近日,隆基綠能創始人、總裁,隆基綠能中央研究院院長李振國在中國工程院創辦的英文學術期刊《Engineering》上發表評述論文《Prospects of photovoltaic technology》(譯為《光伏技術展望》,https://doi.org/10.1016/j.eng.2022.07.008),從光伏技術發展趨勢、應用場景延展等維度,論述了光伏電池技術的發展情況及未來前景。
《Engineering》于2015年由中國工程院創辦,旨在為全球提供一個高水平的工程科技重大成果發布交流平臺,報道全球工程科技前沿進展,促進工程科技進步,服務社會、造福人類。《Engineering》目前已被SCI和EI收錄,2022年JCR影響因子達到12.834,在工程綜合類期刊排名第一(Q1區),在國際工程科技領域初具影響力。
《Engineering》發表李振國英文論文《光伏技術展望》
在文中,李振國認為光伏技術創新是支撐產業發展的根基,在推動全球低碳能源體系形成、最終實現碳中和的過程中扮演不可或缺的角色。未來幾年,光伏技術還將持續推動光伏電池效率提升、光伏電力成本下降及光伏產業規模擴大。
提高轉換效率是主賽道
高效率與低度電成本確保了光伏電力的競爭力,而兩者均依賴于光伏行業的技術進步。
在論文中,李振國認為,隨著單晶硅電池技術的快速發展,光伏電力已成為全球最具經濟性的可再生能源之一,光伏能源在全球能源體系中所占比重持續上升。
論文圖一:近10年光伏電池發展情況和未來展望
李振國認為,隨著先進技術的應用和新技術的突破,商業化晶硅電池效率將持續提升。未來10年,晶硅電池仍會是光伏行業的主流技術,但要實現高于28%的電池效率,仍需深入理解影響電池光電轉換效率的因素,并探索可有效控制這些因素的途徑。
如果在未來幾年里鈣鈦礦電池的壽命和大面積效率損失問題能夠得到有效改善,那么鈣鈦礦/晶硅疊層電池有望成為未來的高效率電池主流。
因此,光伏行業應回歸電池效率提升的主賽道,加強對電池新材料、新技術的研發投入,做好科技創新,致力于降本增效,提升光伏產業的競爭力,推動清潔能源大規模應用。這才是當前乃至未來中國光伏產業發展的重中之重。
光伏應用場景延展
隨著光伏電力在能源電網系統中的占比持續提升,在一定地域范圍內光伏電力的間歇性及不連續性的特點給能源系統帶來的挑戰將愈發凸顯。
為應對這一挑戰,各地正大力推進光伏和其它可再生能源(水電、風電等)的多能互補系統。此外,由光伏和各種儲能單元組成的擴展光(光伏+)系統,包括物理(水電)、電化學(電池)和化學(氫)方法,也將快速發展。
論文圖二:未來綠色能源世界的綜合能源系統
隨著光伏電力成本的不斷降低,利用光伏發電進行電解制造綠氫的光伏-電解路線有望成為最廉價的綠氫制取方法。與此同時,未來社會對綠氫的巨大需求無疑將為光伏產業的發展提供巨大的機遇,并推動光伏電力成本的進一步降低。
李振國認為,從長遠來看,綠氫深度參與的“光伏+”系統是整個社會實現深度脫碳和可持續發展的關鍵所在。
從資源屬性到制造屬性
縱觀全球,一個不可忽視的趨勢是,光伏產業的發展將助推世界能源格局的改變。因為太陽光在全球的分布比傳統化石能源更均衡,并且資源是無限的。
庫布其光伏治沙項目
據隆基綠能測算,如果把地球荒漠面積的1%裝上光伏,就可以滿足全球用電需求;如果把塔克拉瑪干沙漠的1/4面積裝上光伏,發出的電量就是今天全中國的用電量。
李振國認為,隨著“光伏+”系統的成熟,光伏能源在一定區域內的間歇性及不連續性給能源系統帶來的挑戰將逐漸被克服,世界能源產業也將從資源屬性轉變為制造屬性。