光伏(PV or photovoltaic)是太阳能光伏发电系统的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。光伏即光生伏特,是通过半导体材料实现的光电转化。以太阳能电池板为核心的光伏设施将太阳能直接转化为电能,释放光能这一清洁能源的应用价值。目前,光伏已在建筑、农业、交通、工业等多个领域得以应用,并有望向智慧城市各场景持续渗透,降低能源消耗、提升能源使用效率的同时助力各领域碳达峰碳中和目标的实现。
在国际上,光伏发电技术的研究已有100多年的历史。这一能源高端产品已经成熟。我国于1958年开始研究太阳电池,1971年首次成功地应用于我国发射的东方红二号卫星上。1973年开始将太阳电池用于地面。2002年,国家有关部门启“送电到乡工程”,在西部七省区的近800个无电乡所在地安装光伏电站,该项目拉动了我国光伏工业快速发展。
近年来,综合我国新型电力系统建设与“双碳”目标政策,光伏发电发展迅速,在装机方面,2021年光伏发电新增装机达到了5,488万千瓦时,创历史新高,同比增幅达到了17%左右。大部分新增装机为平价项目,截止2021年底累计装机达到了3.06亿千瓦,新增和累计装机均居世界首位。在运行方面,2021年全国光伏发电量持续提高,达到了3,259亿千瓦,同比增长25%左右,占电源总发电量的4%,同比提升0.6个百分点。
在对外贸易方面,在全球能源绿色低碳转型大趋势下,光伏产品对外贸易额也快速增长,2021年我国光伏产品出口总额是284.3亿美元,同比增长了44%左右,组件出口额是246亿左右,出口量约99个计划,出口量和出口额均创历史新高。
在投资成本方面,总投资成本是总体上升,2021年在国家碳达峰碳中和目标引导下,光伏发电社会关注度不断提高,金融环境明显改善,我国光伏发电投资总体呈现上升趋势。2021年的光伏发电新增投资规模约2,157亿元,同比上升17%,其中集中式电站新增投资约1,062亿元。分布式光伏电站新增投资约1,095亿元。
近年来我国光伏电站投资成本总体上是呈下降趋势,2021年由于产业链的价格波动,系统成本以及组件价格均出现首次上涨,光伏组件平均价格约是1.93元每瓦,同比上涨了23%,组件成本约占总投资成本的46%。比方说最主要的一个构成部分,集中式光伏电站每千瓦造价也就是4150元,同比上升了4%.分布式光伏电站每千瓦造价约是3140元,同比上涨了11%左右。
未来,世界各国将持续深化布局光伏发电全产业链创新,作为推进新兴产业发展的主要战略举措,通过全覆盖布局先进材料、制造和系统应用各环节研发实现成本降低与竞争力提升。
光伏核心器件朝高效率、低能耗、低成本方向发展。晶体硅电池已构建了完备的全产业链,将继续占据光伏电池生产量的主要份额,未来将进一步向着更高的转换效率、更少的原材料消耗、更低的能源消耗、更低的制造成本的方向发展。钙钛矿电池、叠层电池作为未来光伏电池技术重要的发展方向,世界各国均在此方面重点投入,着力提升器件性能与稳定性,推动产业化布局,在解决大面积、稳定性等方面的问题后,钙钛矿电池将有望改变光伏应用市场的产业格局。
光伏应用向多利用场景方向发展。世界各国结合自身实际情况,积极推动光伏建筑一体化、漂浮式光伏、光伏+农业、光伏车棚等多种新型应用形式发展,与之相关的特异性产品技术、联合运行控制技术等成为研究重点。
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