未來(lái)十年全球光伏行業(yè)將打開(kāi)成長(zhǎng)天花板

 

目前，新能源行業(yè)已然成為當(dāng)今的風(fēng)云行業(yè)，但近期美國(guó)德州風(fēng)暴對(duì)新能源行業(yè)產(chǎn)生的影響，警示我們新能源行業(yè)還有很多的工作要完成。當(dāng)前光伏已經(jīng)背上了“減碳”的使命，但光伏行業(yè)還需要繼續(xù)提升和磨煉產(chǎn)品技術(shù)，解決自身的波動(dòng)屬性，才能真正地在能源結(jié)構(gòu)中取得核心的地位。

 

光伏有望成為碳中和主力

 

為應(yīng)對(duì)全球氣候變暖，多國(guó)承諾將全球氣溫上升限制在1.5°C。2021年距巴黎氣候大會(huì)過(guò)去將近6年，全球多個(gè)國(guó)家提倡踐行低碳減排，促進(jìn)綠色發(fā)展。截至2021年4月，全球共有120多個(gè)國(guó)家宣布加入實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，“碳中和”成為全球共識(shí)。

 

2020年12月，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)法案，將太陽(yáng)能投資稅收抵免ITC延長(zhǎng)兩年，并為研發(fā)提供額外資金。2020年10月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省公布了《2050年碳中和的綠色成長(zhǎng)戰(zhàn)略》，在海上風(fēng)能、氫能源、太陽(yáng)能等14個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，提出了財(cái)政預(yù)算、稅收、金融、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)際合作5個(gè)方面的政策措施。

 

國(guó)際能源署IEA曾表示，太陽(yáng)能是電力領(lǐng)域的"新王者"。未來(lái)幾十年，與其他技術(shù)相比，全球每年會(huì)開(kāi)發(fā)更多的太陽(yáng)能裝機(jī)容量新項(xiàng)目。IEA執(zhí)行董事FatihBirol補(bǔ)充表示：“我認(rèn)為，只有更迅速的對(duì)我們生產(chǎn)和消費(fèi)能源的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)性變革，才能徹底打破排放趨勢(shì)。包括凈零排放在內(nèi)，各國(guó)政府有能力也有責(zé)任采取果斷行動(dòng)，加快清潔能源轉(zhuǎn)型，讓全球走上實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)的道路。”這樣到2030年，實(shí)現(xiàn)全球能源效率平均每年可提高4%，約為過(guò)去20年平均水平的3倍。其中，到2050年，全球發(fā)電總量的近20%來(lái)自太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能。根據(jù)與國(guó)際貨幣基金組織的聯(lián)合分析，到2030年，年度能源總投資將激增至5萬(wàn)億美元，每年為全球GDP增長(zhǎng)額外增加0.4個(gè)百分點(diǎn)。

 

隨著氣候相關(guān)的政策在國(guó)際、國(guó)家、區(qū)域和次區(qū)域?qū)用胬^續(xù)強(qiáng)化，未來(lái)十年太陽(yáng)能替代煤炭等碳密集型能源的趨勢(shì)將更加明顯，太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)將迎來(lái)顯著增長(zhǎng)。針對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)，SolarPowerEurope預(yù)計(jì)：由于各國(guó)雙碳目標(biāo)的壓力，此后太陽(yáng)能光伏發(fā)電的占比將逐年增加。與此同時(shí)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電市場(chǎng)的變化也帶動(dòng)了儲(chǔ)能電源行業(yè)多元化的發(fā)展。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，太陽(yáng)能占全球總發(fā)電量的份額將從2020年的3.3%增加到9.0%。亞洲地區(qū)有望成為推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電增長(zhǎng)的核心力量，并成為全球光伏發(fā)電的領(lǐng)導(dǎo)者，北美和西歐將是全球太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)最低的地區(qū)市場(chǎng)。項(xiàng)目招標(biāo)和可再生能源拍賣仍然是全球太陽(yáng)能行業(yè)投資的主要途徑。

 

光伏發(fā)電在很多國(guó)家已成為清潔、低碳、同時(shí)具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的能源形式，發(fā)電成本快速下降推動(dòng)光伏發(fā)電進(jìn)入“平價(jià)時(shí)代”。從發(fā)電成本角度看，根據(jù)國(guó)際可再生能源署的統(tǒng)計(jì)，自2010-2020的十年時(shí)間里，在生產(chǎn)成本大幅下降和技術(shù)快速進(jìn)步驅(qū)動(dòng)下，全球光伏發(fā)電加權(quán)平均LCOE已從38.1美分/kWh下降至5.7美分/kWh，降幅高達(dá)85.0%。而同期水力發(fā)電LCOE則上升至4.4美分/kWh，海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電、光熱發(fā)電、以及生物質(zhì)發(fā)電LCOE則分別下降48.1%、56.2%、68.2%、0%，均小于光伏發(fā)電的LCOE降幅。在過(guò)去十年間，太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本快速下降，成本的下降主要是由于電池板價(jià)格和系統(tǒng)配套費(fèi)用的降低，前者降幅達(dá)90%，這些因素使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電的總裝機(jī)成本下降了80%以上。

 

未來(lái)十年全球太陽(yáng)能總裝機(jī)容量高達(dá)1747.5GW

 

據(jù)FitchSolutions公司預(yù)測(cè)，到2030年，全球太陽(yáng)能總裝機(jī)容量將從2020年底的715.9GW增加到1747.5GW，增幅高達(dá)144%。全球新增裝機(jī)需求達(dá)1246-1491GW，CAGR達(dá)25%-27%。中國(guó)、美國(guó)和印度將分別增加436.9GW，151.3GW和88.2GW，占太陽(yáng)能預(yù)期新增總量的三分之二以上。

 

中國(guó)仍將是最大的太陽(yáng)能市場(chǎng)。太陽(yáng)能總裝機(jī)容量有望從2020年底的253.4GW增加到2030年的690.3GW，占2030年全球太陽(yáng)能新增總量的42%。鑒于政府對(duì)小型太陽(yáng)能系統(tǒng)的補(bǔ)貼，消費(fèi)者對(duì)商業(yè)和戶用自發(fā)電系統(tǒng)興趣的增長(zhǎng)，分布式光伏行業(yè)將在接下來(lái)的幾年推動(dòng)太陽(yáng)能市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。

 

美國(guó)繼續(xù)成為僅次于中國(guó)的第二大太陽(yáng)能市場(chǎng)。在可觀的存量項(xiàng)目、支持性政策和強(qiáng)勁需求的帶動(dòng)下，美國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電量在2023-2030年間將以年均12.2GW的速度增長(zhǎng)，太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目所占的份額將越來(lái)越高。

 

印度太陽(yáng)能市場(chǎng)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)前景得益于政府的融資機(jī)制、稅收激勵(lì)、凈計(jì)量制度等一系列監(jiān)管激勵(lì)措施。在第26屆聯(lián)合國(guó)氣候大會(huì)上，印度總理莫迪宣布：“到2030年，印度50%的電力將來(lái)自可再生能源，非化石能源產(chǎn)能從2015年設(shè)定的450GW增加到500GW。”

 

除此之外，澳大利亞、印度尼西亞、西班牙、土耳其、智利、巴西、哥倫比亞、烏克蘭、納米比亞、摩洛哥和馬來(lái)西亞等市場(chǎng)在太陽(yáng)能領(lǐng)域的吸引力也將日益增長(zhǎng)。

 

技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電成本下降

 

成本競(jìng)爭(zhēng)力在太陽(yáng)能長(zhǎng)期增長(zhǎng)前景中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。由于模塊成本的快速下降、規(guī)模經(jīng)濟(jì)、供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)等因素的影響，太陽(yáng)能發(fā)電的成本在過(guò)去十年中顯著下降。未來(lái)十年，在技術(shù)進(jìn)步的帶動(dòng)下，太陽(yáng)能發(fā)電的成本將繼續(xù)下降，太陽(yáng)能在全球范圍內(nèi)的成本競(jìng)爭(zhēng)力日益增強(qiáng)。

 

太陽(yáng)能組件、數(shù)字化技術(shù)、鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，在未來(lái)十年的中后期，有望進(jìn)一步顯著提高轉(zhuǎn)換效率并大幅降低成本。

 

太陽(yáng)能模塊制造商將繼續(xù)推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，以開(kāi)發(fā)更強(qiáng)大、更高效的模塊。在功率輸出方面，光伏行業(yè)正在朝著600W以上高功率時(shí)代邁進(jìn)。隨著模塊功率的增加，生產(chǎn)相同容量的所需模塊的數(shù)量減少了，相應(yīng)地相關(guān)的成本從而降低了總體系統(tǒng)平衡部件成本。例如，安裝和建造成本，跟蹤器的建造成本，電纜布線及其他成本。在某些情況下，高功率組件也可以在土地使用費(fèi)方面帶來(lái)一定節(jié)省。

 

太陽(yáng)能智能跟蹤系統(tǒng)能很好的適應(yīng)復(fù)雜地形，做到因地制宜，全面提升光伏發(fā)電對(duì)太陽(yáng)能的利用發(fā)電效率，在光伏行業(yè)中將得到了廣泛運(yùn)用。根據(jù)測(cè)算提高的發(fā)電量，一般來(lái)說(shuō)，雙軸太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)最大能提高40%的發(fā)電量。目前，跟蹤系統(tǒng)制造商正致力于該領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化，以減少組裝、安裝、操作和維護(hù)成本，縮小固定傾斜系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)之間的成本差異，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，將進(jìn)一步降低太陽(yáng)能項(xiàng)目的整個(gè)壽命周期的成本。

 

推進(jìn)太陽(yáng)能行業(yè)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)字化，將幫助開(kāi)發(fā)商削減開(kāi)發(fā)成本和運(yùn)維成本。例如，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件可以有效地確定太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的理想布局和設(shè)計(jì)。數(shù)字孿生設(shè)備，即真實(shí)太陽(yáng)能設(shè)備的數(shù)字復(fù)制品，可以預(yù)測(cè)設(shè)備故障、分析工作條件，從而降低運(yùn)維成本，提高太陽(yáng)能發(fā)電廠的性能和產(chǎn)量。

 

軟成本，包括客戶獲取、許可、融資和安裝勞力成本，占整個(gè)項(xiàng)目成本的很大一部分。根據(jù)IRENA的數(shù)據(jù)顯示，軟成本占公用事業(yè)規(guī)模太陽(yáng)能光伏總成本的比例從德國(guó)的29%到俄羅斯的57%不等。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)顯示，2020年在美國(guó)，軟成本分別占公用事業(yè)規(guī)模、商業(yè)和住宅太陽(yáng)能項(xiàng)目成本的35%、55%和64%。未來(lái)10年，全球市場(chǎng)的軟成本也將繼續(xù)下降，這既是技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果，也是政府加大對(duì)該行業(yè)支持的結(jié)果。首先，光伏組件、逆變器和跟蹤器的技術(shù)進(jìn)步將降低安裝勞力成本;其次，為了實(shí)現(xiàn)凈零和可再生能源目標(biāo)，世界各國(guó)政府將繼續(xù)努力簡(jiǎn)化審批和融資流程，以鼓勵(lì)太陽(yáng)能和風(fēng)能投資，例如，多米尼加共和國(guó)的能源委員會(huì)一直在與多米尼加促進(jìn)局出口和投資中心合作，創(chuàng)建一個(gè)新的精簡(jiǎn)平臺(tái)，外國(guó)投資者可以利用該平臺(tái)投資非水電可再生能源項(xiàng)目。美國(guó)政府推出了SolarApp+軟件，以幫助減少地方政府許可的時(shí)間和成本,支持住宅太陽(yáng)能的快速部署。

 

目前，單晶PERC產(chǎn)品作為主流光伏電池，生產(chǎn)工藝成熟，產(chǎn)能高，光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)23%，較上一代的BSF電池優(yōu)勢(shì)明顯，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯，截至2020年市占率達(dá)到86.4%。但PERC技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)逼近24.5%的理論極限，未來(lái)優(yōu)化空間非常有限。N型電池成為電池片未來(lái)的發(fā)展方向。TOPCon、HJT、IBC均屬于N型電池的細(xì)分技術(shù)路線，N型電池的光電轉(zhuǎn)換效率均顯著高于PERC技術(shù)。其中，HJT電池工序簡(jiǎn)單、光電轉(zhuǎn)換效率有望超28%，綜合優(yōu)勢(shì)顯著，HJT異質(zhì)結(jié)電池有望成為下一代主流技術(shù)路線。

 

隨著光伏和風(fēng)電行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用，以及“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代文明對(duì)環(huán)境的影響和破壞最終將得到有效遏制，到那時(shí)青山綠水、湖光山色，整個(gè)地球?qū)⑹且粋€(gè)可持續(xù)、和諧發(fā)展的美好世界，光伏產(chǎn)業(yè)將大有可為，未來(lái)幾十年、幾百年都會(huì)不斷進(jìn)步和發(fā)展。見(jiàn)道網(wǎng)

 

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光伏行業(yè)

 

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