牟思南 齊琛冏

中共中央政治局1月24日就努力實現碳達峯碳中和目標進行第三十六次集體學習。會議強調,實現“雙碳”目標是一場廣泛而深刻的變革,不是輕輕鬆鬆就能實現的。會議指出,要把促進新能源和清潔能源發展放在更加突出的位置,積極有序發展光能源、硅能源、氫能源、可再生能源。要推動能源技術與現代信息、新材料和先進製造技術深度融合,探索能源生產和消費新模式。

面對碳中和的發展大勢,業內普遍認爲,以光伏爲代表的硅能源必將擔當時代大任。根據國家能源局發佈的最新數據,2021年國內光伏裝機量53GW,同比增長9.96%,逼近2017年曆史裝機高位。有機構預測,2022年在供應鏈壓力有望穩步緩解,光伏重回降本增效主幹道。在中央的明確支持下,“硅能源”將進入更加廣闊的賽道。

硅能源扛起碳中和大旗

據瞭解,2021年12月份國家層面發佈利好光伏發電政策的文件達13份。不少光伏從業者表示,現在舉國上下暢談“雙碳”目標,在中央政府的明確指示下,“光伏真正的春天到了”。

自第一、二、三次工業革命以來,碳基能源(煤、油、氣)的發現和利用,極大提高了勞動生產率。以傳統化石能源爲主的碳基能源推動人類進步的同時,也產生了嚴重的環境問題和氣候變化問題。

應對氣候變化逐漸成爲全球共識,碳中和與能源轉型的呼聲日益高漲。澳大利亞國家技術科學與工程院院士、上海電力大學教授施正榮提出,在“雙碳”進程中,陽光將爲我們提供取之不盡、用之不竭的熱、電、可再生燃料,人類社會將迎來從碳基向硅基能源轉型的時代。協鑫集團董事長朱共山也表示,能源轉型的實質,是以硅能源爲代表的清潔能源,替代傳統的碳能源。

何爲“硅能源”?

施正榮曾向環球網能源頻道介紹,硅是地球上含量僅次於氧的第二大元素,來源豐富,含量巨大,且無毒無害,安全可靠,可以作爲能源轉型中可靠的供應來源。光伏發電所用到的晶體硅技術經過了20多年的發展,在技術、人才、設備、供應鏈、資本、市場已形成的非常完整的體系。與其他技術相比,在“碳達峯、碳中和”戰略目標的倒計時下具有明顯的時間優勢。

中國科學院院士、浙江大學硅材料國家重點實驗室教授楊德仁表示,基於硅材料的光伏電池已佔到光伏電池市場的97.5%。硅材料決定了太陽能光伏的發展前景。通威集團董事局主席劉漢元曾展望預測,光伏發電資源充足,轉換效率相對最高,將會佔據未來可再生能源來源的60%-70%,甚至更高。

根據“碳達峯、碳中和”目標下的佈局規劃,2030年我國風電、光伏發電累計裝機要達到12億千瓦以上,以風、光爲主的可再生能源電力電量要在“十三五”規模上大幅度增加。

爲實現上述目標,硅能源時代,除了大型地面集中式光伏電站讓“電從遠方來”之外,還要做到“電從身邊來”,讓用戶成爲能源的“產消者”。2021年6月起,國家能源局在全國組織開展整縣(市、 區)推進屋頂分佈式光伏開發試點工作,爲“電從身邊來”的分佈式光伏帶來了重大機遇。

和集中式光伏電站採用的玻璃光伏組件相比,用於分佈式電站的多數薄膜光伏並未採用硅爲原材料。但施正榮認爲,晶體硅光伏電池技術和薄膜光伏技術的完美結合具有廣闊的前景。

深耕光伏領域三十餘年的施正榮,現仍然奮鬥在新能源產、學、研、用一線。他在多晶硅薄膜太陽電池和高效晶體硅電池的技術研究和產業化實踐等方面,取得了國際公認的成就。

關鍵產業鏈要把握在自己手裏

產業發展,重點在產業鏈,關鍵在原材料。近年,恰逢光伏行業下游裝機需求逐年快速增長,硅片產能不斷擴大。

在硅能源領域,早期制約中國光伏產業發展的最大的瓶頸是上游多晶硅原料。此前,國外巨頭牢牢控制住多晶硅原料,價格高企,一度出現出有價無市的局面。我國光伏行業發展受到了極大的限制。

國內早期具有真知灼見的企業家們頂住了外國巨頭技術封鎖的壓力,勇敢地進行了多晶硅生產國產化的實踐。

位於青海的亞洲硅業就是其中的佼佼者。據瞭解,亞洲硅業紮根青海15年,目前已是青海省規模最大的光伏製造企業,公司現有高純多晶硅產能2萬噸/年,新增在建產能3萬噸/年,位居行業前茅。

隨着亞洲硅業等國內多晶硅廠商的投產,國外廠商對多晶硅的壟斷局面被打破,解決了國外“卡脖子”的問題。經過短短的15年,中國多晶硅產業從無到有,從國外技術封鎖到自主創新,從主要裝備依靠進口到全部國產化,能耗從每公斤300度電降至每公斤60度電,加快了光伏組件的製造成本的下降速度,實現了光伏發電平價上網的夢想。

安全可靠用得起方能得到規模化應用

硅能源產品由於來源豐富、技術成熟,具有廣闊的前景。但從圖景到落地,還需要解決現實問題。

對此,施正榮認爲,硅能源產品若要得到市場認可和規模化應用,必須滿足三個條件:安全、可靠、用得起。

他具體解釋,安全是第一要素。據統計,我國有40%的工商業廠房屋頂缺乏足夠的承載能力,無法安全可靠地支撐每平方米15至20千克的傳統玻璃組件。而輕量化光伏組件有效地解決了分佈式工商業廠房彩鋼瓦屋頂的這一痛點,且安裝過程無需生根,不會對屋面造成任何損害和漏雨隱患。

可靠性方面,除了功率要可靠,組件要有足夠的韌性與強度來保護電池,而柔性、可彎曲是輕質光伏組件的優勢之一。

“用得起”亦是用戶十分關注的方面。在經濟性上,分佈式光伏電站自發自用,可減少用戶用電支出。且隨着技術快速進步,可再生能源未來使用成本將更低廉。

同時,施正榮指出,當硅基能源與儲能技術、綠色建築和物流交通等相結合,可使未來電力像Wi-Fi一樣免費且便利。採用可再生電力大規模製氫作爲儲能,由於氫能來自光伏發電,也屬於“硅能源”的重要組成部分。

對於輕質柔性光伏組件產品,他向記者表示說:“這證明我們六年前的技術路線是對的。衆人拾柴火焰高,越來越多的參與者共同創新,行業就蓬勃向上發展起來,從而加快推動硅能源在‘碳達峯、碳中和’中的應用進程。”

無限風光最勝處,又踏層峯望眼開。綠色發展、能源轉型的大潮已在全球獲得迴響,湛藍的光伏板在海內外越來越多的屋頂上熠熠閃光。



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