项目由于是在CDM项目开发基础上转化,开发周期相对较短。一个CCER项目的开发流程及周期如下图所示。
据此估算,一个CCER的开发周期最少要有5个月。在整个项目开发过程中,还要考虑到不同类型项目的开发难易程度、项目业主与咨询机构及第三方机构的沟通过程、审定及核证程序中的澄清不符合要求,以及编写审定、核证报告及内部评审等环节的成本时间,通常情况下一个CCER项目开发时间周期都会超过5个月。
除上述项目开发流程,一个CCER项目成功备案并获得减排量签发,还需经过国家发改委的审核批准过程。由上述项目审定及减排量签发程序,可以推算国家主管部门组织专家评估并进行审核批准的时间周期在60~120个工作日之间,即大约需要3~6个月时间。
综上累加上述项目开发及发改委审批的时间,正常情况下,一个CCER项目从着手开发到最终实现减排量签发的最短时间周期要有8个月。
国内碳排放权交易试点的“两省五市”碳交易体系已为CCER进入各自的碳交易市场开放通道,皆允许CCER作为抵消限制进入碳交易市场,使用比例为5%~10%。作为抵消机制的CCER进入“两省五市”碳排放权交易市场,将会扩大市场参与并降低减排成本。
光伏发电系统按容量的大小可分为小型、中型和大型发电系统
小型的户用型系统一般安装在居民家庭的自有屋顶,容量一般为3kW-10kW不等,由光伏组件、组串式逆变器、交直流电缆和并网配电箱等组成,其系统结构较为简单。
而中大型的光伏电站结构则复杂的多,通常由光伏组件、直流汇流箱、集中逆变器、箱式变压器、高压开关柜、主变压器、交直流电缆、外送高压线路等组成,容量一般为MW级别。
不同类型的发电系统由于其设备组成、布置方式和设备数量上存在区别,那么系统效率(或称为PR)也会存在一定的差异。
大型电站的系统效率平均为80%左右(由于电站质量的不同,据相关文献记载,首年系统效率范围从75%-84%不等),损耗主要由光伏方阵的吸收损耗、低压和高压线缆损耗、逆变器及变压器设备损耗等组成,而户用光伏发电系统由于设备较少、线缆长度较短,在无阴影遮挡损失的情况下,系统效率可比同地区地面电站高4-10%。
中国规定将水电站分为五等,其中:
装机容量大于75万kW为一等〔大(1)型水电站〕,75万~25万kW为二等〔大(2)型水电站〕,25万~2.5万kW为三等〔中型水电站〕,2.5万~0.05万kw为四等〔小(1)型水电站〕,小于0.05万kW为五等〔小(2)型水电站〕;但统计上常将1.2万kW以下作为小水电站。
水利部数据表示,目前我国共建成农村水电站4.7万多座,装机容量7300多万千瓦,年发电量2200多亿千瓦时,装机容量和发电量约占全国水电的24%,农村水能资源开发率达57%。
华能集团光伏发电项目是清港光伏电站全容量并网发电。该项目位于浙江省玉环市清港镇附近海域滩涂潮间带装机容量13万千瓦,占水域面积约120万平方米,共安装24点2万片光伏组件预计年发电量1点5亿千瓦时,相当于每年节约标煤约4点5万吨减排二氧化碳11万吨以上。
华能集团光伏发电项目特点
该项目首次实现在滩涂潮间带建设光伏,浙江分公司和玉环电厂瞄准东南沿海淤泥质潮间带选址瓶颈,创造性地提出全围堰全时施工建设方案,以自主创新专利技术就地取材建成了10公里长的华能生态围堰,以分区块围堰蓄水分部实施的方法,解决了受潮汐影响无法连续施工的难题提高运输效率。
项目针对防浪涌防台风防腐蚀防沉降等问题反复论证,充分优化桩基选型和光伏组件布置方式不仅提高了安全系数,还有效控制了造价为平价上网奠定基础,建设期间华能高度重视生态保护,针对滩涂原址入侵水生植物互花米草,制定专项方案同步开展生态治理。