光伏系统助力碳中和，清洁能源新趋势

光伏系统助力碳中和，清洁能源新趋势

太阳能作为一种清洁可再生能源，是替代石油、天然气和煤炭等传统能源最为理想的能源类型之一。光伏发电原理是根据“光生伏特效应”将太阳辐射能转化为电能，是一种新型太阳能利用模式。目前，全球光伏发电总装机容量已超过1000GW，约占全球发电总装机容量份额的1%。仅2021年全球光伏发电装机容量已达175GW，预计到2100年光伏发电在全球电力供应的占比将达到20%~29%，因此光伏发电对于加快形成清洁能源利用新格局和双碳目标的实现具有重要战略意义。

传统能源的过度消耗导致严重的能源危机和温室效应，而使用可再生能源代替化石燃料能够有效减排降碳，进而缓解气候危机。为应对气候变暖、臭氧层空洞和生物多样性锐减等全球性挑战，各国正致力于光伏发电等清洁可再生能源技术的开发与利用。根据国际能源署（IEA）的报告，以上清洁能源利用将可减少70%的全球碳排放量。

然而，光伏系统的快速发展也带来了一些挑战。2024年下半年以来，先后有内蒙古、湖南、海南、山西、辽宁、黑龙江、广东、广西、河南等9省36地相继发布暂停备案文件。这些新增暂停备案的区域，既出现在了此前就已陷入红区泛滥的黑龙江、河南、山西、广东、辽宁、广西，又出现在了内蒙古、湖南、海南等此前无涉分布式红区的省份。

以黑龙江为例，2023年底国家能源局组织的评估中，黑龙江就有81个红区“拔得头筹”；2024年7月，黑龙江公布的红区数已增至86个。仅仅5个月后，2025年1月2日，黑龙江的红区就大幅减少到了6个。值得注意的是，据黑龙江公告提到，红区大幅度减少、即全省分布式光伏接入电网承载力明显提高的原因是，国网黑龙江省电力公司综合考虑电网承载能力及省内新能源整体消纳能力，优化调整计算原则，认真组织测算。

分布式光伏过剩问题在河南和山东尤为明显。截至2024年11月底，河南全省电源装机13640.96万千瓦，其中，风电装机2095.61万千瓦，光伏装机3608.49万千瓦，风光新能源装机占比合计占比43%。新能源装机占比，尤其是光伏装机占比的迅速蹿升，在中午时段带来了严重的限电问题。从2023年12月以来，河南省新安县、漯河地区、商丘县等地的分布式光伏用户，中午时段接电网通知，被动限电弃光竟达到了6-7小时不等。

山东的情况则更为严峻。截至2024年11月底，山东风光新能源装机突破了1亿千瓦大关，其中，光伏装机7352.53万千瓦、风电装机2668.78万千瓦；包括风光新能源在内的可再生能源已经稳居第一大电源；逾1亿千瓦的火电装机，其系统占比已经掉到50%以下。绿电装机占比的迅速攀升，成绩固然可喜可贺，但也带来严重的消纳问题，在山东则集中表现在动人心魄的负电价上。由于光伏中午时段大发，山东电力现货市场2022年共有176天最低电价小于0元/kWh，其中共有135天出现-0.08元/千瓦时的最低负电价。2023年五一期间，山东电力现货市场又出现46次的负电价。最低价格出现在5月2日17时，为-0.085元/千瓦时，相当于每发一度电就要倒贴付费8.5分钱。

面对这些挑战，光伏产业正在积极寻求解决方案。技术创新和政策支持是推动光伏产业持续发展的重要动力。例如，储能系统在光伏项目中的应用越来越广泛，通过储存光伏板在阳光充足时产生的电能，以备在夜间或阴天等光照不足的情况下使用。储能系统不仅提高了光伏系统的利用效率，还增强了供电的稳定性和可靠性。

此外，光伏技术的应用场景也在不断拓展。例如，监狱光伏项目具有较高的电价、适中的装机规模和稳定的用电需求等优势。通过在监狱的屋顶、停车场等地安装光伏板，可以降低运营成本并提升环保形象。在广东等地举办的国际殡葬博览会上，还展示了利用太阳能供电的电子墓碑。这些墓碑可以储存逝者生前的数字信息，并通过蓝牙技术传递给访客的智能设备，实现缅怀和回忆的现代化方式。

尽管面临一些挑战，但光伏产业的前景依然十分广阔。根据国际能源署（IEA）的数据，光伏发电在全球电力供应中的占比逐年上升，特别是在中国、欧洲和美国等地区，光伏装机容量稳步增长。中国是全球最大的光伏市场，拥有世界上最大的光伏装机容量和生产能力。欧洲则以其先进的光伏技术和政策支持，成为全球光伏产业的技术引领者。德国、西班牙和意大利等国家通过补贴和激励政策，促进了光伏项目的快速发展。美国也在积极推动光伏产业的发展，特别是在加利福尼亚州和德克萨斯州，光伏电站的建设项目不断增加。

随着技术的不断进步和政策的持续支持，光伏产业有望克服当前面临的挑战，实现更高质量的发展。光伏系统作为清洁能源的重要组成部分，将在实现碳中和目标的过程中发挥越来越重要的作用。