我們可以用大概20年完成自然的能源轉(zhuǎn)型，最終實現(xiàn)用光伏來替代煤炭，實現(xiàn)我們的“雙碳”目標(biāo)。
在“雙碳”目標(biāo)下，光伏產(chǎn)業(yè)是一個新的發(fā)展機(jī)會。光伏能源作為可再生能源，無論是從光伏資源潛力，還是從技術(shù)成本、建設(shè)成本來看，都具備替代煤炭能源的可行性，從而推動電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。
經(jīng)濟(jì)增長是大家一直關(guān)心的問題，我們看一下過去世界經(jīng)濟(jì)60年的發(fā)展，可以看到經(jīng)濟(jì)總體上還是保持了一個平穩(wěn)的3.4%左右的增長，但是也確實有一個長期的向下趨勢。同時世界經(jīng)濟(jì)的債務(wù)也是越來越高，從經(jīng)濟(jì)的貨幣與產(chǎn)值的比較來看，可以看得出不斷在攀升，這是對我們增長的一種挑戰(zhàn)。
另外一個是環(huán)境的挑戰(zhàn)。環(huán)境和氣候的變化，這里有一個歷史的觀測記錄，從1850年開始到現(xiàn)在，170多年，看到全世界的碳排放不斷在增加，從最初的每年2.2億噸碳排放到現(xiàn)在的323億噸，所以對環(huán)境產(chǎn)生很大的壓力。同時也可以看到，同時期觀測到的地球二氧化碳的含量也是不斷在攀升，從原來的285PPM到現(xiàn)在的409PPM。
下面這張圖可以看出，隨著碳濃度的增加，相應(yīng)的全世界的平均氣溫也在增加，幾乎跟大氣碳濃度水平是同步的，這樣的氣候產(chǎn)生的嚴(yán)重結(jié)果就是天氣災(zāi)害頻發(fā)，這是環(huán)境的挑戰(zhàn)。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界的碳排放不斷在增長，中國也因為經(jīng)濟(jì)增長，碳排放越來越高。面對這樣的挑戰(zhàn)，我們怎么應(yīng)對?國家提出了“雙碳”的戰(zhàn)略。
對此，我們做了研究和推算，下面有一張世界光伏潛力分布圖，可以看出來有幾個比較集中的紅色區(qū)域，屬于光照比較強(qiáng)烈的，其中一塊就位于中國。我們經(jīng)過測算，如果能夠充分挖掘這一塊光伏潛力的話，有可能替代目前我們用的煤炭能源的總量。
另外對幾個不同的可再生能源的比較，光伏潛力應(yīng)該是最大的，差不多是風(fēng)能潛力的1000倍。水力資源現(xiàn)在已經(jīng)利用了其潛力的一半，未來上升空間有限，所以光伏提供了非常大的潛力。
再看新優(yōu)勢，就是技術(shù)進(jìn)步使得光伏成本大幅下降。在過去的十年，光伏的度電價格降幅超過85%。左圖中每瓦的光伏裝機(jī)的價格有一個很大的降幅，然后看右圖中光伏每度電的價格也有了大幅度下降，這也是在幾種不同的可再生能源類別中成本降幅最快的，這樣的話就大大提升了光伏的經(jīng)濟(jì)可行性。
同時可以看一下中國的光伏產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。從下面的左圖可以看出來，中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)在全球占據(jù)了很大的比重，包括硅料的生產(chǎn)也是在迅速提升?？从疫呥@張圖，中國光伏電站建設(shè)成本也是系統(tǒng)性下降，同時顯著低于全球的成本水平。
下面我們談一下，如果經(jīng)過進(jìn)一步論證，證明光伏能源作為一個可再生能源，有足夠大的規(guī)模可以替代煤炭做能源的基礎(chǔ)，我們應(yīng)該怎么轉(zhuǎn)型?下面這張圖上左邊這一半實際上是2000年到2020年整個電力企業(yè)的裝機(jī)總量在不斷累積增加，今天大約有70%的發(fā)電還是用火電的技術(shù)設(shè)備。
那么面向未來，我們可以怎么調(diào)整?
這就是一個轉(zhuǎn)型路徑的問題。在這里我們有一個策略，這些煤電既然已經(jīng)建了，那么就讓它在工作壽命期持續(xù)工作，隨著時間推延，每年會有折舊的、退役下來的，那在新增的發(fā)電能力上，就不再做傳統(tǒng)電源的投資，而是把新的投資都集中在光伏類型的新能源，這樣就會每年有一個逐漸等量替換的概念。同時如果有新的經(jīng)濟(jì)增長需求，光伏的投資根據(jù)實際情況也可以略微增加，這樣的話就可以用大概20年完成一個自然的能源轉(zhuǎn)型，最終實現(xiàn)用光伏來替代煤炭，實現(xiàn)我們的“雙碳”目標(biāo)。
按照剛才的演進(jìn)路徑，光伏產(chǎn)業(yè)投資假如從2021年開始，新增的電源都是由光伏裝機(jī)來實現(xiàn)，那么下面這張圖就展示了未來的20年的一個投資逐漸增加的過程，從開始大概0.25萬億，到后來大概2萬億的年投資，整個全過程完成約20年，總共的投資規(guī)模大概是20多萬億元。
剛才講的是光伏發(fā)電的可能性，但光伏發(fā)電有兩個重要的相關(guān)問題，還需要進(jìn)一步的論證和研究來解決。這里做了一個基本測算，根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)，我們現(xiàn)在一年發(fā)電7.6萬億度電，折成每天的話應(yīng)該是210億度，如果換用光伏，即使白天能夠發(fā)這么多，但需要有一個儲電體系以解決晚上用電的需求，儲電大概需要90億度。
如果要儲這么多能量的電，現(xiàn)在有幾個選擇：
一個是最簡單的抽水儲能，有一個估算，如果要建立一個90億度的儲電能力抽水蓄能設(shè)施的話，需要6.2萬億的投資;
一個是鋰電儲能，需要6.8萬億的投資;還有一個是用電解制氫，制氫以后，再通過氫發(fā)電進(jìn)行存儲和釋放能量的過程;
最后一個是壓氣儲能，投資大概總額也要8萬億左右。
比較下來抽水蓄能、鋰電儲能和壓氣儲能可以控制在8萬億左右，這個價格占發(fā)電系統(tǒng)投資的比例大概是20%左右。從經(jīng)濟(jì)的投資測算角度來講，也是占比適當(dāng)，不算很高。
除了剛才講的儲電問題，未來還有一個輸電問題。輸電基本上可以盡量利用現(xiàn)有電網(wǎng)，但也需要根據(jù)光伏電場的選址情況，增加一些必要的輸電線路。具體的輸電線路的投資測算還需要一些細(xì)節(jié)信息和討論，就不在這里展開了。
總而言之，輸電體系基本上可以最大限度地利用現(xiàn)有電網(wǎng)體系。光伏發(fā)電可重新再造新的電力行業(yè)，從發(fā)電到輸電到儲電，基本上是可以解決的，這是非常好的。光伏產(chǎn)業(yè)是一個新的發(fā)展機(jī)會，對電力系統(tǒng)來講，也是一個轉(zhuǎn)型的具體案例，能夠從過去舊的、高碳高耗的形式，變成了新能源、低耗的形式。
原標(biāo)題：光伏的潛力是風(fēng)電的1000倍
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