大家好!今天让小编来大家介绍下关于为什么要建立光伏发电_光伏发电有好处吗?的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
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1.为何大力发展太阳能?光伏发电和传统电力行业对比2.光伏发电有好处吗?
为何大力发展太阳能?光伏发电和传统电力行业对比
在2004年欧洲地区洞开光伏产品销售、使用的大门之后,全球各地经过10多年的发展,形成了大量的光伏业务产业链,仅在中国,就有高达100万从业者。
无论是从过去被海外垄断的多晶硅产品,还是上游硅片、电池以及组件、玻璃、胶膜、背板、各类材料等,国产企业都已在全球制造业中成为顶尖制造商,中国人凭借智慧之心、耐力与坚持创造并举的能力,在行业内外声名大噪。
事实上,国内多个大型上市公司的环保投入都过亿元/年,其中部分上市公司涉及的上游业务环节,积极通过开展资源综合利用技术和节能减排技术的研究,整体降低综合电耗至60kwh/kg.si以内,蒸汽消耗也从过去的数值降低到更低,达到了行业极为先进的水平。通过渣浆回收系统利用新工艺实现对残液中四氯化硅的回收,并将水解残渣作为水泥原料,从而综合利用固废。此外一些工艺及装置的使用后,二氯二氢硅的回收也达到100%。让整个系统硅和氯消耗,进一步降低,并实现了全闭环的晶硅循环经济清洁生产。
光伏产品,正在代替传统能源走向未来,并且将制造业的新希望再度点燃,足以形成了燎原之势。
当前,我国已形成了200GW左右的光伏系统产能,其产品每年发出的电力大约会减少3.5亿吨碳排放。 从制造过程看,生产200GW光伏系统大约需要消耗60万吨高纯晶硅,大约产生1050万吨碳排放,但其产品每年发电减少的碳排放达到3.5亿吨。
从能源的投入产出看,生产1kg高纯晶硅需要耗电50kwh左右,拉棒、切片环节需要20-30kwh,制造电池、光伏玻璃,生产铝合金主辅材等环节共计耗能20kwh左右,即生产1kg高纯晶硅并将其制成光伏系统大约耗电100kwh。每3kg高纯晶硅可制造1kw光伏系统,即生产1kw系统全过程需耗电300kwh左右,而 1kw系统每年可发电约1500kwh,意味着制造光伏系统全过程的能耗,在光伏电站建成后半年内即可全部收回,系统可以稳定运行25年以上,其整个生命周期回报的电力产出是投入的50倍以上。
从国家的能源战略安全看,2019年,我国进口原油5.06亿吨,外汇支出2413亿美元,是净消耗外汇最大的商品;2020年增长到5.42亿吨,原油外贸依存度创下73.5%的 历史 新高,因油价下跌,外汇支出有所减少,但仍达到1900亿美元左右;2021年,进口原油或将超过3000亿美元。在我国进口的原油中,约有80%需经过马六甲海峡,国家能源安全、外汇储备面临较大风险。当前,从维护国家能源和外汇安全的角度考虑,我国完全有条件用10到20年时间,实现能源增量的70%、存量的30%到50%的可再生清洁化替代,使国家能源供给的主动权牢牢掌握在自己手中,一劳永逸地解决原油进口可能被“卡脖子”的问题。如果国家战略需要,还可以进一步加快发展速度,用10年左右的时间实现这一目标。
因此,无论从经济性、碳减排、能源的投入产出,以及维护国家能源和外汇安全等多个角度思考,以光伏为代表的可再生能源都已经具备了大规模应用、替代化石能源的总体条件,成为了推动双碳目标实现、推进全球能源转型升级的主力军。
光伏发电属于清洁绿色能源,如何使光伏整个生产过程更清洁、更环保,一直缺乏行业标准依据。令业内欣喜的是,光伏行业迎来了首个清洁生产评价指标体系。2016年11月23日,《光伏电池行业清洁生产评价指标体系》通过了国家发展改革委委员会、环境保护部和工业和信息化部三部委联合批准,正式对外发布实施。
据悉,该体系是在世界自然基金会等支持下,联合我国光伏代表企业共同编制。它涵盖了铸锭、硅片、电池、组件等光伏生产关键环节,从生产工艺及设备指标、资源和能源消耗指标、资源综合利用指标、污染物产生指标、产品特征指标和清洁生产管理指标等六个方面,建立起了一套针对光伏电池生产全面的综合性指标。该评价指标具有国际领先性,能够客观、有效地评价我国光伏企业清洁生产状态,推动企业通过技术改造、产品升级等措施达到清洁生产先进水平,提高资源和能源利用效率,减少和避免污染物的产生,加强废物回收利用,降低生产成本,提升我国光伏产品的整体竞争力。
近年来,我国光伏产业保持了良好的发展势头,根据中国有色金属工业协会硅业分会数据统计,2020年国内多晶硅产能42万吨,产量39.6万吨,较2019年增长15%。2021年国内多晶硅产量约43万吨,进口多晶硅10万吨,叠加新增产能有效释放产量约5万吨,2021年市场多晶硅的供应总量预计达58万吨。按照每W对应3g硅料,58万吨硅料可以支撑200GW的硅片、160GW的组件。2020年,我国多晶硅消费量为50.9万吨。2016-2020年我国多晶硅消费量平均增幅达到11.4%。2021年一季度,我国多晶硅消费量为14万吨,预计全年消费量达58万吨,消费量占全球比重从2016年的82.1%提升至2020年的93.7%和2021年的95.1%。
在光伏行业中,采用清洁生产技术不但能使企业达到国家各项环保标准,还有助于公司持续降低成本,在行业中取得更强的竞争力,具有环保和经济双重效益。
从短期看,光伏产业发展仍然依赖于各国政策的扶持,但随着技术进步、能耗的进一步下降,光伏发电的成本也会逐步降低,在用户端达到平价上网。因此,光伏行业清洁生产技术进步和成本下降将为行业的发展带来持久的生命力。
清洁生产既是挑战也是机遇。以清洁生产为目标,不但不会限制企业的发展,反而可以帮助企业实现产业升级。
光伏发电有好处吗?
光伏行业的社会效益主要体现在以下6个方面:
1)解决无电人口和贫困地区用电。
独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电;而投资电网却需要13385 元,是独立光伏的3.87 倍。
2)实现精准扶贫。
2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。
3)促进中西部融合。
西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部,2018年底时这一数字可能达到76%;其他环节的新增产能基本也都在西部。同时,截止2016年底,全国40%的光伏装机在西部省份,充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地,并能有效改善土地的沙漠化情况。
4)活跃民营资本,促进能源行业主体多元化。
传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛,为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。
在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
5)集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一,并使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生能源,提高了节能减排意识。
分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。
6)节约水资源
从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。
一、解决无电人口用电问题
2015 年9 月,联合国可持续发展大会通过《2030可持续发展议程》,确定了17 个“可持续发展目标”。可再生能源是其中第七项目标“经济适用的清洁能源”的重要组成部分。联合国对于该目标的解释为:确保人人获得可负担、可靠和可持续的现代能源。
中国解决无电人口的经验表明,独立光伏在解决偏远地区无电人口方面具有低投入高产出的特点,是实现“可持续发展目标”第七项“经济适用的清洁能源”的重要手段。中国经验同时也为全球,尤其是发展中国家解决无电人口用电问题提供了可复制的典范。
国家能源局数据显示,2013-2015 年,国家共安排投资247.8 亿元(中央资金145.5 亿元) 用于实施无电地区电网延伸和可再生能源供电工程建设。其中,安排电网投资计划206.8 亿元,为154.5 万无电人口通电;安排光伏独立供电工程建设投资计划41 亿元(中央资金28.5 亿元),共建成光伏独立电站670 余座、光伏户用系统35 万余套,为118.5 万无电人口通电。相比于电网延伸,独立光伏用总投资16.5% 的资金解决了43.4% 的无电人口用电问题。从人均投资来看,每3460 元用于独立光伏的投资即可解决一人的用电;相比之下,投资电网却需要13385 元,是独立光伏的3.87 倍。
表 1:2013~2015年解决无电地区人口用电投资及通电数据
二、实现精准扶贫
光伏扶贫工程的开展,使我国的扶贫工作由改输血向造血、由粗放扶贫到精准扶贫的转变,使贫困人口通过自己的劳动有尊严地获得收入,并保证贫困户未来20年有持续、稳定的收益。
2015年,我国在河北、山西、安徽、甘肃、青海、宁夏6省共实施了150万kW的光伏扶贫项目,预计使20万户以上的贫困群众获得20年的稳定收入。
在此基础上,2016年多个省份的能源局联合当地的扶贫工作小组,将“光伏扶贫”作为农村脱贫的重要方式。2016年,在14个省份实施5168万kW光伏扶贫项目,帮扶贫困群众55.6万户,如下表所示。
表2:2016年扶贫帮扶贫困户数(万户)
2017年,仅村级扶贫一项就帮扶14个省、236个光伏扶贫重点县14556个建档立卡贫困村的71.0751万户建档立卡贫困户,如下表所示。
表3:2017年村级电站扶贫帮扶贫困户数(万户)
同时,各省也积极开展集中电站光伏扶贫,即经营集中电站的企业,按照规模每10~25kW中每年拿出3000元的利润给所在地的贫困户。目前,据不完全统计,已经有11省下达了720万kW的集中式扶贫电站指标,预计将帮扶贫困户约36万户;若考虑全国所有省份,2017年集中式光伏扶贫预计将帮扶50万户以上的贫困户。
表4:2017年部分省份地面电站光伏扶贫规模
2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。可见,光伏项目为消除贫困人口,使贫困群众获得长期、稳定收益做出了重要的贡献,成为各地精准扶贫的重要措施之一。
三、促进中西部融合
1光伏上游生产制造业主要分布在西部
光伏上游制造端属于高载能、劳动密集型产业,西部省份低廉的能源价格、人力成本成为许多光伏制造企业建厂的首选。以硅料环节为例,截止2017年底的27.64万吨产能中,西部省份的硅料产能占全国总产能的57%(如表4所示)。同时,2018年各企业约有13.85万吨扩产计划,几乎全部位于内蒙古、新疆、云南、陕西4省。届时,西部的硅料产能将占全国的76%!
表5:2017年底各省硅料产能分布情况
除了硅料环节,各企业硅片环节的扩产基本也都布局在西部地区。如单晶硅片龙头企业隆基在云南楚雄布局了10GW的单晶硅片产能,将在2018年底投产;晶澳、阿特斯、东方日升等企业在内蒙也有扩产。在此引用中国光伏行业协会王勃华秘书长之前的作为说明。
从上图中可以看出,近期企业的扩产计划基本都布局在西北部地区。
2光伏上下游电站在西部的投资
西部省份具有丰富的太阳能资源,光伏项目发电量好;同时,西部有大量的未利用土地,建设条件好。因此,早期的光伏项目主要分布式在西部省份,如新疆、甘肃、青海、内蒙古等地。
根据国家能源局公布的截止2016年底的统计数据,8个西部省份(内蒙古、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆)的光伏累计安装量占全国总安装量40%!
在当地的荒漠、戈壁安装上光伏电站之后,由于光伏组件的遮挡,减少了地表的蒸发量,改善了当地的沙漠化情况。下图为隆基在库布其沙漠开展光伏项目前后,地表情况的变化。
综上所述,光伏行业的发展,给西部地区带来产业投资,拉动了当地的GDP、增加了当地的税收,解决了一部分当地人口的就业问题,为促进西部经济发展、减少东西部差距作出了卓越的贡献!
四、活跃民营资本,能源行业主体多元化
传统能源需要大量的资本和高度集中的控制体系对其进行开采、加工与运输。能源工业的资本密集性特征决定这个行业非个人能力可以企及。传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛。
光伏行业为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。能源行业主体的多元化,有效地促进了全社会对能源行业的参与,打破了垄断性大企业一统行业的局面,实现能源的经济化和能源服务需求差异化。众多中小企业的出现和活跃也为商业模式创新和技术进步提供了更适宜的土壤。
整个光伏行业中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,民营企业累计并网容量达到1962 万kW,占比47.7%,远远超过了中央五大发电集团和其它国企。可见,光伏行业更能够吸引不同性质的投资主体,促进全社会对能源行业的参与。
表6:2016年我国光伏资产持有量排名
注:2016年光伏开发企业的排名用的是水利总院一些数据,跟各家已经上市的光伏资产持有公司的公报有一定的出入
虽然2017年底的持有量数据和从上表中有一定差距,但可以明显看出,在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。
光伏发电的突出特点是适合分布式开发。用户所生产电力可以自用,多余上传,夜间从电网购电。它可以应用在工业厂房、公共建筑、居民屋顶上。其中,光伏的分布式特点更明显,闲置的屋顶、荒漠、滩涂,都可以建立光伏电站。这种电力生产的准入门槛相比于传统能源非常低,任何一个普通人都可以成为电力的生产者。可见,分布式光伏的发展打破了传统电力生产和消费分离的模式。用户在市场中定位已经由原来简单的用能者变为动态产消合一者。
光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
五、集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式。譬如,“光伏+农业”“光伏+农户”“光伏+商场”“光伏+园区”“光伏+渔光”等“光伏+”已经成为许多地区发展转型的措施之一。另外,户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生鞥能源,提高了节能减排意识。
另外,光伏与农业、渔业、建筑物的结合,使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。符合土地“集约化”利用的发展方向。
同时,分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。在此,引用《第三次工业革命》中的一段话来予以说明。
未来,每一处建筑都会转变成能就地收集可再生能源的迷你能量采集器;
未来,将每一大州的建筑转化为微型发电厂,以便收集可再生能源;
未来25年内,数百万的建筑——家庭住房、办公场所、大型商场、工业技术园区——将会既可作为发电厂,也可以作为住所。
未来,家庭居民可以在自己的房顶上安装太阳能电池板,这些电池板能生产出足够的电力,满足房子所需的电能。如果有剩余,则可以出售给发电厂。
你准备好了吗?你的公司准备好了吗?中国准备好了吗?
六、节约水资源
煤炭的开采、洗选和发电环节都高度耗水,过度取水给当地的生态环境和人体健康造成了巨大的危害。与煤炭相比,光伏发电不仅在污染物减排方面具有优势,其用水量也远远小于燃煤发电。光伏和煤电发电阶段与全生命周期的耗水量如下表所示。
表 7:煤电与光伏用水量对比(单位:吨/MWh)
数据来源:发电阶段数据来自Tan et al, 2015,全生命周期数据来自Feng et al, 2014
从上表可以看出,即使从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。
综上所述,光伏产业的快速发展,对全社会具有极其深远的正向推动。从政治意义上讲,光伏已成为我国在国际交往中的一张亮丽名片。不仅服务于国内能源转型,对全球应对气候变化、能源转型也作出了贡献。
1、太阳能资源取之不尽,用之不竭,而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
2、太阳能资源随处可得,可就近供电,不必长距离输送。
3、光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程和机械运动,不存在机械磨损。
4、光伏发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。
5、光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。
6、光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。
7、光伏发电系统工作性能稳定可靠,使用寿命长,晶体硅太阳能电池寿命可长达20-35年。
8、发电节约能源;
9、绿色能源,保护环境;
10、发电赚取收益