美國西南、加州東部是是美國最好的光輻照資源地區,儘管是一大片沙漠,卻被能源大戶加利福尼亞州及亞利桑那州、新墨西哥州、德克薩斯州包圍。
在中國,最好的光照資源在西北部,用電卻在東南沿海,需要長距離的西電東送。而在美國西南部部署太陽能發電,不僅可以利用最好的太陽能資源,達到最低的發電成本,還可以很好地實現就近消納。
最近,美國國土資源局批准了First Solar 全資子公司Desert Quartzite在加州Eastern Riverside縣索諾拉沙漠地區計劃投資的沙漠太陽能項目,負責在大約3000英畝的公共土地上一個450兆瓦光伏項目的建造、運營、維護和退役。
1.首個大規模沙漠地區光伏項目
從2014年起,加州就針對沙漠開發與保護提出了「八十萬公頃土地用於可再生能源項目」的「沙漠再生能源保護計劃」(DRECP)。然而該計劃受到了「綠色」人士處於對沙漠環境、文化、生物物種(沙漠龜、蜥蜴、植物)影響的反對。美洲當地印第安人還認為這些項目可能會破壞印第安人神聖的遺址,加上川普政府對可再生能源的不支持態度,美國內政部直到近日才最終批准了在加州沙漠地區部署光伏項目的計劃。但相比於該項目的規劃,最終項目縮減了100MW及近1000英畝土地。
加州廣袤的沙漠很貧瘠:隨處可見的揚塵、沙子和烈日下矮小的灌木。但如果部署的光伏項目能在2022年投入運營,那將產生足夠的電力,為大約117,000戶家庭供電,同時為美國財政部提供約270萬美元年租金和費用(該土地屬政府公用地)。
這些項目與加州積極的可再生能源目標相關,包括到2045年實現零排放電力的承諾。據Desert Quartzite表示,這一光伏項目屬於美國內政部的「美國第一能源計劃」的一部分,支持在政府公共土地上進行能源開發,改善基礎設施,並為當地經濟創造就業機會,促進美國能源獨立和經濟增長立。
該項目將導致私人基礎設施投資10億美元,年運營經濟效益300萬美元,為約11.7萬戶家庭供電,並向美國財政部提供高達270萬美元的年租金和費用。它將在建設高峰期創造多達870個就業崗位。
2.環境考量 – 戶外實證提供重要支持
優越的光照資源讓美國西南部成為光伏項目的最佳選擇,根據TestPV的分析,加州沙漠的日照度在全球只有北非洲地區可比。
但環境資源卻是一把雙刃劍。一方面卓越的光照資源讓發電量更高,沙漠地區的土地利用成本很低,另一方面沙漠地區獨特的氣候條件又讓光伏電站存在以下風險:
-高溫:強光照及低緯度地區的高溫
-紫外線:強光照增加了紫外輻照度
-風沙:沙漠地區風、沙對組件、逆變器的影響
-運維:無論是安裝還是運行維護,都受到惡劣氣候影響
-美國內政部官員接受採訪時說:「這是一個很大的考慮。」
該項目的運營商Desert Quartzite公司位於美國亞利桑那州。熟悉光伏的人都知道,亞利桑那州擁有國際公認的基準戶外老化曝曬場:那裡陽光輻照強度大、且全年高溫。與佛羅裡達州的高溫高溼條件相比,亞利桑那州曝曬場有高於其約20%以上的陽光,更高的年均溫度和更低的溼度。在夏天,氣溫可達到46°C,黑色樣品可達到71°C以上,正是這種強紫外線和極高溫度的結合使亞利桑那州成為成功測試高耐用材料的理想之地。因此它也是全球光伏產品最嚴苛的乾熱地區戶外實證基地,對於測試組件封裝膠膜、背板等材料的物理&化學降解,電池衰減等有重要研究價值。
亞利桑那州立大學、Q-Lab、Atlas等很多知名研究機構和企業都在亞利桑那州設有戶外暴曬試驗場。根據光伏項目相關技術信息,亞利桑那州戶外實證試驗場的光伏試驗數據將為本次沙漠地區光伏項目選型提供重要參考和技術保障。
乾熱氣候光伏發電研究結果表明:實證很重要
3.未雨綢繆,進軍美國光伏市場
數日前,中美貿易協定正式籤署第一階段協議,其中明確指出需要增加對美國太陽能級多晶矽的進口,以及雙反要降低電氣部件等關稅。儘管中美光伏雙反仍在繼續,但可以預測,中美光伏的材料、組件、項目建設投資將很快實現大量增長,確切地說,TestPV根據一直以來對中美光伏政策的理解,認為:
中美之間的光伏來料加工、保稅貿易或許將首先被放開。
一旦光伏材料實現保稅貿易,那麼從美國進口多晶矽,再製造出電池或組件,不僅可以避開雙反關稅,還能免除201關稅。如果用美國進口的多晶矽生產雙面電池和不受201政策影響的雙面光伏組件,對美組件出口市場將被進一步打開,美國光伏將有更低的LCOE,市場重心或從現在的工商業轉向地面電站。
而美國光伏地面電站最好的地區就是美國西南部。
從氣候條件來看,弗洛裡達州的高溫高溼氣候條件與中國海南相近,亞利桑那州的乾熱、沙漠地區氣候條件則與中國新疆吐魯番地區相近。據TestPV了解,中國質量認證中心CQC從2016年起就在海南、吐魯番等多個地區建立了光伏戶外實證試驗場,並同中來、隆基、天合、晶科、瑞元等光伏材料、組件廠一期開展了戶外實證業務。首批通過戶外實證的八家組件企業被授予光伏產品戶外實在領跑者證書。
未雨綢繆,進軍美國光伏市場藍海,你準備好了嗎?
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