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顾亦磊：多场景下可再生能源的发展与趋势

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本文整理自阳光电源高级副总裁顾亦磊博士在第十四届SNEC开幕式论坛上做的主题演讲“多场景下可再生能源的发展与趋势”
专题直播：SNEC第十四届(2020)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)论坛
讲到可再生能源比例的提高 ， 这个目的大家知道主要是为了解决气侯的问题 ， 碳排放的问题 。 对中国还有能源安全的问题 ， 同时我们认为可再生能源在解决气侯问题的同时 ， 不希望牺牲经济性为代价 ， 所以我们认为它不仅是减少碳排放 ， 而且它在价格上 ， 在度电成本上要优于传统的化石能源 ， 左边图给大家展现了光伏风电这几年的度电成本的下降 ， 到今年为止到了平价上网的阶段 。 右图是光伏和风电全球装机容量的趋势 ， 整个装机容量会进一步的上升 。
可再生能源的发展有三个大方向
我们认为可再生能源的发展有三个大方向 ， 第一个是高渗透率 ， 要解决可再生能源、碳排放的问题 ， 比例不是足够高的话意义就不大 ， 所以必须要高渗透率 。 可再生能源光伏、风电都有波动性、简洁性等一些问题在 ， 我们认为未来的发展方向应该是多能协同 ， 包括风光、储能等等综合应用 ， 才能让能源更加稳定、可靠 。 第三个是数字化方向 ， 各行各业都在做数字化的方向 ， 可再生能源作为一个新型的产业数字化做得不错 ， 相对传统能源来讲做得更到位 。
多场景下可再生能源发展趋势
下面我将从三种应用场景来阐述一下可再生能源的一些创新技术和一些发展趋势 ， 包括大型能源基地 ， 分布式的发电和户用 ， 家庭的应用 ， 这三个场景 。
首先是大的能源基地的应用 ， 大型电站 。 刚才也有专家讲到目前组件是越做越大了 ， 600+、700瓦 ， 甚至到以后的1000瓦 。 组件做大的主要目的是让成本下降 ， 同时也带来了重量的问题 ， 如果一直这么朝上走 ， 重量太重的话人都搬不动了这时候怎么办 ， 有两个创新的路线 ， 其中一个是把它做到不仅功率到 ， 还要做小化 ， 所以要把功率的密度提上去 ， 就是怎么样做到轻量化 。 第二种方案未来的安装创新 ， 重量重了 ， 不用人搬运 ， 全部靠机械化辅助的手段执行 ， 这可能也是个解决方案 。
大家看到组件是这么在发展 ， 光伏逆变器也是一模一样的 ， 去年开始我们推出了最大250千瓦的阻电器 ， 今年也有厂家要推出更大的 ， 都是非常好的趋势 ， 都是为了降低成本 。 大家一定要注意 ， 也是一样有两个方向可以创新 ， 一个是把工艺再造 ， 做到更大的功率 ， 同时把重量控制住 ， 这里面最大的挑战是功率密度 ， 功率密度不能做上去 ， 盲目把功率做大 ， 可能对施工安装方面带来很多的困扰 。 功率密度是电力电子里面非常大的挑战 ， 像现在的碳化硅新型的功率器件 ， 更优的散热技术都能够提升功率密度 ， 这也是电力电子行业发展的方向 ， 在我们光伏逆变器里面也将得到很好的应用和创新的落地 。
还有两条路 ， 一条不仅把功率做大 ， 把功率密度做大 ， 也就做轻 。 第二个方向用器械化的操作 ， 另外一个逆变器要落到地上 ， 用机械化操作的话可以把功率再做大一点 ， 做到1兆瓦以上 ， 这时候朝集中式逆变器的方向走了 ， 这个就没有边界了 ， 所以我们认为整个朝大的方向发展 ， 更大功率的发展是必然的趋势 。
55KV直挂也是逆变器创新的方向 ， 我们发现逆变器每年的成本都在大幅度的下降 ， 利用更好的碳化硅的技术减少铜和铁的应用 ， 使得成本不断下降 。 但是发现做着做着后面的升压变压器和电力变压器成本反而上升了 ， 成本要进一步的下降困难 ， 这里面的创新方向要把变压器去掉 ， 让逆变器直接输出35KV ， 整个就合在一起 ， 会大幅的减少成本 ， 同时还会提升效率和减轻重量 ， 便于操作 ， 这是一个发展方向 。 现在大家能看到一些10KV的应用 ， 但10KV做的不太优 ， 35KV挑战更大一些 ， 大家也在超这方面努力 ， 是未来的趋势和方向 。 从设备创新的角度 ， 用一些跟踪支架 ， 还有用铝线替代铜线等等 ， 变压器大部分用铝线做绕组来节省成本 。
储能、制氢将促进可再生能源更大规模发展
刚才讲到可再生能源、光伏也好、风电也好 ， 有波动性 ， 我们认为储能系统是解决可再生能源波动性最有效的途径 。 风光储融合可以实现未来24小时的发电 ， 晚上也可以发电 ， 这个是未来发展的方向 ， 也有很多比较好的案例 ， 像有英国的100兆瓦时风电荷储供需平衡的应用 ， 青海2.4GW特高压基地 ， 也提供了特高压本身用电的效率和利用率 ， 解决了消纳的问题和波动性的问题 。
我们认为可再生能源的制氢将进一步提升消纳的能力 ， 很多人把氢能当作广义的储能的功能 ， 也有道理 。 氢能把可再生能源发电的能量暂时存在氢能里面 ， 从环保、减材、安全方面具有重大的意义 ， 我们认为2050年占比有望达到70% 。 可再生能源制氢里面有一个想法 ， 常规的是用电网制氢 ， 我们用比较便宜的光伏或者风电发出来的电制氢 ， 特别光伏 ， 因为本身光伏发的电是直流电 ， 制氢也是直流电 ， 中间只要直流电池的装置就可以了 ， 这大幅降低制氢的成本 ， 我们认为这样的方向值得探讨 。 光伏本身也有波动性 ， 对电解槽可能也有很大的挑战 ， 要研究电解槽的技术等等 ， 我们也在不断尝试新的举措 。
刚才讲的是大能源基地的应用里面的创新点 ， 下面讲分布式的发电 ， 主要的优势响应用户侧的需求 ， 提升区域内新能源接入的和小能力 ， 减少区域供电压力 ， 延缓线路扩容提高配电网运行的稳定和安全性 。 难点与挑战 ， 园区新能源建设及归属问题等等 。
国内分布式的占比逐年在上升 ， 上升的比较快 。 与发达国家相比还是有一定的差距 ， 我们认为后面会进一步的缩短差距 。 所以我们是要去各个领域挖掘分布式的一些潜力 ， 像BRTE建设一体的发电方式 ， 再一个充分利用各种立面的资源 ， 产生附生价值 。 只有把点点滴滴挖掘透了 ， 分布式的发电才能进一步提升占比 。
刚才讲到园区分布式发电另外一个挑战就是交易平台 ， 如果把交易平台都做好了 ， 实现平台化的电费统计与结算 ， 实现园区内绿色电力客户自主交易和100%消纳的目标等等 ， 这个都是我们进一步努力的方向 。
第三部分讲的是家庭户用的方向 ， 我以前一直认为在中国户用光伏如果取消补贴之后很难生存的 ， 因为在国内大家知道家庭的电费是特别低的 ， 这本身在火电的时候不是一个市场行为 ， 是成本高 ， 但是反而是电价低 。 在这样的情况下 ， 光伏在里面生存就非常困难 ， 但是后来我们发现在户用的机会还是比较多 ， 刚刚大家讲到国内基数的成本在里面 ， 像土地、接入、资金等等 ， 在户用领域这些都能大幅度的下降 ， 所以户用反而会率先进入平价的时代 。
在家庭里面应用 ， 电动车的普及 ， 未来我们认为光储充一体化的是发展趋势 。 第三个方向是数字化 ， 数字化在新能源、可再生能源领域里面有不同的层级 ， 逆变器本身是光伏发电的大脑 ， 这里面各家都在宣称像AI加持 ， 像一些OEAI等等 ， 这些是数字化、智能化的方向 ， AI是里面的手段 ， 当然目的是为了具体的落地 ， 像扫描、电能质量的控制优化 。
最后讲一下100%清洁供能的问题 ， 青海去年连续实现216小时清洁能源供电 ， 每年的时间都在往上涨 ， 今年估计比这个更长 ， 未来的目标是100%的清洁能源 。 安徽金寨县体现了2025年要实现100%的清洁能源的供电 。 （发言为北极星太阳能光伏网根据速记整理 ， 未经本人审核）
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