開發(fā)利用太陽能 構(gòu)建粵港澳大灣區(qū)綠色清潔能源體系

舒杰，理學(xué)博士，中國科學(xué)院廣州能源研究所研究員、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任，中國科學(xué)院大學(xué)博士導(dǎo)師。兼任廣東省分布式儲能及智能微電網(wǎng)工程技術(shù)中心主任，廣州市分布式發(fā)電微電網(wǎng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。從事太陽能光伏發(fā)電理論與技術(shù)、分布式可再生能源發(fā)電智能微電網(wǎng)技術(shù)、新能源發(fā)電電力變換與控制技術(shù)、功率驅(qū)動電源等方面研究開發(fā)工作。

早與太陽能的相識

1998年之前，我在中科院廣州能源所從事工業(yè)自動化設(shè)備與系統(tǒng)控制的開發(fā)工作;之后10年，涉足太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)，主要從事光伏系統(tǒng)設(shè)計、逆變控制設(shè)備的研發(fā);2008年，開始從事分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)、智能電網(wǎng)等相關(guān)的新能源與可再生能源的系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行、控制方面的研究。上世紀(jì)90年代，光伏發(fā)電在國外是富人的選擇，在中國是扶貧工程（“光明工程”、“乘風(fēng)計劃”），用光伏、風(fēng)電解決西部地區(qū)農(nóng)牧民的生活生產(chǎn)用電問題。當(dāng)時的光伏發(fā)電系統(tǒng)成本是人民幣80-100元/Wp，以離網(wǎng)系統(tǒng)為主，珠三角地區(qū)光伏企業(yè)最多、產(chǎn)值占到全國60%以上，主要來自國外的消費(fèi)類產(chǎn)品訂單，如：草坪燈、太陽能電子表、太陽帽、太陽能應(yīng)急電源等，我2001-2005年還給一些光伏企業(yè)做過技術(shù)支持。2000年前后是國內(nèi)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的起步階段，2001年，海歸博士施正榮創(chuàng)立的無錫尚德太陽能公司剛成立不久，是當(dāng)時最大的多晶硅太陽電池片生產(chǎn)企業(yè)。

走過太陽能行業(yè)二十多年

20年前，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是朝陽產(chǎn)業(yè)，如初升的太陽、冉冉升起;20年后的今天，光伏產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為千億級的支柱產(chǎn)業(yè)，是實(shí)現(xiàn)全球能源變革、結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要生力軍。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，隨著技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，還將大放異彩。20年的發(fā)展，我作為本行業(yè)科研人員也見證了中國光伏產(chǎn)業(yè)征途上的一個個難忘的節(jié)點(diǎn)事件：

1999年，廣東省太陽能協(xié)會在中科院廣州能源所成立;

2001年，廣東省太陽能協(xié)會光伏專委會在深圳成立;

2004年，全球太陽能電池產(chǎn)量超過1200MW，多晶硅市場份額90%以上;

2005 年，第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議通過了《中華人民共和國可再生能源法》，2006年1月1日正式實(shí)施;

2005年，全球太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到1944MW，中國首富首次誕生在新能源產(chǎn)業(yè);

2006年，全球太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到2500MW，中國產(chǎn)量達(dá)400MW，成為全球第三大生產(chǎn)國;

2009年，中國首次成為全球最大的太陽電池生產(chǎn)國，中國發(fā)改委、財政部、住建部啟動了“金太陽示范工程”和“太陽能光電建筑應(yīng)用示范工程”補(bǔ)貼政策，以推動國內(nèi)光伏發(fā)電示范應(yīng)用;

2011年，中國太陽能產(chǎn)業(yè)遭受歐美“雙反”打擊，加快了國內(nèi)光伏應(yīng)用市場的扶持力度;

2013年，太陽能發(fā)電成本與化石能源接近（0.5元/kWh）;

2017年，中國光伏發(fā)電裝機(jī)超過1億千瓦（原計劃2020年達(dá)到）。

對太陽能行業(yè)發(fā)展的看法

前面提到，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是朝陽產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，能源是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。太陽能利用技術(shù)也是上個世紀(jì)70年代世界能源危機(jī)引發(fā)的新能源技術(shù)。我國能源變革面臨的三大難題：以化石能源為主，石油儲備不足，嚴(yán)重依賴進(jìn)口;能源利用效率低下;新能源與可再生能源利用還缺乏核心技術(shù)。改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)增長迅速，40年來，每年以6-13%的速度增長，成為全球第二大經(jīng)濟(jì)體;相應(yīng)的，帶來的能源需求增長也異?？焖伲瑥?0年前的6000億kWh電力消耗增長到目前的7萬億kWh用電量，而且電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大變化。能源消耗的增長，一方面加快了我國能源資源、生態(tài)的消耗，資源環(huán)境壓力日益突出;另一方面促使我國大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、加快新能源與可再生能源的開發(fā)利用，以支撐我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

大力發(fā)展光伏、風(fēng)電、核電等新能源與可再生能源，是解決能源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。我國幅員遼闊，太陽能、風(fēng)能資源豐富，大力發(fā)展太陽能光伏等可再生能源、并逐步從補(bǔ)充能源向替代能源過渡是必然趨勢，是永恒的產(chǎn)業(yè)，是未來可持續(xù)能源的最重要的組成部分，隨著儲能技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的并行發(fā)展與進(jìn)步，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

對廣東省發(fā)展太陽能的建議

廣東是全國多年排名第一的經(jīng)濟(jì)大省，經(jīng)濟(jì)增長快、能源需求大，廣東省傳統(tǒng)能源資源短缺，大部分需要省外輸入。特別是2019年2月，國家正式通過了粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要，要建設(shè)世界一流大灣區(qū)，灣區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，能源供給是第一要務(wù)?；浉郯拇鬄硡^(qū)提出：要構(gòu)建大灣區(qū)綠色清潔能源體系，應(yīng)大力推動新能源和可再生能源的開發(fā)利用。就大灣區(qū)而言，太陽能、風(fēng)能、核能是最主要的清潔能源，具有資源、技術(shù)、市場多方位的優(yōu)勢。在可再生能源里面，太陽能和風(fēng)能是最具前景并可以規(guī)?；_發(fā)利用的清潔可再生能源，特別是伴隨著儲能技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用潛力巨大。

粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集度高、經(jīng)濟(jì)發(fā)展快、能源需求總量大，大量電力須外購;而大灣區(qū)毗鄰我國南海，屬冬暖夏熱地區(qū)，太陽能、風(fēng)能資源豐富，可以大力開發(fā)太陽能、風(fēng)能等可再生能源，以及與天然氣等分布式清潔能源的互補(bǔ)利用，以更大程度上彌補(bǔ)大灣區(qū)能源需求增長的不足。大灣區(qū)有眾多的工商業(yè)園區(qū)和城鄉(xiāng)居住建筑，還有大量未利用的閑散土地、干道交通沿線區(qū)域、海岸灘涂等，可以大力推廣光伏發(fā)電;另外，光伏與農(nóng)業(yè)、低效林地結(jié)合的立體開發(fā)也是一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。

目前，以晶硅太陽能電池為主流的光伏電站，從運(yùn)行生命周期來看，其發(fā)電成本已經(jīng)達(dá)到或低于常規(guī)火力發(fā)電成本，即將過渡到不依賴財政補(bǔ)貼并完全市場化推廣的階段。隨著綜合儲能技術(shù)成本的降低，分布式離網(wǎng)光伏發(fā)電、直流微電網(wǎng)應(yīng)用市場必將得到迅猛增長。近年來，除太陽能新型光電轉(zhuǎn)換材料、高效低成本晶硅電池、高效薄膜電池等上中游前沿技術(shù)外，下游的光伏+儲能等多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)集成、智能微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用技術(shù)，是新一代能源系統(tǒng)關(guān)注的熱點(diǎn)前沿技術(shù)?！笆濉逼陂g，國家在分布式可再生能源專項(xiàng)、智能電網(wǎng)專項(xiàng)、儲能電池及新能源汽車等專項(xiàng)領(lǐng)域開展了相關(guān)研究與應(yīng)用示范戰(zhàn)略布局，相關(guān)技術(shù)的突破必將帶來應(yīng)用市場的大發(fā)展?；浉郯拇鬄硡^(qū)作為國家核心經(jīng)濟(jì)區(qū)，在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)升級、應(yīng)用市場方面可以大有作為。

構(gòu)建粵港澳大灣區(qū)綠色清潔能源體系，我認(rèn)為必須做好三個方面的工作：

一是頂層設(shè)計、制定目標(biāo)、做好規(guī)劃。如何構(gòu)建綠色清潔能源體系，必須一盤棋、總體規(guī)劃，制定發(fā)展目標(biāo)，分階段實(shí)施。

二是支持鼓勵新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。布局新能源與可再生能源前沿關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究，吸引高端人才、突破“卡脖子”核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新。

三是市場牽引、政策推動。建立規(guī)范、公平、合理的綠色清潔能源市場交易保障體系，政策護(hù)航，推動產(chǎn)業(yè)與市場的健康發(fā)展。