黨的二十大之后習近平主席的首次美國之行，從不同的維度向美國、向亞太、向世界講述了生動精彩的中國故事。習近平主席在談到各方都關心的綠色發展時說：“現在，全球光伏發電裝機容量接近一半在中國，全球新能源汽車一半以上行駛在中國，全球四分之一的新增綠化面積來自中國。我們力爭2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和。我們說到做到。”
那么，光伏發電是什么技術?其裝機容量近一半在中國意味著什么?在國際社會努力推動的能源轉型進程中，光伏發電又扮演著怎樣的角色?今天我們請全球能源互聯網發展合作組織研究員鄭漳華來說一說。
(1)太陽能發電技術的“高階版”
一直以來，能源轉型備受國際社會重視，主要是因為它對于解決全球氣候問題具有至關重要的作用。在此前的工業化時期，世界各國為推進本土的經濟發展，不斷使用煤、石油等化石燃料進行發電。而隨著時間的流逝，科學家發現，化石燃料的大量使用增加了溫室氣體的排放，給環境帶來了巨大負擔。因此，現代社會尤其是大國之間達成了推進能源轉型的共識，也提出了不少措施來推動低碳發展進程。比如，許多國家將加快風電、太陽能等可再生能源的發展視為保障能源安全、有效應對全球氣候變化的根本途徑。
可再生能源是相較于傳統不可再生化石能源的一種能源統稱，其最大的特點是不需要人力參與，便可自動在自然界中生成，符合科學的可持續發展觀念。目前，地球上常見的可再生能源有太陽能、風能、水能等類型。其中，水力發電效率高、成本低，但資源開發受地理條件所限，且建設水電站有可能對生態環境和土地植被產生較大影響;風力發電對于自然環境的要求較高，通常需要在風力資源豐富的地方開發建設，且存在噪音大、影響鳥類生存活動等缺點。相比之下，太陽能發電兼具使用持續性和清潔性的優點，不管是在城市樓宇，還是在戈壁沙漠，都可以建設開發。
傳統的太陽能發電，主要是通過在地面或屋頂設置集熱器等設備，將所收集的太陽能轉化為電能，再輸出到電網系統中。這些集熱器一般都是由經過特殊處理的反射材料制成，可將太陽的輻射能轉換為熱能，再通過熱力機械工作，轉化為電能。這個過程類似于使用一堆彎曲的反射鏡，將太陽能反射到一個聚焦點后，利用熱能對水進行加熱形成高溫蒸汽，進而驅動渦輪機以產生電力。
光伏發電相當于太陽能發電技術的“高階版”。光伏發電是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。1839年，年僅19歲的法國科學家貝克雷爾在實驗室中發現了光生伏特效應，即光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象，如果兩者之間連通，就會形成電流的回路。因此，為了將太陽光轉換為電力，光伏發電系統中需要放置光伏電池板，這些光伏電池板由能夠直接將太陽能轉換為電能的半導體材料所制成。
近年來，隨著科學技術的發展，太陽能電池的發電效率不斷提升、生產成本不斷降低，“光伏發電”這種技術也日益受到人們重視。
(2)推動全球能源轉型的重大助力
其實，光伏電池早在20世紀60年代就得到了應用，但主要是為衛星、空間站等空間探索領域提供電力。當人們意識到可再生能源的重要性之后，光伏發電便迅速走向大規模商業化，一些國家和地區開始出臺政策，鼓勵和支持光伏發電的發展和應用。
我國光伏發電起步雖晚，但發展快速。在品牌方面，我國企業具有絕對優勢，《2023全球光伏品牌100強榜單》中，有90個品牌來自中國;在技術研發方面，今年由中國企業自主研發的晶硅-鈣鈦礦疊層電池效率達到33.9%，打破了此前由沙特研究團隊保持的33.7%的世界紀錄;在國際競爭方面，中國光伏產業的全球市場占有率從2010年的40%上升到2017年的近70%，全球知名咨詢機構麥肯錫在《中美產業優勢對比報告》中明確指出，中國光伏產業全面領先美國。
今年11月15日，中美兩國發布了《關于加強合作應對氣候危機的陽光之鄉聲明》，極大提升了各方合力應對氣候變化的信心。根據聲明，中美兩國力挺二十國集團領導人宣言，到2030年將全球可再生能源裝機容量增至三倍，預計每年平均將新增的可再生能源裝機容量達6億千瓦。
在此背景下，光伏發電因其綠色、安全、高效、應用范圍廣泛的特點，在可再生能源裝機中占據絕對主導地位。而國際社會尤其是中美兩國攜手發展光伏發電，對于促進全球能源轉型具有重要意義。
首先，光伏產業的全球市場規模極為龐大。全球太陽能市場的規模現已超過7000億美元，預計在2030年將達到1.3萬億美元。面對如此巨大的市場機會，各國企業充分利用國際市場平臺，良性競爭、互相借鑒，可加快產品研發的步伐，推動光伏市場份額進一步擴大，也有助于全球能源的清潔轉型。
其次，光伏合作能夠降低成本并增強競爭力。在全球范圍內，不同國家的光伏產業技術水平和成本差異較大，合作可實現資源整合及優勢互補。通過共同投資、研發和生產等方式，還能進行技術共享和資源共享，節約成本和時間，提高產品品質和市場競爭力。
第三，光伏合作不僅對開拓全球市場具有積極意義，同時也對全球可再生能源產業的進步起到了推動作用。通過光伏合作，各國能利用先進技術和設備，有力促進產業結構調整和升級，進而提高生產效率和能源利用效率。同時，全球范圍內可再生能源領域的信息交流和技術創新，也將共同推動可再生能源技術的進步和應用。
(3)光伏發電有哪些生活用途
如今，作為一種具有經濟競爭力的可再生能源形式，光伏發電已成為全球能源供應的重要組成部分。有資料分析，在全球電價升高和光伏系統度電成本更具競爭力的推動下，預計全球今年安裝的新增光伏發電裝機容量將達到4.14億千瓦。
大家可能也注意到了，在描述光伏發電發展規模時，經常用到“裝機容量”一詞，這是什么意思呢?其實，所謂“裝機容量”，就是指該發電機組額定可發出的有效功率，是表征發電機組建設規模和電力生產能力的主要指標之一。光伏裝機量越高，意味著光伏發電裝備的總容量越大，生產電能的能力自然也就越高。影響光伏裝機量的因素有很多，包括政策扶持程度、光伏電站建設成本、光伏技術效率、區域光照等。其中，政策扶持程度是影響光伏裝機量最為關鍵的因素之一。
對于國家而言，光伏發電裝機容量的重要性不言而喻，它可以有效反映出光伏產業的發展情況，為相關領域的規劃、決策提供重要參考依據。同時，由于光伏發電具有清潔、可再生等優點，其裝機量的增加也有助于減少二氧化碳排放、保護環境。
前不久，習近平主席在美國之行中提到的“全球光伏發電裝機容量接近一半在中國”，表明了中國在國際光伏發電領域具有的領先地位和重要影響力。近年來，中國政府大力推動光伏發電產業的發展，通過政策扶持、投資和技術創新等多種手段，有效增加了光伏發電的裝機容量。這些舉措不僅使中國成為了全球最大的光伏發電市場，也對全球光伏產業的發展產生了積極作用。
那么，光伏發電在我們的生活中究竟有哪些用途呢?
在居民使用方面，光伏發電可以用于家庭屋頂或庭院的光伏電池板，通過將太陽能轉化為電能來滿足家庭的用電需求，包括照明和空調、熱水器等電器設備等。以通州區潞城鎮前疃村為例，該村是北京市整村光伏的試點村，村民院落屋頂上隨處可見光伏電池板，總計建成光伏907.04千瓦。根據規劃，在“十四五”期間，該村還將增加900千瓦的光伏發電能力。這些光伏發電設施在白天可以完全實現自發自用，多余的電能還可并網賣出，為村民帶來了可觀的經濟和生態效益。
在商業和工業領域，光伏發電已廣泛應用于辦公樓、工廠和商場等建筑，為其提供電力。許多商業和工業建筑都安裝了光伏電池板，以降低對傳統電網的依賴并減少能源成本。
此外，在農業領域，光伏發電為灌溉系統、溫室和養殖場等提供電力，有助于提高農業生產效率、改善生態環境。在充電設施領域，光伏發電還能與充電樁建設相結合，為電動汽車提供清潔能源充電，從而促進可持續交通的發展。
總之，光伏發電在生活中的應用前景廣闊，能為各個領域提供清潔、可再生的能源供應。在宏觀層面上，光伏產業作為國家重點推動的戰略性新興產業，對優化能源消費結構、緩解能源供需矛盾、促進節能減排和保護生態環境等均有重大意義。
(4)產能過剩與國際競爭是主要挑戰
當然，我們還需看到事物發展的兩面性。我國光伏行業的發展處于國際領先水平，但也面臨著產能過剩與擴產、國際競爭不斷延伸等多方面的挑戰。
現在，光伏行業頗具發展潛力，產業鏈產品需求也較大，許多國家都在積極鼓勵企業發展太陽能光伏行業。從中長期來看，需考慮到市場消納、供需匹配等因素，部分企業在短期內過度擴產以及新技術、新產品的不斷發展，可能會使光伏產品在某些方面出現一定程度的產能過剩。
我國光伏產業雖然有較高的國際競爭力，仍需關注國際競爭的風險。目前，我國擁有全球最完整的光伏產業供應鏈，產業配套完備、上下游形成聯動效應，產能產量優勢明顯，這些都是產品出口的基石。但是，一些國家也正在積極謀劃光伏產業生產制造本地化和供應鏈本地化，并將發展新能源制造上升至政治層面，出臺措施限制進口，對我國光伏產品的出口造成了一定影響。
另外，光伏核心器件正朝高效率、低能耗、低成本方向發展，技術突破是競爭的關鍵。目前，晶硅電池仍是光伏行業的主流技術，而被認為是第三代高效薄膜電池代表的鈣鈦礦薄膜電池尚在實驗室階段，若能早日實現技術突破，必將對整個光伏行業產業鏈帶來重大利好。
近年來，在我國2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和的目標推動下，風能、太陽能等可再生能源進入了新的發展階段。國家能源局發布的《2023年前三季度光伏發電建設運行情況》數據顯示，截至今年9月底，全國光伏發電累計并網容量已達到5.2億千瓦，成為我國裝機規模第二大的電源，僅次于煤電。可見，隨著國家政策和地方規劃的陸續出臺，光伏發電在未來我國能源結構和能源戰略中將扮演越來越重要的角色，如何更好地抓住機遇、應對挑戰是一個重要和迫切的課題。
來源：北京日報客戶端 記者 汪丹
作者：汪丹
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