什么是可再生能源

CHINAYOUTHCLIMATEACTIONNETWORK什么是可再生能源?CCONTENTS风能P03太阳能P151.1风电应用041.2风电发展051.3国内外相关政策071.4应用案例091.5行业挑战11发电不稳定121.6未来发展趋势13.单机大型化13深远海漂浮式风电13分散式风电142.1光伏应用2.2光伏发展2.3国内外相关政策2.4特色光伏项目2.5光伏行业挑战2.6光伏未来发展趋势制造和应用成本下降市场规模有望进一步扩大.分布式光伏占比将进一步提高2.7光热应用2.8光热发电行业发展及相关政策2.9光热行业特色项目2.10光热行业挑战2.11光热行业未来发展趋势规模化发展风光热储一体化联合发展光热路线优化202122242424242526282930303030氢能P31小结P433.1氢能应用3.2氢能发展3.3国内外相关政策3.4行业挑战氢能的制造氢能的运输氢能的储存氢能的终端应用3.5未来发展趋势市场规模扩大产业链发展持续完善3236373939394040414142whatls33.5%Renewable33.5%32%可再生能源包括太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能等。近年来,全球可再生能源的发电量大幅提升,2024年占全球发电量的33.5%,并32%。发展可再。发展可再球加快能源绿色转型的背景下,太阳能光伏和风电将引领全球电力行业的转型。风电将成为主要的发电来源,提供总电力需求的三分之一以上,光伏发电紧37%时,全球氢能产业的发展也非常强劲,据《国际氢能技术与产业发展研究报告2023》预测,2050年全球氢能需求将增至目前的10倍,届时氢能产业链产值将超过2.5万亿美元。本文将介绍风能、太阳能和氢能的应用场景、行业发展和未来趋势,希望可以帮助青年伙伴更好地了解主流和新兴可再生能源领域的发展状况、前沿信息、技术案例等。37%海洋太阳能光热海洋太阳能光热地热生物水电风能太阳能光伏光伏和风能的比例WINDSOLARHYDROSOLARHYDROGNWINDENERGY美国是全球仅次于中WINDENERGY美国是全球仅次于中国的第二大发电市场,其风电行业的政策结构主要由联邦和州级政策构成。联邦层面以生产税抵免(productionTaxcredit,PTC)和投资税抵免(InvestmentTaxcredit,ITC)作为核心激励措施。PTC为风电项目提供基于发电量的税收抵免,帮助降低开发成本;ITC则提供基于项目投资的税收抵免,支持风电场建设。州级的可再生能源组合标准 (Renewableportfoliostandards,得一定比例的电力。政策组合共同促进了美国风电行业的稳定快速增长。欧洲海上风电项目的发展开始时间早,运营模式与技术较为成熟。在海上风电平价上网的过程中通常采用固定电价扶持政策来保障产业的健康发展。英国的海上风电装机量位于欧洲第一,采用的风电政策包括可再生能源义务(Renewablesobligation,RO)与差价合约固定电价 (contractsforDifference,cfD)。RO要求电力供应商从可再生能源来源获取一定比例的电力,这些供应商通过购买可再生能源证书来证明规定目标的达成;cfD是发电商与政府签订固定电价的合同,如果市场电价低于合同价,政府补贴差额;反之,发电商需返还多余收入。风电应用风电发展2023年全球新增风电总装机量中国2023年新增风电装机容量75.9吉瓦,相国内外相关政策自2006年起,中国风电行业发展迅速,现为国内第三大电源。政策监管与财政补贴是发展中的重要影响因素。回顾过去的十年,陆上风电的装机量在2015年与2020年陡增,2021年海上2009年,国家取消风电与光伏发电特许权招标*电价补贴政策,出台风电与光伏发电固定上网电价*政策。国家对于陆上风电项目与海上风电项目的补贴机制分别于2020年与2021年退出,转向由地方政府进行补贴。广东、山东、浙江、上海等地对于海上风电项目的地方补贴策略采用阶梯式结构*,推动行业过渡到全面平价。陆上风力根据风电项目建设地点的不同陆上风力陆上风力发电与海上风力发电发电2023年,全球新增风电总装机量117吉瓦 (GW),较2022年同比增长50%。全球累计风力发电容量在2023年突破了第一个1太瓦 (TW,1,000吉瓦)的里程碑,同比增长13%。陆上风电新增市场排名前五的国家分别为中国、美国、巴西、德国与印度。海上风电新增市场排名前五的国家分别为中国、英国、德国、荷兰与业领导者,地区浮动式风电装机总量达到208兆瓦图1-22023年风电新增产能及五大市场所占份额(%)图源IGlobalwindReport2024位置分布集中于我国东北、西北与华北北部地区集中于我国东南沿海地区优点开发成本与维护成本相对较低1.海上平均风速大,风力资源丰富,输出功率稳定2.对海洋生物和鸟类的影响更小缺点占地面积大,土地成本高1.开发与建设难度大,设备易被海水腐蚀2.建设投资与养护成本高,回报周期长117GW较2022年同比增长102%11。当前中国风力发电市场以陆上风力发电为主,海上风力发电近年来由于政策的驱动和技术升级带来的发展潜力提2023年中国新增风电装机容量升,在整体风力发电中的占比从2019年的2.8%75.9GW升至2022年的8.6%,保持稳定上升的态势。截至2023年底,中国累计风电装机容量达到440吉瓦,占全球风电装机总量的43%。其中,自20212023年中国累计风电装机容量年起,中国持续在海上发电装机总量方面保持世占全球风电装机总量达到43%风电整机制造商市场中,中国占据了前五名中的四个席位。金风科技、远景能源、运达股份与明阳智能分别位列第一、二、四、五。未来发展趋势行业挑战分散式风电是位于用电负荷中心附近,不以大规模远距离输送电力为目的,所产生的电力就近接入电网,并在当地消纳的风电项目,容量多为30-50兆瓦(MW)左右。可以就近未来发展趋势行业挑战分散式风电是位于用电负荷中心附近,不以大规模远距离输送电力为目的,所产生的电力就近接入电网,并在当地消纳的风电项目,容量多为30-50兆瓦(MW)左右。可以就近我国分散式风电近年来发展迅速,2021年底分散式风电累计装机容量接近10吉瓦(GW,1000MW),同比增长413.4%;2022年底分地区来看分散式风电主要集中于河南、陕西、山相对于陆上集中式风电项目来说,分散式风电投资回报较低导致企业参与的积极性有缺失、在项目审批环节没有专门的流程来提升分散式风电项目的推进效率、暂时没有形成成熟的政策与标准化的管理体系,这些都是目前面临的关但分散式风电仍存在着大量的开发潜力,并且国家层面对其发展持鼓励态度。2022年《关于印发"十四五"可再生能源发展规划的通知》中提到要在工业园区、经济开发区、油气矿区及周边地区,积极推进风电分散式开发;2023年《关于组织开展农村能源革命试点县建设的通知》指出充分利用农村地区空间资源,积极发展风电分散式开发;2024年《关于组织开展"千乡万村驭风行动"的通知》旨在建设以村为单位的就近开发利用风电项目,探索形成"村企合作"的风电投资建设新模式和"共建共享"的收益分配新机制,进一步推进了农村的分散式风电开发。FUTUREDEVELOPMENT在全球范围内,欧洲地区在海上风电方面发展较早。位于英国东海岸的Hornseaone是目前世界上最大的海上风电场,占地面积462平方公里,距离海岸89km。该风电场总装机容量达1.32吉瓦,为超过140万户家庭提供电力。英国是海上风电领域的世界领先者,约占全球海上风电容量的20%,运营容量为11.3吉瓦,预计到2020年代中期装机容量将增至19.5吉瓦。英国政府表示将继续致力于开发更多海上风电,承诺到2030年将装机容量提高到50吉瓦,以实现《2008年气候变化法案》中规定的我国海上风力发电项目还处于初期建设发展阶段,但发展速度较快。我国首座深远海漂浮式风电平台"海油观澜号"于2023年5月在海南文昌海域并网投产。其工作海域距离海岸线100km以上、水深超过100m,年均发电量可达22,000,000干瓦时(22Gwh)。2024年7月31日,全国单机容量最大的海上风电项目在福建连江开工。该项目是国内首次将单桩基础*应用在水深超过40m的海域,是国内规模最大的单桩基础*,项目还将实现18兆瓦 (MW)大容量风电机组在全球的首次批量应用。预计年发电量可达33亿干瓦时,每年可节约标煤约95.8万吨,减少二氧化碳排放263.2万吨,减少烟尘69.2吨,此外还可节约淡水,减少相应的废水排放和温排水等,有显著的环境效益。项目建设将有力推动当地新型能源产业和循环经济进入新的快速发展时期,对进一步优化福建省能源结构、加快工业产业升级、促进节能减排具有重要意义e)。"弃风弃光"指风电与光伏发电设备纳能力而被迫停机。风电固定上网电价政策中所制定的固定电价水平进一步提高了补贴装机总量提升,产业链中的相关技术不断进步。由于风电成本随着技术的进步大幅下越多企业发现了其中的获利机会涌入市场。北地区,一些地方政府通过发展风电建设来升政绩表现。综合以上因素,我国风电建设突飞猛进,2009-2015年间风电新增装机年均增长47.5%,占同期全球新增装机然而,随着供给侧的超高速发展,供需不平衡的问题逐渐显现,电网的消纳能力不足导致了"弃风"问题。由于风电设施集中建设区域位于偏远地区,远离用电负荷中心,现有输电线路不能满足输电需要,同时新建输电线路成本过高,再结合各省电网体系更偏向于采用省内电力,大量电力盈余无法向外输送。2015年我国风电行业全年弃风电量达到339亿千瓦时,平均弃风率15%,弃风情况较为严重的甘肃、新疆、吉林三地弃风率甚至超过了30%l2al。对于消纳问题,2018年国家制定了到2020年确保全国平均风电利用率达到国际先进水平(力争达到95%左右),弃风率控制在合理水平(力争控制在5%左右)的目标。2019年以来中国新能源消纳问题明显缓解。2020年,中国风电平均利用率97%,但部分三北地区的消纳率仍目前针对于风电95%的消纳红线 (指风电的发电利用率不低于95%)存在着争议。相关业内人士认为,风电利用率每上升一个百分点都会导致大幅的系统成本上升,电价成本也会随之上升 量系统的安全性和经济性,找到技术经济最优的平衡点,新能源的利用率未必要达到百分百,这更有利于新能源的大规模发展。以某省区为例的分析显示,将其新能源利用率控制指标从100%降低随着技术的进步和市场需求的增加,风力发电机组正向更大单体功率的方向发展。大型风机可以提供更高的发电效率与更强的发电能力,同时显著降低单位能量成本,更高效地利用风能与土地资源,最终降低发电成本。风电机尺寸(高度与叶片长度)增大带来的挑战主要集中在建设、运输与安装环节。但与此同时,更大型化的风机可能会对生态环境产生更大的影响。深远海漂浮式风电海上风电未来的整体发展趋势是位置从浅海到深海,形式从立式到浮式。全球已投运海上风电项目主要集中于离岸距离小于40m、水深小于40m的近岸浅海区域,随着近海资源逐渐紧张,深远海风电成为未来发展趋势。在深远海发展风电项目不仅可以避免与近浅海已存的港口、渔业出现冲突,还可以利用更丰富的风能资源。漂浮式风电是将发电设备通过漂浮系统安装在水面的技术。可以打破固定式风机对作业水深和海底固定安装条件的限制,有效拓展深远海风能资源开发。相比于传统深水桩式海上风电项目来说,漂浮式风电不需要打桩,对海洋生物的影响与海洋生态的破坏更小。目前,中国浮式风电装备总体设计挑战较大、对于经济性的要求高、高端核心产品国产功能能力暂时有所缺失,运维技术相对落后。CASES风电属于非稳定电源,存在断电或对电网稳定运行造成干扰的风险,储能技术亟待发展,风电项目需要根据容量不低于可再生能源装机的10%-20%、连续储能时长2小时以上的原则配套储能设施。目前主要采用锂电池为主的电化学储能,技术相对成熟、成本较低、具发电不稳定DUSTRYCHALLENGE有规模化的潜力。但总体的电网侧储能产业收益水平不高,暂未形成规模化盈利模式,产业活力较弱,储能技术发展速度相对较慢。除了提高传统储能技术以外,风电制氢可以作为解决风电波动和间歇性问题的良好解决方案。在风电发电量大的时候,将多余的电能用于制氢,可以提高风电的利用率。所制氢后续可以进一SOLARENERGY太阳能太阳能发电最主要的两种形式包括光伏和光热发电光伏发电通过由半导体材料(如硅)制成的光伏电池将太阳能转换为电能而光热发电是将光能转变为热能然后再利用汽轮机将热能转化成电能2.3DOMESTICSOLARENERGY太阳能太阳能发电最主要的两种形式包括光伏和光热发电光伏发电通过由半导体材料(如硅)制成的光伏电池将太阳能转换为电能而光热发电是将光能转变为热能然后再利用汽轮机将热能转化成电能2.3DOMESTICANDFOREIGNPOLICIES国内外相关政策国家能源局与光伏相关的重点工作包括加快新能源大基地建设以及积极发国家发展和改革委员会发布《关于2023年国民经济和社会发展计划执行情况与2024年国民经济和社会发展计划草案的报告》,其中提到积极推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设,稳步推进大型水电、核电项目建设,有序推进抽水蓄能项目建设,因地制宜发展新型储能、氢能、生物质能。推动分布式能源开发利用,积极发展户国家发改委、国家能源局联合下发《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》,旨在努力提高配电网接入分布式电源的承载力,加快推进农村电网巩固提升工程,完善农村电网网架结构,加强县域电网与主网联系,推进大电网延伸覆盖边远地区、脱贫地区、革此外,财政部办公厅国家发展改革委办公厅、国家能源局综合司联合下发《关于加强可再生能源电价附加补助资金常态化管理有关工作的通知》(财办建[2024]6号),根据文件,将对可再生能源电价附加补助资金常态化规范国际方面,2022年,德国政府批准了一项消除住宅及商业建筑上安装太阳能系统的税收等阻碍的政策。税收减免主要包括:1)单户住宅和高达30千瓦 (kw)的商业物业的光伏系统免征所得税;2)多户连体住宅和混合用途的物业系统商不超过15千瓦的光伏系统,将免收所得税;3)光伏系统和储能系统的采购、进口和安装将不再征收增值税。2021年,澳大利亚工业部宣布通过澳洲可再生能源机构(ARENA)向70兆瓦及以上新型大规模电池能源存储项目提供总值1亿澳元的政策补贴。2020年,意大利政府宣布工商业主和住宅用户"分布式光伏+储能"项目可申请总价50%的补贴,已安装的光伏系统配置储能设施可以享受100%的补贴。光伏应用太阳能光伏行业涉及将太阳能通过光生伏打效应转换成电能的技术和过程。光伏发电系集中式光伏电站分布式光伏发电原理将光伏板集中安装在一个开阔且日照充足的地方(如荒漠、草原、山地或水面等),通过高压输电线路输送电能到远方电网在用户所在场地附近建设光伏发电设施,运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网应用场景1.地面集中式光伏电站在太阳能资源丰富的地区,利用广阔平坦的荒漠地面集中建设光伏电站,常选址于沙漠、草原或空旷的农田。2.山地集中式光伏电站通过合理的选址与设计,可充分利用山地优势建设光伏电站,提高土地利用率和光能转换效率。3.水上集中式光伏电站将光伏组件和电站设施固定在浮动平台上形成的规模化发电站无需占据土地资源。4.林光互补集中式光伏电站在光伏组件下方合理种植耐阴作物或树木,可以达到上部发电、下部种植的效果。1.光伏+建筑建筑上的分布式光伏系统包括安装式光伏电站(BAPV)和光伏建筑一体化电站(BIPV)两种形式。应用广泛的传统分布式屋面光伏是加装在屋面上的光伏系统,属于BAPV系统;BIPV则是将光伏组件作为建材,成为建筑物的一部分,如光伏幕墙、光伏顶等。2.光伏+交通光储充(光伏+储能+充电桩)一体式车棚可以就地为电动汽车充电,余电上网。公共道路体系中的应用形式包括光伏路灯、光伏公交站台、光伏加油站、道路护坡光伏电站等。3.光伏+设施农业农村可用屋顶较多,其中自有住宅,蔬菜大棚和鱼塘经常位于公共电网末稍位置,电能质量差。在农村建设分布式光伏系统可提高用电保障和电能质量。4.光伏+通信为偏远地区通信基站配套分布式光伏电站,就地供电,有助于降低供电成本,为基站提供稳定的电力供应,保障通信畅通。2.2SOLARPVDEVELOPMENT光伏发展中国在全球光伏产业中处于主导地位。自2013年国务院发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》开始,中国光伏发电行业步入快速发展阶段,逐渐成为全球光伏装机容量增长的主要贡献者。国际能源署(IEA)数据显示,中国光伏新增装机在全球新增装机中的占比达到56%;2023年中国的光伏新增装机容量约等于2022年全球的光伏新增装机容量。中国是太阳能光伏供应链所有组件制造中最具成本竞争力的地点,成本比印度低10%,比美国低20%,比欧洲低35%。中国已成为全球最大的光伏市场和产品供应方。在全球光伏组件生产制造上,2023年中国大陆产能达920吉瓦,约占全球总产能的83.4%;产量518.1吉瓦,约占全球总产量的84.6%。国家能源局发布的数据显示,目前中国光伏组件等关键部件占全球市场份额的比重约为70%。光伏组件全球排名前十的企业里,中国企业占7家。材料和新技术包括异质结技术和钙钛矿太阳能电池等。同时,光伏发电组件的设计和封装技术也在不断优化,以增强整个光伏系统的可靠性和耐用性。产业链的下游,涉及光伏电站的建设、系统集成和运促进了光伏电站的建设和扩展,同时也推动了系统集成技术的发展,使得光伏电站建设更为高效和成本效益化。系统集成技术*的进步不仅提高了安装速度,还通过更精细的电网管理和更智能的能源监控系统,提升了电站的运营效率和能源产出。国家能源集团、三峡能源等企业在我国的电站建设和运营方面发挥着重要作用[1[37]材料和新技术包括异质结技术和钙钛矿太阳能电池等。同时,光伏发电组件的设计和封装技术也在不断优化,以增强整个光伏系统的可靠性和耐用性。产业链的下游,涉及光伏电站的建设、系统集成和运促进了光伏电站的建设和扩展,同时也推动了系统集成技术的发展,使得光伏电站建设更为高效和成本效益化。系统集成技术*的进步不仅提高了安装速度,还通过更精细的电网管理和更智能的能源监控系统,提升了电站的运营效率和能源产出。国家能源集团、三峡能源等企业在我国的电站建设和运营方面发挥着重要作用[1[37]生产端,光伏产业链主要包含了原材料生产、组装制造及最终电站建设应用三个环节,每个环节都对整个行业的健康和效率产生深远影响。在产业链的上游,硅料和硅片等原材料的生产和加工占据了核心位置,硅料是制造太阳能电池的主要原材料,其产量和质量不仅直接决定了太阳能电池的性能,也对整个光伏产业链的成本和效率产生影响。因此,提升硅料的生产能力和质量,优化生产过程中的能源消耗和材料利用率,是提高整个光伏行业竞争力的关键。产业链的中游,太阳能电池的生产和光伏组件的封装是提高太阳能电全球光伏产业目前增长潜力和空间巨大。从2019年到2023年,全球光伏发电装机容量年均增长率达28%。据国际能源署(IEA)报告,2023年全球光伏发电新增装机容量375吉瓦,同比增长超过30%,预计未来10年将持续保持高速增长,到2027年全球光伏累计装机量有望超过煤炭。DEVE光伏发电成本降低是推动其快速发展的重要驱动力。从2010年到2022年,全球太阳能发电的平均加权成本降低了89%,降至0.049美元/千瓦时,几乎比最便宜的化石燃料还要低1/3。新兴市场快速增长,一些国家如智利、沙特和土耳其,因能源转型需求迫切且光照资源丰富,展现出超过40%的增速。另外,在全球范围内,政府正通过补贴、税收优惠和可再生能源配额等政策措施来推动光伏产业发展。出口方面,我国光伏产品出口量显著增长。2023年硅片、电池、组件出口量分别同比增长93.6%、65.5%、37.9%,出口总额484.8亿美元。截至2023年底,中国光伏产品累计出口额2453亿美元。这一跃进显示了中国光伏产品在全球市场的竞争力和优势地位。在出口市场分布上,欧洲和亚洲是主要的出口目的地,分别占出口总额的42%和40%。荷兰、巴西、西班牙和印度则保持为中国光伏产品的前四大出口市场。2023年全球光伏新增装机容量375GW2023年中国光伏新增装机容量216GW2023年中国光伏累计装机容量2.4SOLARENERGYCHARACTERISTICPROJECT特色光伏项目2.8SOLARTHERMALDEVELOPMENTANDPOLICIES光热发电行业发展及相关政策2.5SOLARENERGYINDUSTRYCHALLENGE光伏行业挑战SOLARENERGYFUTUREDEVELOPMENTTREND光伏未来发展趋势特色"光伏+"项目得到发展,包括以下几类:制造和应用成本下降I市场规模有望进一步扩大定差异。截至2023年底,在全球市场上(主要包括西班牙、美国、阿联酋、沙特、科威特、北非、南非、以色列、印度、智利、法国、意大利以及中国等国家和地区2.4SOLARENERGYCHARACTERISTICPROJECT特色光伏项目2.8SOLARTHERMALDEVELOPMENTANDPOLICIES光热发电行业发展及相关政策2.5SOLARENERGYINDUSTRYCHALLENGE光伏行业挑战SOLARENERGYFUTUREDEVELOPMENTTREND光伏未来发展趋势特色"光伏+"项目得到发展,包括以下几类:制造和应用成本下降I市场规模有望进一步扩大定差异。截至2023年底,在全球市场上(主要包括西班牙、美国、阿联酋、沙特、科威特、北非、南非、以色列、印度、智利、法国、意大利以及中国等国家和地区)光热发电累计装机容量中,导热油槽式(以下简称槽式)的占比居主导地位,高达75.5%,熔盐塔式(以下简称塔式)和熔盐线性菲涅尔式(以下简称线菲式)仅分别占20.9%和3.6%。而在我国并网的太阳能热电站中,塔式占比最高,约占64.9%,槽式约26.3%,线菲式约8.8%。2023年,全球太阳能热发电新增装机500兆瓦。截至2023年底,全球太阳能热发电累计装机容量达7550兆瓦。同年,海外市场新增3座并网太阳能热电站,总装机容量500兆瓦,均为我国上海电气联合体总承包建设的迪拜950兆瓦太阳能光热光伏混合在光热发电技术类型所占市场份额方面,我国光热发电市场与全球市场上以导热油槽式占据主要市场份额的发展路线存在一无论是制造端还是应用端,产量和装机量都同比实现了较大幅度的增长;而光伏产品价格、产值、出口额都出现了明显下降。从光伏上市公司半年度业绩预告来看,2024年上半年除了少数公司实现盈利外,大部分根据国际可再生能源署(IRENA)统计,2010-2020年间光伏发电成本下降85%以上。成本大幅下滑、碳中和目标下能源转型诉求及部分地区电价上涨等因素综合作用下,越来越多的国家和地区将目光投向光伏发电。根据彭博新能源财经预测数据,2022-2030年全球新增光伏装机量将保持稳定增长态势,2030年新增装机量将达334吉瓦,较2021年新增容量增长82.5%IS2]。中国作为全球光伏产业链各个环节的主要生产地,光伏制造市场规模有望进一步扩大。行业主流硅片尺寸从158.75mm提升到166mm后,182mm和210mm产品也已经开始量产。大硅片能够在光伏制造和光伏应用两个方面降低成本,从而降低光伏发电的成本,扩大光伏的市场规模。在制造方面,在拉棒、切片等环节,加大硅片尺寸有利于提高长晶炉的加料量,从而降低能耗和以更低的边际成本提升产能,降低人工成本和折旧费用;在组件电池片和组件环节,加大硅片尺寸能够减少电池片间的连接材料,有利于提高组件可靠性,并减少电池片间空隙面积,提升组件效率,进而提升对组件辅材的利用效率。所有这些因素一起降低组件的制造成本,且有利于制造功率更高的组件。在应用方面,高效率和高功率组件能够减少支架、电缆等光伏设备以外的系统成本,从而降低电站的建设和运维成本。宁波舟山港光伏充电车棚项目通过在一体式车棚顶上安装光伏板,在棚内安装10个直流充电桩,为电动汽车提供绿色充电能源。按每辆车平均充电5-6小时计算,该车棚每天能满足近30辆电动汽车的充电需求。通过利用原有的车棚场地,以光伏组件代替车棚的顶面,实现光伏发电的同时,还能起到遮阳防雨的作用,再加上储能充电桩的建设,实现了光储充一体化[45。通过合理利用高速公路的坡道、服务区、隧道隔离带等空闲地,安装分布式光伏系统,使得光伏成为高速公路的有机组成部分,形成高速公路边坡边护形式。未来,边坡光伏还将与充电桩、5G基站、智慧高速等有效融合,为高速公路设备设施、出行公众、沿线能源用户提供绿色清洁能源服务,产生潜力巨光伏行业的发展在很大程度上依赖于政策扶持。政策的调整往往会对光伏市场产生较大影响,导致市场波动大、不确定性增加。这使得光伏企业在制定发展规划时难以预测未来市场走势,增加了经营风险。光伏发电的间歇性和波动性给电网接入带来了挑战。由于电网的调度能力和消纳能力有限,光伏项目的并网接入往往受到限制。这不仅影响了光伏项目的建设和运营,也制约了光伏行业的发展速度。储能技术是解决光伏发电间歇性和波动性问题的关键。然而,目前储能技术的发展相对滞后,成本高、效率低、安全性差等问题仍未得到有效解决。这制约了光伏发电在更大范围内的应用和推广。光伏行业的快速发展对人才的需求日益旺盛。然而,目前光伏行业的人才储备并不充足,尤其是在技术研发、项目管理、市场营销等方面的人才短缺问题尤为突出。这制约了光伏行业的创新能力和市场竞争力,影响了行业的长期发展。尽管近年来光伏技术不断进步,成本有所降低,但与传统能源相比,光伏发电的成本仍然偏高。这导致光伏项目的投资回报周期长,利润空间有限,影响了企业的积极性和市场竞争力。光伏技术的创新是推动行业发展的核心动力。然而,目前光伏行业在技术创新方面仍显不足,尤其是在提高光伏电池转换效率、降低衰减率等方面仍有较大提升空间。技术创新不足不仅限制了光伏发电的效率,也增加了项目的运营成本。大量企业涌入光伏市场,导致产能过剩、价格战频发。这不仅挤压了企业的利润空间,也增加了企业的生存压力。如何在激烈的市场竞争中脱颖而出,成为光伏企业面临的重要课题。分布式光伏占比将进一步提高近年来,在政策推动和技术支持的双重因素下,我国分布式光伏经历了快速的增长,分布式光伏的业主是居民和工商电力用户,没有能力独立实施光伏项目,倾向于成套采购系统解决方案。分布式光伏市场销售渠道长、客户重视应用体验等特点使得分布式光伏市场广阔,占比将进一步提高。湖北最大渔光互补项目采取"设施渔业+生态养殖+池塘圈养"的养殖模式,实现"以渔治水,以渔养水"目标。建成后,每年将提供约4.6亿度的清洁电源。中广核安徽当涂太白260兆瓦(MW)渔光互补光伏电站,板上光伏发电,板下广阔的水面用于养殖鱼虾、种植水产农作物。"水上发电,水下养鱼,一塘两用"发电的同时保持渔业生产条件,实现板上发电、板下养鱼,可提高土地利用率和农海南文昌的农光互补+储能示范项目在发展建设光伏产业基础上,根据当地沙质土壤特性、气候条件、农业市场需求,选择 "15+N"种常年蔬菜种植品种,推进撂荒地复耕复种,实现农光互补(即光伏发电和农业生产),以提高土地附加值。三峡能源吉林双辽服先光伏电站采用"光伏+农牧业"模式,利用农牧业大棚、畜舍棚顶及大棚、畜舍之间的空间安装光伏组件,总装机19万干瓦,是吉林省最大的农光互补项目。该类项目在立体化利用空间(上层建设光伏发电项目,地面种植、养殖),利用光伏提供电能动力的同INDUSTRY民收入水平48]。图2-8-1全球和中国光热发电技术类型市场份额(2023)2.7SOLARTHERMALAPPLICATION光热应用太阳能热发电,也称聚焦型太阳能热发电(concentratingsolarpower/solarThermalElectricity,简称CSP/STE)。通过大规模列阵反射镜或聚光镜,收集电站范围内的太阳能,并聚焦到集热区,集热区的加热工质吸收太阳辐射能后经过热交换,产生高温高压蒸汽,蒸汽驱动汽轮机组发应用场景原理太阳能热水器太阳能供暖系统工业用途发电系统融雪系统太阳能热水器使用太阳能集热器来加热水,光热集热器将太阳光转化为热能,通过传热管或热交换器将热能转移到水中,从而提供热水供应。太阳能供暖系统使用太阳能集热器来收集和转换太阳能热能,用于供暖室内空间。这可以通过液体循环、空气循环或蓄热材料等方式实现。太阳能光热技术在许多工业过程中也得到应用。例如,太阳能光热可以用于工业锅炉、蒸发器、干燥设备等,提供热能供应。太阳能光热技术在许多工业过程中也得到应用。例如,太阳能光热可以用于工业锅炉、蒸发器、干燥设备等,提供热能供应。太阳能光热技术还可以用于融雪系统,其中太阳能集热器捕获太阳能并转化为热能,以加热道路或人行道融化积雪和冰。装机规模方面,2023年,我国在国家第一、二批大型风电光伏基地建设项目等配储太阳能热发电项目基础上,又将12个太阳能热发电新建项目列入政府名单,预计新增装机容量1350兆瓦。截至2023年底,我国兆瓦级规模以上太阳能热发电机组累计装机容量为588兆瓦。其中,并网太阳能热发电机组容量570兆瓦,包括11座太阳能热电站,最大装机规模100兆瓦,最小装机规模10兆瓦。2023年,国内太阳能热发电市场无新增机组并网投运。目前,我国各省和自治区在建和拟建(列入政府名单)的太阳能热发电项目超40个,总装机容量约4800兆瓦,预计最晚将于2025年完成建设,其中约有1200兆瓦预计将于2024年建成。政策方面,"十四五"以来,中央及各地政府积极推进光热发电建设。2022年《"十四五"可再生能源规划》明确了"十四五"时期光热发电行业的发展主基调,未来我国将继续推进光热发电工程施工技术与配套装备创新,研发光热电站集成技术。在政策引导之下,青海、甘肃、新疆、内蒙古、吉林等地区,已经成为了发挥太阳能热发电储能调节能力和系统支撑能力的优质平台。2023年4月,国家能源局发布了《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》,文件指出光热发电兼具调峰与储能的双重功能,产业链长,其规模化利用将成为我国新能源产业新增长点,积极开展光热规模化发展研究工作,推动光热发电项目规模化、产业化发展,力争"十四五"期间,全国光热发电每年新增开工规模达3吉瓦。图2-8-2我国太阳能热发电装机规模发展趋势光热行业特色项目为推动我国光热发电技术产业化发展,国家能源局2016年启动首批20个光热发电示范项目,装机规模总量达134.9万千瓦 (kw,1.349吉瓦),开启了我国光热发电的商业化进程。经过多年发展,已建成投产了一批光热发电项目,形成了具有自主知识产权的光热产业链。中广核德令哈50兆瓦(MW)光热示范项目位于青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈市的戈壁滩上,是全球海拔最高的大型商业化曹式光热电站。该地区年均日照时数达3500小时以上,年均太阳辐射量达7000兆焦/平米,是著名的阳光兆瓦塔式光热项目成功并网发电。青海中控德令哈50兆瓦塔式光热电站在2020年首个发电月度实现发电量达成率99%,相比国际范围内已投运的其他大型商业化光热电站,该电站达到上述目标所用时间大大缩短[5e]。光热行业挑战发电涉及热力学、传热学、光学、材料学等多个学科,系统复杂,太阳岛、储能岛和发电岛的技术研究与创新仍需加强,吸热器材料及涂料等新材料、新设备国产化目前光热发电行业尚处于大规模推广的初期阶段,度电成本依然较高,未实现成熟商业化发展,且并不具备风电、光伏平价的条件。目前新建光热电站的度电成本为0.7-1元/千瓦时,项目初期投资高,在没有国家电价政策和补贴的情况下,光热电站投资积极性不足,市场技术迭代机会欠缺,相关设计、施工、设备等未能有机会实现标准化、集约化,产业规模效应尚未释放,导致度电成本仍较高,阻碍了快速迈向大规模发展。同时,新能源+储能过网型技术逐步成熟、由电动车发展带动起来的庞大的电池储能技术成本不断下降,如何快速实现降本增效是行业发展面此外,在发电效率上,尽管光热发电能够调峰启动,但机组容量小,不足以发挥对电网系统的支撑作用。光热发电是具有灵活调节和系统支撑能力的可再生能源发电技术,是唯一具有替代煤电潜力的新能源技术。然而,当前风光大基地项目中,光热发电的装机容量及系统配置受制于平价上网的投资经济性,功能定位为"调峰电源",整体装机容量比重较低(与风光配比为1:6或1:9)。此外,光热发电对构建以新能源为主体的新型电力系统的价值,包括提高电网的稳定性、提高风电和光伏的安装量等,尚未光热行业未来发展趋势规模化发展随着全球对环境污染和能源安全的关注度不断提高,各国政府在环保、能源政策等方面的投入将会进一步增加,可以预见光热发电在未来几年内将得到更广泛的应用。且随着光热发电技术的不断提高和成本的不断降低,光热发电行业的市场规模也将不断扩大,预期走向规模化发展。其中,亚太地区将成为光风光热储一体化联合发展当前,"风光大基地+光热发电"呈联合发展趋势。伴随着我国以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设加快推进,近年来,作为落实市场化并网条件的配套选择之一,我国太阳能热发电行业发展不断加速。光伏与风电配置一定比例的储热型光热发电有利于进一步发挥风光资源优势,加快大型清洁能源基地建设,推进新能源与关联产业集群高质量发展,未来中国的光伏(风电)+光热组成的可再生能源基地模光热路线优化在未来,光热行业将出现新的技术创新,提升光热发电的系统效率。有学者分析认为,光热系统将实现多塔一机、塔槽结合的模式,降低度电成本,装机容量大型化发展,单机容量达到300兆瓦,具备独立调峰的能力,成为在新能源为主体的新型国内外相关政策从国际市场看,随着各国政府对于可再生能源的研究逐渐深入,加上技术进步,氢能源在政策的助力下逐渐走向商业化。目前从全球范围看,日本、韩国、美国、德国等超过20个国家和地区都已制定国家氢能发展战略,积极培育氢能及燃料电池技术攻关和产业发展。日本《氢能基本战略》councilonRenewableEnergy,Hydrogen2021年推动氢能社会的全面实现扩大氢能应用,包括交通、发电和工业降低氢能生产成本1.2050年实现氢能社会2.2030年将氢气价格降至每立方米30日元韩国《氢经济路线图2.0》(MinistryofEnvironment,Republic从国际市场看,随着各国政府对于可再生能源的研究逐渐深入,加上技术进步,氢能源在政策的助力下逐渐走向商业化。目前从全球范围看,日本、韩国、美国、德国等超过20个国家和地区都已制定国家氢能发展战略,积极培育氢能及燃料电池技术攻关和产业发展。日本《氢能基本战略》councilonRenewableEnergy,Hydrogen2021年推动氢能社会的全面实现扩大氢能应用,包括交通、发电和工业降低氢能生产成本1.2050年实现氢能社会2.2030年将氢气价格降至每立方米30日元韩国《氢经济路线图2.0》(MinistryofEnvironment,Republicofkorea,2021)2022年1.扩大氢能应用领域,特别是交通和发电2.建设全国性的加氢站网络3.推动氢能技术研发和商业化1.2040年普及580万辆氢燃料电池汽车2.2040年建成1200座加氢站欧盟《欧盟氢能战略》(Europeancommission,2020)2020年1.发展和部署清洁氢能技术2.推动氢能在工业、交通和能源系统中的应用3.建立统一的氢能市场和基础设施1.2030年实现1000万吨绿氢年产量2.2050年实现净零碳排放美国《清洁氢能计划》(u.s.DepartmentofEnergy,2022)2021年1.建设多个区域性氢能生产和使用中心2.推动氢能技术的商业化和大规模应用3.支持氢能基础设施建设和标准制定1.2030年将氢气成本降至每公斤1美元2.2050年实现全面的氢能经济行业挑战氢能作为未来清洁能源的重要组成部分,具有巨大的潜力。然而,在从生产到终端使用的整个氢能产业链中,仍然存在诸多挑战,这些挑战阻碍了氢能的广泛应用和商业化发展。氢能的储存氢能的终端应用氢能的制造氢能的储存氢能的终端应用氢气的储存同样面临多种技术挑战。高压储存需要高强度的储罐,增加了成本和安全风险。低温液态储存虽然提高了氢气的储存密度,但需要持续保持极低温,氢气的储存同样面临多种技术挑战。高压储存需要高强度的储罐,增加了成本和安全风险。低温液态储存虽然提高了氢气的储存密度,但需要持续保持极低温,能耗高且成本大。固态储存虽然在安全性和储存密度方面具有优势,但储氢材料的研发仍需解决成本高、反应速度慢等问题。这些问题限制了氢气的高效、安全储存,影响了氢能的广泛应用。目前氢能制造方法都存在一定问题。化石燃料重整方法最为成熟,但其过程会产生大量的二氧化碳,对环境造成污染。虽然碳捕集和储存技术(CCS)可以部分解决这一问题,但其成本高且技术复杂。电解水制氢被认为是最清洁的制氢方式,特别是利用可再生能源电力,但现阶段其能耗高、成本昂贵,且可再生能源本身存在间歇性和不稳定性的问题。生物质转化制氢虽然具有可再生和低碳的优势,但技术尚不成熟,生产效率低且成本高。这些问题限制了大规模、经济高效的氢气生产。氢气的密度低,需要通过高压气态或低温液态的方式进行储存和运输。高压储氢技术要求高强度的储罐和运输设备,存在高成本和安全隐患。低温液态储氢虽然提高了氢气的储存密度,但需要保持在-253℃的极低温,这对储存和运输设备的绝热性能提出了极高的要求,成本昂贵且技术难度大。此外,固态储氢是一种新兴技术,通过将氢气储存在金属氢化物等材料中,但目前这类材料的开发和应用仍处于早期阶段,存在储氢容量低、释放氢能在交通、工业、建筑和发电等终端应用中也面临一系列挑战。在交通领域,氢燃料电池汽车虽然具有零排放和高效的优点,但目前成本高、加氢站基础设施不完善限制了其大规模推广。在工业领域,氢气作为还原剂或原料具有广泛应用前景,但氢气的大规模应用需要解决生产成本高、供应链不完善等问题。在建筑领域,氢能供暖和氢能发电设备虽然可以提供稳定的电力和热量,但目前的成本和效率仍无法与传统能源相比。在发电领域,氢燃料电池和氢燃气轮机发电虽然具有零排放、高效率的优点,但技术成本高、氢气存储和运输困难限制了其大规模应用。HALLENFUTUREDEVELOPMENTTREND未来发展趋势DEVELTR市场规模扩大产业链发展持续完善TR市场规模扩大根据全球市场规模的现状,目前氢能的年产量约为7000万吨,主要来自化石燃料制氢。随着全球低碳转型的加速,氢能,尤其是清洁氢能,预计将迅速发展。国际主要能源机构预测,到2050年,氢能根据全球市场规模的现状,目前氢能的年产量约为7000万吨,主要来自化石燃料制氢。随着全球低碳转型的加速,氢能,尤其是清洁氢能,预计将迅速发展。国际主要能源机构预测,到2050年,氢能的年产量将达到5亿至8亿吨,其中大部分将是蓝氢和绿氢。从占比角度来看,氢能有望从目前仅约0.1%全球能源占比上升到从国内市场规模看,自2020年"双碳"目标提出后,我国氢能产业热度攀升,成为目前世界上最大的制氢国。中国氢能产业联盟预测,到2030年实现碳达峰时,我国氢气年需求量预计将达到约4000万吨,占终端能源消费的约5%,其中可再生氢的供应量可达约770万吨。在2060年实现碳中和的情况下,氢气年需求量预计将增至约1.3亿吨,占终端能源消费的约20%,其中70%将域,氢能替代传统化石燃料作为高温还原剂或原料的应用将逐步扩大。此外,氢能在分布式能源系统中的应用也将成为未来的重要趋势,为偏远地区和特殊场所提供稳定、清洁的能源供应。随着下游应用需求不断释放,已有超过三分之一的央企在制定包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链的布局。例如,中石化设定目标"建设中国第一大氢能公司",大力布局氢能全产业链;中石油基于油气储运零售终端建设和运营基础,布局加氢站建设及运营;国家电投、东方电气等重点布局燃料电池核心材料及关键部件。加氢站等基础设施建设是氢能大规模应用的关键。随着全球范围内加氢站数量的不断增加,特别是在交通领域,加氢站的普及将大大促进氢燃料电池汽车的推广。此外,加氢站等基础设施建设是氢能大规模应用的关键。随着全球范围内加氢站数量的不断增加,特别是在交通领域,加氢站的普及将大大促进氢燃料电池汽车的推广。此外,液氢储存和运输技术的发展也将为大规模氢气供应提供保障。氢能在交通、工业、建筑和发电等领域的多元化应用将不断拓展。随着氢燃料电池技术的成熟,氢能在重型卡车、船舶和航空等领域的应用前景广阔。在工业领参考文献[1]IEA,2023.Renewables2023(iea.blob.core.windows.net)[2]Intergovernmentalpanelonclimatechange(2023)'summaryforpolicymakers',inclimatechange2023:synthesisReport.[3]IRENA,2021.GlobalRenewablesoutlook:EnergyTransformation2050.[4]"碳达峰"与"碳中和"——绿色发展的必由之路----中国科学院(cas.cn).[5]中国是推动全球可再生能源产业发展的最大贡献者(people.com.cn).[6]人类能源史转折点:全球30%电力来自可再生能源,中国作出巨大贡献_全球速报_澎湃新闻-Thepaper.[7]国际能源署发布2023年可再生能源年度展望报告----中国科学院科技战略咨询研究院(cas.cn)[8]Globallandscapeofrenewableenergyfinance2023(connaissancedesenergies.org).[9]IRENA,2023.2023年世界能源转型展望:1.5"C路径-执行摘要(irena.org).(10]windenergy().(111GlobalwindReport2024-GlobalwindEnergycouncil().[14]2012~2021年中国风电新增装机容量及累计装机容量_皮书数据库(pishu.com.cn)[17]中国广核集团兴安盟300万干瓦风电项目全容量投产_中国经济网——国家经济门户(ce.cn)[18]全球最大!就在福建!首个18兆瓦批量化海上风电场开工(fznews.com.cn)[19]建筑基桩检测,一篇文章搞懂!不能更细了_试验(sohu.com)[20]Hornseaone-offshorewindF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