经济增长是大家一直关心的问题,我们看一下过去世界经济60年的发展,可以看到经济总体上还是保持了一个平稳的3.4%左右的增长,但是也确实有一个长期的向下趋势。同时世界经济的债务也是越来越高,从经济的货币与产值的比较来看,可以看得出不断在攀升,这是对我们增长的一种挑战。
另外一个是环境的挑战。环境和气候的变化,这里有一个历史的观测记录,从1850年开始到现在,170多年,看到全世界的碳排放不断在增加,从最初的每年2.2亿吨碳排放到现在的323亿吨,所以对环境产生很大的压力。同时也可以看到,同时期观测到的地球二氧化碳的含量也是不断在攀升,从原来的285PPM到现在的409PPM。
下面这张图可以看出,随着碳浓度的增加,相应的全世界的平均气温也在增加,几乎跟大气碳浓度水平是同步的,这样的气候产生的严重结果就是天气灾害频发,这是环境的挑战。
随着经济的发展,世界的碳排放不断在增长,中国也因为经济增长,碳排放越来越高。面对这样的挑战,我们怎么应对?国家提出了“双碳”的战略。
对此,我们做了研究和推算,下面有一张世界光伏潜力分布图,可以看出来有几个比较集中的红色区域,属于光照比较强烈的,其中一块就位于中国。我们经过测算,如果能够充分挖掘这一块光伏潜力的话,有可能替代目前我们用的煤炭能源的总量。
另外对几个不同的可再生能源的比较,光伏潜力应该是最大的,差不多是风能潜力的1000倍。水力资源现在已经利用了其潜力的一半,未来上升空间有限,所以光伏提供了非常大的潜力。
再看新优势,就是技术进步使得光伏成本大幅下降。在过去的十年,光伏的度电价格降幅超过85%。左图中每瓦的光伏装机的价格有一个很大的降幅,然后看右图中光伏每度电的价格也有了大幅度下降,这也是在几种不同的可再生能源类别中成本降幅最快的,这样的话就大大提升了光伏的经济可行性。
同时可以看一下中国的光伏产业基础。从下面的左图可以看出来,中国光伏产业链的各个环节在全球占据了很大的比重,包括硅料的生产也是在迅速提升。看右边这张图,中国光伏电站建设成本也是系统性下降,同时显著低于全球的成本水平。
下面我们谈一下,如果经过进一步论证,证明光伏能源作为一个可再生能源,有足够大的规模可以替代煤炭做能源的基础,我们应该怎么转型?下面这张图上左边这一半实际上是2000年到2020年整个电力企业的装机总量在不断累积增加,今天大约有70%的发电还是用火电的技术设备。
那么面向未来,我们可以怎么调整?
这就是一个转型路径的问题。在这里我们有一个策略,这些煤电既然已经建了,那么就让它在工作寿命期持续工作,随着时间推延,每年会有折旧的、退役下来的,那在新增的发电能力上,就不再做传统电源的投资,而是把新的投资都集中在光伏类型的新能源,这样就会每年有一个逐渐等量替换的概念。同时如果有新的经济增长需求,光伏的投资根据实际情况也可以略微增加,这样的话就可以用大概20年完成一个自然的能源转型,最终实现用光伏来替代煤炭,实现我们的“双碳”目标。
按照刚才的演进路径,光伏产业投资假如从2021年开始,新增的电源都是由光伏装机来实现,那么下面这张图就展示了未来的20年的一个投资逐渐增加的过程,从开始大概0.25万亿,到后来大概2万亿的年投资,整个全过程完成约20年,总共的投资规模大概是20多万亿元。
刚才讲的是光伏发电的可能性,但光伏发电有两个重要的相关问题,还需要进一步的论证和研究来解决。这里做了一个基本测算,根据发电系统,我们现在一年发电7.6万亿度电,折成每天的话应该是210亿度,如果换用光伏,即使白天能够发这么多,但需要有一个储电体系以解决晚上用电的需求,储电大概需要90亿度。
如果要储这么多能量的电,现在有几个选择:
一个是最简单的抽水储能,有一个估算,如果要建立一个90亿度的储电能力抽水蓄能设施的话,需要6.2万亿的投资;
一个是锂电储能,需要6.8万亿的投资;还有一个是用电解制氢,制氢以后,再通过氢发电进行存储和释放能量的过程;
最后一个是压气储能,投资大概总额也要8万亿左右。
比较下来抽水蓄能、锂电储能和压气储能可以控制在8万亿左右,这个价格占发电系统投资的比例大概是20%左右。从经济的投资测算角度来讲,也是占比适当,不算很高。
除了刚才讲的储电问题,未来还有一个输电问题。输电基本上可以尽量利用现有电网,但也需要根据光伏电场的选址情况,增加一些必要的输电线路。具体的输电线路的投资测算还需要一些细节信息和讨论,就不在这里展开了。
总而言之,输电体系基本上可以最大限度地利用现有电网体系。光伏发电可重新再造新的电力行业,从发电到输电到储电,基本上是可以解决的,这是非常好的。光伏产业是一个新的发展机会,对电力系统来讲,也是一个转型的具体案例,能够从过去旧的、高碳高耗的形式,变成了新能源、低耗的形式。
法腾电力光伏系统解决方案
法腾电力光伏发电箱式变电站产品是针对光伏发电的特殊性要求研发推出的新型升压设备。是集升压变压器、光伏限流熔断器、负荷开关、低压开关柜及相应辅助设备于一体的专用电力设备。
它将光伏发电组发出的0.315kV(或0.27 kV、0.3 kV、0.4 kV)电压升高35 kV后,经35 kV电缆线路向上输出电能,是光伏发电系统的理想配套设备。采用全密封结构达到表面的防I性、防厚性、防紫外线性,具有体积小,质量轻、安装方便等优点。
不难发现,作为旨在架起电网、可再生能源和行业用电之间桥梁的法腾电力,将为发展电力所必需的配套基础设施贡献自己的智慧。