太陽能產業(yè)作為新能源產業(yè)中發(fā)展較為成熟的產業(yè),正在為“雙碳”目標實現的提供助力。2021年,太陽能發(fā)電裝機容量約3.1億千瓦,同比增長20.9%。“雙碳”目標的提出也為太陽能等清潔能源產業(yè)發(fā)展帶來了全新的戰(zhàn)略發(fā)展機遇。
太陽能是主要的可再生能源之一,具有來源廣泛、清潔無害、可持續(xù)等特點。廣義的太陽能是指由太陽內部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的、來自太陽的輻射能量,其主要應用領域為光伏發(fā)電和光熱。
光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。2021年全國新增光伏并網裝機容量54.88 GW,同比上升13.9%。累計光伏并網裝機容量達到308 GW,新增和累計裝機容量均為全球第一。
光熱是現代的太陽熱能科技將陽光聚合,并運用其能量產生熱水、蒸氣和電力,目前應用較廣的光熱技術有光熱發(fā)電及太陽能熱水器利用。太陽能熱利用主要集中于民用供熱,農業(yè)生產、工業(yè)制造等工農業(yè)供熱場景,也是未來太陽能熱利用的主要發(fā)展領域。
從太陽能光伏產業(yè)鏈上來看,上游產業(yè)是原材料的生產環(huán)節(jié),主要是對硅礦石和高純度硅料的開采、提煉和生產,如冶金硅提純、多晶硅提純、單晶/多晶硅片加工與切割等環(huán)節(jié)。此外還包括太陽能電背板、電池用玻璃等系統(tǒng)配件的制造。
中游產業(yè)是技術核心環(huán)節(jié),主要是部件和組件的研發(fā)制造等,包括單晶/多晶硅電池片、電池組件(晶硅組件、薄膜光伏組件)生產與組裝。
下游產業(yè)是包括太陽能并網發(fā)電工程、太陽能電池組件的生產及安裝、光伏集成建筑等在內的光伏產品系統(tǒng)集成與安裝。
目前來看,太陽能技術的未來發(fā)展和應用在綠色氫能、液態(tài)陽光甲醇和太陽能發(fā)電等方面當大有可為。
液態(tài)陽光甲醇即用甲醇的形式實現太陽能的儲存、運輸和利用。具體分為兩個步驟:由太陽能等清潔能源分解水制作“綠氫”;再由綠氫和二氧化碳反應,生成甲醇或其他燃料和化學品,是實現“雙碳”目標的重要技術路徑。
太陽能發(fā)電通過收集太陽熱能,利用換熱裝置提供蒸汽,結合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機的工藝,從而達到發(fā)電的目的。采用太陽能熱發(fā)電技術,避免了昂貴的硅晶光電轉換工藝,可以大大降低太陽能發(fā)電的成本。專家表示,未來的新能源結構將是光伏、風電與太陽能熱協(xié)同發(fā)展、多能互補的形式。