Musk powiedział kiedyś: Daj mi miejsce paznokciem na mapie Stanów Zjednoczonych, a będę mógł wytworzyć energię, która będzie w stanie zasilić całe Stany Zjednoczone.Metodą, którą podał, jest wytwarzanie energii fotowoltaicznej +magazynowanie energii.
Jeśli w dużej prowincji Chin, takiej jak Mongolia Wewnętrzna/Qinghai i innych prowincjach o dużej powierzchni, całe światło słoneczne i zasoby gruntów zostaną wykorzystane do wytwarzania energii, rzeczywiście może ona zapewnić krajowi energię elektryczną w idealnych warunkach.
Obecna łączna moc zainstalowana systemów fotowoltaicznych w Chinach wynosi 254,4 GW, ale przy założeniu neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla czysta, wolna od zanieczyszczeń/niewyczerpana energia słoneczna jest obecnie najbardziej obiecującym kierunkiem.
W raporcie opublikowanym w marcu tego roku wspomniano, że do 2030 roku zainstalowana moc fotowoltaiczna w Chinach osiągnie 1025 GW, a do 2060 roku zainstalowana moc fotowoltaiczna osiągnie 3800 GW.Obecna czysta energia obejmuje wytwarzanie energii wodnej, jądrowej, wiatrowej i fotowoltaicznej, których skala nie jest duża.Bardziej jasną cyfrą jest to, że w ubiegłym roku moc zainstalowana elektrowni wodnych wyniosła 370 milionów kilowatów, elektrowni jądrowych – 50 milionów kilowatów, energii wiatrowej – 280 milionów kilowatów, a fotowoltaiki – 250 milionów kilowatów.
Źródeł czystej energii jest tak wiele, a moc zainstalowana fotowoltaiki jest jeszcze niższa niż elektrowni wiatrowych.Dlaczego rynek tak optymistycznie podchodzi do energetyki fotowoltaicznej?
1. Niski koszt
W ciągu ostatnich dziesięciu lat koszt wytworzenia energii elektrycznej w przeliczeniu na kilowatogodzinę w instalacjach fotowoltaicznych spadł o 89%, a średni koszt wytworzenia energii elektrycznej na kilowatogodzinę jest jednym z najniższych kosztów źródeł energii spośród wszystkich rodzajów wytwarzania energii.Średni koszt budowy elektrowni naziemnych w 2019 r. wyniesie 4,55 juana za wat, w tym czasie cena energii elektrycznej wynosi 0,44 juana za kilowatogodzinę;w 2020 r. cena energii elektrycznej wyniesie 3,8 juana za wat, a cena energii elektrycznej 0,36 juana za kilowatogodzinę.Koszt budowy będzie w przyszłości nadal spadał w tempie 5–10% rocznie, a dane przewidują, że do 2025 r. spadnie do 2,62 juanów/W.
Chińska fotowoltaika wdrożyła parytetowy dostęp do Internetu.Obecnie jedynie kilka miast pierwszego i drugiego poziomu oraz innych regionów o mniejszych zasobach energii słonecznej nadal korzysta z dotacji na fotowoltaikę.Większość regionów osiągnęła już samowystarczalność, obniżyła koszty fotowoltaiki, zwiększyła efektywność wytwarzania energii, poprawiła efektywność wytwarzania energii z krzemu monokrystalicznego/krzemu polikrystalicznego, a koszty zostaną w przyszłości jeszcze bardziej obniżone.
Obecnie stoimy przed problemem niedoborów na rynku wyższego szczebla, a moce produkcyjne materiałów krzemowych nie nadążają za zużyciem, co skutkuje zbyt wysokimi kosztami.Moduły i wsporniki fotowoltaiczne są znacznie tańsze niż jeszcze kilka lat temu.
2. Krótki okres budowy
Budowa elektrowni wodnej jest bardzo trudna.Ukończenie budowy Tamy Trzech Przełomów zajęło 15 lat i usunięto 1,13 miliona rdzennej ludności.W obecnej sytuacji odbudowa Trzech Przełomów jest trudna, cykl jest zbyt długi, a koszt zbyt wysoki.Ogólnie rzecz biorąc, okres budowy dużych i średnich elektrowni wodnych wynosi 5-10 lat, a małych elektrowni wodnych również 2-3 lata.Jedyną zaletą jest to, że elektrownia wodna ma długi cykl pracy, co najmniej przez sto lat.
Elektrownie jądrowe to jeszcze większe projekty, wiążące się z kwestiami bezpieczeństwa jądrowego.Cały proces uzyskiwania zatwierdzeń regulacyjnych, prac inżynieryjnych, instalacji i uruchomienia zajmie 5-8 lat.
Czas instalacji elektrowni wiatrowej nie jest zbyt długi, wystarczy około roku.
Relatywnie rzecz biorąc, wytwarzanie energii fotowoltaicznej jest elektrownią oszczędzającą czas.Scentralizowane wytwarzanie energii fotowoltaicznej też może zmarnować trochę czasu, ale teraz popularna fotowoltaika rozproszona, czyli elektrownie fotowoltaiczne z koncepcją sieci elektroenergetycznych lub nawet mikrosieci, w ciągu 3 miesięcy Budowę elektrowni można zakończyć, a krótki okres jest bardzo odpowiedni do budowy inwestycji kapitałowych.
Po omówieniu zalet, spójrzmy na wady.Dlaczego rynek wciąż jest pełen wątpliwości co do fotowoltaiki?
Wytwarzanie energii fotowoltaicznej stoi obecnie przed trzema głównymi problemami.Jednym z nich jest niestabilne wytwarzanie energii oraz duża ilość światła odpadowego i energii elektrycznej;po drugie, elektrownie są skupione w bardziej odległych lokalizacjach i trudne do transportu;po trzecie, scentralizowana fotowoltaika zajmuje dużą część obszaru lądowego.
Przeanalizujemy te trzy kwestie po kolei.
A.Porzucenie światła i elektryczności
Powodem rezygnacji ze światła jest zbyt duża produkcja energii.
Chociaż wszystkie samorządy ograniczają zużycie energii elektrycznej, nie cała energia elektryczna jest niewystarczająca.Na przykład prowincje o bogatych zasobach krajobrazowych, takie jak Qinghai i Mongolia Wewnętrzna, faktycznie wytwarzają wystarczającą ilość energii.Ale mimo to nie tylko energetyka wiatrowa czy fotowoltaika, wszystkie one borykają się z poważnym problemem: nierównomiernym wytwarzaniem energii.
Pogoda determinuje ilość wytworzonej energii elektrycznej.Źródłem generacji energii fotowoltaicznej jest słońce, produkcja energii w dzień jest zdecydowanie większa niż w godzinach wieczornych, a w dzień słoneczny jest zdecydowanie większa niż w deszczową pogodę.W rezultacie wytwarzanie energii fotowoltaicznej zależy od pogody i nie ma żadnej autonomii.
Magazynowanie energii polega na magazynowaniu w jakiś sposób energii elektrycznej wytworzonej w okresach szczytu.Technologia magazynowania energii ma na celu uczynienie wytwarzania energii fotowoltaicznej bardziej stabilną i osiągnięcie stanu szczytowego golenia i wypełnienia dolin.Obecnie istnieją dwie główne metody magazynowania energii.Jednym z nich jest elektrochemiczne magazynowanie energii, które wykorzystuje baterie do magazynowania energii elektrycznej;druga to energia wodorowa, która przekształca energię elektryczną w energię wodorową, która jest wygodna w transporcie i magazynowaniu oraz może być wykorzystana w razie potrzeby.
Fotowoltaika ma jeszcze jedną wadę: współczynnik konwersji fotoelektrycznej z czasem maleje.Po wybudowaniu elektrownia wodna może działać przez sto lat, ale elementy elektrowni fotowoltaicznej z biegiem czasu powoli się starzeją i mogą przejść na emeryturę za 15 lat.
B.Transport energii elektrycznej
Problemem systemowym jest nierównomierne wytwarzanie energii w różnych miejscach.
Chiny mają rozległe tereny i obfite zasoby, a metod wytwarzania energii nie można uogólniać.W miejscach takich jak Yunnan i Syczuan, gdzie zasoby wody są obfite, można wykorzystać więcej energii wodnej, a na północnym zachodzie częściej wykorzystuje się energię wiatrową i fotowoltaiczną.Położenie geograficzne bezpośrednio determinuje ilość wytwarzanej energii.Produkcja energii elektrycznej na suchych obszarach na północnym zachodzie musi być znacznie większa niż w miejscach o dużych opadach deszczu na południowym wschodzie, południowym zachodzie itp. Bardziej zawstydzające jest to, że obszary bogate w zasoby są mniej zaludnione;obszary gęsto zaludnione nie mają wystarczających zasobów.Chociaż regiony wschodnie i południowe mają dużą populację, zarówno wytwarzanie energii cieplnej, jak i czystej energii jest ograniczone.
Problem nierównomiernego rozmieszczenia zasobów spowodowanego położeniem geograficznym jest problemem do rozwiązania w przypadku przesyłu energii elektrycznej z zachodu na wschód.Północno-zachodnia energia wiatrowa, fotowoltaiczna i południowo-zachodnia energia wodna muszą być transportowane do rozwiniętych regionów na południu Bliskiego Wschodu, co wymaga regulacji sieci energetycznej oraz konieczności przesyłu i transformacji energii UHV na duże odległości.
Projekty UHV, w tym sprzęt, wieże,kable fotowoltaicznei infrastruktura itp. to więcej inwestycji kapitałowych w sprzęt i kable dostępne na rynku.Sprzęt obejmuje sprzęt prądu stałego i sprzęt prądu przemiennego, taki jak transformatory i reaktory.
C.Ograniczenia regionalne
Dlaczego tylko północno-zachodnie Chiny mogą korzystać z fotowoltaiki?Ponieważ w poprzedniej technologii rynkowi zależało na scentralizowanym wytwarzaniu energii fotowoltaicznej, na ziemi znajdowała się duża liczba paneli fotowoltaicznych, które wytwarzały znaczną ilość energii elektrycznej.
Scentralizowana akumulacja paneli, tylko obszary słabo zaludnione, takie jak północny zachód, mogą mieć ten stan.Jednakże zasoby gruntów w regionach centralnych i wschodnich są stosunkowo cenne i nie ma warunków do prowadzenia scentralizowanej produkcji energii fotowoltaicznej, dlatego obecnie popularne jest rozproszone wytwarzanie energii fotowoltaicznej.
Istnieją dwa rodzaje systemów rozproszonych, jeden to fotowoltaika dachowa, a drugi to fotowoltaika zintegrowana.Fotowoltaika dachowa ma duże ograniczenia i niską wydajność, więc wyniki promocji nie są dobre.Teraz rynek bardziej optymistycznie podchodzi do integracji fotowoltaiki, czyli fotowoltaicznego dachu + fotowoltaicznej ściany osłonowej.Rozproszone elektrownie fotowoltaiczne odnoszą się do elektrowni fotowoltaicznych o mocy poniżej 6 MW, zwykle projektów wytwarzania energii fotowoltaicznej budowanych na dachach budynków i innych nieużytkach.Odległość do ładunku jest krótka, odległość transmisji jest krótka i łatwo jest ją wchłonąć na miejscu, więc perspektywy są bardzo obiecujące.
2021-10-18
