【深度分析】太陽能光伏發電與光熱發電的發展現狀及優劣勢對比

2020-11-23 OFweek

  二、太陽能光伏和光熱電站發展現狀

  (一)光伏裝機規模和發展速度遠高於光熱

  在光伏電站方面,截至2014年底,全球光伏累計裝機量約為178.4GW,幾乎是光熱電站的42倍,近十年市場平均增速在40%以上。光伏電站在全球呈現出多元化發展態勢,歐盟累計裝機量約為88GW,佔比49.3%;我國約為28GW,佔比15.7%;日本和美國佔比分別為12.7%和10.3%。上百個國家都在不同程度地使用太陽能光伏發電,產業發展呈現全面開花態勢。

  在光熱電站方面,截至2014年底,全球光熱電站總裝機約為4.1GW,主要集中於西班牙和美國,分別佔據全球總裝機量的51%和40%。值得關注的是,西班牙近2.1GW的裝機量主要集中於2007年西班牙出臺上網電價後,而美國則是自上世紀80年代安裝了9個共計400MW的光熱電站後,一直處於停滯狀態,直到2007年才陸續建設6個共計1217MW的光熱電站。目前我國光熱電站裝機量僅為10MW。

  (二)光伏發電經濟性比光熱更優

  在光伏電站方面,光伏裝機成本呈明顯下降趨勢。目前,我國大型光伏電站的投資成本在8-9元/瓦左右。就運營成本而言,美國光伏電站年運營成本約為17-26美元/千瓦,我國大約為24元/千瓦。就度電成本而言,根據國際可再生能源署的數據,美國光伏發電成本目前約為0.08美元/kWh。我國光伏發電系統投資成本降至8元/瓦以下,度電成本降至0.6-0.9元/kWh。

  在光熱電站方面,根據美國勞倫茲實驗室對2013-2014年建設的6個光熱電站統計數據,2013年建設的裝機規模為250MW且帶有6小時儲能裝置的槽式光熱電站裝機成本為6.67美元/瓦,2014年建設的兩個不帶儲能的250MW槽式光熱電站裝機成本分別為5.1美元/瓦和6.16美元/瓦,2014年建設的370MW塔式發電裝機成本為6.01美元/瓦。我國光熱電站較少,根據黃河上遊水電公司開展前期工作的塔式發電可研報告看,裝機成本約為22元/瓦。度電成本方面,美國近期建設的太陽能熱發電度電成本約為0.19美元/千瓦時。2015年11月,在我國1000MW太陽能光熱發電示範招標項目中,投標的109個業主報價也大多在1.18-1.24元/千瓦時區間。

  根據美國SunShot計劃,到2020年,光熱和光伏的造價將分別降至3.6美元/瓦和1美元/瓦,光伏依然對光熱發電保持有優勢。

  (三)光伏技術比光熱更為成熟

  在光伏發電方面,晶體矽、薄膜和聚光電池等三種電池技術已經成功實現商業化,生產成本近十年降幅達到90%,電池轉換率也以每年0.5個百分點的速度提升。在這三種電池中,晶體矽電池技術最為成熟,產業化配套最為完善,市場參與者也最多,並且其可靠性已經通過多年驗證,發電成本也降至較低水平,未來仍將是市場主流。薄膜電池如CIGS、CdTe雖然發展潛力較大,但受制於其原材料特性(如毒性或稀缺性等)和市場參與者逐年減少,未來的重點將集中在一些細分市場。聚光電池受制於氣候環境,導致雙軸跟蹤的運營成本較高,特別是在晶體矽電池轉換效率逐年提升、成本逐年下降的情況下,其在主流市場就更難與晶體矽競爭。總體而言,隨著分布式發電的發展,光伏市場門檻將會更低,市場參與者也會更多,能夠更加有效地促進光伏技術在更大範圍內的創新和應用。

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