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光伏的未來在大海?
日期:2022-12-15   [復制鏈接]
責任編輯:wangxin_yjm 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
光伏市場依舊延續(xù)火熱之勢。一方面計劃裝機量持續(xù)飆升,另一方面隨著當下主導技術PERC的光電轉換效率逼近理論極限,光伏技術來到迭代的關鍵時刻。

一年之內(nèi),鈣鈦礦電池、HJT電池、TOPCon電池等等,各種各樣的技術方案橫空出世,表現(xiàn)強勢,給市場帶來不小期待。

但在不同流派爭論誰會稱霸下一代光伏電池時,不少沿海省市、證券機構、上游材料以及下游設備企業(yè),逐漸將目光放到了另一個相對細分的領域——海上光伏。

今年以來,山東、浙江等沿海省份正在大力推動海上光伏的發(fā)展,并出臺了具體細則。尤其是風電成為確定性發(fā)展趨勢后,“海上風光”的組合也成了拓寬能源綠色發(fā)展的創(chuàng)新思路。

如果不出意外,2023年除了分布式、大基地外,海上成為光伏應用另一重要場景和爭奪重點的概率很大。

不算新的新概念

近些年,隨著陸上光伏裝機量的持續(xù)增長,土地資源正在成為制約光伏規(guī)?;l(fā)展的關鍵因素。相反,海域面積寬廣、日照充足且無遮擋,開發(fā)的空間相當可觀,迅速進入人們的視野。

樁基固定式和漂浮式是當下實現(xiàn)海上光伏的兩個主要方式。

其中,樁基固定式光伏電站,也稱架高式水面光伏電站,常適用于水位較淺、無場地沉陷等地質(zhì)災害、水位變化較小的場地,如灘涂、潮間帶等水深小于5m的水域。


漂浮式光伏電站,則是指借助水上浮體、浮臺使光伏組件、逆變器等發(fā)電設備漂浮在水面上進行發(fā)電,適用于水深大于5m的中遠海水域?;A的形式主要有浮管+ 支架、浮箱+ 支架兩種結構類型。

其實早在光伏行業(yè)發(fā)展初期,國外就有一種“池塘水面光伏”模式,并且國內(nèi)包括通威股份、陽光電源等多家企業(yè),還借鑒打造出了“漁光一體”的模式。

不過與海上光伏不同的是,“漁光一體”模式大多是在內(nèi)地的湖泊、水庫中建設光伏電站,可以理解為“水面光伏”或者“湖泊光伏”。這種模式下,企業(yè)在建設過程中的違規(guī),很可能會對河道行洪、防洪安全、河勢穩(wěn)定、航運安全等造成很大影響。

也是基于此,今年5月水利部官網(wǎng)發(fā)布了《水利部關于加強河湖水域岸線空間管控的指導意見》指出,“光伏電站、風力發(fā)電等項目不得在河道、湖泊、水庫內(nèi)建設。在湖泊周邊、水庫庫汊建設光伏、風電項目的,要科學論證,嚴格管控。”

政策以及土地上的限制,“水面光伏”一直處于不溫不火的狀態(tài),相反更有利于突破土地約束、空間約束以及航運約束的“海上光伏”,自然成了關注對象。只是海浪、地形、自然災害等因素使其對技術、成本要求更高,所以業(yè)內(nèi)大多還是呈觀望態(tài)度。

“入海”并不悲觀

業(yè)內(nèi)外對海上光伏的擔心無非來自三個方面,一是政策的不支持,二是市場的不景氣,三是發(fā)電效率的不達標。

首先政策方面,與內(nèi)陸湖泊、水庫建設光伏電站的“一刀切”式嚴格管控不同,沿海城市對海上光伏的包容性更強。

截至今年上半年,我國確權海上光伏用海項目近30個,涉及江蘇、山東、浙江、遼寧、廣東等地。在鼓勵海上光伏發(fā)展的省份中,對于相應海域使用的標準已經(jīng)有了初步嘗試。

今年7月15日,山東省發(fā)布了《海上光伏建設工程行動》方案,明確表示將打造“環(huán)渤海、沿黃海”雙千萬千瓦級海上光伏基地,其中“環(huán)渤海”基地布局海上光伏場址31個,總裝機規(guī)模1930萬千瓦;“沿黃海”基地,布局海上光伏場址26個,總裝機規(guī)模2270萬千瓦。

9月,山東和浙江兩省先后發(fā)布光伏項目用海規(guī)范,對用海選址、用海方式與用海范圍、海域使用論證、規(guī)劃布局等眾多光伏用海問題做出詳細規(guī)定。


政策方面的向好,無疑成了打開市場空間的一把鑰匙,不少證券機構對海上光伏也做出了積極評估。

東莞證券表示,隨著省級能源建設相關政策的落地,將進一步保障“十四五”期間新能源裝機規(guī)模增長,并推動海上光伏的規(guī)?;l(fā)展。

光大證券也指出,土地資源限制沿海地區(qū)光伏發(fā)展,山東省在海上光伏開發(fā)和建設方面走在全國前列,若山東省的推進效果較好,預計其他沿海省份或?qū)⒏M,政策推動下,海上光伏迎來高光時刻。

據(jù)光大證券測算,樂觀假設下山東省海洋光伏電站浮體及錨固系統(tǒng)的市場空間分別為272億元和19億元;若后續(xù)其他沿海省市跟進漂浮式光伏建設,則相應的市場空間將進一步擴展。

國家海洋技術中心海洋能發(fā)展中心副主任崔琳也表示,全球海上光伏潛在容量約4000GW,我國海岸線漫長,海上光伏理論可安裝量超70GW。

事實上,海上光伏已經(jīng)成為全球普遍認可的應用形式。不管是樁基式還是漂浮式的利用形式,都能與養(yǎng)殖業(yè)相結合,可以有效提高資源利用率和單位面積土地經(jīng)濟價值,同時也規(guī)避了陸上光伏面臨的土地資源緊張問題。

另外,在國際上有不少企業(yè)早已介入這片藍海市場。


歐盟“地平線歐洲”(Horizon Europe)在2021年9月啟動了1000萬歐元的項目資助計劃,用于海洋能和海上漂浮式光伏技術集成創(chuàng)新性研究,以降低海洋能系統(tǒng)均化發(fā)電成本,降低投資風險。

在新加坡,當?shù)靥柲芄維unseap在柔佛海峽建造的海上光伏項目,是目前全球規(guī)模最大的海上浮動式光伏系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)設有超過3萬個浮動模塊,用來支撐1萬3312個太陽能板和40個逆變器。這個系統(tǒng)預計每年可以生產(chǎn)約602萬千瓦時的電力,約等于1380個四房式組屋一年的用電量,而且能減少4258噸的碳排放。

海上光伏與海上風電的優(yōu)劣,在發(fā)電效率上有一個更為細致的對比(5~70m水深帶漂浮式光伏與海上風電的裝機規(guī)模和發(fā)電量):

目前該水深帶風電進入6MW單機以上時代,一般風電機組布置行距1000m、列距800m,也就是說一個風電組所占用的矩形面積大概為0.8km²,考慮各類通道需求和安全距離需求,按僅僅布置50%面積光伏電池板計算,以最基礎的每平米100W的技術指標設計,則光伏裝機應為40MW;

假定每基風電塔周邊行列矩陣光伏指標各向同性,則光伏裝機容量是風電裝機容量的6.68倍;即便以風電利用時間為光伏利用時間的4倍假定,光伏發(fā)電量仍舊是風電發(fā)電量的1.67倍。

雖然單機容量和風機布置矩陣幾何距離是多樣性的,但是從定性角度來講,海上光伏在相同空間下的裝機規(guī)模和發(fā)電量規(guī)模都是大于海上風電的。

毋庸置疑,海上光伏在市場空間、發(fā)電量等方面已經(jīng)得到認可。但發(fā)展前景向好的同時,也要注意未來所面臨的一系列問題。

未來幾多愁?

「科技新知」認為,海上光伏未來必須關注的點有三個:一是技術發(fā)展的方向,二是衍生出的發(fā)展模式,三是成本問題。

首先不能否認的是,即便海上光伏給外界一片欣欣向榮之勢,但產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的探索經(jīng)驗還是比較有限的。

樁基式項目可以參考一些水面或地面光伏項目的數(shù)據(jù),這種方式建設難度、成本并不算高,搭建也相對容易。因此,現(xiàn)階段海上光伏以樁基式為主(灘涂、潮間帶)。

但樁基式能利用的場地實在有限,很難解決土地制約的根本問題。并且站在中長期視角看,漂浮式更具經(jīng)濟性、應用場景更廣泛且環(huán)保問題較小。所以,業(yè)內(nèi)一致認為漂浮式將成為未來海洋光伏電站的主流形式。

不過,中遠海光伏電站的建設,和陸上光伏以及近海光伏最大的不同,在于需要考慮風浪條件的變化。海域不同,風浪條件不同,所需技術方案不同,陣列設計、錨固方案設計、消浪設施的選擇、原材料的防腐蝕性等等都要根據(jù)實地情況確定。

目前包括萬華化學、東方日升在內(nèi)的眾多上游原材料,以及通威股份、隆基綠能等中下游供應商,都在積極布局相關產(chǎn)品,而誰能率先在抗風浪、抗腐蝕方面取得創(chuàng)新突破,誰就能占得先機。

再看海上光伏所衍生出的發(fā)展模式,除了“漁光一體”外,“風光同場”“光伏+抽水儲能”更值得關注。


海上光伏與風電并非競爭,更多是互補。風機規(guī)模越大,風區(qū)面積也會增大,參考內(nèi)陸地區(qū)風光電場的經(jīng)驗,海洋光伏可圍繞風電塔筒布局。

另外海上光伏可與風電系統(tǒng)共用海底電纜、匯流箱、變壓器、升壓站及儲能相關設施,能夠有效降低海洋新能源項目的投資成本及維護成本,從而帶來投資回報率的提升。

隨著海上光伏、風電裝機容量的提升,大規(guī)模、不穩(wěn)定的發(fā)電量直接接入電網(wǎng),勢必會對其可靠性和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

海水儲能的加入可讓光伏發(fā)電穩(wěn)定可控,在必要時進行調(diào)節(jié),使輸出功率保持穩(wěn)定,解決大規(guī)模并網(wǎng)的難題。由此,“海上風電+抽水儲能”將是最佳選擇和大勢所趨,值得長期關注。

當然,能夠決定項目是否能夠真正實行的還是成本問題。

雖沒有較為精確的數(shù)值,但目前海上漂浮式光伏造價較高已是共識。一位業(yè)內(nèi)人士透露,“海上光伏的原材料成本大約比常規(guī)光伏高10%-30%,浮體環(huán)節(jié)的成本約1元/瓦,錨固系統(tǒng)約1-2毛/瓦,不過當前較高的海工成本,未來存在一定降本空間。”

從降本曲線來看,2016-2017年“水面漂浮電站”漂浮系統(tǒng)的成本在1.3-1.4元/瓦左右,現(xiàn)在基本上已經(jīng)降到6毛/瓦,核心原因是組件效率提升以及漂浮系統(tǒng)的迭代,以及施工工藝得到優(yōu)化。所以未來持續(xù)的技術迭代創(chuàng)新以及大規(guī)模應用后,海上光伏成本有望得到顯著下降。

總的來說,隨著宏觀不利因素減少,行業(yè)需求在加速疊加,結合技術上的提高和成本端的下降,海上光伏平穩(wěn)落地的難度并不算大。預計明年開始,將有一部分上游原材料提供商和零部件供應商釋放一定出貨量,中下游建設也會逐漸跟上,行業(yè)環(huán)境得到改善基本確定。

原標題:光伏的未來在大海?
 
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來源:科技新知
 
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