“光伏+”打开的全球市场,已经离不开中国供应链?
作者 | 物联网智库2022-09-14

智能光伏的任督二脉,中国企业已率先打通。

智次方

冬日临近,欧洲面临的能源危机日益严峻。欧洲各国颁布的相关“过冬”法案中,不乏以强硬手段限制居民冬季用电和取暖条件的举措。近期,瑞士政府正在考虑,要求境内居民将冬季房屋暖气温度不得超过19度,若违反将面临罚款和三年监禁。

这与此前西班牙、德国发布的举措异曲同工,上述国家政府除了规定夏季室温不得低于27度、冬季不得超过19度之外,还要求商店橱窗和公共建筑在晚间无人时必须关灯。

电力和天然气等能源短缺正被许多欧洲国家列为高级别风险,波及到的每一个人都是这场危机的买单方。波兰人因买不到煤不得不焚烧可燃垃圾取暖,虽然当地政府出于环保考量,宣布对焚烧垃圾的人予以处罚,但在价格飞涨的煤炭面前,他们也不得不将其视为一种“过冬”的办法,并考虑为居民发放防雾霾口罩。

“光伏+”打开的全球市场,已经离不开中国供应链?

上述举措终究是“节流”,无论国家有多少油气煤炭储备,只要依赖进口终究有坐吃山空的一天,因此“开源”才是摆脱这种困境的必要手段。

今年以来,英国、德国等欧洲国家正掀起光伏装机热潮。欧盟似乎也押宝太阳能具备“力挽狂澜”的潜力,在“REPowerEU”的能源计划中明确指出,2022年屋顶光伏发电量增加15TWh,到2030年安装600GW,并要求“到2025年,所有新建筑以及能耗等级D或以上的现有建筑,都应安装屋顶光伏设备”

欧盟试图将光伏打入面临“堵塞”危机的欧洲能源“血管”。各国因地制宜,不仅在建筑层面,在农业、渔业等多个场景都早已有与光伏结合的模式探索,这些探索如今能否起到疏通作用呢?

无定式的“光伏+”

国际能源署(IEA)在最新发布的《世界能源展望》中提到,当前太阳能光伏发电成本比大多数国家新建的燃煤或燃气发电厂更便宜,这也让“光伏+”成为性价比最高的能源供给形式之一

光伏+建筑

从欧盟近日发布《欧盟太阳能战略》可以看出,欧盟促进光伏发电大规模部署的方法依旧是太阳能屋顶。具体而言,欧盟鼓励新建筑及翻新建筑采用光伏一体化的建材,同时为屋顶光伏系统建立强大的支持框架,包括储能、热泵等设施综合利用。在大规模部署屋顶太阳能时,优先考虑拥有较高能源等级(A-D)的建筑。

在此推动下,今年上半年,英国光伏发电系统安装量达556MW,同比增长了80%;而德国同期光伏发电系统安装量为3.2GW,同比增长16.4%,其中6月份的同比增幅达到了43.5%。某中国光伏组件厂商表示,今年的光伏产品订单较去年同期增长了4倍,而且交货时间从过去的两三周推迟到两三个月。

实际上,太阳能屋顶的安装费用并不低,订单暴涨的背后其实是一笔经济账。英国天然气与电力市场办公室近期宣布,将该国的家庭能源价格上限从1971英镑调整为3549英镑(约2.8万元人民币),将于今年10月1日起生效。这个价格较今年4月和去年冬天分别上调了80%和178%。有咨询公司预测,英国居民在经历明年1月和4月的调价后,缴纳的电费上限将上升至5405英镑和7263英镑(约5.8万元人民币)。

与之相比,安装成本并不低的屋顶光伏就成了性价比之选。据可再生能源公司Solar Shed执行董事Kevin Holland介绍,按照当前的价格,一套典型的太阳能系统每年能够节省1200英镑的电费。如果按照今年10月继续上涨80%、明年1月再涨50%计算,这套系统能省下的费用将达到3240英镑。这表示,以往安装屋顶光伏“回本”的周期将大幅缩短,从十年缩短到三到四年,甚至还会继续缩短

这点对于企业商户同理。欧洲最大的单体城市光伏项目——安德莱赫特屠宰场的顶棚采用了5000多块太阳能板,棚顶光伏系统设计年发电量1600兆瓦,足够供给本身商业用电,如果光照充足,还能将结余电量供给周边居民使用。

安德莱赫特屠宰场棚顶

安德莱赫特屠宰场棚顶(图源:新华社)

不仅是用户端,屋顶光伏的大规模推广也需要对相关配电网络进行有效整合,包括更新“泛欧能源网络(TEN-E)”,扩大跨境电力基础设施和智能电网,提高欧盟太阳能电力的整合和传输;强化能源网络和基础设施建设,消除输、配电网的障碍;深入低压直流电技术研究,减少太阳能光伏和风能在引入电网过程中的能源转换损耗;同时还需要与欧洲和国际标准化组织合作,制定必要的标准和协议。

屋顶光伏以外,《欧盟太阳能战略》中还指出要在部署光伏建筑一体化(BIPV)方面发力,这是一种将太阳能光伏发电系统集成于建材、建筑上的手段,是目前各国光伏应用探索的重点领域之一。其难点在于,需要将光伏从独立的产品融入建筑的角度进行理解、设计,将光伏发电系统安装在建筑上首先需要满足建筑的安全、防水、防雷、抗风揭、保温、防火等特性,并做到对人友好。

光伏+农业

农业光伏(Agri-PV)是将太阳能发电广泛运用到现代农业种植,养殖、灌溉以及农业机械动力提供等领域的新模式,使得光伏发电和农业生产发挥协同作用,最终实现土地的高效利用。农业光伏主要有光伏灌溉、光伏大棚、光伏养殖、光伏农场等多种形式,它不仅解决了取水灌溉机械动力所需要的供电问题,避免了光伏产业和农业争地的情况,还可以将结余电量卖给国家电网

据Fraunhofer ISE的数据显示,早在2020年,全球就有超过14吉瓦(GW)的农业光伏装机容量,其中中国处于领先地位,德国、意大利等国家在光伏农业上都有行动。近期,意大利从下一代欧盟基金获得了第一笔210亿欧元(约合235.3

亿美元)的款项,其制定的第一个目标是就在375兆瓦的Agrisolar公园的能源密集型农场安装屋顶光伏装置。

在农业光伏的现存主要形式之中,光伏养殖将光伏和畜牧养殖结合在一起,具体模式有光伏畜牧和光伏渔业两种类型,其中光伏渔业也可称为“渔光互补”模式。该模式是在鱼塘上方设置光伏发电板,下方进行鱼虾养殖,其中光伏板不仅能发电,还能够为下方的鱼虾提供良好的遮挡日光作用,形成“上可发电、下可养鱼”的新兴产业。

这类新型产业对产业链上下游的联动作用十分显著,催生了类似于通威这样的企业——这家公司起步于水产饲料,先已成长为全球高纯晶硅企业,农业、新能源两手抓。这家公司近几年与华为共同打造了一批“渔光一体”项目,截至2021年年底,通威建成以“渔光一体”为主的光伏电站48座,累计装机2.7GW。截至2021年8月底,华为共助力通威完成46个智能光伏电站的建设运营,累计装机2.2GW+。

通威东营200MW“渔光一体”项目

通威东营200MW“渔光一体”项目 摄影:赵一之

此外,由于太阳能面板提供的阴影,其下面的土壤可以保留更多的水,因此农业光伏在沙漠气候或干旱地区有更大潜力。马里和冈比亚的农业光伏项目等国际研究项目就在研究如何用三种不同方式利用土地,从粮食生产和太阳能发电到利用太阳能组件三种方式来收集和储存雨水。

漂浮式光伏

漂浮式光伏(FPV),又称浮体光伏,顾名思义,就是将光伏组件搬到水面浮体上。其系统设置要将所有光伏组件、逆变器等电站设施都通过锚定系统固定在浮动平台上,这种新式电站无需占据土地资源,而是转向水域,形成优势互补。

水面光伏电站分桩基固定式和漂浮式两大类,若水深小于5m则采用打桩架高式安装,水深 5m以上可以采用漂浮式安装。例如,在海洋上利用光伏技术建立起的发电站,具有发电量高、土地占用少、易与其它产业相结合等特点。相较陆上光伏,这种海上光伏具有天然的环境优势:水面开阔没有遮挡物、日照较长且利用充分(水面反射光),这些都是可显著提升发电量的条件。

在国际上,欧盟“地平线欧洲”(Horizon Europe)在2021年9月启动了1000万欧元(约7450万人民币)的项目资助计划,用于海洋能和海上漂浮式光伏技术集成创新性研究,降低海洋能系统均化发电成本(LCOE),降低投资风险。在新加坡,由当地太阳能公司Sunseap在柔佛海峡建造的海上浮动式光伏项目是全球规模最大的海上浮动式光伏系统之一。该浮动式光伏系统设有超过3万个浮动模块,用来支撑1万3312个太阳能板和40个逆变器。这个系统预计每年可以生产约602万千瓦时的电力,约等于1380个四房式组屋一年的用电量,而且能减少4258吨的碳排放。

全球行业分析师表示,预计到2026年,浮动光伏(FPV)将建立一个新的全球市场,预计那时的部署量将达到4.8吉瓦。

中国对外输出的又一机遇

中国作为光伏组件生产大国,在光伏产业方面具备硅料、硅片、电池片、组件全产业链制造绝对性规模优势。中国光伏行业协会名誉理事长王勃华表示,今年上半年,我国光伏产品呈现量价齐升态势,出口总额再创新高。今年前6个月,国内光伏产品出口总额约259亿美元,同比增长113%。其中,光伏组件出口量为78.6 GW,同比增长74.3%;组件出口额220.2亿美元,同比增长超过一倍。

“光伏+”打开的全球市场,已经离不开中国供应链?

随着光伏产业智能制造水平日益提升,5G、人工智能、工业互联网等新一代信息技术与光伏产业融合加速,跨界融合趋势日益显著。“光伏+5G通信”“光伏+新能源汽车”等应用模式,让更多物联网公司融入光伏产业之中。光伏组件制造商与模组企业共同打造集约化、数字化的高性能传感器,建立光伏网联化应用和网站,实现“云-网-边-端”的智慧光伏建设也会催生广阔的国际市场空间。

前段时间,欧洲光伏组件制造商梅耶博格首席执行官曾呼吁德国等欧洲国家加速推进能源战略转向。鉴于中国在全球光伏市场的优势,他认为如果俄罗斯和中国现在联合起来,可能会把欧洲国家夷为平地。欧洲国家需要“将太阳能制造业带回欧洲”,推动能源多样化和光伏产业快速发展。

光伏也是美国正在布局的一大方向。前段时间,全美最大的光伏制造商“第一太阳能”计划在美国东南地区投资至多10亿美元新建一座光伏工厂,计划在2025年实现3.5GW的年产能。至少还有三家光伏巨头也在考虑投资。这是因为拜登近期签署的《2022通胀削减法案》中,生产清洁能源设备(例如光伏板、新能源车电池)的制造商能够获得上亿美元的激励,同时使用美国本土产品建设绿色能源项目的公司还能获得税收抵免。

业内人士认为,无论是欧洲还是美国,真正应用光伏的时候成本是重要考虑因素,按照现在的形式,这个因素会越来越重要。对于中国的光伏产业来说,近几年在海外市场有非常大的竞争优势和机会。

写在最后

如今全球能源形式紧张,这是所有人都不乐见的。有专业人士分析称,俄罗斯完全切断天然气供应可能会导致欧元区陷入严重的经济衰退,并进一步加剧已经处于高位的通胀水平。

这场没有硝烟的战争注定没有胜者。近日,奥地利首都维也纳有近3000名抗议者涌上街头,抗议对俄制裁造成的能源价格飙升、生活成本的高涨和通胀高企等问题,要求停止这种“自杀式的制裁”,并谴责美国为首的北约挑起冲突,恶化欧洲安全形势的行径。同样的抗议活动也在法国、德国、捷克等国的街头发生。

兴,百姓苦;忘,百姓苦。能源危机之下,许多国家的碳中和目标宣布推迟,这在全球气候异常的情况下,无疑又陷入一种进退维谷的局面。科技救不了人心,争抢的资源也会总有耗尽的一天,全人类共同面临的问题之下,容不得任何形式的自私。

参考资料:

1.《能源危机之下,欧洲光伏市场正在爆发!》,维科网光伏

2.《瑞士光伏企业:要是中俄在能源领域联手,能把欧洲铲平》,观察者网

3.《促进光伏配套储能!欧盟委员会发布《欧盟太阳能战略》》,中国储能网

4.《欧洲最大的漂浮式光伏电站顺利并网》,中国能源网

5.《海上光伏:漂浮式电站的主战场》,华大证券

6.《中国光伏照进欧洲能源困局》,第一财经

7.《受拜登新政刺激 美国最大光伏制造商投资12亿美元倍增本土产能》,财联社


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