なぜ太陽光発電が市場で支持されているのでしょうか?分散型太陽光発電にチャンスはあるのか？

マスク氏はかつてこう言った、「米国の地図上で爪が当たる場所を与えてくれれば、米国全土に供給できるエネルギーを作り出すことができる」。彼の言った方法は太陽光発電＋エネルギー貯蔵.

内モンゴル・青海省などの広大な面積を持つ中国の省で、太陽光と土地資源をすべて発電に利用すれば、まさに理想的な条件で国の電力を賄うことができる。

中国の現在の太陽光発電の累積設置容量は254.4GWですが、カーボンニュートラルを前提にすると、クリーンで無公害・無尽蔵の太陽エネルギーが現在最も有望な方向性となっています。

今年3月に発表された報告書では、中国の太陽光発電設置容量は2030年までに1025GW、2060年までに3800GWに達すると言及された。現在のクリーンエネルギーには水力・原子力・風力・太陽光発電などが含まれますが、規模は大きくありません。より明確な数字は、昨年の水力発電の設備容量が3億7,000万キロワット、原子力が5,000万キロワット、風力発電が2億8,000万キロワット、太陽光発電が2億5,000万キロワットであることです。

クリーンなエネルギー源は数多くありますが、太陽光発電の設備容量は風力発電よりもさらに低いです。なぜ市場は太陽光発電に対してこれほど楽観的なのでしょうか?

1. 低コスト

過去 10 年間で、キロワット時あたりの太陽光発電のコストは 89% 低下し、キロワット時あたりの平均電気コストは、あらゆる種類の発電の中で最も低コストの電源の 1 つです。2019年の地上発電所の平均建設コストは1ワット当たり4.55元で、この時の電気料金は1キロワット時当たり0.44元である。2020 年の電気料金は 1 ワットあたり 3.8 元、1 キロワット時あたり 0.36 元です。建設コストは今後も年率5～10％で下落し続け、2025年には2.62元/Wまで低下するとのデータもある。

中国の太陽光発電はパリティ インターネット アクセスを実装しました。現在、太陽光発電の補助金を受けているのは、少数の一級都市と二級都市、および太陽光資源が少ないその他の地域だけです。すでにほとんどの地域で自給自足、太陽光発電コストの低減、発電効率の向上、単結晶シリコン・多結晶シリコンの発電効率の向上が達成されており、今後さらにコストが低減される。

現在私たちが直面しているのは、上流の人材不足とシリコン原料の生産能力が消費に追いつかず、コストが高くなりすぎるという問題です。太陽光発電モジュールとブラケットは数年前に比べてはるかに安価になりました。

2. 短い工期

水力発電所の建設は非常に困難です。三峡ダムの建設には15年を要し、113万人の先住民が強制移住させられた。現状では三峡ダムの再建は難しく、サイクルが長すぎ、費用が高すぎる。一般に、大・中規模水力発電所の建設期間は5～10年、小型水力発電所でも2～3年かかります。唯一の利点は、水力発電所の運転サイクルが少なくとも 100 年と長いことです。

原子力発電所はさらに大規模なプロジェクトであり、原子力の安全性の問題が伴います。規制当局の承認、土木工事、設置、試運転の全プロセスには 5 ～ 8 年かかります。

風力発電の設置期間は比較的長くなく、1年程度で十分です。

相対的に言えば、太陽光発電は最も時間を節約できる発電所です。集中型太陽光発電もある程度の時間を無駄にする可能性がありますが、現在人気の分散型太陽光発電、つまり電力網やマイクログリッドの概念を備えた太陽光発電所は、3か月以内に発電所の建設を完了することができ、短期間で発電所を建設できます。設備投資建設に非常に適しています。

メリットについて話した後は、デメリットを見てみましょう。なぜ市場は依然として太陽光発電について疑問でいっぱいなのでしょうか?

太陽光発電は現在、3つの大きな課題に直面している。一つは発電が不安定で、光や電気の無駄が多いこと。第二に、発電所は遠隔地に集中しており、輸送が困難です。第三に、集中型太陽光発電が広大な土地面積を占めています。

これら 3 つの問題を 1 つずつ分析していきます。

ａ．光と電気を捨てる

光を放棄する理由は、発電量が多すぎるためです。

すべての自治体が節電を行っていますが、すべての電力が不足しているわけではありません。例えば、青海省や内モンゴル自治区など景観資源が豊富な省では、実際に十分な発電量が存在している。しかし、それでも、風力発電や太陽光発電に限らず、発電量の偏りという大きな問題に直面しています。

天候によって発電量が決まります。太陽光発電の源は太陽であり、夕方よりも昼間の発電量が、雨天よりも晴れの日の方が確実に発電量が多くなります。そのため、太陽光発電は天候に左右され、自主性が全くありません。

エネルギー貯蔵とは、ピーク時に発電された電力を何らかの方法で貯蔵することです。太陽光発電をより安定させ、山を削り、谷を埋める状態を実現するのが蓄電技術です。現在、主流のエネルギー貯蔵方法は 2 つあります。1 つは電気化学エネルギー貯蔵です。これはバッテリーを使用して電気エネルギーを貯蔵します。もう1つは、電気エネルギーを水素エネルギーに変換する水素エネルギーです。水素エネルギーは、輸送や貯蔵に便利で、必要なときに使用できます。

太陽光発電にはもう 1 つの欠点があります。それは、時間の経過とともに光電変換率が低下することです。水力発電所は建設されてから 100 年間稼働する可能性がありますが、太陽光発電所のコンポーネントは時間の経過とともに徐々に老朽化し、15 年で廃止される可能性があります。

b.電力輸送

各地で発電量が不均一になるのはシステム的な問題だ。

中国には広大な土地と豊富な資源があり、発電方法は一般化できません。雲南省や四川省など水資源が豊富な場所では水力発電の利用が多く、北西部では風力発電や太陽光発電の利用が多くなっています。地理的な位置が発電量に直接影響します。北西部の乾燥地域での発電は、南東部や南西部などの雨の多い地域よりもはるかに強力でなければなりません。さらに恥ずかしいのは、資源が豊富な地域の人口が少ないことです。人口密集地域には資源が不足しています。東部と南部地域は人口が多いにもかかわらず、火力発電もクリーンエネルギー発電も制限されている。

西から東への送電においては、地理的位置に起因する資源の偏在の問題が解決すべき課題である。北西の風力発電、太陽光発電、南西の水力発電は中東南部の先進地域に輸送する必要があり、送電網の規制とUHV長距離送電および変電が必要となります。

機器、タワー、太陽光発電ケーブルインフラストラクチャなどは、市場の機器やケーブルへの資本投資がより多くなります。機器には、変圧器やリアクトルなどの直流機器と交流機器が含まれます。

c.地域の制限

なぜ中国北西部だけが太陽光発電を利用できるのでしょうか?以前の技術では、市場は集中型太陽光発電に熱心であったため、多数の太陽光発電パネルが地面を占有し、かなりの電力を生成しました。

パネルが集中的に蓄積されているため、北西部などの人口密度の低い地域のみがこの状態になる可能性があります。しかし、中部・東部地域は土地資源が比較的貴重であり、集中型太陽光発電を行える条件が整っていないため、現在は分散型太陽光発電が普及している。

分散型には 2 つのタイプがあり、1 つは屋上太陽光発電、もう 1 つは統合型太陽光発電です。屋上太陽光発電は制約が強く効率が低いため、普及促進の成果は芳しくありません。現在、市場は太陽光発電の統合、つまり太陽光発電の屋根と太陽光発電のカーテンウォールについて、より楽観的な見方をしています。分散型太陽光発電所とは、6MW 未満の太陽光発電所を指し、通常は建物の屋根やその他の遊休地に建設される太陽光発電プロジェクトです。負荷までの距離が短く、伝送距離も短く、その場で吸収されやすいため、非常に有望です。