我國海上光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

姜冠男

（國家電投集團江蘇濱海港航有限公司， 江蘇 鹽城 224500）

0 引言

近年來，我國明確了以新能源為核心的電力系統(tǒng)構(gòu)建，以實現(xiàn) “雙碳” 目標(biāo)。海上光伏具有既不占用土地資源，又具有高發(fā)電量和高附加值的優(yōu)勢，當(dāng)前已成為我國 “十四五” 規(guī)劃和2035 遠(yuǎn)景目標(biāo)的關(guān)鍵內(nèi)容。

1 我國海上光伏發(fā)展?jié)摿?/h2>

我國發(fā)展海上光伏具有潛在的地理優(yōu)勢，首先，我國大陸海岸線總長度超過1.8 萬km，可開發(fā)海上光伏面積達71 萬km2[1]。2023 年，自然資源部發(fā)布了《關(guān)于推進海域立體設(shè)權(quán)工作的通知（征求意見稿）》，明確了可以進行立體設(shè)權(quán)的用海類型，這為海上光伏項目提供了更廣闊的發(fā)展空間。依托廣闊的海域資源，我國到目前已確權(quán)海上光伏用海項目28 個，累計確權(quán)面積1 658.33 hm2，各省具體用海項目及確權(quán)面積如圖1 所示。

圖1 各省具體用海項目及確權(quán)面積分布情況

其次，我國是世界上太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，太陽能資源豐富地區(qū)占國土面積96%以上。按太陽能總輻射量的空間分布，可劃分為四個區(qū)域，如表1 所示。其中沿海區(qū)域太陽能資源的年均總輻射量約為5 000～6 300 MJ/m2，屬于 “資源很豐富” 地帶，且海面沒有遮擋物，能充分利用水反射光來提升發(fā)電量，相比陸地光伏可提高5%～10%。此外，我國海域地勢由西北向東南逐漸趨深，近海水深相對較淺，水深圍在0～10 m 之間，受臺風(fēng)影響相對較弱，鹽度相對較低，地質(zhì)條件以粉質(zhì)黏土為主，工程建設(shè)條件較好，適合發(fā)展海上光伏等新能源產(chǎn)業(yè)。

表1 我國太陽能資源等級區(qū)劃表

2 海上光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大

我國光伏發(fā)電累計裝機已連續(xù)8 年居全球首位，其中2022 年新增裝機達8 605 萬kW，同比增長59.3%，據(jù)國家能源局發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，2023 年1—8 月，光伏發(fā)電新增裝機113.16 GW，同比增長154.46%，各月具體數(shù)據(jù)如圖2 所示。

圖2 2022—2023 年1—8 月新增裝機容量

此外，在制造端方面我國依舊保持快速增長勢頭，2023 年1—6 月，硅片產(chǎn)量超過253.4 GW，同比增長65.8%；電池片產(chǎn)量超過224.5 GW，同比增長65.7%；組件產(chǎn)量超過204 GW，同比增長65%[2]。隨著陸上光伏土地資源和相關(guān)政策的限制，研究者們把目光轉(zhuǎn)向更為廣闊的海上，海上光伏的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迎來契機[3]。

2.2 技術(shù)水平不斷提升

適用于海洋環(huán)境的光伏技術(shù)的發(fā)展逐漸成熟，已有多家企業(yè)針對海上光伏項目推出了海上用組件[4]。如阿特斯在2022 年就已完成固定樁基式海上光伏組件的開發(fā)；晶科在2023 年2 月成功開發(fā)出全新適用于海洋環(huán)境的N 型高效組件產(chǎn)品；隆基專門開發(fā)了海上光伏產(chǎn)品方案，并已大規(guī)模投入商用。

在光伏支架基礎(chǔ)應(yīng)用方面，目前現(xiàn)階段海上光伏以樁基式為主，主要適用水深較淺的海域；海上漂浮式光伏的商業(yè)化建設(shè)還處于從無到有的過程，當(dāng)前海上漂浮式光伏造價較高，但由于在邁向較深海域時會面臨技術(shù)以及經(jīng)濟性上的較大壓力，而漂浮式海洋光伏電站相應(yīng)的適用范圍更廣，或?qū)⒊蔀槲磥砗Ｑ蠊夥娬镜闹髁餍问絒5]。

2.3 國家地方政策支持

近年來，隨著國家和地方政策的出臺，沿海各地陸續(xù)加大了海上光伏的投資。國家能源局發(fā)布《關(guān)于推動光伏發(fā)電行業(yè)健康發(fā)展的意見》提出了加快海上光伏示范項目建設(shè)并逐步推廣應(yīng)用的目標(biāo)。地方政府也積極出臺相關(guān)政策，支持海上新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展[6]。其中山東、江蘇、浙江等地紛紛發(fā)布了關(guān)于海上光伏項目的政策文件，進一步強調(diào)了政府在該領(lǐng)域的扶持力度，具體政策內(nèi)容見表2。

表2 2021—2023 年各省份海上光伏政策（部分）

3 海上光伏發(fā)展存在的問題

海洋的特殊環(huán)境使海上光伏項目面臨案例經(jīng)驗少、配套政策不足等用海問題，以及海洋環(huán)境風(fēng)險帶來的技術(shù)、經(jīng)濟等多重挑戰(zhàn)，主要包括以下方面。

3.1 光伏轉(zhuǎn)化效率偏低

盡管當(dāng)前在光伏產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域已采用先進的光伏電池，盡可能提高了電池平均轉(zhuǎn)化效率，但平均轉(zhuǎn)化效率仍未突破25%[7]。海上光伏組件還要面臨海洋環(huán)境的挑戰(zhàn)，如鹽霧、腐蝕和高溫等，這些環(huán)境因素會進一步影響光伏組件的效率。

3.2 初始成本投資較高

以直流側(cè)500 MW 項目為例，陸上光伏電站初始投資約4.13 元/W，海上光伏電站則超過6 元/W，成本差距較大，主要是由于海上光伏需要額外的工程和技術(shù)支持；其次，由于受海洋侵蝕等環(huán)境條件的影響，海上光伏的運維成本更高。另外，海上光伏建設(shè)成本還包含海域使用金、漁業(yè)養(yǎng)殖賠償?shù)荣M用。在諸多因素的影響下，海上光伏初始成本一直居高不下。

3.3 政策規(guī)劃并不完善

政策支持和合理規(guī)劃海域資源是兩個關(guān)鍵性的問題。首先，當(dāng)前海上光伏相關(guān)的政策支持并不完善，需要更多的政策激勵措施，然而，制定和實施這些政策需要政府承擔(dān)額外的財政負(fù)擔(dān)，可能導(dǎo)致財政壓力。此外，目前海域資源規(guī)劃情況并不樂觀，無法確保光伏電站與其他海洋活動（如漁業(yè)、航運等）之間的協(xié)調(diào)，資源競爭和環(huán)境沖突依舊存在。

3.4 生態(tài)環(huán)境影響較大

光伏電站的建設(shè)和運營可能對海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，如對魚類的遷徙和繁殖造成干擾等，這些影響可能對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成潛在損害，需要認(rèn)真評估和管理。另外，臺風(fēng)、雷暴等極端天氣時常會影響到海上光伏電站的穩(wěn)定性和安全性，導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。

4 海上光伏未來發(fā)展趨勢

4.1 加大創(chuàng)新力度

一方面要大力發(fā)展更高效率、更低成本的光伏電池，進一步提升單位面積發(fā)電能力是未來海上光伏大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵。同時對于新型太陽能電池的研究，如有機太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池等也要不斷推進，使光伏組件和產(chǎn)品向更高效、可靠、低成本的方向發(fā)展。此外，未來海上光伏的發(fā)展還將著重優(yōu)化海上結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括更耐腐蝕的光伏組件和支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以適應(yīng)惡劣的海洋環(huán)境，增強其長期可靠性。

4.2 擴大市場開發(fā)

由于陸地資源受限，我國將進一步推動海上光伏市場的擴大，將其作為光伏產(chǎn)業(yè)的一個重要分支。政府將繼續(xù)支持海上光伏項目，通過建立支持海上光伏產(chǎn)業(yè)的政策框架，包括補貼、稅收優(yōu)惠、發(fā)電許可和環(huán)境影響評估等方面的支持措施，以鼓勵投資和項目開發(fā)，滿足國內(nèi)不斷增長的清潔能源需求。光伏企業(yè)與廠商也將基于相關(guān)政策，從設(shè)備制造、建設(shè)到運營維護，不斷改進光伏組件和設(shè)備的生產(chǎn)工藝，擴大生產(chǎn)規(guī)模，延伸到產(chǎn)業(yè)與市場上下游產(chǎn)業(yè)鏈，推動全產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，打造產(chǎn)業(yè)集群，為海上光伏市場的拓展開發(fā)提供技術(shù)支持。

4.3 促進產(chǎn)業(yè)融合

產(chǎn)業(yè)融合是海上新能源未來發(fā)展的一個重要方向，未來在政策上也將鼓勵海上能源綜合發(fā)展。其中，海上光- 風(fēng)互補可以實現(xiàn)風(fēng)光資源的有效利用，通過平衡能源供需，減少能源波動，提高整個能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。光伏與儲能技術(shù)的結(jié)合將解決海上光伏的間歇性問題，儲能技術(shù)的發(fā)展將使我國海上光伏系統(tǒng)能夠平滑能源產(chǎn)出，增加系統(tǒng)的靈活性，同時在緊急情況下提供備用電力，增強能源供應(yīng)的彈性。此外，海上光伏與制氫技術(shù)的融合為綠色氫能的發(fā)展提供強大支撐。我國是全球最大的氫能市場之一，利用光伏發(fā)電制氫將為綠氫生產(chǎn)提供可持續(xù)的能源支持。綜上所述，通過海上新能源產(chǎn)業(yè)融合的方式能夠構(gòu)建更加穩(wěn)定、高效、環(huán)保的能源網(wǎng)絡(luò)。

5 結(jié)語

近年來，我國主要以陸上光伏為主，但受土地資源匱乏的制約，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到瓶頸。海上光伏作為一種新型的可再生能源解決方案，呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α５壳昂Ｉ瞎夥夹g(shù)尚缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，距大面積開發(fā)仍有大量工作需要突破。同時，基于現(xiàn)有技術(shù)支持以及國家政策引導(dǎo)，我國海上光伏將向大規(guī)模、高技術(shù)、低成本、多產(chǎn)業(yè)融合方向發(fā)展。成為推動可再生能源發(fā)展、實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要力量。