“雙碳”背景下光伏行業(yè)發(fā)展分析

摘  要：文章針對雙碳背景下的光伏行業(yè)發(fā)展進行了分析和探究，首先列舉了光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，并指出了光伏產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)雙碳目標的保障。與此同時，進一步闡述了雙碳背景下光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各種新機遇，闡述了光伏在未來能源行業(yè)發(fā)展中的運用，并在文章的最后提出了光伏產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展對策及建議，旨在為今后工程技術人員研究光伏技術在各行業(yè)中的應用提供經(jīng)驗借鑒。

 

1 引言

 

雙碳目標的提出，旨在推動我國經(jīng)濟的快速轉型，保證后續(xù)經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，有效節(jié)約能源，實現(xiàn)我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，保障行業(yè)的生態(tài)化建設?，F(xiàn)階段，光伏發(fā)電技術備受支持和倡導，隨著這項新型發(fā)電技術的廣泛推進和運用，我國現(xiàn)有光伏發(fā)電機全年發(fā)電量可達3000億kWh，這種新型環(huán)保的發(fā)電技術，不僅發(fā)電高效且安全性較強，可有效實現(xiàn)多能源的供應，進而順應未來能源行業(yè)的新發(fā)展。因此，在雙碳背景下，光伏技術在新興能源產(chǎn)業(yè)中的運用空間會愈加開闊。

2 光伏產(chǎn)業(yè)可助力“雙碳”目標的實現(xiàn)

 

我國光伏技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢日益迅猛，目前已基本實現(xiàn)了光伏發(fā)電全方位化的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模，這種新型的光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅可以有效降低光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的能量消耗，同時也為工程技術人員在后續(xù)的發(fā)電技術革新中提供了技術經(jīng)驗。與此同時，在能源行業(yè)中，工程技術人員運用光伏發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電，可有效改善能量的過度損耗，其不僅可以提升能量的利用率，還可以有效減少能量的回收周期，相較于傳統(tǒng)的發(fā)電模式而言，在相同時段的發(fā)電運行過程中，運用光伏技術發(fā)電的碳排放量幾乎為零。通過數(shù)據(jù)測算可知，產(chǎn)生同樣電量的燃煤發(fā)電系統(tǒng)排放的二氧化碳量約為800g/kW·h，而光伏發(fā)電的二氧化碳排放量僅為50g/kW·h左右，由此可見，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電過程可以有效減少碳的排放，對于雙碳目標的實現(xiàn)具有重要意義。

3“雙碳”背景下光伏發(fā)展的新機遇

 

3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展新機遇

 

隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其不僅可以有效降低行業(yè)內(nèi)的發(fā)電成本，滿足大部分地區(qū)的用電供應，同時，光伏技術的開發(fā)進一步促進了集成化、多元化的行業(yè)轉型趨勢，提高了技術產(chǎn)品的價值。例如，現(xiàn)階段應用最為廣泛的光伏建筑一體化以及汽車集成光伏等，以后者為例，以光伏技術理念研發(fā)而誕生的光電瓦屋頂、光電幕墻等新型技術產(chǎn)品，不僅可以有效節(jié)約電能，而且還可以在一定程度上節(jié)省建筑空間，從而達到更好的建筑效果。結合以往的數(shù)據(jù)顯示可知，在我國主要的光電建筑產(chǎn)品當中，光電建筑一體化的總裝機容量現(xiàn)已達到約700MW，其總的安裝面積已達到約400萬m2，光伏建筑一體化的實現(xiàn)，使整體的建筑空間增量值約突破到千億元水平。現(xiàn)階段，越來越多的大中型建筑工程企業(yè)相繼參與到光伏建筑一體化產(chǎn)品的研發(fā)和運營中，為未來光伏技術的發(fā)展提供了良好的機遇和動力。

3.2 光伏儲能發(fā)展新機遇

 

因光伏發(fā)電系統(tǒng)受日照的影響較大，因此，在其發(fā)電供應鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的電量多會產(chǎn)生不均勻的現(xiàn)象，這也是引起供求矛盾的一個最主要的問題，同時，光伏發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模鋪設，會與原有的電網(wǎng)架構和系統(tǒng)產(chǎn)生一定的沖突，在兩者不能完全兼容的前提下，為了有效緩解供求矛盾，實現(xiàn)光伏供電的平穩(wěn)運行，工程技術人員在此基礎上，可研究光伏發(fā)電系統(tǒng)自發(fā)電到配電傳輸各個環(huán)節(jié)的高效連通。結合國家發(fā)展部門頒布的《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》中提到“到 2025 年實現(xiàn)新型儲能裝機規(guī)模達到3000萬kW，到2030年實現(xiàn)新型儲能全面市場化。”與此同時，儲能系統(tǒng)可有效支持光伏發(fā)電系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運行?，F(xiàn)階段，我國已在黑龍江省搭建了全球首個光伏儲能戶外實證實驗平臺，實現(xiàn)了現(xiàn)有光伏儲能系統(tǒng)約占20%系統(tǒng)容量前提下2h以上的儲能時長。此光伏儲能系統(tǒng)研發(fā)項目一方面為新型光伏發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，另一方面，可有效支持光伏發(fā)電運行期間可能遇到的供電不足等問題，為光伏發(fā)電系統(tǒng)的后續(xù)研發(fā)提供技術支持，同時，可有效解決電能傳輸過程中的短期波動，穩(wěn)定電壓，實現(xiàn)精準儲能，為后續(xù)光伏儲能系統(tǒng)的研究提供了良好的機遇。

3.3 光伏制氫技術新機遇

 

現(xiàn)階段，我國燃氣資源的使用率相比煤炭較少，因此，雙碳計劃的實現(xiàn)可以有效推進我國新型能源的開發(fā)。現(xiàn)備受關注的氫能源主要以化合態(tài)的形式存在，不僅成本低廉，而且在燃燒的過程中會生成水，有效避免了對周圍環(huán)境的污染。作為一種新型能源，其在存儲、運輸、運用領域等方面都需未來研究人員的跟進探索，也是現(xiàn)階段需要解決的重點技術難題。與此同時，技術人員還可以通過對化石燃料的冶煉得到氫氣，或者從工業(yè)副產(chǎn)品中提煉氫。然而，通過此類方式獲取的氫純度較低，且在燃燒的過程中會伴隨少量二氧化碳的排放，不能達到清潔能源的標準。光伏制氫技術的誕生，不僅有效提高了氫氣的提煉純度，且在提煉的過程中，二氧化碳的排放量為零，其主要依據(jù)光伏發(fā)電和電解水原理獲取氫氣，氫氣的制取設備及所需的材料成本較低，而獲取的氫氣純度能夠滿足工業(yè)加工所需材料的標準。因此，將光伏技術運用于制氫產(chǎn)業(yè)，可以有效推進我國新型能源的研發(fā)進度，在開拓光伏制氫產(chǎn)業(yè)的基礎上，有效助力了雙碳目標的實現(xiàn)。鑒于未來可再生能源的運用趨勢愈發(fā)明顯，光伏制氫可以更多地滿足未來工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各種需求。另外，光伏制氫可以促進相關工業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保障生產(chǎn)過程與周圍環(huán)境之間的協(xié)調性，有效保護環(huán)境，避免環(huán)境污染。

3.4 光伏技術在未來能源行業(yè)中的運用

 

3.4.1　當前能源網(wǎng)絡的現(xiàn)狀

 

能源網(wǎng)絡是經(jīng)能源獨立發(fā)電并網(wǎng)后，再進行電能的獨立調度傳輸，以此來滿足用戶的用網(wǎng)需求。但無論是風能、光能等能源，在其逆變并網(wǎng)的過程中，因沒有儲能設備，不能實現(xiàn)電力的持續(xù)供應，多數(shù)情況下容易出現(xiàn)電壓和電流的不穩(wěn)定，進而導致斷電現(xiàn)象。同時，光能或風能供電系統(tǒng)受天氣條件的影響較大，單純靠其中的一種形式供應發(fā)電，不能夠滿足能源網(wǎng)絡的整體供電需求。另外，在天氣條件較好的情況下，可能還會出現(xiàn)電能過剩的問題，在一定程度上造成電能損耗。

3.4.2　多能互補能源網(wǎng)絡的特點

 

多能互補能源網(wǎng)絡是通過增加逆變器、電池存儲設備等，對風能和光能供電系統(tǒng)的運行流程加以調節(jié)，優(yōu)化了電能在產(chǎn)生、存儲和傳輸過程中的安全性和有效性，保證了產(chǎn)出電能的高效利用，充分發(fā)揮了其可再生優(yōu)勢。同時，其優(yōu)化之后的網(wǎng)絡構成更為復雜，工程技術人員可通過對各子系統(tǒng)之間的耦合作用進行分析，有效規(guī)避電能傳輸過程中可能出現(xiàn)的風險性問題。然而，多能互補能源網(wǎng)絡系統(tǒng)有個較大的弊端，當其中一項子系統(tǒng)發(fā)生故障時，會連帶整個系統(tǒng)產(chǎn)生較大的故障，進而造成較大損失。因此，工程技術人員要在多能互補網(wǎng)絡系統(tǒng)的基礎上，制定更為精準、全方位的管控機制，有效抵御系統(tǒng)風險 ，推進多能互補能源網(wǎng)絡的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和升級。

3.4.3　光伏產(chǎn)業(yè)在能源網(wǎng)絡中的運用

 

基于光伏網(wǎng)絡技術，現(xiàn)階段應用較為廣泛的可再生能源社區(qū)主要由現(xiàn)代化智能社區(qū)和半自主能源站等部分共同組成。其融合運用了包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電機、地熱發(fā)電系統(tǒng)、氫能電解器、智能控制系統(tǒng)等，并由此覆蓋了氫氣網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、熱力網(wǎng)、混合電網(wǎng)等四大能源網(wǎng)絡社區(qū)主體。其中，以光伏技術為主導的系統(tǒng)為整個能源社區(qū)提供了大部分的電能生產(chǎn)，用于滿足日常生產(chǎn)和生活的用電需求。同時，通過光伏儲能系統(tǒng)可將過剩的電能儲存起來，轉換為制氫的能源，而氫能又可轉化為電能，由此實現(xiàn)能源的循環(huán)再生利用，為人們提供高效環(huán)保、清潔的能源。

4 光伏行業(yè)的發(fā)展對策及建議

 

4.1 制定相關政策

 

依據(jù)現(xiàn)階段的市場發(fā)展現(xiàn)狀及需求，政府部門可出臺相應的光伏技術研發(fā)政策，用以助推新能源網(wǎng)絡系統(tǒng)的研究和推進。同時，兼顧環(huán)保理念，基于對相關光伏產(chǎn)業(yè)政策的優(yōu)化調整，可進一步完善光伏產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中的管控機制及相關條例。鼓勵相關技術部門及企業(yè)進行技術研發(fā)和創(chuàng)新，同時，政府可加大對相應光伏技術研發(fā)方面的資金投入，進一步促進光伏產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)化建設。

4.2 促進能源系統(tǒng)的轉型

 

為進一步推進新型光伏能源系統(tǒng)的建設，工程技術人員要進一步的完善光伏技術的研發(fā)，以支持光伏能源網(wǎng)絡系統(tǒng)的轉型。①工程技術人員可以在節(jié)能環(huán)保理念的基礎上，定期開展對光伏能源網(wǎng)絡系統(tǒng)的監(jiān)測，并針對問題出具科學的解決方案，提升光伏能源網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行質量。②完善光伏能源網(wǎng)絡系統(tǒng)的基礎建設，以此滿足各類可再生能源的高效存儲和運輸需求。③光伏技術企業(yè)之間可加強交流與溝通合作，進一步開拓光伏產(chǎn)業(yè)市場，以適應多元化的市場競爭環(huán)境，實現(xiàn)光伏技術的進一步發(fā)展和完善，充分發(fā)揮光伏產(chǎn)業(yè)下包括能源網(wǎng)絡系統(tǒng)等各類光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢。

4.3 培養(yǎng)專業(yè)的光伏技術人才

 

為支持光伏產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，相關光伏技術企業(yè)要注重引進專業(yè)的技術型人才，并以此組建專業(yè)的人才隊伍，儲備充足的技術型人才資源。①在人才引進方面，可制定相應的人才引進計劃，通過與科研單位或高校的合作，提高人才引入的門檻和質量。②在人才培育方面，可通過長期培養(yǎng)策略，將引進的人才規(guī)劃為研發(fā)型、技術型、拓展型三類，以備后續(xù)滿足光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

5 結語

綜上所述，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以進一步推進當下雙碳計劃的落實和實現(xiàn)，同時，工程技術人員要高效把握光伏技術在發(fā)電、儲能等相關能源網(wǎng)絡領域的研發(fā)和運用，推進光伏產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，助力雙碳計劃的實現(xiàn)。