我国海上光伏产业现状及发展趋势分析

known 发布于 2025-07-10 阅读(272)

姜冠男

(国家电投集团江苏滨海港航有限公司, 江苏 盐城 224500)

0 引言

近年来,我国明确了以新能源为核心的电力系统构建,以实现 “双碳” 目标。海上光伏具有既不占用土地资源,又具有高发电量和高附加值的优势,当前已成为我国 “十四五” 规划和2035 远景目标的关键内容。

1 我国海上光伏发展潜力

我国发展海上光伏具有潜在的地理优势,首先,我国大陆海岸线总长度超过1.8 万km,可开发海上光伏面积达71 万km2[1]。2023 年,自然资源部发布了《关于推进海域立体设权工作的通知(征求意见稿)》,明确了可以进行立体设权的用海类型,这为海上光伏项目提供了更广阔的发展空间。依托广阔的海域资源,我国到目前已确权海上光伏用海项目28 个,累计确权面积1 658.33 hm2,各省具体用海项目及确权面积如图1 所示。

图1 各省具体用海项目及确权面积分布情况

其次,我国是世界上太阳能资源最丰富的地区之一,太阳能资源丰富地区占国土面积96%以上。按太阳能总辐射量的空间分布,可划分为四个区域,如表1 所示。其中沿海区域太阳能资源的年均总辐射量约为5 000~6 300 MJ/m2,属于 “资源很丰富” 地带,且海面没有遮挡物,能充分利用水反射光来提升发电量,相比陆地光伏可提高5%~10%。此外,我国海域地势由西北向东南逐渐趋深,近海水深相对较浅,水深围在0~10 m 之间,受台风影响相对较弱,盐度相对较低,地质条件以粉质黏土为主,工程建设条件较好,适合发展海上光伏等新能源产业。

表1 我国太阳能资源等级区划表

2 海上光伏产业发展现状2.1 光伏产业规模不断扩大

我国光伏发电累计装机已连续8 年居全球首位,其中2022 年新增装机达8 605 万kW,同比增长59.3%,据国家能源局发布的最新数据,2023 年1—8 月,光伏发电新增装机113.16 GW,同比增长154.46%,各月具体数据如图2 所示。

图2 2022—2023 年1—8 月新增装机容量

此外,在制造端方面我国依旧保持快速增长势头,2023 年1—6 月,硅片产量超过253.4 GW,同比增长65.8%;电池片产量超过224.5 GW,同比增长65.7%;组件产量超过204 GW,同比增长65%[2]。随着陆上光伏土地资源和相关政策的限制,研究者们把目光转向更为广阔的海上,海上光伏的产业化发展迎来契机[3]。

2.2 技术水平不断提升

适用于海洋环境的光伏技术的发展逐渐成熟,已有多家企业针对海上光伏项目推出了海上用组件[4]。如阿特斯在2022 年就已完成固定桩基式海上光伏组件的开发;晶科在2023 年2 月成功开发出全新适用于海洋环境的N 型高效组件产品;隆基专门开发了海上光伏产品方案,并已大规模投入商用。

在光伏支架基础应用方面,目前现阶段海上光伏以桩基式为主,主要适用水深较浅的海域;海上漂浮式光伏的商业化建设还处于从无到有的过程,当前海上漂浮式光伏造价较高,但由于在迈向较深海域时会面临技术以及经济性上的较大压力,而漂浮式海洋光伏电站相应的适用范围更广,或将成为未来海洋光伏电站的主流形式[5]。

2.3 国家地方政策支持

近年来,随着国家和地方政策的出台,沿海各地陆续加大了海上光伏的投资。国家能源局发布《关于推动光伏发电行业健康发展的意见》提出了加快海上光伏示范项目建设并逐步推广应用的目标。地方政府也积极出台相关政策,支持海上新能源产业发展[6]。其中山东、江苏、浙江等地纷纷发布了关于海上光伏项目的政策文件,进一步强调了政府在该领域的扶持力度,具体政策内容见表2。

表2 2021—2023 年各省份海上光伏政策(部分)

3 海上光伏发展存在的问题

海洋的特殊环境使海上光伏项目面临案例经验少、配套政策不足等用海问题,以及海洋环境风险带来的技术、经济等多重挑战,主要包括以下方面。

3.1 光伏转化效率偏低

尽管当前在光伏产业领域已采用先进的光伏电池,尽可能提高了电池平均转化效率,但平均转化效率仍未突破25%[7]。海上光伏组件还要面临海洋环境的挑战,如盐雾、腐蚀和高温等,这些环境因素会进一步影响光伏组件的效率。

3.2 初始成本投资较高

以直流侧500 MW 项目为例,陆上光伏电站初始投资约4.13 元/W,海上光伏电站则超过6 元/W,成本差距较大,主要是由于海上光伏需要额外的工程和技术支持;其次,由于受海洋侵蚀等环境条件的影响,海上光伏的运维成本更高。另外,海上光伏建设成本还包含海域使用金、渔业养殖赔偿等费用。在诸多因素的影响下,海上光伏初始成本一直居高不下。

3.3 政策规划并不完善

政策支持和合理规划海域资源是两个关键性的问题。首先,当前海上光伏相关的政策支持并不完善,需要更多的政策激励措施,然而,制定和实施这些政策需要政府承担额外的财政负担,可能导致财政压力。此外,目前海域资源规划情况并不乐观,无法确保光伏电站与其他海洋活动(如渔业、航运等)之间的协调,资源竞争和环境冲突依旧存在。

3.4 生态环境影响较大

光伏电站的建设和运营可能对海洋生态环境产生一定的影响,如对鱼类的迁徙和繁殖造成干扰等,这些影响可能对海洋生态系统造成潜在损害,需要认真评估和管理。另外,台风、雷暴等极端天气时常会影响到海上光伏电站的稳定性和安全性,导致设备无法正常工作。

4 海上光伏未来发展趋势4.1 加大创新力度

一方面要大力发展更高效率、更低成本的光伏电池,进一步提升单位面积发电能力是未来海上光伏大规模发展的关键。同时对于新型太阳能电池的研究,如有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等也要不断推进,使光伏组件和产品向更高效、可靠、低成本的方向发展。此外,未来海上光伏的发展还将着重优化海上结构设计,包括更耐腐蚀的光伏组件和支撑结构的设计,以适应恶劣的海洋环境,增强其长期可靠性。

4.2 扩大市场开发

由于陆地资源受限,我国将进一步推动海上光伏市场的扩大,将其作为光伏产业的一个重要分支。政府将继续支持海上光伏项目,通过建立支持海上光伏产业的政策框架,包括补贴、税收优惠、发电许可和环境影响评估等方面的支持措施,以鼓励投资和项目开发,满足国内不断增长的清洁能源需求。光伏企业与厂商也将基于相关政策,从设备制造、建设到运营维护,不断改进光伏组件和设备的生产工艺,扩大生产规模,延伸到产业与市场上下游产业链,推动全产业协同发展,打造产业集群,为海上光伏市场的拓展开发提供技术支持。

4.3 促进产业融合

产业融合是海上新能源未来发展的一个重要方向,未来在政策上也将鼓励海上能源综合发展。其中,海上光- 风互补可以实现风光资源的有效利用,通过平衡能源供需,减少能源波动,提高整个能源系统的稳定性。光伏与储能技术的结合将解决海上光伏的间歇性问题,储能技术的发展将使我国海上光伏系统能够平滑能源产出,增加系统的灵活性,同时在紧急情况下提供备用电力,增强能源供应的弹性。此外,海上光伏与制氢技术的融合为绿色氢能的发展提供强大支撑。我国是全球最大的氢能市场之一,利用光伏发电制氢将为绿氢生产提供可持续的能源支持。综上所述,通过海上新能源产业融合的方式能够构建更加稳定、高效、环保的能源网络。

5 结语

近年来,我国主要以陆上光伏为主,但受土地资源匮乏的制约,光伏产业发展遇到瓶颈。海上光伏作为一种新型的可再生能源解决方案,呈现出巨大的发展潜力。但目前海上光伏技术尚缺乏统一的标准和规范,距大面积开发仍有大量工作需要突破。同时,基于现有技术支持以及国家政策引导,我国海上光伏将向大规模、高技术、低成本、多产业融合方向发展。成为推动可再生能源发展、实现能源可持续发展目标的重要力量。

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