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2026-01-25
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你是光你是电,你是未来的希望

日期:06-15
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版面:a0003版:潮新闻·成长读本       上一篇    下一篇

光伏能源基地

  新闻背景

  据近日央视新闻报道:我国将在6个省区市试点开展风电和光伏发电资源普查。这六个省区市分别是河北、内蒙古、上海、浙江、西藏、青海,将以县域为单元展开普查。

  浙江是光伏发电大省吗?

  是的。

  首先我们来了解一下什么是光伏发电,它需要怎样的客观和主观条件?

  其实光伏发电的本质可以用一句话来解释:将光能直接转变为电能。1839年,法国科学家贝克雷尔发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。所谓半导体,就是导电能力介于导体与绝缘体之间的材料,比如单晶硅。贝克雷尔发现的这种电位差现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。这是物理学中一个重要而神奇的现象。

  1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池。这是一次划时代的实验,意味着将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术诞生了。而我们现在的研究,都在这个原理的基础上进行提升。

  但那时光伏发电的技术还只是起步阶段,没有正式进入生产实践领域。更重要的是,那时还是石油的天下,美元、黄金与石油这三架马车正对世界经济进行解构与重组。光伏发电只能是实验室的新秀而已。

  世界经济在上世纪六七十年代经历了快速发展,石油、煤炭的大量使用既促成了经济发展,同时也让人们看到了传统能源的不确定性和污染危害。

  传统的燃料能源用一点少一点,同时全球很多人得不到正常的能源供应。因石油而爆发的局部冲突和全球经济危机在百年里不时出现。许多争端的根源正是为了抢夺石油资源。

  更严重的是,传统燃料对环境造成的危害日益突出,温室效应越来越严重,若不加控制甚至可能会影响到人类生存。

  在联合国牵头下,相继出台了三个应对气候变化的全球协议,《联合国气候变化框架公约》《京都议定书》《巴黎协定》。这三个协议的最终目标都是将大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平,进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害。

  怎么从根源上逐渐消弥这种威胁?全世界都把目光投向了可再生能源,这其中,光伏发电就是清洁、可持续的能源之一。

  于是,从上世纪七八十年代开始,开发利用太阳能的光伏发电开始成为全球各国追捧的热潮。比如美国提出的阳光发电计划,日本提出的新阳光计划等。联合国为此召开了一系列会议,并制定了国际太阳能公约。

  全球对光伏发电的研究与开发进入了快车道。

  我们中国富煤、贫油、少气,所以57%的电力生产依靠煤炭发电,是世界煤炭使用第一大国,但由此带来的污染十分严重。烧煤要比烧石油和天然气,分别多产生30%和68%的二氧化碳。但同时,我国一直努力地降低因传统能源带来的环境影响,并在2021年作出了“碳排放力争于2030年前达到峰值,争取2060年前实现碳中和”的承诺。这意味着,清洁能源的开发利用对我国来说尤为重要。光伏发电正是十分适合我们的一盘“能源菜”。

  近些年,光伏产业在我国一路高歌猛进。我们成为光伏发电安装量增长最快的国家,光电成为我国第二大电源;我国成为全球最大的光伏市场和生产国,中国的光伏产品成为出口“新三样”(电动载人汽车、锂电池、太阳能电池)之一。

  2022年,西班牙的弗朗西斯科·皮萨罗太阳能发电厂投入使用,这是欧洲最大的已投运光伏电站之一,它所使用的太阳能电池板全部来自中国;在肯尼亚加里萨郡,由中国企业承建的加里萨光伏电站解决了当地用电短缺问题……中国作为全球最大的光伏组件生产国,在光伏项目建设中具有领先优势。截至2024年1月,中国太阳能电池全球专利申请量为12.64万件,全球排名第一。

  光电的好处是不言而喻的。它是可持续的再生能源,也是清洁能源,还能提高能源供应的安全性。光伏发电不像火力发电、水力发电,需要集中发电,依赖中央化的能源供应体系,一旦发生故障或者自然灾害,将会导致能源供应中断,比如地震导致大坝垮塌等。世界上,因为发电厂故障导致大半个国家运转危机的事情曾经发生过,比如发生于1996年的美国西部大停电。

  而光电则可以分散,在各个地方进行分布式建设,形成分散的能源供应网络,甚至是点状、居民式的发电。我们在路上看到的路灯、红绿灯下的那块太阳能板,起到的就是光伏发电的作用;许多农村民居顶上的太阳能发电板,就是给自己家发电用……减少了集中供电的压力,也减少了用电成本,更重要的是它能够提供能源供应的稳定性和安全性。

  从能源安全角度考虑,这也是我国大力发展光电的原因之一。

  一般来说,光伏板的发电效率与所处的地理位置有关。在低纬度地区或海拔高度较高的地区,光伏板发电效率更高。也就是说,太阳能资源越丰富,光伏发电越有效,所以西部高海拔地区,比如青藏地区,就很适合发展光电。

  而在低纬度地区,浙江恰恰是太阳能资源丰富的省份之一,年平均太阳辐射量处于全国中等水平。在地形分布上,平原、盆地、海岛辐射量较大,浙江恰有广阔的海洋资源。

  浙江省光伏应用形式多样,基本涵盖农光互补、渔光互补、工商业屋顶光伏、户用屋顶光伏、水面漂浮式光伏等各种类型。嘉兴海宁、杭州临安等地提出了“人人光伏”的发展构想,引导企业和居民在厂房和屋顶安装光伏;风光资源丰富的山区,积极推行“光伏富裕”工程……

  2023年浙江省政府发布的数据显示,我省风电、光电的装机突破3000万千瓦,每年可减少燃煤超1000万吨。

  浙江不仅是光伏发电大省,更是全国第二大光伏组件制造省份,拥有宁波、嘉兴、衢州、义乌四个重要光伏制造产业基地,拥有光伏辅材配材企业120余家,规模位居全国第一。同时,龙头光伏生产企业的光伏产品技术研发、产品质量等达到世界领先水平。

  未来光电会完全取代火力发电吗?就目前的技术来看,清洁能源还不能取代传统能源,因为它们受到的时间、气候客观制约比较大。比如光伏发电,夜间就完全实现不了,这也是目前困扰大家的一个很重要问题。看天吃饭,是光伏最大的瓶颈,天气好坏,冬天夏天,白天夜晚,这些都会给光伏发电带来影响。

  所以,光伏发电仍是一个巨大的科研课题,还有许多的未知等着我们去解决,但它的未来和前景之广阔是可以想象的。中国的近景目标,则是要从光伏电池的代工工厂逐渐成为太阳能光伏发电强国。