光伏发电将成为三十年后全球的主要能源。光伏太阳能是储量无穷的能源形式,与其它发电技术相比,光伏发电具有直接转换、就地应用的特点。目前光伏发电的开发比例最低,成本较高是制约其高速发展的最大障碍;而依据我国光伏平价上网路线图,5年内光伏发电成本就将与火电相当。国际能源总署预计,至2050年光伏装机将占全球发电装机的27%,成为第一大电力来源。那么具体在“十三五”的春风下,光伏产业将如何发展?
一、光伏能源:取之不尽,用之不竭
光伏行业从2004年开始以“最具潜力的朝阳产业”形象进入公众视野,然而在光伏产业初生的十多年内,却已经历数次大起大落。其颠簸的发展轨迹值得我们去重新审视,为何选择开发光伏能源?哪些力量在推动光伏能源的发展?未来的定位和走向是什么?
1.1、储量无穷,普照大地
每年到达地球表面的太阳辐射能约为130万亿吨标准煤,其中约10万亿吨可供人类开发利用,那么只需其中的0.2%,便可供给目前全球一年的能源消耗。目前太阳系尚余约50亿年的寿命,对于人类存在的年代来说,可以认为是“取之不尽,用之不竭”的。
与其他能源相比,太阳能为开发潜力最大但已开发比例最低的能源类型。2014年中,全球仅有0.9%的电力来源于光伏装机,而风电、水电及不可再生能源发电比例分别达3.1%、16.6%和77.2%,光伏目前的开发地位与其巨大的储量地位相悖。
除储量无穷外,太阳能还是全人类共有的资源。整个地球每个区域都有阳光普照,这是任何其他能源不具备的优势。因此对太阳能的利用,能够消除资源匮乏地区对化石能源的依赖,造福全人类。
1.2、直接转换,就地应用
严格意义上说,地球上的能源都来自于太阳能,生物质能、水能和风能本质上都是太阳能通过二次或多次转换而来。唯有光伏转换,是直接通过太阳的辐射将太阳能转换为电能。其发电原理为:在阳光的照射下,半导体硅片内产生电子--空穴对;在P型硅和N型硅形成的PN结的内建电场作用下,空穴--电子对产生分离;带正电的空穴向P型硅区域移动,带负电的电子向N型硅区域移动,从而形成电势差;在外加负载的情况下,电流便能接通从而持续供电。
仅管目前大规模生产的光伏电池(以占市场份额90%晶硅的为例)仅有17%~20%)的转换效率,然而这种直接转换方式能够省去挖掘、运输等一系列利用化石能源所需的高额成本,做到就地利用。并且相对于其他能源类型来说,光伏发电占用土地面积更少,对土地的地理要求也更为宽松。分布式发电甚至直接能够在厂房屋顶建成,就地消纳,省去了电网传输的过程。
1.3、清洁安全,低碳环保
光伏太阳能在能量转换过程中无废渣、废料、废水、废气排出,也无噪音产生,更没有核电那样的核废料泄露的顾虑;至于在硅片、电池组件等生产过程中产生的污染物则能经处理后安全排放。
在雾霾日渐严重的当前,降低硫、碳的排放对改善空气质量至关重要。发展光伏能源则能够显著降低碳排放。目前光伏电站甚至已能够开发碳排放交易产品CCER,减排的同时增加收入。