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IRENA:释放太阳能光伏潜力 助推全球能源转型

   日期:2020-01-14     来源:先进能源科技战略情报研究中心    浏览:705    评论:0    
国际可再生能源机构(IRENA)日前发布《太阳能光伏未来发展前景》报告指出,化石燃料向可再生能源转型对于实现《巴黎气候协定》碳减排目标、构建可持续未来能源系统至关重要,而太阳能光伏发电的稳步增长将在其中发挥关键作用。报告从太阳能光伏的部署、投资、技术、电网集成和社会经济性方面进行系统分析,提出了在2050年之前充分释放全球太阳能光伏潜力的方案,以充分发挥光伏在促进能源转型和应对气候挑战方面的作用。主要内容如下:

(来源:微信公众号“先进能源科技战略情报研究中心”ID:CASEnergy)

一、加速太阳能光伏部署,让世界走上实现“巴黎气候协定”目标的正确道路

1、加快可再生能源部署进程,加上深度电气化发展和能效的不断提高,有望到2050年帮助全球减少90%以上的能源相关CO2排放量。在所有低碳技术方案中,仅加速太阳能光伏部署,到2050年就可以为全球减少49亿吨CO2排放,占能源行业减排潜力总量的21%。

2、要实现《巴黎气候协定》目标,就需要加速各行业和各种技术发展。到2050年,太阳能光伏发电将成为仅次于风能的第二大电力来源,并引领全球电力行业转型。届时,太阳能光伏发电将满足全球四分之一的电力需求,成为主要的发电来源之一。

3、只有在下一个三十年中显著扩大太阳能光伏部署,才能实现能源转型目标。而这意味在未来十年内,需要将太阳能光伏装机总量增加近六倍,从2018年的480吉瓦增加到2030年的2840吉瓦,到2050年则进一步增加到8519吉瓦,几乎是2018年的18倍。而从年均增幅来看,与当前的水平(2018年增加94吉瓦)相比,到2030年年均增幅需要增加近三倍达到每年270吉瓦,到2050年则需要增长四倍达到每年372吉瓦。由于其模块化和分布式的特点,太阳能光伏技术非常适合各种离网和分布式区域应用。在过去的十年中,离网型太阳能光伏的全球装机容量增长了十倍以上,从2008年的约0.25吉瓦增至2018年的近3吉瓦。离网型太阳能光伏发电是实现能源全面普及和可持续发展目标的关键技术。

4、就区域而言,亚洲有望成为推动太阳能光伏发电增长的核心力量,并成为全球光伏发电的领导者。就装机总量而言,亚洲(主要是中国)将继续主导太阳能光伏发电增长,到2050年其在全球光伏装机总量的份额将超过50%,其次是北美(20%)和欧洲(10%)。

二、扩大太阳能光伏产业投资对于加速未来十年的部署增长至关重要

1、从全球来看,到2050年太阳能光伏年均投资增长率要达到68%(约1920亿美元/年)才能实现上述部署目标,而2018年全球太阳能光伏投资总额为1140亿美元。部署规模的扩大和技术的进步将推动太阳能光伏成本不断下降。在全球范围内,太阳能光伏项目的总安装成本将在未来三十年内继续下降;这将使太阳能光伏市场竞争力不断增强,到2030年平均总安装成本将下降至340-834美元/千瓦,到2050年则将进一步下降至165-481美元/千瓦,而2018年该数值为1210美元/千瓦。与所有化石燃料发电相比,太阳能光伏发电的平准化度电成本(LCOE)已经具有竞争力,随着安装成本和性能的不断改进,该成本还将进一步下降。在全球范围内,太阳能光伏的LCOE将继续从2018年的平均0.085美元/千瓦时下降到2030年的0.02-0.08美元/千瓦时,到2050年则进一步下降至0.014-0.05美元/千瓦时。

2、由于整个价值链的创新和成本快速下降的可预见性,太阳能光伏产业是一个快速变化的行业。就目前而言,第一代光伏技术仍然是太阳能产业发展的主要驱动力,占据着大部分市场。尽管从长远来看,叠层太阳电池和钙钛矿太阳电池技术具有广阔的应用前景,但在实现商业化应用前仍然有许多挑战需要解决。此外,新型电池架构的出现,如双面进光太阳电池、钝化发射极背面接触电池(PERC)等,使得获得更高光电转换效率水平成为可能,给晶硅电池市场带来挑战,推动市场发生变革。

3、当前全球太阳能光伏发电装机容量处于快速增长发展态势,这种强劲需求增长有助于推动技术创新进步。其中一个典型案例是建筑集成光伏(BIPV)。BIPV解决方案具有多项优势,如多功能性(可适应各种表面)、成本效益(节省屋顶材料、人工费用、翻新成本),以及尺寸、形状和颜色设计灵活性等。

4、在过去几十年中,太阳能电池板的效率和输出功率大幅提升。2018年,商用多晶光伏模块的效率已达到17%,而单晶光伏模块的效率则达到18%,这种积极发展趋势预计将持续到2030年。然而,随着全球光伏市场的增长以及循环经济概念的出现,减缓太阳能电池板性能衰退和管理大量退役太阳能电池板日益引发关注,这包括减少材料使用和防止组件性能退化的创新方法,以及太阳能电池板的回收利用。

三、技术进步、良好市场环境和健全政策支持有助于充分释放太阳能光伏潜力


1、技术解决方案以及良好的市场环境对于未来电网集成占比不断提高的太阳能光伏至关重要。为了有效地管理大规模波动性可再生能源并网问题,必须充分利用能源系统各个部门的灵活性,从发电到输配电系统、储能系统、以及需求侧管理和部门集成耦合。2017年,可再生能源在一些国家占比进一步增长,尤其是欧洲国家。其中,丹麦可再生能源份额达到53%,立陶宛、爱尔兰、西班牙和德国的份额均超过20%。在全球范围内,到2050年如果要实现60%的可再生能源并网集成(其中25%来自太阳能光伏),这就要求电网、发电和一些灵活性措施(储能)的年均投资要比2018年增加四分之一以上,达到3740亿美元/年。

2、太阳能光伏的创新商业模式和成本竞争力正在推动系统成本下降。近年来,屋顶太阳能光伏系统的部署规模大大增加,这要归功于净计量电价和财政激励等支持性政策,让光伏发电经济性在某些市场优于电力购买协议(PPA)的光伏电力价格。随着在巴西、中国、德国和墨西哥等大型市场中的部署不断增加,分布式太阳能光伏的竞争力得到了明显增强。然而,各国之间仍存在重大差异,这也凸显了进一步改善的潜力。

3、如果有健全的政策配合,发展太阳能光伏还能带来社会经济效益。到2050年,太阳能行业从业人员预计将超过1800万人(其中太阳能光伏占到1400万人),比2018年的440万人(太阳能光伏360万人)高出三倍以上。但是,为了使能源转型的成果最大化,需要一个全面的政策框架。在扶持性政策的保护下,需要特别关注工业、金融、教育和技术政策,以最大限度地提高转型效益。教育和技术政策可以帮助劳动力具备适当的技能,并会增加当地就业机会。同样,建立健全的产业政策,可以通过利用现有的经济活动来支持太阳能光伏产业的发展,从而实现收入和就业增长。

4、释放太阳能光伏的巨大潜力对于实现气候目标至关重要。只有通过在不同维度(政策、市场、经济、技术、监管、政治等)消除目前的障碍,才能达到这一目标。并网和电网灵活性、规模经济、融资渠道、缺乏标准和质量监管,以及消费者认知预计是未来三十年太阳能光伏部署增长的主要障碍。通过一系列支持性政策和措施(包括创新的商业模式),以及金融工具的应用,对于促进未来太阳能光伏部署规模的增长至关重要,从而能够推动全球向低碳、可持续能源未来转型。 
 

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