我們可以用大概20年完成自然的能源轉(zhuǎn)型，最終實(shí)現(xiàn)用光伏來(lái)替代煤炭，實(shí)現(xiàn)我們的“雙碳”目標(biāo)。
在“雙碳”目標(biāo)下，光伏產(chǎn)業(yè)是一個(gè)新的發(fā)展機(jī)會(huì)。光伏能源作為可再生能源，無(wú)論是從光伏資源潛力，還是從技術(shù)成本、建設(shè)成本來(lái)看，都具備替代煤炭能源的可行性，從而推動(dòng)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。
經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是大家一直關(guān)心的問(wèn)題，我們看一下過(guò)去世界經(jīng)濟(jì)60年的發(fā)展，可以看到經(jīng)濟(jì)總體上還是保持了一個(gè)平穩(wěn)的3.4%左右的增長(zhǎng)，但是也確實(shí)有一個(gè)長(zhǎng)期的向下趨勢(shì)。同時(shí)世界經(jīng)濟(jì)的債務(wù)也是越來(lái)越高，從經(jīng)濟(jì)的貨幣與產(chǎn)值的比較來(lái)看，可以看得出不斷在攀升，這是對(duì)我們?cè)鲩L(zhǎng)的一種挑戰(zhàn)。
另外一個(gè)是環(huán)境的挑戰(zhàn)。環(huán)境和氣候的變化，這里有一個(gè)歷史的觀測(cè)記錄，從1850年開(kāi)始到現(xiàn)在，170多年，看到全世界的碳排放不斷在增加，從最初的每年2.2億噸碳排放到現(xiàn)在的323億噸，所以對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大的壓力。同時(shí)也可以看到，同時(shí)期觀測(cè)到的地球二氧化碳的含量也是不斷在攀升，從原來(lái)的285PPM到現(xiàn)在的409PPM。
下面這張圖可以看出，隨著碳濃度的增加，相應(yīng)的全世界的平均氣溫也在增加，幾乎跟大氣碳濃度水平是同步的，這樣的氣候產(chǎn)生的嚴(yán)重結(jié)果就是天氣災(zāi)害頻發(fā)，這是環(huán)境的挑戰(zhàn)。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界的碳排放不斷在增長(zhǎng)，中國(guó)也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，碳排放越來(lái)越高。面對(duì)這樣的挑戰(zhàn)，我們?cè)趺磻?yīng)對(duì)?國(guó)家提出了“雙碳”的戰(zhàn)略。
對(duì)此，我們做了研究和推算，下面有一張世界光伏潛力分布圖，可以看出來(lái)有幾個(gè)比較集中的紅色區(qū)域，屬于光照比較強(qiáng)烈的，其中一塊就位于中國(guó)。我們經(jīng)過(guò)測(cè)算，如果能夠充分挖掘這一塊光伏潛力的話，有可能替代目前我們用的煤炭能源的總量。
另外對(duì)幾個(gè)不同的可再生能源的比較，光伏潛力應(yīng)該是最大的，差不多是風(fēng)能潛力的1000倍。水力資源現(xiàn)在已經(jīng)利用了其潛力的一半，未來(lái)上升空間有限，所以光伏提供了非常大的潛力。
再看新優(yōu)勢(shì)，就是技術(shù)進(jìn)步使得光伏成本大幅下降。在過(guò)去的十年，光伏的度電價(jià)格降幅超過(guò)85%。左圖中每瓦的光伏裝機(jī)的價(jià)格有一個(gè)很大的降幅，然后看右圖中光伏每度電的價(jià)格也有了大幅度下降，這也是在幾種不同的可再生能源類別中成本降幅最快的，這樣的話就大大提升了光伏的經(jīng)濟(jì)可行性。
同時(shí)可以看一下中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。從下面的左圖可以看出來(lái)，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)在全球占據(jù)了很大的比重，包括硅料的生產(chǎn)也是在迅速提升。看右邊這張圖，中國(guó)光伏電站建設(shè)成本也是系統(tǒng)性下降，同時(shí)顯著低于全球的成本水平。
下面我們談一下，如果經(jīng)過(guò)進(jìn)一步論證，證明光伏能源作為一個(gè)可再生能源，有足夠大的規(guī)模可以替代煤炭做能源的基礎(chǔ)，我們應(yīng)該怎么轉(zhuǎn)型?下面這張圖上左邊這一半實(shí)際上是2000年到2020年整個(gè)電力企業(yè)的裝機(jī)總量在不斷累積增加，今天大約有70%的發(fā)電還是用火電的技術(shù)設(shè)備。
那么面向未來(lái)，我們可以怎么調(diào)整?
這就是一個(gè)轉(zhuǎn)型路徑的問(wèn)題。在這里我們有一個(gè)策略，這些煤電既然已經(jīng)建了，那么就讓它在工作壽命期持續(xù)工作，隨著時(shí)間推延，每年會(huì)有折舊的、退役下來(lái)的，那在新增的發(fā)電能力上，就不再做傳統(tǒng)電源的投資，而是把新的投資都集中在光伏類型的新能源，這樣就會(huì)每年有一個(gè)逐漸等量替換的概念。同時(shí)如果有新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)需求，光伏的投資根據(jù)實(shí)際情況也可以略微增加，這樣的話就可以用大概20年完成一個(gè)自然的能源轉(zhuǎn)型，最終實(shí)現(xiàn)用光伏來(lái)替代煤炭，實(shí)現(xiàn)我們的“雙碳”目標(biāo)。
按照剛才的演進(jìn)路徑，光伏產(chǎn)業(yè)投資假如從2021年開(kāi)始，新增的電源都是由光伏裝機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，那么下面這張圖就展示了未來(lái)的20年的一個(gè)投資逐漸增加的過(guò)程，從開(kāi)始大概0.25萬(wàn)億，到后來(lái)大概2萬(wàn)億的年投資，整個(gè)全過(guò)程完成約20年，總共的投資規(guī)模大概是20多萬(wàn)億元。
剛才講的是光伏發(fā)電的可能性，但光伏發(fā)電有兩個(gè)重要的相關(guān)問(wèn)題，還需要進(jìn)一步的論證和研究來(lái)解決。這里做了一個(gè)基本測(cè)算，根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)，我們現(xiàn)在一年發(fā)電7.6萬(wàn)億度電，折成每天的話應(yīng)該是210億度，如果換用光伏，即使白天能夠發(fā)這么多，但需要有一個(gè)儲(chǔ)電體系以解決晚上用電的需求，儲(chǔ)電大概需要90億度。
如果要儲(chǔ)這么多能量的電，現(xiàn)在有幾個(gè)選擇：
一個(gè)是最簡(jiǎn)單的抽水儲(chǔ)能，有一個(gè)估算，如果要建立一個(gè)90億度的儲(chǔ)電能力抽水蓄能設(shè)施的話，需要6.2萬(wàn)億的投資;
一個(gè)是鋰電儲(chǔ)能，需要6.8萬(wàn)億的投資;還有一個(gè)是用電解制氫，制氫以后，再通過(guò)氫發(fā)電進(jìn)行存儲(chǔ)和釋放能量的過(guò)程;
最后一個(gè)是壓氣儲(chǔ)能，投資大概總額也要8萬(wàn)億左右。
比較下來(lái)抽水蓄能、鋰電儲(chǔ)能和壓氣儲(chǔ)能可以控制在8萬(wàn)億左右，這個(gè)價(jià)格占發(fā)電系統(tǒng)投資的比例大概是20%左右。從經(jīng)濟(jì)的投資測(cè)算角度來(lái)講，也是占比適當(dāng)，不算很高。
除了剛才講的儲(chǔ)電問(wèn)題，未來(lái)還有一個(gè)輸電問(wèn)題。輸電基本上可以盡量利用現(xiàn)有電網(wǎng)，但也需要根據(jù)光伏電場(chǎng)的選址情況，增加一些必要的輸電線路。具體的輸電線路的投資測(cè)算還需要一些細(xì)節(jié)信息和討論，就不在這里展開(kāi)了。
總而言之，輸電體系基本上可以最大限度地利用現(xiàn)有電網(wǎng)體系。光伏發(fā)電可重新再造新的電力行業(yè)，從發(fā)電到輸電到儲(chǔ)電，基本上是可以解決的，這是非常好的。光伏產(chǎn)業(yè)是一個(gè)新的發(fā)展機(jī)會(huì)，對(duì)電力系統(tǒng)來(lái)講，也是一個(gè)轉(zhuǎn)型的具體案例，能夠從過(guò)去舊的、高碳高耗的形式，變成了新能源、低耗的形式。
原標(biāo)題：光伏的潛力是風(fēng)電的1000倍
評(píng)論