加快發展光伏發電等可再生能源是我國構建清潔低碳、安全高效能源體系的重大舉措。近年來，我國不斷推進落實“雙碳”目標，光伏發電等可再生能源處于大有可為的戰略機遇期。“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出，大力提升光伏發電規模。本期特邀專家圍繞相關問題進行研討。
光伏裝機連續8年世界第一
近年來，我國太陽能開發利用進展如何？光伏產業快速發展得益于哪些因素？
趙勇強（中國宏觀經濟研究院能源研究所可再生能源中心主任）：太陽能光伏發電成本低、資源分布廣泛、應用場景豐富，國際可再生能源署預測，在全球2050年實現凈零碳排放的情景下，全球光伏裝機需達182億千瓦。
我國未來能源發展情景的初步研究顯示，為實現2030年前碳達峰和2060年前碳中和，光伏裝機屆時需分別達約10億千瓦以上和40億千瓦左右。加快發展光伏產業將成為我國建設清潔低碳、安全高效能源體系，參與全球能源產業和綠色經濟競爭合作的重要方向和長期任務。
“十四五”以來，在我國碳達峰碳中和目標和全球光伏市場爆發式增長的驅動下，以光伏發電為代表的新能源已進入大規模、市場化、高質量發展階段。
一是裝機規模持續快速增長。今年上半年，我國光伏新增并網7842萬千瓦，截至6月底光伏累計裝機4.7億千瓦，成為裝機規模第二大電源，僅次于煤電，光伏發電裝機連續8年居世界第一。二是發電量不斷增加，消納利用總體保持較高水平。今年上半年全國光伏發電量2663億千瓦時，同比增長30%。全國光伏發電利用率98.2%。三是分布式光伏加速發展。2022年分布式光伏新增裝機同比增長75%，今年上半年新增分布式光伏裝機4096萬千瓦，同比增長108%，截至6月底累計裝機1.98億千瓦。四是技術水平不斷進步。企業成為光伏行業技術創新的重要主體，我國光伏企業在全球率先推動金剛線、異質結電池等先進技術的規模化應用，超前布局產業化顆粒硅材料、鈣鈦礦電池等前沿技術，不斷鞏固全球領先地位。其中，硅異質結電池轉換效率刷新世界紀錄，鈣鈦礦等新型光伏電池加速商業化進程。五是光伏產業各環節快速擴產升級，光伏組件價格下探歷史新低，產業鏈供應鏈保障能力和全球競爭力顯著增強。六是光伏產品出口增長明顯。2022年我國光伏產品出口總額超512億美元，同比增長超80%。
光伏產業的發展壯大得益于有力的政策扶持、全面的市場競爭和全鏈條的技術創新。早在本世紀初，我國啟動實施送電到鄉項目，大力支持光伏電站和戶用光伏系統，解決偏遠地區無電人口用電問題，并培育了首批國內光伏設備制造和工程企業。2005年通過可再生能源法，在總量目標、分類電價、費用分攤等方面提供了有力的政策扶持。此外，通過推行大型光伏電站特許權招標、實施光伏發電“領跑者”計劃等，以市場競爭的方式推動光伏產業全鏈條技術創新和成本快速下降，助力光伏電站在“十三五”末實現平價上網，擺脫補貼依賴。近年來，我國還加快發展城鄉屋頂光伏和各類“光伏+”模式，推進建設沙漠戈壁荒漠風光大基地、主要流域水風光一體化基地，創新各類光伏利用場景，推動光伏走向全面普及發展的階段。
光伏產業快速發展也離不開全球市場和資源，獲益于廣泛深入的國際合作。近20年來，我國堅持市場化、國際化方向，充分發揮新能源產業鏈全、市場規模大、技術轉化快等優勢，通過市場化機制不斷吸引人才、技術和創新要素聚集，利用全球人才、市場資源打造光伏產業鏈。目前，我國光伏產業已邁入創新驅動的高質量發展階段，創新成為發展第一動力，產業競爭力不斷增強。
在光伏發電等可再生能源領域，未來應繼續發揮好新能源產業鏈全、超大市場規模等優勢，推進電力系統新能源占比不斷增加，構建以綠色低碳可再生能源為主的新型能源體系。
“光伏+”模式助力碳達峰碳中和
目前，我國光伏產業已形成哪些發展模式？
呂小軍（華北電力大學新能源學院教授）：光伏發電等可再生能源快速發展為“雙碳”目標的實現作出積極貢獻。目前，我國光伏電站主要分為分布式光伏電站和集中式光伏電站。數據顯示，截至2023年6月底，全國光伏發電裝機容量達4.7億千瓦，其中集中式光伏2.72億千瓦，分布式光伏1.98億千瓦。
分布式光伏電站通常安裝在屋頂或墻面，可給附近用戶供電，能降低輸電損耗、提高能源利用效率，一般采用自發自用、余電上網的配電方式，投資相對較少、建設周期也較短。2021年全國分布式光伏電站新增裝機2928萬千瓦，占全部新增光伏裝機的比重首次突破50%，集中式與分布式并舉的發展格局基本形成。2022年分布式光伏新增裝機5111萬千瓦，占當年光伏新增裝機的58%以上。
集中式光伏電站規模較大，主要應用于荒漠、山區等空曠地帶，可實現遠距離供電，其優勢在于規模效益，方便集中管理，容易實現擴容。數據顯示，2023年上半年，集中式光伏新增裝機3746萬千瓦，同比增長234%。
無論是分布式光伏電站還是集中式光伏電站，發展勢頭都十分迅猛，已形成“光伏+建筑”“光伏+制氫”“光伏+儲能”“光伏+新能源汽車”等應用模式。
“光伏+建筑”是實現建筑綠色發展的有效途徑，相較于直接把光伏發電系統安裝在現有建筑上，光伏建筑一體化注重光伏發電組件與建筑的統一和融合，發電組件既具有發電功能，也是建筑材料的一部分。《2030年前碳達峰行動方案》提出，推廣光伏發電與建筑一體化應用。建設集光伏發電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑。到2025年，城鎮建筑可再生能源替代率達到8%，新建公共機構建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。2023年4月，青海省首例多功能光伏建筑一體化項目成功并網發電，包含100千瓦多功能光伏幕墻、157.76千瓦常規組件光伏幕墻等，總計可年發綠電540萬千瓦時，減少二氧化碳排放5388噸。
氫能是綠色低碳、應用廣泛的二次能源，光伏制氫是先利用光伏發電將光能轉化為電能，然后利用電能將水電解得到氫氣和氧氣，制造過程整體對環境友好，還可平抑光伏發電的不穩定性。《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》中提出，構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點發展可再生能源制氫，嚴格控制化石能源制氫。可再生能源制氫前景廣闊，光伏頭部企業紛紛布局發展光伏制氫。2023年6月新疆庫車綠氫示范項目順利產氫，項目貫穿光伏發電、綠電制氫等流程，制氫規模每年約2萬噸。
“光伏+儲能”“光伏+新能源汽車”等模式也不斷得到應用。光儲一體化通過儲存光伏發電后的清潔電能，能減少棄光比例，達到“1+1>2”的效果。《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》提出，促進新能源汽車與可再生能源高效協同。鼓勵“光儲充放”（分布式光伏發電—儲能系統—充放電）多功能綜合一體站建設。海南省瓊海市博鰲鎮建設光儲充電汽車智能充電站，設置8個充電車位，采用“數字化+智能化”方式運營，整合棚頂光伏發電、儲能系統儲電、充電樁用電多項技術。江西省九江市柴桑區首個“零碳社區”在沙河街道公園社區建成，該項目包括光伏長廊、光伏椅、“光儲充”一體化停車場等。
“雙碳”目標的提出促使我國能源結構加速向清潔低碳化轉型，推動我國光伏產業邁入新起點、新階段。當前已形成的多種“光伏+”模式，有效助力我國實現“雙碳”目標和光伏產業高質量發展。
智能光伏示范效應顯現
在智能化發展方面，光伏產業取得怎樣的進展？
趙衛東（工信部賽迪研究院節能與環保研究所所長）：光伏產業是基于新能源需求而興起的朝陽產業，是助力實現碳達峰碳中和目標的重要領域。為全面提升發展質量和效率，我國不斷推動光伏產業智能化、綠色化發展。2018年以來，工信部等部門先后發布了《智能光伏產業發展行動計劃（2018—2020年）》《智能光伏產業創新發展行動計劃（2021—2025年）》等政策文件并組織開展智能光伏試點示范工作。
在政策的指引下，光伏產業加快提升高端制造、智能制造、綠色制造水平，積極運用5G通信、人工智能、工業互聯網等新一代信息技術，探索智能制造、智能應用、智能運維、智能調度等新模式，降低能源資源消耗與碳排放，推動我國光伏產業邁向全球價值鏈中高端。通過系統設計、科學布局、試點先行、量質并舉，我國光伏產業智能化、綠色化發展水平顯著提升。
目前，智能光伏示范引領成效顯現。新一代信息技術與光伏產業加快融合創新，三批智能光伏試點示范企業總數達80家，涵蓋光伏產業鏈的各主要環節；試點示范項目93個，涉及光伏發電、光儲融合、光伏建筑、光伏農業、光伏交通等應用領域。光伏產業智能制造、智能運維、智能調度、光儲融合等水平有效提升。
智能化生產裝備、信息化管理系統和數字化輔助工具等信息技術已在光伏龍頭企業中得到普及，通過動態調配資源、精準控制工藝過程、智能加工與裝配、人機協同作業與精益生產管理，企業實現了生產設計數字便捷化、生產數據在線集成化、生產管控透明精細化、生產預警自動智能化。同時，光伏企業積極應用5G通信、工業互聯網、智能算法等信息技術，進行產品設計、工藝研發等，優化資源使用，推動全產業鏈綠色低碳發展。
與新一代信息技術融合發展，光伏產業著力提質增效，產業規模保持快速增長。2023年上半年，根據光伏行業規范公告企業信息和行業協會測算，全國多晶硅、硅片、電池、組件產量再創新高，同比增長均超65%。技術創新水平加快提升。高效晶體硅電池、鈣鈦礦電池、異質結技術不斷創新，轉換效率多次刷新世界紀錄。鈣鈦礦及疊層電池等新技術新產品不斷推進商業化進程。
我國光伏產業智能化、綠色化發展形勢向好，但也面臨挑戰。技術端仍存在“卡脖子”問題。光伏發電的間歇性、不穩定性與電網的匹配度有待提高，大規模光伏電站的檢測維修也對運營成本帶來挑戰，亟需技術突破。部分生產環節或部分企業組織架構尚無法適應數字化運行方式。光伏產業的智能化，不僅是對工藝工序生產環節進行智能化數字化轉型，更是對企業組織架構的重新定義。目前，光伏產業鏈各環節自動化、智能化水平不一；部分光伏企業的數據管理與應用能力較弱，無法調動全流程智能化協同發展，導致數據價值難以實現最大化。國際綠色貿易壁壘的增加，也進一步提高了我國光伏企業綠色化發展門檻，對我國光伏產業綠色化發展提出了更高要求。
面對挑戰，光伏產業需從以下方面著力提升。一是加快產業技術創新。推動智能光伏關鍵原輔料、設備、零部件等技術升級，開展智能光伏與建筑節能、交通運輸、綠色農業等領域相結合的交叉技術研究。二是提升智能制造水平，加強應用端智能化管理。進一步提升硅片等環節的智能制造水平，推動光伏企業實現全流程智能化管理運營。強化光伏電站的智能運維與并網消納能力，推動光伏電站實現全鏈條可視、可管、可控。三是深化全鏈條綠色發展。開發低碳材料、工藝、裝備，積極利用可再生能源生產，促進行業低碳轉型。研究開發退役光伏組件資源化利用的技術，建設智能光伏組件回收相關平臺，推動廢舊光伏組件回收利用技術研發及產業化應用。
農村分布式光伏大有可為
在農業農村領域，光伏發展現狀如何？
韓雪（國務院發展研究中心資源與環境政策研究所副研究員）：分布式光伏應用是推動我國農村地區提高能源可及性、豐富發展農村經濟、實現能源清潔利用的一項重要舉措。在光伏產業發展初期，國家就通過送電到鄉、金太陽示范工程為農牧民提供電力，大幅提高了邊遠地區的電力可及性。“十三五”時期，光伏扶貧電站累計裝機2636萬千瓦，惠及415萬貧困戶，每年可產生發電收益約180億元。
分布式光伏應用成為鞏固拓展脫貧攻堅成果、促進鄉村振興的重要內容。《“十四五”可再生能源發展規劃》提出，實施“千家萬戶沐光行動”，規范有序推進整縣（區）屋頂分布式光伏開發，建設光伏新村。《農村能源革命試點縣建設方案》提出，在保護生態的基礎上，結合屋頂分布式光伏開發試點工作推進光伏發電建設。2021年至2022年，在“整縣推進”模式的帶動下，農村地區屋頂分布式光伏應用快速推開，連續兩年戶用光伏新增裝機達2000萬千瓦以上，發展規模超過了工商業分布式光伏。
與其他能源形式相比，光伏發電對項目業主的門檻要求低，加之單位面積可生產的能量密度較低，更適宜在土地資源相對寬裕或可綜合利用的場景開發。村集體或農戶個人都可利用建筑屋頂、院落空地、田間地頭、設施農業、集體閑置土地開發光伏發電項目，并獲得相對長期穩定的收入。
盡管農村地區屋頂資源豐富，但較為零散，難以實現規模化開發，建設、運維和消納等環節也缺乏統籌。對此，一些地區結合技術手段創新思路取得了較好效果。浙江省寧波市李岙村等地在推進整村拆改建時統一規劃建設了帶有高標準屋頂光伏的建筑，并通過免費電量、收入分紅等方式調動了村民參與積極性。
此外，各地結合實際，開創了光伏綜合利用的新業態。“光伏+特色種植”通過將農作物的光照和溫度需求融入光伏板架設計，按照“板上發電、板下種植、農光互補”的理念，貴州的“光伏板藍根”、福建的“光伏菇”、江蘇的“光伏牡丹”等各種綠色經濟新模式不斷涌現。光伏牛棚、光伏小龍蝦等光伏與牧漁業結合的業態也很普遍。光伏發電項目不僅增加了當地農民的就業和收入，更通過對農業設施的智能化提升將降溫、噴淋、避補光、排澇等功能結合在一起，促進了農作物的增產，實現了集約用地、綠色低碳發展和鄉村振興效果的最大化。
為破解農戶參與光伏項目的資金難題，許多商業開發模式應運而生，由專業化的光伏發電項目業主開展項目投資和運營，農戶則通過提供屋頂資源以及設備日常維護獲得收益，最常見的方式為“屋頂租賃模式”。河南省提出“1+1+X”模式來推進農村地區屋頂分布式光伏建設，通過一家大型能源企業牽頭、一家金融機構統籌提供綠色信貸支持、多家屬地企業參與的方式進行合作。專業性的技術服務和金融服務可以有效激發農戶參與積極性，屬地企業也可幫助大型能源企業更高效地對接本地土地和屋頂資源。
推動分布式光伏在農業農村領域的應用，還需進一步創新發展模式，提高土地資源、資金和能源的利用效率，為實現“雙碳”目標和鄉村振興提供更有力支撐。
一是強化頂層設計，梳理總結已有經驗，提出適應農村各類業態的更精細化的開發和技術指引，引導光伏開發因地制宜、因業制宜，充分利用資源。二是充分發揮基層政府的作用，通過入股分紅、提供工作崗位等方式調動農民參與積極性。三是提高農村地區分布式光伏的電網消納能力，把握發展節奏，實現分布式光伏開發計劃與電網建設規劃的滾動優化，通過推廣發用電凈計量法，用光伏發電量直接抵扣農戶家庭的用電量，鼓勵發用電量的實時匹配，提高本地對光伏波動性的消納能力。四是進一步規范市場運行，強化對設備質量、運維市場、金融服務等環節的監管，提升農民對光伏的使用體驗，創新融資模式、引入保險服務，提高項目開發運營中的風險管控能力。
來源：經濟日報