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可再生能源主要包括太陽能、風能、水能、核能和生物能等，其中，水能和生物能開發(fā)潛力有限，核能又基于地域和安全因素不能夠廣泛應(yīng)用。所以，在各類可再生電源中，太陽能和風能開發(fā)潛力較大且適合大規(guī)模發(fā)展。隨著對能源多樣化的日益重視，若干國家正集中投資于太陽能光伏等可再生技術(shù)，以減少對國內(nèi)或進口的化石燃料的依賴。
2016-2020年間全球平均每年增加超過100GW的太陽能發(fā)電裝機容量。根據(jù)隆眾咨詢整理，2020年全球太陽能發(fā)電累計裝機容量728.6GW，預估2021全年全球太陽能發(fā)電累計裝機容量比2020年增長近18.4%，達到約863GW。受政府支持政策導向，同時隨著太陽能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用、太陽能電池板價格和安裝成本的下降等驅(qū)動因素，未來五年全球太陽能發(fā)電市場將繼續(xù)增長，根據(jù)隆眾咨詢預測，2022-2026年全球太陽能發(fā)電裝機容量預計年均增速13.2%，至2026年累計裝機容量將達到約1645GW。
圖1 全球太陽能發(fā)電裝機規(guī)模及未來預測
2021年以來中國陸續(xù)出臺多個利好政策，涉及裝機規(guī)模、發(fā)電補貼、發(fā)電消納等多個方面，積極推進光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有望快速提升光伏發(fā)電占比。如2021年6月7日發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于2021年新能源上網(wǎng)電價政策有關(guān)事項的通知》，明確2021年起對新備案集中式光伏電站、工商業(yè)分布式光伏項目實行平價上網(wǎng)，2021年新建項目上網(wǎng)電價按當?shù)厝济喊l(fā)電基準價執(zhí)行，新建項目可自愿通過參與市場化交易形成上網(wǎng)電價，以更好體現(xiàn)光伏發(fā)電的綠色電力價值；2021年12月27日國家能源局印發(fā)《電力并網(wǎng)運行管理規(guī)定》，對包含光伏在內(nèi)的多種電源的運行管理、考核實施、信息披露、管理監(jiān)督進行了規(guī)定，有效提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力，顯著增加可再生能源消納水平。
根據(jù)國家能源局公布數(shù)據(jù)，2020年中國光伏發(fā)電新增裝機容量48.2 GW，是亞太地區(qū)乃至全球太陽能裝機新增市場中的主要貢獻者。截止到2020年底，中國光伏發(fā)電累計裝機容量達到253.4GW，已是連續(xù)6年位居全球首位，其他位列前茅的是歐盟171.6GW，其次是美國、日本、印度分別為74.8GW、53.8GW、34.0GW。根據(jù)隆眾咨詢整理，2021年中國光伏發(fā)電累計裝機容量約300GW，至2026年將達到550-600GW。
圖2 2020年全球光伏發(fā)電新增裝機主要國家市場占比情況
太陽能光伏（PV）和聚光太陽能（CSP）是目前市場上吸收太陽能并將其用于不同用途的兩種關(guān)鍵技術(shù)。2020年，全球光伏發(fā)電裝機容量722.2GW，約占到太陽能發(fā)電總裝機容量的99.1%。根據(jù)隆眾咨詢預估，2021年光伏發(fā)電裝機容量達到856GW，較2020年增加18.6%。根據(jù)Bloomberg統(tǒng)計，2009到2021上半年間，太陽能光伏發(fā)電成本已經(jīng)持續(xù)下降超89%，根據(jù)國際可再生能源機構(gòu)IRENA預測，光伏在未來仍有30%-50%的降本空間，有望成為發(fā)電成本最低的電源類型。未來，太陽能光伏（PV）發(fā)電裝機容量仍占市場主導地位。
與太陽能光伏（PV）相比，聚光太陽能（CSP）技術(shù)成本較高，市場仍處于發(fā)展初級階段，因此聚光太陽能（CSP）裝機容量占比低，2020年僅占0.9%，裝機容量6.4GW。預計CSP市場在未來幾年也將有所增長，如南非和摩洛哥到2022年計劃新增CSP裝機容量5.3GW，支持該地區(qū)太陽能市場增長。
圖3 2020年全球太陽能裝機市場占比
太陽能光伏市場目前由硅基技術(shù)主導，硅基太陽能電池普及度已經(jīng)很高，且與世界各地的傳統(tǒng)能源價格相當。但是，硅基太陽能電池的能量回收周期較高，導致無法滿足未來太陽能光伏市場日益增長的需求。雖然也有其他硅基太陽能電池的替代品，如薄膜光伏電池，但它們是通過在基片上沉積一層昂貴的光收集材料來制造的，所以在成本方面，它們無法與硅基電池相比。
鈣鈦礦光伏電池作為新一代光伏電池發(fā)電技術(shù)，近年一直是光伏領(lǐng)域研究的焦點，與其他類型相比，鈣鈦礦光伏電池具有轉(zhuǎn)換效率高，材料供應(yīng)充足，價格低廉，回收效率高等優(yōu)勢，近年該技術(shù)領(lǐng)域研究得到快速發(fā)展，電池轉(zhuǎn)換效率可以高達近30%，遠超目前可以工業(yè)生產(chǎn)的硅基光伏電池，是公認的具有巨大商業(yè)潛力的下一代太陽能電池技術(shù)。
美國國家可再生能源實驗室（NREL）正在研究應(yīng)用鈣鈦礦光伏電池項目，旨在提高效率和提高穩(wěn)定性方面，使鈣鈦礦的光伏電池成為一種可行的商業(yè)化技術(shù)。2020 年12 月，英國牛津的Oxford PV公司開發(fā)的鈣鈦礦太陽能電池轉(zhuǎn)換效率創(chuàng)造了新的世界紀錄，該電池由一層硅和一層合成鈣鈦礦薄膜層串聯(lián)而成，面積為1.12 cm2，并通過了NREL的獨立測試認證，轉(zhuǎn)換效率為29.52%，據(jù)公開資料報道，預計該電池將于2022年投入量產(chǎn)，屆時，其將成為世界上轉(zhuǎn)換效率最高的商用太陽能電池。
同時，中國國內(nèi)公司也在從事該領(lǐng)域的研究，如杭州纖納光電科技有限公司，已建國內(nèi)首個鈣鈦礦生產(chǎn)基地，致力于鈣鈦礦光伏技術(shù)的科研創(chuàng)新及商業(yè)化發(fā)展，截止到2021年底，該公司已經(jīng)7次刷新鈣鈦礦組件光電轉(zhuǎn)換效率世界紀錄。
太陽能發(fā)電市場也存在一些阻礙市場發(fā)展的因素，主要是面臨替代電力來源的挑戰(zhàn)，如燃氣發(fā)電廠、風力發(fā)電項目等替代清潔能源項目的增加。天然氣產(chǎn)量增加和天然氣價格下降，使得燃氣發(fā)電廠經(jīng)濟效益提高，推動天然氣發(fā)電市場發(fā)展；風力發(fā)電市場也逐步擴大，2020年，全球海上風電行業(yè)投資規(guī)模顯著，投資總額達263億歐元，根據(jù)國際能源署IEA預測，至2030年全球海上風電市場投資規(guī)模預計以年均13%的速度增長。
綜上所述，光伏產(chǎn)業(yè)雖然以硅基太陽能電池為主，但由于在提高能源轉(zhuǎn)換效率方面遇到了重大瓶頸，未來提升的空間已經(jīng)不大，作為新一代光伏發(fā)電技術(shù)，鈣鈦礦光伏電池多次刷新能源轉(zhuǎn)換效率世界紀錄，打破技術(shù)瓶頸。隨著該技術(shù)研究的不斷進步及逐步商業(yè)化應(yīng)用，為鈣鈦礦光伏電池大規(guī)模生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，鈣鈦礦光伏電池將成為光伏產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向之一，從而為太陽能發(fā)電市場帶來更多的發(fā)展動力和新的發(fā)展機遇。
再生可能エネルギーは主に太陽エネルギー、風力エネルギー、水エネルギー、原子力と生物エネルギーなどを含み、その中で、水エネルギーと生物エネルギーの開発の潛在力は限られており、原子力はまた地域と安全要素に基づいて広く応用することができない。そのため、各種再生可能電源の中で、太陽エネルギーと風力エネルギーの開発潛在力が大きく、大規(guī)模な発展に適している。エネルギーの多様化がますます重視されるにつれ、いくつかの國は太陽光発電などの再生可能技術(shù)に集中的に投資し、國內(nèi)や輸入の化石燃料への依存を減らしている。
2016～2020年の間に世界平均で毎年100 GWを超える太陽光発電設(shè)備の容量が増加している。隆衆(zhòng)コンサルティングの整理によると、2020年の世界太陽光発電累計設(shè)備容量は728.6 GWで、2021年の年間世界太陽光発電累計設(shè)備容量は2020年より18.4%近く増加し、約863 GWに達すると予想されている。政府の支持政策の導きを受けて、同時に太陽エネルギー技術(shù)の発展と応用、太陽電池パネルの価格と設(shè)置コストの低下などの駆動要素に従って、未來の5年間の世界の太陽光発電市場は引き続き増加して、隆衆(zhòng)の諮問予測によると、2022-2026年の世界の太陽光発電設(shè)備の容量は年平均13.2%増加する見込みで、2026年までに累計設(shè)備の容量は約1645
GWに達する。
図1世界の太陽光発電設(shè)備の規(guī)模と將來予測
新興光起電力発電技術(shù)：ペロブスカイト光起電力が新たなホットスポットになる見込み
新増設(shè)機の容量では、中國がリードしている
2021年以來、中國は続々と複數(shù)の利益政策を打ち出し、設(shè)備規(guī)模、発電補助金、発電消納など多くの方面に関連し、光発電産業(yè)の発展を積極的に推進し、急速に光発電の占有率を高めることが期待されている。2021年6月7日に発改委が発表した「2021年新エネルギーインターネット電気料金政策に関する通知」のように、2021年から新たに登録された集中型光発電所、商工業(yè)分散型光発電プロジェクトに対して平価インターネット接続を?qū)g行し、2021年に新設(shè)されたプロジェクトのインターネット電気料金は現(xiàn)地の石炭火力発電基準価格で実行され、新築プロジェクトは自ら市場化取引に參加することでインターネット電気料金を形成し、光発電のグリーン電力価値をよりよく體現(xiàn)することができる。2021年12月27日に國家エネルギー局は『電力ネットワーク接続運行管理規(guī)定』を印刷、配布し、太陽光発電を含む多種電源の運行管理、考課実施、情報公開、管理監(jiān)督に対して規(guī)定を行い、電力システムの総合調(diào)節(jié)能力を効果的に向上させ、再生可能エネルギーの消込レベルを著しく増加させた。
國家エネルギー局が発表したデータによると、2020年の中國の光発電新規(guī)設(shè)備容量48.2 GWは、アジア太平洋地域ひいては世界の太陽光設(shè)備新規(guī)市場における主要な貢獻者である。2020年末現(xiàn)在、中國の光発電の累計設(shè)備容量は253.4 GWに達し、6年連続で世界首位となった。その他の上位はEUの171.6 GWで、次いで米國、日本、インドが74.8 GW、53.8 GW、34.0 GWだった。隆衆(zhòng)諮詢の整理によると、2021年の中國の光発電累計設(shè)備容量は約300 GWで、2026年までに550-600
GWに達する。
図2 2020年の世界の太陽光発電新規(guī)搭載機の主要國市場占有率
新興光起電力発電技術(shù)：ペロブスカイト光起電力が新たなホットスポットになる見込み
太陽光発電（PV）発電は現(xiàn)在の太陽光発電の主要技術(shù)である
太陽光起電力（PV）と集光太陽光（CSP）は現(xiàn)在、市場で太陽光を吸収し、異なる用途に使用するための2つの重要な技術(shù)である。2020年、世界の光発電設(shè)備容量は722.2 GWで、太陽光発電総設(shè)備容量の99.1%を占めている。隆衆(zhòng)諮問の予想によると、2021年の光発電設(shè)備の容量は2020年より18.6%増加し、856
GWに達した。Bloombergの統(tǒng)計によると、2009年から2021年上半期にかけて、太陽光発電コストは89%を超える下落を続けており、國際再生可能エネルギー機関IRENAの予測によると、太陽光発電は將來的にも30～50%の下落余地があり、発電コストが最も低い電源タイプになる見込みだ。將來的には、太陽光発電（PV）発電設(shè)備の容量は依然として市場の主導的な地位を占めている。
太陽光発電（PV）に比べて、集光太陽光（CSP）技術(shù)のコストが高く、市場はまだ発展初級段階にあるため、集光太陽光（CSP）の設(shè)備容量は低く、2020年はわずか0.9%、設(shè)備容量は6.4
GWである。CSP市場は今後數(shù)年でも成長する見通しで、例えば南アフリカとモロッコは2022年までにCSP搭載容量の5.3 GWを新たに増加させ、同地域の太陽エネルギー市場の成長をサポートする計畫だ。
図3 2020年の世界太陽光搭載機市場の割合
新興光起電力発電技術(shù)：ペロブスカイト光起電力が新たなホットスポットになる見込み
新たな光起電力技術(shù)の発展は市場に新たなチャンスをもたらすだろう
太陽光発電市場は現(xiàn)在、シリコン系技術(shù)が主導しており、シリコン系太陽電池の普及度はすでに高く、世界各地の伝統(tǒng)的なエネルギー価格に匹敵する。しかし、シリコン系太陽電池はエネルギー回収サイクルが高く、將來の太陽光発電市場の日増しな需要を満たすことができない。薄膜光起電力電池のような他のシリコン系太陽電池の代替品もあるが、これらは基板上に高価な光収集材料を堆積することによって製造されるため、コスト面ではシリコン系電池とは比較にならない。
ペロブスカイト太陽電池は次世代太陽電池発電技術(shù)として、近年ずっと太陽電池分野の研究の焦點であり、他のタイプと比べて、ペロブスカイト太陽電池は転換効率が高く、材料の供給が十分で、価格が安く、回収効率が高いなどの優(yōu)位性があり、近年この技術(shù)分野の研究は急速に発展し、電池の転換効率は30%近くに達することができ、現(xiàn)在工業(yè)生産可能なシリコン系太陽電池をはるかに上回ることができ、巨大なビジネスポテンシャルを持つ次世代太陽電池技術(shù)として定評がある。
米國國立再生可能エネルギー研究所（NREL）はペロブスカイト太陽電池プロジェクトの応用を検討しており、効率の向上と安定性の向上を目指し、ペロブスカイトの太陽電池を?qū)g用的な商業(yè)化技術(shù)にすることを目指している。2020年12月、英オックスフォードのOxford
PV社が開発したペロブスカイト太陽電池の変換効率は、シリコンの層と合成ペロブスカイト薄膜の層が直列に接続され、面積は1.12 cm 2で、NRELの獨自試験認証に合格した。変換効率は29.52%で、公開資料によると、2022年に量産を開始する予定で、その際、世界で最も変換効率の高い商用太陽電池となる。
同時に、中國國內(nèi)の會社もこの分野の研究に従事しており、例えば杭州繊納光電科技有限公司は、すでに國內(nèi)初のペロブスカイト生産基地を設(shè)立し、ペロブスカイト光発電技術(shù)の科學研究革新と商業(yè)化発展に力を入れており、2021年末までに、同社はすでに7回も新たなペロブスカイトコンポーネントの光電変換効率の世界記録を塗り替えた。
太陽光発電市場にも市場の発展を阻害する要素がいくつか存在し、主に代替電力源の挑戦、例えばガス発電所、風力発電プロジェクトなどの代替クリーンエネルギープロジェクトの増加に直面している。天然ガス生産量の増加と天然ガス価格の低下により、ガス発電所の経済効果が向上し、天然ガス発電市場の発展を推進する。風力発電市場も徐々に拡大し、2020年、世界の海上風力発電業(yè)界の投資規(guī)模は顕著で、投資総額は263億ユーロに達し、國際エネルギー署IEAの予測によると、2030年までに世界の海上風力発電市場の投資規(guī)模は年平均13%のペースで増加する見通しだ。
以上のように、光起電力産業(yè)はシリコン系太陽電池を中心としているが、エネルギー変換効率を高める上で重大なボトルネックに直面しているため、將來の向上の余地はすでに大きくなく、次世代光起電力発電技術(shù)として、ペロブスカイト光起電力電池は何度もエネルギー変換効率の世界記録を更新し、技術(shù)のボトルネックを破った。この技術(shù)研究の絶えずの進歩と徐々に商業(yè)化応用に伴い、ペロブスカイト太陽電池の大規(guī)模生産のために基礎(chǔ)を築き、ペロブスカイト太陽電池は太陽電池産業(yè)のモデルチェンジとグレードアップの重要な方向の一つとなり、それによって太陽光発電市場により多くの発展動力と新たな発展チャンスをもたらす。
全國服務(wù)熱線
東莞市星火太陽能科技股份有限公司
