李冰潔

(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，南京 210009)

1 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

1.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述

江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)末，20多年來(lái)先后經(jīng)歷了國(guó)際金融危機(jī)、美歐多國(guó)“雙反”、國(guó)內(nèi)補(bǔ)貼退坡等多次市場(chǎng)洗禮，完成了原材料、市場(chǎng)與技術(shù)由外向內(nèi)的轉(zhuǎn)變，逐步由粗暴式增長(zhǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻】蹈哔|(zhì)量發(fā)展。江蘇光伏產(chǎn)業(yè)目前已形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈和穩(wěn)定的供應(yīng)鏈，產(chǎn)值規(guī)模3 000億元左右，蘇南、蘇中、蘇北協(xié)同發(fā)展，形成六大光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)，生產(chǎn)制造技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先，主要產(chǎn)品供應(yīng)全球200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，為中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展和國(guó)際地位的提升做出了重要貢獻(xiàn)。

江蘇光伏產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋多晶硅硅料提純，硅錠(棒)生產(chǎn)，硅片切割，電池和組件生產(chǎn)，光伏電站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、施工以及國(guó)產(chǎn)化裝備制造等各環(huán)節(jié)。

2021年全國(guó)及江蘇光伏產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品的產(chǎn)量情況如表1。

表1 光伏產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品2021年產(chǎn)量情況

圖1 江蘇光伏產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

1.2 光伏產(chǎn)業(yè)鏈能耗分析

在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，如多晶硅料提純、硅錠(棒)生產(chǎn)、光伏玻璃生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗較大的電力、熱力、天然氣等。對(duì)主要耗能環(huán)節(jié)在生產(chǎn)過(guò)程中的耗能統(tǒng)計(jì)分析如下[1]：

(1)光伏多晶硅生產(chǎn)

多晶硅生產(chǎn)提純技術(shù)分為改良西門(mén)子法和硅烷流化床法(FBR)。其中，改良西門(mén)子法生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟，采用此方法生產(chǎn)出的棒狀硅約占全國(guó)產(chǎn)量的95.9%。2021年多晶硅平均綜合電耗已降至63(kW·h)/kg，同比下降5.3%。未來(lái)隨著生產(chǎn)裝備技術(shù)改造、系統(tǒng)優(yōu)化能力提高等，預(yù)計(jì)至2025年有望下降至50 (kW·h)/kg。硅烷流化床法工藝技術(shù)具有能耗低、可連續(xù)生產(chǎn)、完全閉路循環(huán)、對(duì)外界依賴程度低等特點(diǎn)，相較于傳統(tǒng)工藝制備的棒狀硅，F(xiàn)BR顆粒硅在成本、碳排放及產(chǎn)品質(zhì)量方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。硅烷流化床法顆粒硅較改良西門(mén)子法棒狀硅單位電耗低40%～50%。2022年6月16日，中能硅業(yè)新增3 萬(wàn)t FBR顆粒硅產(chǎn)能正式投產(chǎn)，產(chǎn)能達(dá)6萬(wàn)t，產(chǎn)品綜合電耗14.8(kW·h)/kg。

(2)光伏硅錠(棒)生產(chǎn)

鑄錠摻雜和晶體生長(zhǎng)優(yōu)化技術(shù)大大提升了效率。配套坩堝和熱場(chǎng)的提升，實(shí)現(xiàn)了從G5爐到G7爐提升，鑄錠產(chǎn)量擴(kuò)大到1 200 t/爐，且生產(chǎn)裝備全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。目前G7爐的單位產(chǎn)品電耗約為8 (kW·h)/kg。

(3)光伏硅片生產(chǎn)

江蘇光伏硅切片生產(chǎn)以協(xié)鑫科技為引領(lǐng)，以無(wú)錫中環(huán)、江蘇美科、鎮(zhèn)江榮德、無(wú)錫高佳、揚(yáng)州晶櫻等為主力,目前產(chǎn)線廣泛使用的金剛線多線切割技術(shù)，顯著降低了成本和硅料消耗，提高了硅片優(yōu)良率和產(chǎn)量。目前全省硅切片環(huán)節(jié)電耗為60(MW·h)/MW。

(4)光伏電池片生產(chǎn)

目前，PERC電池、TOPCon電池、HJT電池、鈣鈦礦電池等不同技術(shù)路線的產(chǎn)品在江蘇省均有布局，生產(chǎn)技術(shù)均處于國(guó)際領(lǐng)先地位，且實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化。由于生產(chǎn)工藝的不同，各類電池片的能耗稍有不同。經(jīng)綜合統(tǒng)計(jì)，目前全省光伏電池片環(huán)節(jié)電耗為90(MW·h)/MW。

(5)光伏組件生產(chǎn)

組件制造是江蘇省產(chǎn)業(yè)鏈最集聚、企業(yè)布局最多的環(huán)節(jié)，且產(chǎn)線智能化、信息化程度較高，集成了雙面、半片與多主柵等多項(xiàng)技術(shù)的綜合運(yùn)用，最高功率可突破660 W，最高轉(zhuǎn)換效率超22%，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。經(jīng)綜合統(tǒng)計(jì)，目前江蘇省光伏組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)電耗為50(MW·h)/MW。

(6)光伏玻璃生產(chǎn)

光伏玻璃生產(chǎn)耗能較大，需要消耗大量的天然氣和電力。每噸光伏玻璃耗能300 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，其中天然氣占比約85%，電力消費(fèi)占比約15%，耗電量約為370 kW·h。

2 光伏產(chǎn)業(yè)利用綠色電力的潛能分析

利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成的電力是不存在碳排放的，但由于光伏系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中消耗能源，因此產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中存在CO2排放。若光伏產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)用電均來(lái)自可再生能源電力，則生產(chǎn)過(guò)程的CO2排放將大幅度降低。

2.1 江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放

根據(jù)1.2節(jié)江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)品單位電耗統(tǒng)計(jì)，可以計(jì)算出江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)2021年電力消費(fèi)約為200 億kW·h。

目前，CO2排放量普遍采用基于能源消費(fèi)量的計(jì)算公式來(lái)測(cè)算。通過(guò)已知特定范圍內(nèi)的能源消費(fèi)品種和消費(fèi)規(guī)模，采用其對(duì)應(yīng)的排放因子計(jì)算，從而獲得二氧化碳的排放規(guī)模測(cè)算[2]。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部2022年發(fā)布的《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南 發(fā)電設(shè)施(2022年修訂版)》，對(duì)于凈購(gòu)入使用電力產(chǎn)生的二氧化碳排放，用凈購(gòu)入電量乘以該區(qū)域電網(wǎng)平均供電排放因子得出，計(jì)算公式為：

E電=AD電×EF電

(1)

式中：E電為凈購(gòu)入使用電力產(chǎn)生的二氧化碳排放量，t；AD電為企業(yè)的凈購(gòu)入電量，MW·h；EF電為區(qū)域電網(wǎng)年平均供電排放因子，tCO2/(MW·h)。

《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南 發(fā)電設(shè)施(2022年修訂版)》中指出，當(dāng)年全國(guó)電網(wǎng)排放因子為0.581 tCO2/(MW·h)。

利用以上計(jì)算方法，計(jì)算得出江蘇光伏產(chǎn)業(yè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)電力消費(fèi)所引起的間接二氧化碳排放規(guī)模為1 262萬(wàn)t CO2。 江蘇光伏產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品2021年CO2排放量情況詳見(jiàn)表2。

表2 江蘇光伏產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品2021年CO2排放量情況

2.2 光伏生產(chǎn)企業(yè)綠色電力來(lái)源途徑

光伏生產(chǎn)企業(yè)利用的綠色電力來(lái)源可以分為自行生產(chǎn)和外部購(gòu)買(mǎi)兩種途徑。自行生產(chǎn)為在工廠內(nèi)安裝光伏、小型風(fēng)電等可再生能源發(fā)電項(xiàng)目，自發(fā)自用，消納綠色電力，以減少?gòu)碾娋W(wǎng)購(gòu)買(mǎi)的電力。外部購(gòu)買(mǎi)則是參與綠色電力交易，通過(guò)雙邊撮合方式，購(gòu)買(mǎi)市場(chǎng)上其他項(xiàng)目的綠色電力，并承擔(dān)一定的輸配電成本。

(1)自建可再生能源項(xiàng)目

以省內(nèi)某知名光伏企業(yè)在鹽城新建項(xiàng)目為例，項(xiàng)目設(shè)計(jì)產(chǎn)能為4 GW高效太陽(yáng)能組件，新建組件生產(chǎn)車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、食堂、門(mén)衛(wèi)等建筑[3]。對(duì)擁有較大面積的建筑屋頂進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，廠區(qū)內(nèi)可利用的屋頂面積約為92 081 m2，可安裝屋頂分布式光伏項(xiàng)目約9.18 MW，鹽城地區(qū)按照年利用小時(shí)數(shù)1 200 h進(jìn)行估算，年發(fā)電總量約為1 102萬(wàn)kW·h。某光伏生產(chǎn)企業(yè)屋頂資源及發(fā)電量估算詳見(jiàn)表3。

表3 某光伏生產(chǎn)企業(yè)屋頂資源及發(fā)電量估算

(2)綠色電力交易

《關(guān)于加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》(發(fā)改體改〔2022〕118號(hào))、《促進(jìn)綠色消費(fèi)實(shí)施方案》(發(fā)改就業(yè)〔2022〕107號(hào))等文件中指出，要引導(dǎo)有需求的用戶直接購(gòu)買(mǎi)綠色電力[4]，引導(dǎo)用戶簽訂綠色電力交易合同，并在中長(zhǎng)期交易合同中單列。在國(guó)家政策的指導(dǎo)下，根據(jù)江蘇電力交易中心有限公司發(fā)布的有關(guān)數(shù)據(jù)，江蘇電力市場(chǎng)本年度已完成綠電交易9.24億kW·h的成交電量。

根據(jù)江蘇省發(fā)展改革委員會(huì)《關(guān)于開(kāi)展2022年電力市場(chǎng)交易工作的通知》，允許統(tǒng)調(diào)光伏、風(fēng)電等江蘇省內(nèi)各類發(fā)電機(jī)組參與市場(chǎng)交易，企業(yè)需要保證省內(nèi)機(jī)組中的光伏發(fā)電按照全年不超過(guò)900 h、風(fēng)電按照全年不超過(guò)1 800 h的電量參與年度市場(chǎng)交易。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)江蘇省有限公司提供的發(fā)電數(shù)據(jù)，江蘇省統(tǒng)調(diào)風(fēng)電項(xiàng)目上網(wǎng)電量達(dá)到402億kW·h，統(tǒng)調(diào)光伏發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電量達(dá)到46.9億kW·h，具備較為充足的綠色電力可供市場(chǎng)進(jìn)行交易。

2.3 實(shí)現(xiàn)綠電生產(chǎn)的影響分析

在光伏產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)全綠色電力生產(chǎn)，能夠極大地降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的二氧化碳排放，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)近零排放。但評(píng)估其帶來(lái)的影響，需要從企業(yè)生產(chǎn)成本、社會(huì)公共效益兩個(gè)方面來(lái)權(quán)衡。

2.3.1 綠電消費(fèi)帶來(lái)的成本影響

若采用自建可再生能源項(xiàng)目方式，按照目前4.5元/W的屋頂分布式光伏裝機(jī)成本計(jì)算，以鹽城新建項(xiàng)目為例，其建設(shè)9.18 MW的屋頂分布式光伏項(xiàng)目成本約4 130萬(wàn)元。按照使用壽命25年計(jì)算，項(xiàng)目全壽命周期可產(chǎn)生25 400萬(wàn)kW·h的綠色電力。按照每年5%的建設(shè)費(fèi)用考慮項(xiàng)目運(yùn)行維護(hù)，則綠電的生產(chǎn)成本約為0.37元/(kW·h)。

根據(jù)《省發(fā)展改革委關(guān)于江蘇電網(wǎng)2020—2022年輸配電價(jià)和銷售電價(jià)有關(guān)事項(xiàng)的通知(蘇發(fā)改價(jià)格發(fā)〔2020〕1183號(hào))》，江蘇大工業(yè)用戶在光伏發(fā)電期間的加權(quán)用電價(jià)格約0.77元/(kW·h)，江蘇省工業(yè)用電峰谷分時(shí)銷售電價(jià)詳見(jiàn)表4。

表4 江蘇省工業(yè)用電峰谷分時(shí)銷售電價(jià) 元/(kW·h)

可以看出，采用自建分布式光伏項(xiàng)目的形式來(lái)給光伏生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施綠色電力供應(yīng)，不但對(duì)企業(yè)沒(méi)有造成產(chǎn)品成本的提升，反而比直接從電網(wǎng)購(gòu)電降低了約0.4元/(kW·h)的生產(chǎn)成本。

若采用外購(gòu)綠色電力[5]，根據(jù)江蘇省電力交易中心發(fā)布的綠電交易價(jià)格，上半年全省月度交易平均價(jià)格在461.65～467.84元/(MW·h)之間。江蘇省大工業(yè)用戶的電網(wǎng)輸配電價(jià)0.126 4 元/(kW·h)，因此，通過(guò)綠電交易計(jì)算的最終電價(jià)合計(jì)為0.593 8元/(kW·h)，比直接從電網(wǎng)購(gòu)電降低了約0.17元/(kW·h)的生產(chǎn)成本。

綜上分析，無(wú)論自建屋頂分布式光伏項(xiàng)目，還是參與電力市場(chǎng)交易從外部購(gòu)買(mǎi)綠色電力，均不會(huì)對(duì)光伏生產(chǎn)企業(yè)造成產(chǎn)品成本上漲的壓力。

2.3.2 綠電消費(fèi)帶來(lái)的社會(huì)影響

由上文分析，多晶硅料、硅錠(棒)、硅片、電池片、組件、玻璃環(huán)節(jié)的年電力消費(fèi)規(guī)模約200億kW·h，帶來(lái)的電力消費(fèi)間接排放為1 262萬(wàn)tCO2。若全部實(shí)現(xiàn)綠色電力消費(fèi)，行業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程將接近于零碳排放，每年等同于減少了全省整個(gè)交通行業(yè)的碳排放總量[6]。

同時(shí)，新增200億kW·h的綠色電力消費(fèi)[7]，等同于帶動(dòng)了約1 600萬(wàn)kW的屋頂分布式光伏裝機(jī)及800萬(wàn)kW的海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模，進(jìn)而拉動(dòng)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品消費(fèi)，形成健康的循環(huán)促進(jìn)作用。

3 建議

通過(guò)前文分析，提出以下三點(diǎn)建議：

(1)建議通過(guò)行業(yè)自律引導(dǎo)企業(yè)增加綠電消費(fèi)。通過(guò)行業(yè)協(xié)會(huì)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等社會(huì)團(tuán)體，制定行業(yè)節(jié)能降碳和綠色電力消費(fèi)倡議，引導(dǎo)江蘇省光伏企業(yè)提升能效水平，增加綠電消費(fèi)，力爭(zhēng)在2030年形成近零碳產(chǎn)業(yè)鏈。一方面能夠推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)能降碳，提升能效，降低生產(chǎn)成本，助力光伏產(chǎn)業(yè)打造成為江蘇省工業(yè)領(lǐng)域近零碳產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)桿，另一方面能夠避免歐美國(guó)家利用碳關(guān)稅等有關(guān)貿(mào)易手段，進(jìn)一步限制江蘇光伏企業(yè)出口，有效降低貿(mào)易摩擦風(fēng)險(xiǎn)。

(2)建議政府投資主管部門(mén)創(chuàng)新項(xiàng)目管理制度。在固定資產(chǎn)投資節(jié)能審查環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施綠色電力消費(fèi)的引導(dǎo)，對(duì)于承諾全部采用綠電生產(chǎn)的新建、擴(kuò)建項(xiàng)目，實(shí)行節(jié)能審查承諾制，簡(jiǎn)化行政審批流程。

(3)建議電網(wǎng)企業(yè)和售電公司加強(qiáng)綠電市場(chǎng)服務(wù)。一方面加強(qiáng)輸配電網(wǎng)通道建設(shè)，擴(kuò)大綠電通道覆蓋范圍和消納能力，為綠電交易提供高效的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，另一方面做好綠電銷售及可再生能源項(xiàng)目建設(shè)投資服務(wù)，為企業(yè)消費(fèi)綠色電力提供支持。

4 結(jié)語(yǔ)

江蘇光伏產(chǎn)業(yè)鏈完整、供應(yīng)鏈完善、產(chǎn)業(yè)技術(shù)先進(jìn)，是全省優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上均擁有較強(qiáng)的影響力。在碳達(dá)峰碳中和背景下，國(guó)內(nèi)光伏裝機(jī)規(guī)模增速較快，市場(chǎng)產(chǎn)品需求旺盛，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。

與此同時(shí)，國(guó)家能源局出臺(tái)的《能源領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》中指出，不但要加快能源結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型，還要大力推進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)鏈碳減排，作為能源產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中的重要領(lǐng)域，光伏產(chǎn)業(yè)鏈自身的節(jié)能降碳工作也將迎來(lái)新的要求。在此背景下，保持江蘇光伏產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，將是對(duì)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整及碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵性支撐。與此同時(shí)，引導(dǎo)江蘇光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)施綠色低碳發(fā)展，也將為全國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)乃至其他制造業(yè)領(lǐng)域樹(shù)立節(jié)能減排的優(yōu)質(zhì)樣板。