搶佔“屋頂”，光伏的春天來了
本文轉自：哈爾濱日報
新奧能源控股有限公司黑龍江分公司鋪設的地面光伏專案。
松北融創滑雪場屋頂上鋪設的屋頂光伏。
地面光伏專案現場。
王金忠在實驗室進行研發測試。
本報記者 萬佳
從今年5月開始，哈爾濱松北區融創滑雪場頂棚上悄悄發生了變化，一排排整整齊齊的太陽能板佔據了10萬多平方米的頂棚空間。當來自全國的滑雪愛好者在室內滑雪場恆溫的環境中自由飛馳的時候，他們並不知道室內製冷、照明等裝置的電能來源於太陽。而利用太陽能進行發電，不僅可以日供應10兆瓦的電量，保證滑雪場日常用電量一半左右，每年還可以為經營者節省300萬元的能源成本。
“像融創這種屋頂光伏是目前城市光伏的主要方式，它特別適合城市中佔地面積大的商業、廠區。”安裝該專案的新奧能源控股公司黑龍江公司總經理任守強說，哈爾濱作為老工業基地，在光伏應用領域有很大潛力。
天眼查資料顯示，目前我國約有光伏產業相關企業48萬家，其中，2021年光伏企業新增註冊10萬餘家，同比增長81。7%。黑龍江省目前擁有光伏產業相關企業約4300家，哈爾濱目前擁有光伏相關企業約1400家，佔全省三分之一。
節約成本
大廠區都想屋頂發電
從立項到正式發電，佔地10萬多平方米的松北融創滑雪場光伏專案只用不到半年時間。對於使用企業和施工單位來說，這是一個雙贏的專案。“使用者不用花一分錢，只是出讓屋頂的空間，產生的光伏電能不僅能以低於電網的價格購買自用，多餘的電量還可以賣給電網。”任守強說，而專案施工企業前期投入的光伏各項成本，會以銷售光伏電能的形式再賺回來。一般來說，光伏專案回收成本的週期在七八年左右。
“光伏目前主要分兩類，一個是地面光伏，一個是屋頂光伏。”任守強說，所謂地面光伏就是直接鋪設在地面的太陽能板，在城市，它可以應用在停車場等空曠空間，在農村可以鋪設在鹽鹼地、沙漠、礦山等無法耕種糧食的地面。因為不需要高空架設，其成本不僅低於屋頂光伏，還低於火電成本。
而屋頂光伏不僅需要高空作業，還涉及到防水、承重、屋頂條件等限制，成本比較高。“融創屋頂光伏專案平均算下來，可能比正常電價要貴。”任守強說，如今大部分施工企業為了推廣光伏專案，往往是以比較優惠的價格將收集的電能賣給應用企業，從經濟上降低了企業的用電成本。
正因為光伏專案的“開源節流”，大部分應用企業安裝光伏的意願很強。“應該說，屋頂光伏的主要驅動力來自使用者側。”任守強說，有許多擁有大片廠區的哈爾濱企業主動找到我們，表達了安裝光伏新能源的意願。
記者從黑龍江電力研究院瞭解到，黑龍江光伏專案全年發電量51。19億千瓦時，預計到2025年總髮電量約為45億千瓦時，累計可節約標準煤180萬噸，減排二氧化碳540萬噸。同樣是在今年5月，哈爾濱新瑞能源發展公司雙城區分散式光伏開發專案正式啟動，主要利用經開區內現有企業屋頂安裝太陽能發電板發電，總投資3000萬元。預計貢獻綠色電力1200萬千瓦時/年，客戶年節約電費約135萬元，其中哈爾濱洽洽食品公司屋頂分散式光伏專案總投資約680萬元，6月25日開工建設，目前已進入收尾階段，全年預計貢獻綠色電力200萬千瓦時，為企業節省電費約18萬元。
記者在黑龍江電力公司研究院瞭解到，哈爾濱光伏新能源總裝機在黑龍江省電力資源上佔比比較高，在全國處於領先水平。黑龍江新能源總裝機4000萬瓦，光伏和風電達到2100萬瓦，每年生產800億千瓦時電力，光伏能源佔全省能源使用一半以上。這與我省土地面積廣，可利用空間多有很大關係。
研發有優勢
未來光伏材料能揣兜
實際上，我省不光光伏應用廣，在產業鏈頂端的研發領域的研究成果都處於國際前沿水平。哈工大光電學院研究的鈣鈦礦型新材料光電轉換效率理論極限超過20%至30%，研發的柔性有機太陽能材料可以像報紙一樣捲起來，豐富了光伏的應用場景。
“光伏新材料的研發如今有多火呢？上到谷歌，下到騰訊，全球主流公司都在集中火力研發光伏新材料。”哈工大材料科學與工程學院光電資訊材料與量子器件系主任王金忠說，我們出去開光電產業學術會議，發言的題目90%都是圍繞應用於太陽能板的鈣鈦礦型新材料展開的。
王金忠說，與煤電比起來，光電目前來說還是有一定差距。比如，目前發1度電，光伏發電成本6毛錢，火電需要5毛多。如果刨除政府補貼等扶持政策，光從價格上考慮，不會有企業應用光伏能源。因此，光伏材料成本降低，光電轉換效率提高，是推動光伏產業快速發展的根本動力。
王金忠表示，光伏材料常用的是矽材料，過去一直是美國、德國等發達國家壟斷太陽能級的矽材料市場，我們通常是向國外購買原材料，經過加工之後再賣出去。如今，這一技術難題已經攻克，成本實現大幅度下降，如今全球原材料市場已經被中國佔領。
“另一方面，我們的科技人員也在探索研發新材料，鈣鈦礦型的新材料。”王金忠說，同時，哈工大在有機太陽能原材料研發方面具有優勢。“有機太陽能板的優勢是它是柔性的，可以隨身攜帶，甚至像紙一樣捲起來帶走，因此應用範圍很廣。比如可以應用於手機充電器。”
平價上網元年後
光伏產業迎來高速發展
“隨著科技的發展，太陽能光伏板發電的成本還將進一步降低，目前每度電的價格差在幾分錢之內。許多業內人士把2021年稱為光伏平價上網元年，這就意味著光伏成本短期內有望與火電成本持平，甚至將來低於火電成本。”王金忠說，屆時光伏產業必將迎來新一輪的高速發展。
“與傳統發電方式相比，光伏發電在降低碳排放方面擁有壓倒性的優勢。”王金忠說，根據測算，光伏發電的二氧化碳排放為33至50克/度，而煤電為796。7克/度。光伏發電的二氧化碳排放量只是化石能源的十分之一到二十分之一。如果能在發電端提升清潔可再生能源的比例，就能從總體上降低每度電的碳排放量。更重要的是，這種思路不需要對社會用電量（即發電量）進行壓縮和約束，以技術手段突破環境對傳統經濟模式的約束，為社會經濟的發展開啟全新的增長空間。
然而，當陽光照不到的時候，光伏就失去了奪目的“光環”。黑龍江電力研究院相關負責人表示，電網的震盪甚至解裂會嚴重威脅整個電網的安全使用。因此，光伏電能與火電電能合理的配比和執行是關鍵，要在地區範圍內能夠有效吸納，裝多少光伏，就需要多少配套裝置，彌補缺口，吸取峰值，一旦遇到突發情況能夠保障電網持續執行。黑龍江光伏裝機容量目前還在不斷增加中。當達到足夠大的量，需要電力整體的系統排程。
與記者聯絡時，國網黑龍江省電力有限公司營銷部農電處副處長範文濤正在與中國農大有關專業探討如何科學消化吸收光伏電能問題。“晚間負荷高峰，需要多發電時，光伏電站發不出來，白天不需要的時候光伏電站發不停，就會給電網消納光伏造成許多困難。在現實生活中，就要解決分散式光伏不能就地消納電能，形成跨電壓等級的倒送等問題。”
抽水蓄電站被認為是目前解決光伏電站生產不穩定的主要解決方案之一。“我省正在建設的抽水蓄能電站，主要目的就是為了調峰，讓電能產供銷平衡。”範文濤說，在用電低谷時，用富餘電能把水抽到山上；在用電高峰時，再放水發電，這樣就可以把富餘的清潔能源儲存起來，這種方式被稱為電力系統的穩定器、調節器和平衡器。當電能用不了的時候，把水抽到高處，電能轉化成水的勢能，缺電時再放下來，又透過小水電站發出電能，透過這種方式實現電能儲存。
7月5日，位於哈爾濱尚志市的我省第二座大型抽水蓄能電站，國網黑龍江尚志抽水蓄能電站專案開工建設。在6月29日，國內緯度最高的抽水蓄能電站，位於牡丹江海林市的國網新源黑龍江荒溝抽水蓄能電站全面投產發電。
利好政策接力來，光伏發展進入快車道
如今，光伏產業利好政策一個接一個到來，光伏的春天真的來了。
近日，黑龍江省釋出《黑龍江省產業振興行動計劃（2022—2026年）》提出，加強能源產品保障供給，推動產業綠色低碳清潔高效發展。到2025年，全省新能源裝機規模力爭達到3100萬千瓦以上，建設全國重要的對俄能源合作基地和運輸通道。建設省東部新能源裝備產業製造基地，利用鹽鹼地、採煤沉陷區、廢棄工礦用地等開發建設集中式風電光伏專案，實施“千家萬戶沐光行動”，開展整縣（市、區）屋頂分散式光伏開發試點。
7月13日，國家住房和城鄉建設部與國家發展改革委出臺《城鄉建設領域碳達峰實施方案》，提出到2025年，新建公共機關建築、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。“這項政策出臺的非常及時，它從源頭上解決了光伏應用施工中遇到的卡脖子問題，為光伏產業快速發展拓寬了道路。”任守強說，雖然每個地方的光伏專案實施起來情況各不一樣，但在國家政策的鼓勵下，相信光伏產業3年後一定會邁上新臺階。
