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从工业绿色发展中嗅到了光伏的味道

日期:2022-01-04    来源:中国电子报  作者:赵晨

国际太阳能光伏网

2022
01/04
10:25
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关键词: 光伏装机容量 屋顶光伏 颗粒硅

12月3日,工业和信息化部发布了《“十四五”工业绿色发展规划》(以下简称《规划》),六次提及光伏,引起业界热议。

“此前国务院密集出台碳达峰碳中和相关政策,现在工信部印发《规划》,可理解为是‘十四五’期间工业领域推动高质量发展、供给侧结构性改革、实现碳达峰碳中和目标的具体政策实践,为光伏产业发展指明了方向。”晶澳科技执行总裁牛新伟告诉记者。

2020年我国新增光伏装机为48GW,2021年有望再创历史新高。中国光伏行业协会名誉理事长王勃华预测,“十四五”期间我国年均新增光伏装机规模将高达70GW~90GW。

1、政策开道,光伏产业迎来多重利好

10月24日,中共中央、国务院联合发布了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,在中央层面对碳达峰碳中和这项重大工作进行系统谋划和总体部署,提出了构建绿色低碳循环发展经济体系等主要目标。

10月26日,国务院正式发布《2030年前碳达峰行动方案》,聚焦“十四五”和“十五五”两个碳达峰关键期,提出将碳达峰贯穿于经济社会发展全过程和各方面,重点实施“工业领域碳达峰行动”等十大行动。

11月30日,国家发改委、科技部、工信部、自然资源部、国家开发银行联合印发了《“十四五”支持老工业城市和资源型城市产业转型升级示范区高质量发展实施方案》,提出创新“光伏+”模式,推进光伏发电多元布局,支持部分地区因地制宜利用沙漠、戈壁以及采煤沉陷区等建设风电光伏发电基地。

12月3日,工信部发布《“十四五”工业绿色发展规划》,提出到2025年,工业产业结构、生产方式绿色低碳转型取得显著成效,绿色低碳技术装备广泛应用,能源资源利用效率大幅提高,绿色制造水平全面提升,为2030年工业领域碳达峰奠定坚实基础。其中,碳排放强度持续下降,单位工业增加值二氧化碳排放降低18%。为实现以上目标,6次提到光伏产业。

再加上今年五月国家能源局发布的《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》提到“促进光伏发电实现大规模、高比例、高质量跃升发展”“确保2025年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右”,去年8月住建部、科技部、工信部等九部门联合发布了《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》对BIPV(光伏建筑一体化)行业的明确支持,以及近期即将出台的一系列政策,光伏产业“十四五”发展蓝图已经初现端倪。

2、应用牵引,掀起屋顶光伏建设大潮

一系列强有力政策的背后,是光伏产业蓬勃发展的巨大市场。目前,我国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重仅有11%左右,要实现2025年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右,4年内要完成翻倍增长。

《规划》提出,提升清洁能源消费比重,鼓励工厂、园区开展工业绿色低碳微电网建设,发展屋顶光伏、多元储能等,推进多能高效互补利用。

整县推进:推动屋顶光伏建设是提升新能源消费占比、解决光伏消纳问题的重要举措,国家能源局6月份发布的《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》要求,党政机关建筑屋顶总面积光伏可安装比例不低于50%,学校、医院等不低于40%,工商业分布式地不低于30%,农村居民屋顶不低于20%。

目前已有浙江、吉林、广东、江苏等14个省市已明确发布了屋顶光伏相关补贴政策,补贴力度约0.3-0.4元/千瓦时,上限从100万到300万元各有不同。

分布式光伏建设不能局限于屋顶光伏,《规划》提出,打造绿色消费场景,扩大光伏光热产品等消费,推动光伏行业特色应用。对此,赛迪智库集成电路研究所新能源研究室主任江华告诉记者,5G通信、数据中心等新型基础设施建设进度加快,为光伏产业发展带来了新的契机。

分布式光伏与数据中心有着天然的结合优势,“光伏+储能”“光伏+大电网”等多能互补模式可以全天候提供源源不断的清洁电力,满足数据中心昼夜不停运行的用电需求。

在5G网络建设方面,光伏+储能可以有效解决基站能耗问题;在新能源汽车充电桩建设方面,“光储充一体化”成为最具潜力组合;特高压建设的稳步推进,将在“十四五”期间有效解决大型地面光伏电站发电的消纳问题。此外,光伏+工业多能互补、光伏建筑一体化等“光伏+”融合应用也在加速落地。

实惠的电价和巨大的市场空间已经吸引了一大批“新势力”跨界光伏:

惠州华星光电光伏屋顶总面积约7.1万平方米,装机规模7.83MW,采取“自发自用,余电上网”模式,年均可提供清洁能源675.47万千瓦时,节约标煤2215.56吨,减少二氧化碳排放6734.48吨。

格力电器进军光伏建筑一体化,已参与深圳未来大厦、苏州同里智慧能源小镇等光伏项目。在光伏、储能领域共申请国内专利两千八百余项,技术涵盖光伏组件、储能系统、光伏空调等。

海螺水泥已建成17个光伏电站,拥有145MW光伏并网容量和44MW储能规模,年发电量达1.1亿千瓦时。

3、研发靠前,颗粒硅、大尺寸成热点

《规划》提出,加大绿色低碳产品供给,构建工业领域从基础原材料到终端消费品全链条的绿色产品供给体系,鼓励企业运用绿色设计方法与工具,开发推广一批高性能、高质量、轻量化、低碳环保产品。

光伏材料曾一度被扣上“高能耗”帽子,在“碳中和”的大背景下,“供给端深度脱碳”已成行业新的技术革新焦点。为此,工信部《光伏制造行业规范条件(2021年版)》规定,新/扩建多晶硅综合电耗不大于70千瓦时/千克。

协鑫集团旗下江苏中能硅业科技发展有限公司总经理兰天石表示,该公司硅烷流化床法(FBR)颗粒硅新增2万吨产能,已于11月10日正式投产,实测综合电耗可降至15千瓦时/千克,远低于行业规范要求,每生产一万吨颗粒硅将减少碳排放44.8万吨,较传统的改良西门子法降低74%。

正如协鑫集团董事长、全球太阳能理事会联席主席朱共山所说,光伏上游制造环节占据了光伏全生命周期“碳足迹”的80%到95%,仅颗粒硅一项,协鑫就可以带动光伏发电全生命周期再次实现至少80%的碳减排,并且带动光伏发电实现从源头开始,全过程、全周期的深度脱碳和清洁生产应用。

《规划》在“绿色产品和节能环保装备供给工程”中提出,要发展大尺寸高效光伏组件等新能源装备。

仅在今年上半年,我国企业和研究机构就7次刷新了晶硅光伏电池的实验室效率记录。牛新伟表示,近年来,光伏组件功率得到了快速提升,从2010年的250W提升到目前的500W以上,除了电池效率的提升、组件封装技术的优化外,大尺寸硅片的应用在其中起到了关键的作用。

“通过BOS成本(光伏组件以外的系统成本)和组件功率、效率关系可以得到,当组件效率相当时,增大组件尺寸可以有效降低BOS成本,但是增大到一定程度时,BOS成本下降越来越不明显。”牛新伟指出,“因此未来技术进步的重点依然是提高组件转换效率,而并不是一味增大组件尺寸。”

江华向记者强调,大尺寸高效光伏组件指的是应用大尺寸硅片和电池的高效率组件,和组件本身尺寸的不合理、无限制提升是两个概念,为规范行业发展,工信部正在推动光伏组件尺寸行业标准的制定工作。

4、智造推动,《行动计划》功不可没

《规划》提出,要开展智能光伏开发利用,推动智能光伏创新升级。在《规划》发布现场,工信部节能与综合利用司司长黄利斌更是明确提出,要实施《智能光伏产业发展行动计划》并开展试点示范。

《智能光伏产业发展行动计划(2018年-2020年)》的发布实施有效推动了行业智能升级。江华告诉记者,该行动计划是2018年由工信部联合住建部、交通部、农业部、国家能源局、国务院扶贫办共同发布的,旨在推动光伏产业智能制造、智能应用、智能运维、智能调度,支持相关技术进步,推广智能产品及方案,切实有效促进了光伏产业健康发展,后续有望修订后继续发布。

在牛新伟看来,智能制造水平的不断提升是光伏制造企业提升效率和降低能耗的有效手段。目前,晶澳已经规划了从组件一直追溯到拉晶甚至硅料的信息化系统和数字化平台,在成熟工段完成ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统)、WMS(仓库管理系统)等核心系统推广,在同行业以自动化为主导的电池段完成MES试点,在拉晶段完成MES和SCADA(数据采集与监控系统)的组合,实现车间减员增效。

“在新技术应用方向,我们已经通过导入人工智能技术实现组件段的内部缺陷检测。”牛新伟表示,“下一步,我们将继续实现信息化、数字化系统对业务的全覆盖,适时考虑导入数字孪生技术,将物理世界映射到数字世界,用VR、AR、5G、大数据分析来验证新产品和新工艺。”

记者了解到,协鑫集成科技股份有限公司下属组件制造基地的两个车间、六条生产线已经应用了阿里云ET工业大脑,针对组件生产的特性实现大数据平台+算法+应用的闭环生产,由工业大脑推荐的订单命中率比人工命中率高3.99%,个别订单高出9.87%,每年能给企业带来千万元收益。该公司信息中心副总经理张舸告诉记者,下一步,将用好大数据和人工智能平台,在合肥打造行业领先的智能制造工厂,实现产品个性化、制造柔性化、供应敏捷化、决策智能化,全面实现数字化转型。

5、回收跟上,全生命周期管理不能少

《规划》提出,推进再生资源高值化循环利用,统筹布局退役光伏发电装置等新兴固废综合利用。

今年7月份,国家发改委《“十四五”循环经济发展规划》中提出了“废旧动力电池循环利用行动”,并明确了操作方式。但是,和废旧动力电池相比,退役光伏组件的回收更复杂,成本更高,尚未形成商业模式。

“2013年7月,《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》及后续各项政策的出台,拉开了光伏市场蓬勃发展的大幕,一批批光伏电站应运而生。按照光伏电站生命周期来算,从2030年开始将有大量光伏组件陆续退役。”江华表示。

江华认为,《规划》前瞻性地提出了退役光伏组件的综合利用,说明这一问题已经引起了行业主管部门的高度重视。光伏组件回收利用既是行业未来要面临的严峻挑战,也会带来巨大的商业机会,有意进军该领域的企业和机构,不妨多多关注后续相关政策和标准。

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