2021年9月8日，美国能源部发布了有关太阳能的研究报告《Solar Futures Study》。
该研究报告是由能效和可再生能源办公室编制的，概述了太阳能如何帮助美国电网脱碳，并帮助实现政府关于到2035年电力部门净零排放的目标。该报告中的太阳能包括了光伏和光热发电技术，光伏占绝大部分，CSP即光热发电占比极少。
研究显示到2035年，太阳能有潜力供应美国40%的电力，提供近150万个就业岗位，且不会造成电费上涨。2035年美国电力系统脱碳需要1600吉瓦的光伏，若考虑交通、建筑、工业等部门电气化程度提高场景的增量需求，2050年整个能源系统的脱碳或将要求3000GW的光伏装机量。
目前，美国光伏装机仅76吉瓦(2020年底)，占全国供电量约 3%。
清华大学能源转型研究中心每人一千瓦光伏课题组团队正在组织编译该报告。课题组成员葛蕴(通威股份光伏技术中心的硕士研究生实习生项目成员)翻译了美国能源部关于这份报告的PPT介绍版，与大家分享。
Decarb+E，指脱碳+电气化，表示深度电气化情况下的脱碳，包括了供热、交通、工业等部门的电气化。
仅考虑电力系统脱碳，2050年太阳能发电1600吉瓦;
考虑深度电气化情况下的能源系统脱碳，2050年太阳能发电3000吉瓦。
美国碳中和需要国土面积的0.5%左右安装太阳能发电设施
总结和评析：
1、到2035年，太阳能是美国第一大电力来源，占比40%，风能是第二大来源36%，核能(11%-13%)，氢能(5%-6%)，生物质能和地热(1%)。零碳电力系统中没有煤炭和天然气。
2、美国光伏新增装机量在2021-2025年需达到年均30GW，2025-2030年均60GW。2020年美国新增光伏装机量15吉瓦。
3、美国2035年光伏总装机可能达1600吉瓦，即16亿千瓦;2050年光伏总装机可能达3000吉瓦，即30亿千瓦。
4、该报告中CSP占比极低，光伏几乎代表了太阳能发电。
5、美国现在全国人口3.3亿，该报告未提及美国人口变化的趋势。我们暂按当前人口核算，1600吉瓦光伏相当于人均约5千瓦，3000吉瓦对于3.3亿人来说相当于人均9千瓦。
6、中国2060年前碳中和，能源体系脱碳需要提前5年左右，电力系统的净零碳应更高10年左右，也就是2045年，以此推算，中国需要在2035年或之前实现人均一千瓦光伏，也即14亿千瓦的光伏总装机量。
7、德国四家机构对2050年德国碳中和时的光伏发展情景做出了人均3.4，4.4，6.6，10，12.5千瓦等五种情景分析。碳中和论坛 | 德国2050光伏发展情景(战略篇)
8、大家感觉一下，结合美国和德国的情况，中国2060年前实现碳中和的时候，人均光伏装机最可能是多少?
何继江
清华大学能源转型研究中心每人一千瓦光伏项目部负责人
责任编辑：大禹
