農(nóng)光互補(bǔ)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及前景預(yù)測

農(nóng)光互補(bǔ)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及前景預(yù)測1.1國內(nèi)外光伏發(fā)電應(yīng)用分析和應(yīng)用情況1.1.1國際光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用情況介紹國際上太陽能發(fā)電應(yīng)用主要集中在歐洲，其中，德國、西班牙為了鼓勵可再生能源發(fā)電，頒布了“購電法”以吸引投資；英國早期實(shí)施“非化石燃料公約”制度，為可再生能源發(fā)展創(chuàng)造條件；美國有些州及澳大利亞和日本等國家實(shí)施配額制，要求在電力供應(yīng)中可再生電力的比例要達(dá)到一定的程度。以立法的形式強(qiáng)制社會接納和開發(fā)可再生資源。其次制定重大發(fā)展計(jì)劃，切實(shí)推動可再生能源發(fā)展。歐盟在能源政策白皮書中，把可再生能源視為“提高能源競爭力，保證供應(yīng)安全和環(huán)境保護(hù)”三大戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵，制定了2010年可再生能源要占?xì)W盟總能源消耗的12%的宏偉目標(biāo)，其中，光伏發(fā)電增加到3GW。在歐盟、北美等發(fā)達(dá)國家，在政府立法推動下，太陽能發(fā)電應(yīng)用呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢，屋頂發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電已非常普遍。目前世界各國都在加速實(shí)現(xiàn)“零碳排放”，大力發(fā)展可再生能源發(fā)電，而在所有可再生能源里，光伏發(fā)電是一個最重要的發(fā)展方向。依賴于不受地理?xiàng)l件限制、占地面積?。ɑ蛘呖梢园惭b于屋頂，不占用土地）、零碳排放、安裝簡單、相對成本低等特點(diǎn)，光伏發(fā)電正在全球范圍內(nèi)被全面普及，一股光伏熱潮正在“席卷”全球。美國目前是世界上光伏發(fā)電最為普及的一個國家，這依賴于美國光伏發(fā)電裝置價格及安裝成本雙雙下降。據(jù)美國太陽能產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEIA）發(fā)布的消息稱，2014年的總裝機(jī)容量達(dá)到6201MW，比上年增長30%以上，創(chuàng)下史上最高紀(jì)錄。隨著光伏發(fā)電已經(jīng)普及到全美普通家庭，在一些較大的州，中等收入和工薪階層的家庭都在加大屋頂太陽能系統(tǒng)的投資，而且這種趨勢將愈演愈烈。德國是世界上光伏裝機(jī)規(guī)模最大的國家，在推動光伏發(fā)展方面的政策、管理、技術(shù)等經(jīng)驗(yàn)為世界上多個國家效仿。2014年，德國已連續(xù)9年保持世界光伏發(fā)電第一大國的位置。截至2014年年底，德國光伏發(fā)電裝機(jī)容量約為3820萬千瓦；當(dāng)年光伏發(fā)電量達(dá)到328億千瓦時，約占全部發(fā)電量的6.3%。光伏已成為德國裝機(jī)容量最大的電源。截至2014年年底，德國光伏發(fā)電裝機(jī)容量約占德國電力總裝機(jī)容量的21.5%，占比最高。就可再生能源發(fā)電而言，光伏裝機(jī)占比也最大，達(dá)可再生能源裝機(jī)的43.5%。

英國也正打算在全國范圍內(nèi)普及光伏發(fā)電。日前，英國政府對不動產(chǎn)使用權(quán)的相關(guān)法規(guī)進(jìn)行了修改，降低了在屋頂安裝光伏發(fā)電裝置的門檻。按照修改后的法規(guī)，未來在屋頂上安裝1MW（相當(dāng)于1000kW）及以下的光伏發(fā)電裝置不再需要“建筑許可證”（英國政府規(guī)定在建造或改建房屋前必須申請獲得該證）。之前，英國政府規(guī)定如果要在屋頂裝高于50kW的光伏發(fā)電裝置，就要先申請“建筑許可證”。與此同時，英國能源與氣候變化部也對“上網(wǎng)電價補(bǔ)貼政策”進(jìn)行修改：從2019開始，安裝于建筑物上的光伏發(fā)電裝置可以隨時搬遷，并在搬遷后還將繼續(xù)享受上網(wǎng)電價補(bǔ)貼政策。修改前的上網(wǎng)電價補(bǔ)貼政策與實(shí)際情況相悖，規(guī)定建筑物上安裝光伏發(fā)電裝置必須在同一地方“服役”滿20年方可享受政府補(bǔ)貼。由此可見，英國政府的這項(xiàng)舉措為普及光伏發(fā)電“插上了一雙翅膀”。英國政府機(jī)構(gòu)能源與氣候變化部（DECC）今天發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2014年該國太陽能光伏發(fā)電量幾乎翻倍。DECC的2014年英國能源統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，2014年太陽能光伏能源產(chǎn)量提高93%至3.9TWh，是去年所有可再生能源類型中增幅最大的。該3.9TWh數(shù)字占2014年英國可再生能源總產(chǎn)量的6.1%左右，幾乎是其2013年記錄的3.8%份額的兩倍。2014年第四季度增幅尤為顯著，可再生能源創(chuàng)紀(jì)錄占英國能源總產(chǎn)量的22%，較2013年同期記錄的17.9%數(shù)字增長超過4%。在當(dāng)今能源短缺的現(xiàn)狀下，各國都加緊了發(fā)展光伏的步伐。美國提出“太陽能先導(dǎo)計(jì)劃”意在降低太陽能光伏發(fā)電的成本，使其2015年達(dá)到商業(yè)化競爭的水平；日本也提出了在2020年達(dá)到28GW的光伏發(fā)電總量；歐洲光伏協(xié)會提出了“setfor2020”規(guī)劃，規(guī)劃在2020年讓光伏發(fā)電做到商業(yè)化競爭。在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下，各國政府對光伏發(fā)電的認(rèn)可度逐漸提高。綜上，世界各種權(quán)威機(jī)構(gòu)對可再生能源替代速度和光伏發(fā)電未來前景的預(yù)測具有高度一致性。這些預(yù)測充分說明可再生能源替代化石燃料的緊迫性和必然性，說明光伏發(fā)電未來的重要戰(zhàn)略地位。1.1.2國內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用情況介紹近年來全國范圍內(nèi)全國出現(xiàn)電力供應(yīng)嚴(yán)重不足的現(xiàn)象，電力供應(yīng)的緊張情況在相當(dāng)長的時期內(nèi)都不會緩解，電力供應(yīng)單靠傳統(tǒng)的煤、水、核仍然存在一定缺口，需要由可再生能源發(fā)電來填補(bǔ)。光伏發(fā)電系統(tǒng)將在中國未來的電力供應(yīng)中扮演重要的角色，預(yù)計(jì)到2010年中國的光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到600MWp，2020年累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到30GWp，2050年將達(dá)到100GWp。根據(jù)電力科學(xué)院的預(yù)測，到2050年中國可再生能源發(fā)電將占到全國總電力裝機(jī)的25%，其中光伏發(fā)電占5%以上。2009年國家相繼提出了《太陽能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》、金太陽示范工程等鼓勵光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策；2010年國務(wù)院頒布的《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》明確提出要“開拓多元化的太陽能光伏光熱發(fā)電市場”；2011年國務(wù)院制定的“十二五”規(guī)劃綱要再次明確了要重點(diǎn)發(fā)展包括太陽能熱利用和光伏光熱發(fā)電在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)。一系列的政策支持讓中國光伏發(fā)電發(fā)展之路更加寬廣。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，截至2013年末，全國發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量為12.47億千瓦，同比增長9.3%；其中，火電8.62億千瓦，水電2.80億千瓦，核電1461萬千瓦，并網(wǎng)風(fēng)電7548萬千瓦，并網(wǎng)太陽能1479萬千瓦，上述電源裝機(jī)分別同比增長5.7%、12.3%、16.2%、21.5%和335.1%。太陽能光伏發(fā)電方面，近年來隨著國家對太陽能發(fā)電扶持力度增強(qiáng)，以及多晶硅價格下跌、組件成本下降，我國太陽能光伏發(fā)電試點(diǎn)工程逐漸增多、裝機(jī)規(guī)模迅速增長。截至2013年末的我國光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?479萬千瓦，2010-2013年的年均復(fù)合增長率達(dá)到316.30%。2012年以來，光伏電站建設(shè)成本下降，以及標(biāo)桿電價和補(bǔ)貼政策密集推出，使得我國光伏裝機(jī)容量規(guī)模快速增長。1.2前景預(yù)測傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，人們把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。其中太陽能以其獨(dú)有的優(yōu)勢成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。豐富的太陽輻射能，是取之不盡用之不竭、無污染、廉價的能源。太陽能每秒鐘到達(dá)地球的能量高達(dá)80萬千瓦時，如果把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率為5%，那么每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012千瓦時，相當(dāng)于目前全世界能耗的40倍。將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓夥夹g(shù)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)人類向可持續(xù)的全球能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。相對而言，目前這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展還處在初期階段，到2030年之后將會有很穩(wěn)定和很高的增長率，會成為可行的電力供應(yīng)者。歐盟希望能夠在2030年安裝的光伏發(fā)電裝置可能增加到200GW左右，全世界可能會達(dá)到1000GW，占世界發(fā)電總量的4%。到2030年，光伏發(fā)電將會在發(fā)展中國家的鄉(xiāng)村大規(guī)模普及，為1億多個家庭供電，這將對今天尚不能用上電的17億人口中的5億人的生活產(chǎn)生積極影響。在今后的十幾年中，中國光伏發(fā)電的市場將會由獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包括沙漠電站和城市屋頂發(fā)電系統(tǒng)。中國太陽能光伏發(fā)電發(fā)展?jié)摿薮?，配合積極穩(wěn)定的政策扶持，到2030年光伏裝機(jī)容量將達(dá)1億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)1300億千瓦時，相當(dāng)于少建30多個大型煤電廠。國家未來三年將投資200億補(bǔ)貼光伏業(yè)，中國太陽能光伏發(fā)電又迎來了新一輪的快速增長，并吸引了更多的戰(zhàn)略投資者融入到這個行業(yè)中來。1.3太陽能資源分區(qū)1.3.1中國太陽能資源分區(qū)太陽能資源的分布具有明顯的地域性。這種分布特點(diǎn)反映了太陽能資源受氣候和地理?xiàng)l件的制約。從全球角度來看，中國是太陽能資源相當(dāng)豐富的國家，具有發(fā)展太陽能利用得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件。中國國土面積從南到北、自西向東的距離都在5000公里以上，總面積達(dá)960萬平方公里，為世界陸地總面積的7%。在我國有著十分豐富的太陽能資源。全國各地太陽輻射總量為3340～8400[MJ/（m2·y）]，中值為5852[MJ/（m2·y）]。我國西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總輻射量和日照時數(shù)均為全國最高，屬世界太陽能資源豐富地區(qū)之一；四川盆地、兩湖地區(qū)、秦巴山地是太陽能資源低值區(qū)；我國東部、南部、及東北為資源中等區(qū)。各地區(qū)資源分類見表4-1。表4-1中國太陽能資源分布表地區(qū)類型年日照時數(shù)（h/a）年輻射總量（MJ/m2·a）等量熱量所需標(biāo)準(zhǔn)燃煤（kg）包括的主要地區(qū)備注一類3200-33006680-8400225～285kg寧夏北部，甘肅北部，新疆南部，青海西部，西藏西部太陽能資源最豐富地區(qū)二類3000-32005852-6680200～225kg河北西北部，山西北部，內(nèi)蒙南部，寧夏南部，甘肅中部，青海東部，西藏東南部，新疆南部較豐富地區(qū)三類2200-30005016-5852170-200kg山東，河南，河北東南部，山西南部，新疆北部，吉林，遼寧，云南，陜西，甘肅東南部，廣東南部中等地區(qū)四類1400-20004180-5016140-170kg湖南，廣西，江西，浙江，湖北，福建北部，廣東北部，安徽南部較差地區(qū)五類1000-14003344-4180115-140kg四川大部分地區(qū)，貴州最差地區(qū)一、二、三類地區(qū)，年日照時數(shù)大于2000h，輻射總量高于5000MJ／m2·a，是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū)，面積較大，約占全國總面積的2／3以上，具有利用太陽能的良好條件。四、五類地區(qū)雖然太陽能資源條件較差，但仍有一定的利用價值。我國地處北半球，土地遼闊，幅員廣大，國土總面積達(dá)960萬平方公里。南從北緯4o的曾母暗沙，北到北緯52.5o的漠河，西自東經(jīng)73o的帕米耳高原，東至東經(jīng)135o的黑龍江與烏蘇里江匯流處，距離都在5000公里以上。在我國廣闊富饒的土地上，有著豐富的太陽能資源。全國各地的年太陽輻射總量為928－2333KWh/m2，中值為1626kWh/m2。根據(jù)各地接受太陽總輻射量的多少，可將全國劃分為五類地區(qū)。圖4-1中國太陽輻射分布圖一類地區(qū)為我國太陽能資源最豐富的地區(qū)，年太陽輻射總量6680-8400MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量5.1-6.4KWh/m2。這些地區(qū)包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最為豐富，最高達(dá)2333KWh/m2（日輻射量6.4KWh/m2），居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。二類地區(qū)為我國太陽能資源較豐富地區(qū)，年太陽輻射總量為5850-6680MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量1.5-5.1KWh/m2。這些地區(qū)包括河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。三類地區(qū)為我國太陽能資源中等類型地區(qū)，年太陽輻射總量為5000-5850MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量3.8-1.5KWh/m2。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、蘇北、皖北、臺灣西南部等地。四類地區(qū)是我國太陽能資源較差地區(qū)，年太陽輻射總量4200-5000MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量3.2-3.8KWh/m2。這些地區(qū)包括湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、蘇北、皖南以及黑龍江、臺灣東北部等地。五類地區(qū)主要包括四川、貴州兩省，是我國太陽能資源最少的地區(qū)，年太陽輻射總量3350-4200MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量只有2.5-3.2KWh/m2。全國太陽能資源分布見圖4-2所示。圖4-2中國太陽能資源分布圖太陽能輻射數(shù)據(jù)可以從縣級氣象臺站取得，也可以從國家氣象局取得。從氣象局取得的數(shù)據(jù)是水平面的輻射數(shù)據(jù)，包括：水平面總輻射，水平面直接輻射和水平面散射輻射。從全國來看，我國是太陽能資源相當(dāng)豐富的國家，絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4kWh/m2·天以上，西藏最高達(dá)7kWh/m2·天。與同緯度的其它國家相比，和美國類似，比歐洲、日本優(yōu)越得多。上述一、二、三類地區(qū)約占全國總面積的2/3以上，年太陽輻射總量高于5000MJ/m2，年日照時數(shù)大于2000h，具有利用太陽能的良好條件。特別是一、二類地區(qū)，正是我國人口稀少、居住分散、交通不便的偏僻、邊遠(yuǎn)的廣大西北地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后?？沙浞掷卯?dāng)?shù)刎S富的太陽能資源，采用太陽光發(fā)電技術(shù)，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，提高人民生活水平。1.3.2***太陽能資源狀況***具有豐富的太陽能資源，太陽能資源空間分布特征是北部多于南部，全省太陽能年總輻射量在4410～5400MJ/m2之間，按資源豐富程度可以劃分為3