迎接“十三五” 中国光伏产业前景分析

　　【工控中国 工控上下游】能源安全、生态环境、气候变化已成为能源发展面临的三大突出问题。大力发展可再生能源已成为解决这些问题的必然选择。美国未来10年将投入900亿美元用于支持可再生能源的技术研发，美国国家可再生能源实验室（NREL）预计，2050年可再生能源可满足80%电力需求；欧盟将在2020年使可再生能源达到总发电量的20%；德国更是期望在2050年达到60%；日本有望在2020年实现20%的目标。　　目前，全世界绝大多数国家都将发展可再生能源作为重要的国家战略，已有100多个国家和地区制定了可再生能源的发展战略。可以预见，未来20年可再生能源将成为快速发展的重要时期。
　　
　　在可再生能源中，太阳能发电作为重要组成部分（2014年底，累计装机2805万千瓦），由于其自身的行业和技术特点尤其需要我国能源领域的专家和从业人员引起重点关注。
　　
　　一、太阳能发电的成本效益分析
　　
　　以建设1万千瓦光伏发电系统为例，需占地350亩。我国年辐射量933～2330kWh/m2，中值1620kWh/m2，光伏电池的能源转换效率约为16～18%。按保守计算，年发电量60.5MkWh。按固定上网标杆电价0.9￥/kWh计算，年度售电5446万元。组件成本按1￥／W，则总组建投资为6000万元，建设经费和监控设备6000万元，征地费875万元（2.5万元/亩），总计约1.3亿元。考虑运营成本和其它费用，预计约3年收回成本；若按弃光率30%计算，则需5年收回成本；若弃光率达70%，则需8年。
　　
　　二、太阳能发电的不确定性因素分析
　　
　　在政策方面，上网标杆电价受政策影响非常大，若与居民用电持平，收回成本的时间将翻倍；电网方面，若弃光率每增加15%，收回成本的周期将增加1年；在技术方面，设备使用寿命为20年，效率的增加和成本的下降都将缩短收回成本的周期。
　　
　　三、太阳能发电的应用前景
　　
　　（一）水光互补
　　
　　这种模式是一种适合我国西部地区的可再生能源发电形式。西部地区地形复杂，建设常规电网的成本较高，在水资源丰富地区建设小型水电站是解决当地电力问题的主要办法。但单独依靠水力资源往往不能满足负荷需求，除水力资源外，西部地区还有丰富的太阳能资源，所以要利用光伏的间歇性和水能的可控性实现水光互补以解决当地电力问题。利用水光互补是增加供电容量，解决当地日益增长的用电需求的有效途径。
　　
　　（二）渔光互补
　　
　　这种新的分布式光伏发电是将渔业和光伏发电结合在了一起，通过在水面上设立电池板，水面下养殖鱼虾，达到养殖和发电并行的模式。这种模式极大的提高了土地的利用效率，并提高了单位面积土地的产值，具有“一地两用，渔光互补”的特点。渔光互补的模式适宜于特色养殖，因为在鱼塘上架设了太阳能电池板，减少了光照，因此适宜于不喜光的特色鱼类养殖。这种模式实现了社会效益、经济效益和环境效益上的共赢。
　　
　　（三）光伏扶贫
　　
　　利用光伏自身的稳定收益帮助贫困户实现脱贫致富。光伏扶贫既是扶贫工作的新途径，也是扩大光伏市场的新领域，有利于人民群众增收就业，有利于人民群众生活方式的变革，具有明显的产业带动和社会效益。一是利用分布式光伏扶贫，支持片区县和国家扶贫开发工作重点县内贫困户安装分布式光伏发电系统，增加贫困人口基本生活收入。二是片区县和贫困县因地制宜开展光伏农业扶贫，利用贫困地区荒山荒坡、农业大棚或农业设施等建设光伏电站，使贫困人口能直接增加收入。
　　
　　四、行业发展前景的制约因素
　　
　　（一）电网的接纳能力
　　
　　太阳能发电具有极大的间歇性和随机性，短时期的大功率波动势必影响系统的频率甚至火电机组的安全。这是因为，传统火电机组的爬坡率作为硬约束将限制功率的波动，太阳能发电的大规模接入将来会给系统安全运行带来更大挑战。未来可能会限制太阳能发电的功率变化率。
　　
　　（二）电网承受故障的能力
　　
　　近年来世界范围内发生的由故障引起的大面积停电事故不仅造成巨大的经济损失，给人民的正常造成了较大影响，还严重危及公共安全。因此当系统发生故障时，需要及时进行继电保护操作以避免导致更大的损失，但是继电保护操作可能导致馈线上装设电压保护的用户被切除，或导致切除光伏发电系统，这样会使得配电网更加脆弱。因此需要考虑在切除故障保证配电网继续安全平稳运行的基础上，还能够保持配电网的运行参数，而不至于使配电网变得更加脆弱。
　　
　　（三）政策的连续性
　　
　　在坚持安全可靠、坚持市场化改革、坚持保障民生、坚持节能减排及坚持科学监管的一系列原则基础上，我国做出了一系列措施以保证经济平稳发展。2020年，太阳能发电装机将达1亿千瓦，按照0.45元／千瓦时计算，每年需补贴1314亿元，而未来5年国家电网每年在发、输、配电领域内的投资为2400亿（发电7000亿，输电2000亿，配电3000亿），是否能够承受如此大的负担是政策制定者和电网公司必须面临的严峻挑战。
　　
　　五、结论
　　
　　目前，从应用范围来说，太阳能发电较风能和生物质能等具有适用范围广、投资门槛底、接入灵活等特点，具有较好的应用前景；从经济性角度来说，太阳能发电的率较高，但是不确定性仍然很大；同时，大规模太阳能发电的接入将给电网公司的运行和管理等提出更高的要求；从国家角度来说，可再生能源的快速发展也意味着政府巨额补贴的快速增长。因此，制定可持续的太阳能补贴政策已成为行业能否健康发展的关键。