摘 要：介紹了我國太陽能光伏發(fā)電的可行性及未來的發(fā)展趨勢。通過對國內(nèi)外光伏發(fā)電現(xiàn)狀的探討，提出我國光伏發(fā)電發(fā)展的可行性。我國太陽能資源豐富、國民用電量大、《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》和《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等政策的支持，均為我國光伏發(fā)電創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。太陽能光伏發(fā)電有利于節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，改善大氣污染，促進(jìn)社會和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保效益，未來必將成為我國能源領(lǐng)域的支柱型產(chǎn)業(yè)。

關(guān)鍵詞：能源；可行性；政策；發(fā)展；太陽能光伏發(fā)電

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.056

1 國內(nèi)外太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.1 國外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

隨著石油、煤炭、天然氣等不可再生資源的日漸耗竭及大氣污染的日漸嚴(yán)重，太陽能光伏發(fā)電作為新型、清潔、利用可再生能源發(fā)電的方式，在全球能源領(lǐng)域凸顯其重要地位，并逐步成為全球能源供應(yīng)的主體。

歐美日各國在光伏研發(fā)和應(yīng)用中處于國際領(lǐng)先地位，且長期重視光伏的未來發(fā)展。歐洲光伏協(xié)會提出未來光伏的商業(yè)競爭規(guī)劃——“setfor2020”；美國提出“太陽能先導(dǎo)計(jì)劃”，目的是控制光伏發(fā)電成本，提高國際商業(yè)化競爭優(yōu)勢；日本提出2020年達(dá)到28GW光伏發(fā)電裝機(jī)總量的目標(biāo)。可見，在節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下，世界各國都加大了對光伏發(fā)電的投入力度。在未來的能源發(fā)展中，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中的占比將逐步提升，而利用可再生能源的光伏發(fā)電技術(shù)，則具有更重要的戰(zhàn)略地位和發(fā)展前景。預(yù)計(jì)2030年，光伏發(fā)電在全球電力供應(yīng)中的占比將超過10%；到2040年，該占比將超過20%；至21世紀(jì)后期，將超過60%。

1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃

我國光伏發(fā)電技術(shù)起步較晚。1959年研發(fā)出第一塊可實(shí)用的太陽能電池，1971年首次將其應(yīng)用于人造衛(wèi)星。此后光伏發(fā)電技術(shù)逐步應(yīng)用于我國氣象和通訊領(lǐng)域。美國非晶硅、單晶硅太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備的引入，促進(jìn)了我國光伏材料的大規(guī)模生產(chǎn)及工業(yè)化進(jìn)程。經(jīng)過30多年的不懈奮斗，光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速。截至1997年，我國光伏發(fā)電總裝機(jī)容量已達(dá)11MW。1998年，我國成功地建造了世界上最高太陽能光伏電站——西藏安多縣光伏電站，海拔4500m [1]。同時(shí)在我國 “光明工程”和“金太陽示范工程”的政策支持下，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)逐步與世界光伏市場接軌，發(fā)展迅猛。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2007年，我國光伏產(chǎn)業(yè)取得重大進(jìn)展，光伏發(fā)電總裝機(jī)容量10萬kW，光伏組件年產(chǎn)量約1200MW。截至2015年，我國光伏發(fā)電總裝機(jī)容量4318萬kW，成為世界上光伏電站裝機(jī)規(guī)模最大的國家。至此，我國光伏產(chǎn)業(yè)從技術(shù)研發(fā)、組件生產(chǎn)到電站建設(shè)環(huán)節(jié)構(gòu)成了持續(xù)穩(wěn)固的產(chǎn)業(yè)鏈。僅2015年我國年均新增上網(wǎng)容量就達(dá)到1513萬kW，超過全球年均新增上網(wǎng)容量的1/4，是我國光伏組件年產(chǎn)量的1/3[2]。為我國光伏材料制造業(yè)提供了最堅(jiān)強(qiáng)的市場支撐。如今我國邁入“十三五”階段，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)仍將以每年新增裝機(jī)容量1500萬kW～2000萬kW的趨勢前進(jìn)?？梢姽夥l(fā)電將成為未來能源革命的主干力量，將帶動(dòng)全國全行業(yè)的發(fā)展。

2 我國太陽能光伏發(fā)電的可行性

我國太陽能資源豐富，開發(fā)前景巨大；同時(shí)我國用電形勢嚴(yán)峻；“金太陽示范工程”、《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》和《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等政策的大力支持，均證明我國發(fā)展光伏發(fā)電是切實(shí)可行的。

2.1 我國太陽能資源豐富，開發(fā)前景巨大

眾所周知，太陽能作為取之不竭、用之無盡的新型能源，具有清潔環(huán)保、無隱患、儲量豐富、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，一直以來備受人類青睞。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特原理，將太陽光能轉(zhuǎn)變成電能的技術(shù)。我國具備開發(fā)太陽能光伏發(fā)電的絕對優(yōu)勢：儲量巨大的太陽能資源，遼闊的國土面積。我國三分之二土地面積年日照小時(shí)數(shù)高于2200h/a，年輻射總量3340-8360MJ/m2 ，見表1[3]。合理借助太陽能資源進(jìn)行光伏發(fā)電，符合我國能源利用宗旨。

從我國年輻射總量與年日照時(shí)數(shù)方面來看，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地區(qū)均適宜發(fā)展太陽能光伏電站。雖Ⅳ、Ⅴ類地區(qū)年輻射總量較小，但隨著光伏材料與新技術(shù)的發(fā)展，仍有潛在利用價(jià)值。

如圖1，國家氣象局——太陽能資源評估中心發(fā)布的全國日照資源情況。

綜上所述，我國太陽能資源豐富，地面年輻射量等價(jià)于1.7萬億t的標(biāo)準(zhǔn)煤[4]。大部分區(qū)域年日照時(shí)數(shù)較長，適宜光伏發(fā)電的區(qū)域也很多，這是我國大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的前提條件。因此從太陽能資源評價(jià)方面分析，我國建設(shè)光伏發(fā)電工程是十分可行的。

2.2 我國電力需求量大，太陽能光伏發(fā)電可保障用電需求

電力行業(yè)是支撐我國國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)與公共事業(yè)。電力能源供需與經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密關(guān)聯(lián)，可用電力彈性系數(shù)表示（電力彈性系數(shù)：反映電力損耗增長率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展增長率關(guān)系的指標(biāo)）。

未來幾十年是我國全面發(fā)展的關(guān)鍵階段，要提升工業(yè)化進(jìn)程，加大科技創(chuàng)新和信息化建設(shè)力度，基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的目標(biāo)，就必須保證電力可靠、迅速、穩(wěn)步的發(fā)展。預(yù)計(jì)至2020 年末，我國用電量為76000億～84000億kW·h，最高負(fù)荷達(dá)12.7億～14.1億kW；預(yù)計(jì)至2030末年，我國用電量提升至100000億～118000億kW·h，最高負(fù)荷可達(dá)17.1億～20.0億kW [5]。在嚴(yán)峻的用電形勢下，為維持能源長期穩(wěn)定供應(yīng)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國必須在調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的同時(shí)，大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能、核聚變能、生物質(zhì)能等新型能源，增加其在總能源結(jié)構(gòu)中的比重，從而有效應(yīng)對未來持續(xù)的用電需求。而新能源發(fā)電中，太陽能光伏發(fā)電具有清潔、安全、無噪聲、限制條件少等優(yōu)點(diǎn)。充分利用太陽能資源進(jìn)行光伏發(fā)電，是保障我國能源發(fā)展必不可少的戰(zhàn)略方針。因此，從我國發(fā)電形式和電力供需方面分析，建設(shè)太陽能光伏發(fā)電工程是非常必要的。

2.3 我國對太陽能光伏發(fā)電的政策支持

早在2009年我國就提出了“金太陽示范工程”，目的是促進(jìn)國內(nèi)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的興起，是一項(xiàng)從戰(zhàn)略角度發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的政策，有效地引導(dǎo)了我國光伏的發(fā)展。為提高我國可再生能源的發(fā)展速度，《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》指出：提高可再生能源的利用率，建設(shè)一定范圍的光伏市場；加大我國光伏發(fā)電的技術(shù)研發(fā)力度，為其長遠(yuǎn)發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)；大規(guī)模興建示范性光伏電站項(xiàng)目。至2020年，我國光伏發(fā)電將實(shí)現(xiàn)180萬kW的規(guī)模。至2050年，將達(dá)到60000萬kW（600GW）。預(yù)計(jì)至2050 年，可再生能源發(fā)電容量將增長至全國的1/4，其中光伏發(fā)電將增長到1/20[6]。可反映出未來我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅猛勢頭。《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出：推進(jìn)能源清潔化、多元化發(fā)展，大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能、核聚變能、生物質(zhì)能等新型能源。我國建設(shè)光伏發(fā)電工程符合《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》的相關(guān)要求。

為持續(xù)推進(jìn)光伏發(fā)電的發(fā)展，確定其產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)方針和目標(biāo)。我國根據(jù)《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》、《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等政策文件，發(fā)布了《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》。該規(guī)劃成為我國“十三五”階段光伏發(fā)電的指導(dǎo)文件，規(guī)劃指出：“十三五”是我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的決定性階段，首要和基本的任務(wù)是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級、降低建設(shè)成本、擴(kuò)展技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，最終達(dá)到無需依賴補(bǔ)貼的市場化發(fā)展和商業(yè)化競爭水平。實(shí)現(xiàn) 2020 年新型能源消費(fèi)占總能源結(jié)構(gòu)的15%，2030年占20%的目標(biāo)[7]。預(yù)計(jì)“十三五”期間全國光伏裝機(jī)容量年均增長2000萬kW [8]。

3 太陽能光伏發(fā)電的長遠(yuǎn)意義

3.1 節(jié)約能源，促進(jìn)我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整

當(dāng)今傳統(tǒng)化石能源日趨耗竭，全球能源危機(jī)開始成為人類面臨首要挑戰(zhàn)。而我國能源近76%由煤炭、石油等不可再生能源供給，是世界最大的煤炭開采國和消耗國，煤炭的長期開采、消耗，使我國能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境遭到重大破壞。大力推進(jìn)太陽能、風(fēng)能、核聚變能、生物質(zhì)能等可再生能源發(fā)電，才能保障未來我國能源長效穩(wěn)步發(fā)展。且當(dāng)前我國處于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要階段，有效開發(fā)太陽能等新型清潔能源，是我國當(dāng)前能源領(lǐng)域的重點(diǎn)和首要任務(wù)。太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)可替代傳統(tǒng)燃煤電廠，達(dá)到充分利用可再生能源，節(jié)約不可再生化石能源的目的。對節(jié)能減排方針有較大影響，對生態(tài)環(huán)境無不利影響。據(jù)全國統(tǒng)計(jì)資料顯示：每節(jié)電1kW·h，相當(dāng)于節(jié)煤0.4kg，減排 0.997kg的CO2、0.03kg的SO2、0.015kg氮氧化物、0.272kg碳粉塵[9]。

因此，建設(shè)太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目可大量減少傳統(tǒng)化石能源的消耗，減輕我國能源消費(fèi)緊張的局面。解決能源利用技術(shù)落后、利用率低的難題。我國建設(shè)光伏電站項(xiàng)目節(jié)能效益明顯。

3.2 環(huán)境效益顯著

作為發(fā)展中大國，近年來國民經(jīng)濟(jì)與社會的飛速發(fā)展，社會工業(yè)化體系逐漸完善，科學(xué)技術(shù)逐漸進(jìn)步，我國對電力的需求也逐漸增大。造成了大量的化石能源消耗，導(dǎo)致了惡劣的環(huán)境污染問題。同時(shí)我國也加強(qiáng)了環(huán)境保護(hù)的力度，頒布了《中華人民共和國大氣污染防治法》。陸續(xù)修訂了《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《中華人民共和國環(huán)境影響評價(jià)法》，加大了對環(huán)境污染的懲治力度。

面對環(huán)境污染的現(xiàn)實(shí)狀況，我國開始堅(jiān)決執(zhí)行能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的任務(wù)。發(fā)展太陽能等新型清潔能源，提高其在總能源結(jié)構(gòu)中的比重，從而有效緩解惡劣的環(huán)境困擾。因此大力發(fā)展太陽能光伏發(fā)電是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、保護(hù)環(huán)境、減少大氣污染、保持生態(tài)平衡可靠有效的選擇。具有良好的環(huán)境效益。

3.3 巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會影響效果

太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)充分開發(fā)利用了各地區(qū)太陽能資源，將太陽能資源優(yōu)勢變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢。不僅有利于地方財(cái)政收入和經(jīng)濟(jì)效益的增長，還對穩(wěn)定社會，繁榮市場，提高人民生活水平有十分重要的意義。

（1）滿足社會需求。太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目建成可滿足各地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)與居民生活用電的需求，緩解各地區(qū)電網(wǎng)供電緊張的局面。

（2）促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及生產(chǎn)力的提高。太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目的建成可對周邊地區(qū)工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)的電力保障，從而提高國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和GDP總值的增長。

（3）加快我國小康社會的建設(shè)進(jìn)程。太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目可解決社會就業(yè)問題，帶動(dòng)人民脫貧致富，提高人民生活水平。

太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，積極的社會影響。

4 展望

《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出：“十三五”將是我國發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的決定性階段，實(shí)現(xiàn) 2020 年新型能源消費(fèi)占總能源的15%，2030年占20%的目標(biāo)。預(yù)計(jì)“十三五”期間全國光伏裝機(jī)容量年均增長2000萬kW。

目前，我國光伏發(fā)電行業(yè)尚未完全獨(dú)立化、市場化。光伏電站的大規(guī)模建設(shè)對國家政策依賴度極高，仍需依靠政策引導(dǎo)。政府實(shí)施了度電補(bǔ)貼、指標(biāo)分配、太陽能發(fā)展規(guī)劃等一系列政策推動(dòng)整個(gè)行業(yè)發(fā)展。2017年光伏發(fā)電行業(yè)展現(xiàn)許多新特點(diǎn)：（1）小型分布式光伏電站成主流，國家加大對分布式光伏的補(bǔ)貼力度和指標(biāo)分配；（2）投資收益水平逐步降低成常態(tài)，隨著光伏行業(yè)的日趨成熟，光伏材料成本日漸降低，光伏行業(yè)趨于競爭化、穩(wěn)定化的局面；（3）光伏電站投資水平明顯專業(yè)化；（4） 新市場領(lǐng)域機(jī)會增多[10]。且我國光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣：分為全部上網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)；荒漠和海島地區(qū)供電系統(tǒng)；邊遠(yuǎn)地區(qū)離網(wǎng)供電系統(tǒng)；控制、照明等小型設(shè)備供電系統(tǒng)。隨著光伏新技術(shù)的研發(fā)與新材料的出現(xiàn)，它的性能、成本、發(fā)電效率都將顯著提高，其行業(yè)規(guī)模也將顯著擴(kuò)大。

太陽能光伏發(fā)電行業(yè)影響面廣、后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈長，經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保效益明顯，符合國家可持續(xù)發(fā)展原則和能源利用方針，意義十分重大。未來將是我國太陽能光伏發(fā)電蓬勃發(fā)展的階段，光伏產(chǎn)業(yè)將占據(jù)能源領(lǐng)域的重要地位。

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作者簡介：劇晶晶（1991-），男，河北石家莊人，研究方向：新能源光伏設(shè)計(jì)、變電一次設(shè)計(jì)。