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光伏发电每年可减少3.5亿吨碳排放,落地双碳目标的主力军

2021-10-24 11:00
华夏能源网
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作者/于耀翔

来源/华夏能源网

美国德州电力危机事件还未被人们淡忘,而新一轮能源危机已开始裹挟全球。

进入10月,欧洲的天然气期货价格飙升至100欧元,是年初的四倍以上,创下了史无前例的历史高点;欧洲各国电价猛涨,其中英国电价已涨至285英镑/MWh,同比涨幅达到700%,堪称二十年内的最高纪录。中国也不安稳,最明显的迹象就是疯涨的煤炭价格,10月18日夜盘动力煤主力合约上破1900元/吨续创历史新高,全国二十几个省市都出现了拉闸限电和电力短缺……

对此,政府主管部门以实际行动做出回应。一方面通过放开火电上网电价、调高市场交易电价浮动范围以做调整,另一方面,国务院常务会议明确提出,加快推进大型风电、光伏基地建设,这从大政方针上再次给绿色低碳能源吃下了“定心丸”。

发展绿色光伏,意义价值巨大。破解能源危机、构建新型电力系统,光伏能源将是“主力军”,更是排头兵,对光伏的经济价值、社会价值、环保价值需要有更高认同。

回报巨大的绿色经济账

在中国,生产光伏发电系统的能耗环节包括制作硅砂、硅料、硅棒、硅片电池、组件,以及光伏系统建设所需钢材、水泥、线缆、逆变器等系统部件的制造、运输和安装。

过去十多年来,光伏发电成本已下降了90%以上,成为全球许多国家和地区最经济的发电方式。今年4月,沙特报出1.04美分/千瓦时的中标电价,约合人民币7分钱,成为当前全球光伏最低中标电价,也是全球各种发电方式中的最低电价;6月,四川甘孜报出0.1476元/千瓦时的中标电价,刷新了国内最低记录。目前,我国光伏发电成本已降到0.3元/千瓦时以内,真正实现了平价上网,不再需要补贴,预计“十四五”期间将降低到0.26元/千瓦时以下。如进一步考虑生态环境成本,光伏发电的优势将更加明显。

落实到多晶硅生产环节来看,每生产1kg高纯晶硅(即硅砂、硅料环节)所需电量约为50kwh,拉棒、切片(即硅片环节)所需电量约为20-30kwh,制造电池、光伏玻璃,生产铝合金主辅材等环节共计耗能20kwh左右,即生产1kg高纯晶硅并将其制成光伏组件大约耗电为100kwh。

每3kg高纯晶硅可制造1kw光伏组件,即生产1kw组件全过程需耗电300kwh左右,而1kw组件每年可发电约1500kwh,意味着制造光伏组件全过程的能耗,在光伏电站建成后半年内即可全部收回,考虑到光伏组件质保在25年以上,其整个生命周期回报的电力产出是投入的50倍以上。

再说碳排放。从制造过程看,当前,我国已形成了200GW左右的光伏系统产能,生产200GW光伏组件大约需要消耗60万吨高纯晶硅,而生产这些硅料将产生1050万吨碳排放,但会换回3.5亿吨的碳减排,也就是说,硅料生产过程中每产生1吨碳排放,由其制作出的组件发电后每年都将减少30吨左右的碳排放。

不可限量的战略价值

今年3月,中国石油规划总院、煤炭工业规划设计研究院在《中国工程科学》杂志联合撰文探讨了我国能源安全的战略与对策,其中提到:“当前的国内化石能源资源评价表明,除天然气产量存在增长空间外,煤炭、石油产量均已接近或达到峰值;国内化石能源增产空间有限是我国能源安全必须面对的核心问题。”

“2019年,我国原油对外依存度超过70%,天然气对外依存度接近45%。我国油气进口通道集中度较高,对高风险国家和地区的依赖程度较大,海上通道占比高且高度依赖马六甲海峡。相比发达国家,我国油气战略储备和应急储备设施较少,应急储备体系薄弱;应对国际油气市场波动的调节能力不强,对管网安全高效运行也带来了明显影响。”

也就是说,从国家能源战略安全上看,当下我国化石能源产能大都摸到了“天花板”,未来风险已拉响警报!

原油不能自给自足,将让中国处于被“卡脖子”的阴影中。当前,中美关系不容乐观,拜登政府将中国定义为“最大的竞争对手”,并极力拉拢盟友共同实施围堵,一旦冲突升级,我国海上贸易线可能会面临全面封锁的困境,届时国内能源供给、经济发展、人民生活都将迎来严峻考验。

此外,能源还牵动着我国的外汇安全。2019年,我国进口原油5.06亿吨,外汇支出2413亿美元,是净消耗外汇最大的商品;2020年增长到5.42亿吨,原油外贸依存度创下73.5%的历史新高,因油价下跌,外汇支出有所减少,但仍达到1900亿美元左右;据推算,2021年,我国进口原油或将超过3000亿美元!

面对上述危机,中国完全有能力自力更生,大力开发蕴含在我们960万平方公里国土上的“绿色油田”——太阳能资源。我国总面积2/3以上地区,年日照时数大于2200小时,年辐射量在5000MJ/m2以上。中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量为33×103-84×103MJ/m2,相当于24×104亿吨标准煤的储量,初步分析全国太阳能技术可开发装机容量达到156亿千瓦。

据科学测算,我国完全有条件用10到20年时间,实现能源增量的70%、存量的30%-50%的可再生能源清洁化替代,使国家能源供给的主动权牢牢掌握在自己手中,一劳永逸地解决原油进口可能被“卡脖子”的问题。如果国家战略需要,还可以进一步加快光伏绿色能源发展速度,用10年左右的时间实现这一目标。

无论从能源的投入产出、碳减排、经济性,以及维护国家能源和外汇安全等多个角度思考,以光伏为代表的可再生能源都已经具备了大规模应用、加快替代化石能源的总体条件。光伏绿色能源一旦走出目前在能源总量中占比较低的“孩童期”,将会很快成为推动双碳目标实现、推进全球能源转型升级的主力军。

从这些层面来看,发展光伏绿色能源绝对不是得不偿失、难堪大任,而是立足长远,一本万利的一件大事业。各方力量需尽快走出误区、统一认识,信心百倍的把这个利国利民的产业发展好、发展强!

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