裝機量發電量世界首位 多項技術處于全球領先光伏為綠色發展添動能
中央紀委國家監委網站 王雅婧
安徽省宿州市光伏新能源工程。(圖片來源:視覺中國)
隆基股份西安組件工廠太陽能光伏組件産品生産現場。新華社記者 劉潇 攝
空中俯瞰浙江溫州泰瀚550兆瓦漁光互補發電項目。新華社記者 徐昱 攝
四川省雅江縣柯拉鄉,高原之上,全球最大的“水光互補”電站——雅砻江柯拉光伏電站不久前正式開建,建成之後,總面積約為80個鳥巢;由此一路向東,在千裡之外的湖北省赤壁市,國内目前單體最大的水面光伏項目也進入光伏闆安裝階段。
2016年8月在青海西甯考察時強調,發展好光伏一條龍全産業鍊,讓清潔能源更好造福人民。太陽能是重要的可再生能源,近年來,我國不斷加大對太陽能的利用,尤其是“雙碳”目标之下,光伏發電穩步增長,光伏産業進入發展快車道,光伏制造業、光伏發電裝機量、光伏發電量均位于世界首位,為我國的綠色發展增添動力。
是發電站也是優質牧場、漁場
“光伏 ”開辟生态惠民新發展路徑
8月7日,青海省海南藏族自治州共和縣塔拉灘驕陽似火。一片油綠綠的草灘上,全國首個千萬千瓦級太陽能生态發電園——青海塔拉灘光伏電站的太陽能闆閃閃發亮。藍天白雲倒映其上,一眼望去,像一片波光粼粼的海洋,難怪當地人稱之為“光伏海”。走近了看,“光伏海”裡還有一團團白色在流動——這不是雲的倒影,而是村民們賴以生存的“光伏羊”。
今年50歲的馬勝興住在距離光伏園區約10公裡外的鐵蓋鄉上合樂寺村,放了20年羊。他開心地告訴記者:“咱家的羊現在就在光伏園區裡吃草哩!那裡草好,有專人照顧,羊長得壯實,能賣個好價錢。”
據馬勝興介紹,以前,塔拉灘是個黃沙滿地的荒灘,主要是過度放牧造成的。光伏園區所在之處過去是周邊幾個村的草場,過度放牧再加上幹旱,讓草場上的草越來越少。馬勝興說,因為草場荒漠化,他的羊常常吃不飽,加上風沙大,羊的成活率也低,畜牧業發展不起來,大家一年也賺不了多少錢。
“太陽大、又幹又熱。”在馬勝興心中,塔拉灘除了這兩樣,就隻剩光秃秃的黃土了。改變始于2012年,國家電投集團黃河上遊水電開發有限責任公司在這裡開工建設光伏發電園區。随着一排排太陽能闆的建成投用,馬勝興和鄉親們驚訝地發現,光伏闆下的荒地上竟然長出又高又密的牧草。
原來,面積龐大的太陽能闆可以一定程度上阻隔風沙,太陽能闆定期清洗時滲下的水又增加了土壤的濕度。環境的改善讓光伏園區内的草快速生長,但草長得太高又會遮擋太陽能闆影響發電。為此,園區引入了“牧光互補”模式。2015年,鐵蓋鄉與黃河上遊水電公司簽訂放牧協議,将上合樂寺村、哈汗土亥村等村困難養殖戶的600隻羊放進了光伏園區内,嘗試利用園區草場發展養殖産業。今年5月,哈汗土亥村集體養殖場的778隻藏系羊也進入光伏園區。
光伏電站也是優質牧場,一舉兩得。除了“光伏羊”收益,光伏園區也給村裡帶來很多崗位。哈汗土亥村黨支部書記馬長明說:“我們村以前沒有什麼産業,村‘兩委’想給群衆辦點事兒,都拿不出錢來。2019年起,我們村開始享受光伏扶貧項目收益資金分配,每年能獲得20多萬的收益資金,這些資金六成用于村集體經濟發展、公共基礎設施建設等;四成用于設立村級公益性崗位,增加村民收入。”
光伏産業與農業、畜牧業、養殖業相結合,類似這樣的“光伏 ”成為不少地區鄉村振興的重要推動力。江蘇省徐州市沛縣楊屯鎮曾經是個采煤大鎮,如今,這裡利用采煤塌陷地發展起“漁光互補”項目,養殖花鲢和白鲢,開辟了生态惠民的新發展路徑。
水産養殖承包戶徐方敏表示:“過去水産養殖成本高,管理繁瑣,現在承包了‘漁光互補’光伏闆下的50畝水域,光伏闆在夏季可以遮陽,保持了水溫的恒定,有利于魚的生長,降低了生産成本。”楊屯鎮二級主任科員張興和表示,“我們通過‘屬地管理、集體受益’方式,僅一期550畝的水域每年至少可創造20萬元集體經營性收入,按照6000畝測算,可以每年給村居增加約218萬元的收入,平均每村可增收109萬元。”
單一光伏變“多能互補”
“跨界融合”為電網輸出穩定優質清潔電力
8月8日,國際太陽能十項全能競賽在河北省張家口市張北縣舉行。近年來,張北縣依托豐富的風、光資源發展起新能源産業。在張北縣大河鄉,一排排白色的風力發電機與藍色的光伏闆、碧綠的草原組成一幅美妙的生态畫卷,這道風景線正是張北國家風光儲輸示範工程的一部分。
張北國家風光儲輸示範工程是世界上規模最大的風力發電、光伏發電、儲能系統、智能輸電“四位一體”新能源示範電站。整個工程運用世界首創的風光儲輸聯合發電模式,實現了風能、光伏、儲能、光熱、生物質等可再生能源的“多能互補”和綜合利用。
不少清潔能源在發電中都有自己的弱點,拿光伏來說,最大的缺陷就是到了晚上無法發電,如果把這樣的電直接拿來用,就會出現電壓不穩等問題,因此很難将光伏電單獨直接上網。為了彌補傳統光伏發電的諸多不足,近年來,光伏與各種能源組合發電成為趨勢。水光互補、風光互補、水風光互補等多種光伏的“跨界融合”,發揮出“1 1>2”的效應。
從青海省共和縣塔拉灘往東約36公裡,就是著名的黃河峽谷區第一個峽谷——龍羊峽,黃河上遊第一座大型梯級電站龍羊峽水電站坐落于此。龍羊峽水電站和不遠處的塔拉灘光伏電站是親密的一對,一條330千伏電壓等級的輸電線把二者連接起來,讓塔拉灘的“光電”與龍羊峽的“水電”進入同一個輸電網絡。
光伏發電有晝夜落差,而水力發電則受季節影響,存在枯水期。“水光互補”讓兩種清潔能源取長補短,為電網輸出穩定、高質量的清潔電力。數據顯示,水光互補項目運行後,龍羊峽水電站送出線路的年利用小時由原來的4621小時提高到5019小時,運行時間和利用率大幅提高。
目前,建設中的全球最大的水光互補電站是雅砻江柯拉光伏電站。按照規劃,雅砻江流域将打造一個風水光等多種可再生能源的互補綠色示範基地,總規模超過8000萬千瓦,其中水電約3000萬千瓦、抽水蓄能發電1000萬千瓦、風電和光伏發電4000萬千瓦。基地全面建成後,水電與風光将形成季節性互補,風電與光伏形成晝夜互補,每年可貢獻清潔電力2200億千瓦時。
彌補光伏發電的波動性和不穩定性,建設配套儲能電站,實現光儲一體化也是一種有效形式。
在我國太陽能資源最豐富的地區之一新疆,近年來許多光熱(儲能) 光伏一體化項目取代傳統光伏電站成為建設潮流。上個月,新疆若羌縣的10萬千瓦光熱(儲能) 90萬千瓦光伏項目以及吐魯番市鄯善縣的100萬千瓦“光伏 光熱”一體化項目相繼開工。
在哈密市伊吾縣熔鹽塔式5萬千瓦光熱發電項目現場,14500面菱形定日鏡圍繞吸熱塔組成一個同心圓,與一般光伏項目長方形的太陽能闆不同,這些定日鏡呈五邊形,如同一把把撐開的小傘。項目建設方中國能源建設集團有關負責人表示,與光伏發電相比,光熱發電的優勢在于定日鏡可以将太陽光反射到中心吸熱塔的吸熱器上,吸熱器會将太陽能轉變為熱能,再通過發電機組将熱能轉化為電能,因此天黑之後也依舊能發電,彌補了光伏發電的短闆。
中國電力企業聯合會國際合作部副主任吳添榮表示,發展清潔電力,要促進多種能源融合發展。随着清潔能源和新能源在能源增量中的比重逐步增大,多能互補、協調發展将有助于提高新能源和清潔能源的使用量和消納水平。
從代工為主到技術全球領先太陽能電池出貨量連續5年全球第一
四川省成都市金堂縣淮口鎮,坐落着全球首個光伏行業5G智慧園區。
走進園區内的車間,可以看到全球頂尖的光伏組件制造場景:數百台機器人裝置有序穿梭,一個個單晶矽片在全自動的智能制造生産線上變成一塊塊太陽能電池。截至目前,園區已投産十幾條智能制造生産線,已具備22.5吉瓦電池片的産能。與傳統太陽能電池片生産線相比,用工量、能源消耗量大大降低,此前需要上百位員工才能完成的工作,如今僅需幾位技術人員,還具備了安全穩定、精準高效的優勢。
園區所屬企業通威太陽能有限公司(以下簡稱通威太陽能),是一家産能位居全球前列的光伏組件生産商,公司的太陽能電池出貨量自2017年以來連續5年位居全球第一。
5G智慧園區是通威太陽能繼合肥、雙流、眉山之外打造的第四個生産基地——金堂基地。項目一共四期,全部建成投産後,将成為全球規模最大、工藝設備最先進、智能化程度最高的電池片生産基地。
近年來,中國不僅在光伏發電量上處于世界前列,在光伏制造領域也占據全球主導地位。國際能源署上個月發布的《太陽能光伏全球産業鍊特别報告》顯示,過去十年,在完善的産業鍊和快速革新技術的吸引下,全球太陽能光伏制造産能越來越多地從歐美轉移到中國。如今,中國在太陽能電池闆的所有關鍵制造階段的份額均占比超過80%。光伏組件全球排名前十的企業中,中國企業占據了約三分之二。
從“跟跑”到“領跑”,不過短短數年。中國科學院院士李永舫是我國最早開展聚合物太陽電池研究的學者,在他的記憶裡,2014年以前,中國光伏産業還是代工為主,企業産品靠低價取勝,還常常受到外國的封鎖限制。而現在,中國的光伏技術全球領先,光伏産業的命運已經控制在了中國人自己手裡。
通威集團董事局主席劉漢元介紹,光伏産業鍊分為多晶矽料、矽片、電池片、組件和電站五大主要環節,其中光伏核心原料多晶矽的生産在整個光伏産業鍊中技術含量最高。10多年前,國内的多晶矽幾乎全靠進口;現如今,全球前十大高純晶矽企業中,中國企業占據七席,其中通威太陽能的全球市場份額居于首位。
2013年,通威太陽能從高純晶矽入手進入光伏電池産業,當時全公司隻有87個人。劉漢元說,最開始,公司一年的産能規模隻有1000噸,如今,産能規模一年已達18萬噸。2020年,通威太陽能步入電池生産,公司自主研發的高效電池及其封裝組件兩次打破世界紀錄。
通威太陽能成功的秘籍就是通過技術攻關提升産品競争力。在太陽能電池生産中,銀粉是一個很重要的材料。過去,由于國外技術壟斷和關稅增加,進口銀粉成本居高不下。為了降低成本,通威太陽能合肥基地員工謝代鵬與團隊成員試圖做出自己的銀粉。在反複試驗中,他們發現技術難點在于銀粉燒結爐溫度的精準控制。在試驗到第1萬片電池片時,他們終于成功實現國産銀粉印刷的電池片和進口銀粉印刷的電池片具有同等的轉換效率,進而攻克了光伏行業依賴進口銀漿料的“卡脖子”難題。
依托通威太陽能等龍頭企業的帶動,目前成都市光伏産業快速發展。成都市經濟和信息化局有關負責人表示,近年來,成都市以電池片和組件為重點,擁有晶矽和碲化镉薄膜兩條技術路線,集聚了通威太陽能、中建材光電、西南石油光伏産業技術研究院等20餘家頭部企業和科研機構,2025年全市光伏産業規模預計突破1000億元。
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