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大規模利用工業廠房屋頂發展清潔能源, 加快我國工業用電“清潔化”
時間:2017/3/13 12:15:42 閱讀1512次
雖然我國風電與太陽能發電均已完成“十二五”規劃裝機目標,非化石能源發電裝機比重提高到35%,但火力發電裝機仍占絕對比重。與此同時,2015年全國工業用電量達到了3.9億千瓦時,占全社會用電量的70.9%。工業用電的“清潔化”對于改善我國能源結構、實現節能減排目標起著至關重要的作用。大規模利用工業廠房屋頂特別是輕鋼結構工業廠房屋頂(以下簡稱輕鋼屋頂)發展分布式光伏發電,是快速提升我國清潔能源發電比重的一個可行方案和有效途徑。

    一、我國工業廠房屋頂特別是輕鋼屋頂資源量巨大,是分布式光伏應用的一個廣闊領域

    隨著經濟的快速發展和工業化進程的不斷深化,我國工業廠房建筑規模增長迅速。過去10年間,工業廠房及建筑物累計竣工面積達到了近40億平方米,僅2009至2013年5年間的新增竣工面積就達到了23.6億平方米,主要分布于各級各類開發區、園區。其中,絕大部分工業廠房及倉庫均屬于輕鋼結構建筑。如將現有具備開發條件的存量輕鋼屋頂全部開發為分布式光伏發電項目,其潛在裝機規?蛇_100GW,相當于全國現有分布式裝機規模(約7GW)的14倍。

    二、制約當前輕鋼屋頂分布式應用的主要因素

    一是輕鋼屋頂載荷有限。根據屋頂分布式光伏項目開發經驗,屋頂承載能力直接影響光伏項目安全性和可靠性。由于常規玻璃基光伏組件的重量約為12kg/m2,采用支架安裝的光伏發電系統總重量約為15-20kg/m2,超出了我國大多數存量輕鋼屋頂的載荷余量范圍。

    二是輕鋼屋頂加固成本較高。由于輕鋼屋頂的載荷限制問題,如開發分布式光伏則需要對屋頂進行加固,而屋頂加固費用目前成本也相對較高,這些問題直接導致占輕鋼屋頂80%以上的屋頂資源難以建設常規光伏發電項目。

    此外,屋頂產權不清晰、用電主體的經營持續性、項目融資困難等共性問題,也直接影響著輕鋼屋頂資源的大規模開發利用。這一點從全國30個分布式光伏示范區的完成情況可見一斑。

    三、輕質光伏組件的不斷成熟使得開發利用輕鋼屋頂具備了技術和經濟可行性

    輕質光伏組件是指光伏組件的重量較傳統的玻璃基組件更輕的組件。當前,我國光伏組件生產廠家已開發了多種輕質光伏組件,可以滿足輕鋼廠房屋頂的載荷限制。其中,柔性薄膜太陽能發電技術為輕鋼屋頂的載荷余量不足問題提供了成熟的解決方案。我國企業開發的銅銦鎵硒薄膜太陽能發電系統的重量僅為5kg/m2左右,并且可采用直接黏貼等多種安裝方式,使得大規模利用輕鋼屋頂進行分布式發電具備了可行性。

    雖然現階段柔性薄膜組件成本略高于與傳統光伏產品,但隨著今后大規模的市場應用、轉換效率和工藝的提升將逐漸下降,其大規模推廣應用將具有經濟可行性。預計到2020年,伴隨著相關激勵政策帶來的規模經濟效應,柔性薄膜光伏發電系統成本及轉換率水平將獲得長足的進步。屆時,按現行的零售電價增長趨勢及分布式光伏發電補貼水平即可滿足市場化投資收益要求。

    從企業角度看,利用廠房屋頂建設光伏發電系統可獲得發電、削峰、減碳“光伏三效益”。發電效益,主要是電價收益和國家、省市的電價補貼;削峰效益,因為光伏系統工作時段基本上就是工業用電峰時,光伏發電可提供工廠在峰時的一部分用電需求,降低企業峰時用電成本,緩解用電壓力;減碳效益,光伏發電作為綠色電力,替代燃煤發電,減少二氧化碳排放,可以通過參與碳排放交易而獲得收益。

    四、主要建議

    1、建議國家在年度新增光伏裝機規模內,單獨劃出100MW以上規模,選擇大型工業企業輕鋼屋頂進行示范建設,以通過規模效益降低輕質光伏發電系統的初始投資,并在“十三五”期間逐步擴大應用規模。

    2、建議國家制定差異化度電補貼,對輕鋼屋頂分布式發電項目提供高于現行0.42元/千瓦時發電補貼的額外度電補貼。輕鋼屋頂分布式發電補貼政策僅適用于“十三五”期間,是為“十三五”量身定做的分布式清潔能源推廣、溫室氣體減排與防治大氣污染專項方案。如在2016年-2020年間,分別為當年安裝的輕鋼屋頂光伏發電項目提供額外度電補貼0.4-0.2元/度(逐年遞減),補貼期限至2020年底,則可將項目投資回報率提高至發電項目基準水平。

    3、建議地方政府或開發區管委會牽頭,作為獨立第三方,統一與園區屋頂業主、投資方簽訂協議,制訂規劃,統一屋頂租賃、合同能源管理政策標準。同時鼓勵地方政府及各開發區管委會因地制宜,創新開發模式,擴大分布式光伏應用。
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