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化石燃料到可再生能源,新能源未来,迈进科技制高点
来源: | 作者:admin | 发布时间: 2024-05-17 | 66 次浏览 | 分享到:

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据预测,到2030年,全球可再生能源的占比将超过50%。届时,光伏发电和风电将成为全球可再生能源的主力军。根据国际能源署发布的《2021年可再生能源发展报告》,其中,太阳能光伏占所有可再生能源增长量的一半以上。


根据报告数据显示,2022年至2027年间,全球可再生能源装机容量将增长2400GW,其中光伏将占所有新可再生能源增长的60%,增加近1500GW。到2025年初,光伏发电将超过煤炭,成为世界领先的电力来源。将以同步发电机为主体的传统电力系统改造为新能源占比高、电力电子设备占比高的“双高”新型电力系统。然而,新能源的稳定并网和消纳已成为制约新型电力系统发展的主要瓶颈。


随着稳增长稳就业稳物价各项政策措施落地显效,工业生产稳步恢复,制造业增速加快,装备制造业支撑明显。国家统计局数据显示,从产品来看,太阳能电池(光伏电池)产量同比增长53.2%。


根据国家统计局数据,今年9月份,我国太阳能电池(光伏电池)产量实现51.4GW,而去年9月份仅为29.8GW,同比大增65.4%!


今年前三季度,我国国内太阳能电池产量累计实现384.3GW,去年同期则累计为228.2GW,今年同比去年大增63.2%!


另外,值得关注的是,去年全年我国太阳能电池的产量为343.6GW。今年前三季度,我国光伏制造业的产量已超出去年全年产量11.8%。


仅从以上数据看,我国光伏制造业,可以说是“形势一片大好”。

从政策方面来看,在多项利好政策的影响下,光伏产业保持高速增长。国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》中明确,“到2030年,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上”,与2020年底全国太阳能和风电的装机总量为5.3亿千瓦相比,意味着要在10年间实现装机量超过一倍的增长。《“十四五”现代能源体系规划》也提到了要“全面推进风电和太阳能发电大规模开发和高质量发展”。

从市场方面来看,近年来我国太阳能电池产业链上下游均保持良好发展态势。工信部数据显示,2022年全国多晶硅、硅片、电池、组件产量分别达到82.7万吨、357吉瓦、318吉瓦、288.7吉瓦,光伏行业总产值突破1.4万亿元。

从国际化程度来看,企业“走出去”步伐加快,国际市场竞争力和影响力与日俱增。新兴市场逐步崛起,对澳大利亚、墨西哥、巴西、中东地区等市场出口快速增长。海关总署数据显示,一季度电动载人汽车、锂电池、太阳能电池“新三样”产品合计出口增长66.9%,同比增量超过1000亿元,拉高了出口整体增速2个百分点,比去年的拉动力进一步增强。其中,太阳能电池出口突破900亿元,增长23.6%。商务部对外贸易司司长李兴乾表示,2022年,以电、光、锂“新三样”即电动汽车、光伏产品、锂电池出口为代表,我国高技术、高附加值、引领绿色转型的产品成为出口新增长点。

钙钛矿挑起薄膜电池大梁

薄膜电池是晶硅电池之外,光伏电池技术的另一个重要分支,具有很高的转换效率潜力。薄膜电池是指在玻璃或柔性基底上沉积若干层,构成 PN 结或 PIN 结的半导体光伏器件。其核心是吸收层材料,目前主要包括硅基薄膜、铜铟镓硒(CIGS)、 碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)、钙铁矿电池及有机薄膜电池等,以及各类薄膜-薄膜、薄膜-晶硅叠层电池。


薄膜太阳电池虽然受晶硅电池产业快速发展的挤压而被推向边缘化,但在光伏建筑一体化(BIPV)、可穿戴设备、移动能源领域具备特定优势,同时生产过程低碳足迹,因此薄膜电池未来仍有较好的发展应用前景。


(1)硅基薄膜电池:产品性能和生产成本上相较晶硅电池无明显优势,并且技术提升空间有限,企业相继停产、减产,逐步退出主流市场。


(2)CIGS、CdTe电池:理论效率均超过33%,目前实验室最高转换效率分别达 到 23.35%、22.1%,量产组件平均转换效率也均达到或超过16%、18%。目前铜铟镓硒(CIGS)电池最高可以达到23.35%的转换效率,然而其是在超高真空(10-9 Torr)和约 350℃的高温下制造。


(3)GaAs电池:具有高效率、耐高温、抗辐射、弱光性能好、轻质柔性等特点, 但制造成本高,主要应用于空间飞行器等特殊用途,在 MW 级量产化方面还需要时 间发展。


(4)有机薄膜电池:制备工艺相对简单,受转换效率较低的影响,近些年发展缓 慢,效率提升有限。


(5)钙钛矿电池:具备高转换效率,单结理论效率可达33%,组件量产效率在 2023 年底有望达 18%。还兼具原材料丰富、低成本、技术工艺相对简单、制造过程 低碳环保、环节少、设备投资额低等优势,可应用于工商业屋顶、BIPV、大型地面电站、航天、户外应用、智慧交通等领域。


光伏电池的应用领域非常广泛。近年来,光伏电池技术的突飞猛进不仅推动了新能源产业的发展,也成为人们建立绿色、低碳的生态文明的重要工具。


在未来三、四十年,光伏电池作为一种智能化、低碳化是两个“确定性”的趋势。而光伏产业将不断跨越技术壁垒优化制造和应用成本,提高能源效率和稳定性,未来发展趋势,正是智能化、低碳化在光伏产业的落地。


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