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國家能源局和科技部適時推出的《“十四五”能源領域科技創新規劃》，將對我國能源領域科技創新和能源產業的高質量發展起到巨大的推動作用。我國地域廣闊，太陽能資源豐富分布廣泛，總量足以滿足我國社會生產生活等需求。經過幾十年的發展，目前太陽能光伏發電已趨于成熟，成本快速下降，太陽能熱發電與熱利用技術與應用也發展迅猛。太陽能技術的發展將助力我國“雙碳”目標的實現。

太陽能發電已經成為我國重要的清潔電力能源

我(wo)國在(zai)太陽能(neng)發(fa)電(dian)開(kai)發(fa)利用(yong)方面(mian)取(qu)得了(le)長足(zu)進步(bu)，在(zai)產業發(fa)展(zhan)(zhan)、技術創新等(deng)方面(mian)取(qu)得了(le)突出成果，光伏(fu)電(dian)池及相關產業的發(fa)展(zhan)(zhan)規模已經躋(ji)身(shen)全球前(qian)列。截至2021年底(di)，我(wo)國可再(zai)生能(neng)源發(fa)電(dian)裝(zhuang)(zhuang)機達(da)到(dao)10.63億(yi)千(qian)瓦(wa)，占(zhan)總發(fa)電(dian)裝(zhuang)(zhuang)機容量(liang)的44.8%，其(qi)中光伏(fu)發(fa)電(dian)裝(zhuang)(zhuang)機3.06億(yi)千(qian)瓦(wa)，占(zhan)全國總發(fa)電(dian)裝(zhuang)(zhuang)機容量(liang)的12.9%。2021年全國可再(zai)生能(neng)源發(fa)電(dian)量(liang)達(da)2.48萬(wan)億(yi)千(qian)瓦(wa)時(shi)，占(zhan)全社會用(yong)電(dian)量(liang)的29.6%，其(qi)中光伏(fu)發(fa)電(dian)3259億(yi)千(qian)瓦(wa)時(shi)，同比增(zeng)長25.1%，占(zhan)全社會用(yong)電(dian)量(liang)的3.9%。

近年來，光伏(fu)制(zhi)造業(ye)在海外(wai)“雙反”以(yi)及國(guo)內(nei)支持政(zheng)策不斷優(you)化調整的情況下取得了(le)快速發展。2021年我國(guo)多(duo)晶硅(gui)(gui)產(chan)(chan)量(liang)(liang)達(da)到50.5萬噸(dun)，同比(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)27.5%；硅(gui)(gui)片產(chan)(chan)量(liang)(liang)達(da)到227吉(ji)瓦(wa)，同比(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)40.6%；晶硅(gui)(gui)電池片產(chan)(chan)量(liang)(liang)達(da)到198吉(ji)瓦(wa)，同比(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)46.9%；組(zu)件產(chan)(chan)量(liang)(liang)達(da)到182吉(ji)瓦(wa)，同比(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)46.1%。2021年全(quan)國(guo)新增(zeng)(zeng)光伏(fu)并(bing)網(wang)裝機(ji)容量(liang)(liang)54.88吉(ji)瓦(wa)，同比(bi)上升13.9%；累計光伏(fu)并(bing)網(wang)裝機(ji)容量(liang)(liang)達(da)到306吉(ji)瓦(wa)，新增(zeng)(zeng)和累計裝機(ji)容量(liang)(liang)均(jun)為全(quan)球第一(yi)。2021年中(zhong)國(guo)光伏(fu)組(zu)件出口量(liang)(liang)達(da)到98.5吉(ji)瓦(wa)，同比(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)23.1%，為全(quan)球應對氣(qi)候變化作(zuo)出了(le)重要(yao)貢獻，為20多(duo)個國(guo)家實現光伏(fu)平價上網(wang)提供了(le)支撐。

技術進步是推動太陽能發電發展的根本動力

多年(nian)來，國(guo)家推出的(de)各項(xiang)科技(ji)發(fa)(fa)(fa)展計劃(hua)對可(ke)再生能源(yuan)技(ji)術(shu)研(yan)發(fa)(fa)(fa)給予(yu)了(le)(le)持續支持，國(guo)內(nei)相關(guan)企(qi)業也(ye)加大(da)了(le)(le)對科技(ji)研(yan)發(fa)(fa)(fa)的(de)投入。這些投入在不斷提(ti)高我(wo)國(guo)太陽能發(fa)(fa)(fa)電相關(guan)技(ji)術(shu)能力(li)、提(ti)升國(guo)內(nei)企(qi)業的(de)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)方面發(fa)(fa)(fa)揮(hui)了(le)(le)重要(yao)作用，促進了(le)(le)我(wo)國(guo)太陽能發(fa)(fa)(fa)電、風力(li)發(fa)(fa)(fa)電等行業的(de)發(fa)(fa)(fa)展。

太(tai)陽能(neng)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)發電(dian)(dian)(dian)方(fang)面(mian)，我(wo)國已經形成(cheng)了(le)(le)(le)硅(gui)(gui)材料、硅(gui)(gui)片、電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)、組(zu)件(jian)為核心的晶體硅(gui)(gui)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)產(chan)業化(hua)技(ji)(ji)術(shu)(shu)體系(xi)，掌握了(le)(le)(le)效率(lv)20%以上的背鈍化(hua)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)（PERC）、選擇性發射極電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)（SE）、全背結電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)、金屬穿孔卷繞（MWT）電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)等(deng)高(gao)效晶體硅(gui)(gui)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)制備及工藝技(ji)(ji)術(shu)(shu)，規模化(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)的p型單晶PERC電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)平(ping)均轉換效率(lv)達到23.1%，實驗室最高(gao)效率(lv)超過(guo)了(le)(le)(le)24.1%。批(pi)量生(sheng)(sheng)產(chan)常規多(duo)晶硅(gui)(gui)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)效率(lv)19.5%，多(duo)晶硅(gui)(gui)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)實驗室最高(gao)效率(lv)超過(guo)23%，創(chuang)造了(le)(le)(le)多(duo)晶硅(gui)(gui)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)效率(lv)的世界紀錄(lu)。通過(guo)并購(gou)和國際(ji)合作(zuo)使得我(wo)國硅(gui)(gui)基、碲(di)化(hua)鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）等(deng)薄膜電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的研(yan)究和技(ji)(ji)術(shu)(shu)水平(ping)快(kuai)速提(ti)升。逆變(bian)器等(deng)組(zu)部件(jian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)水平(ping)逐漸與國際(ji)接軌，但其系(xi)統(tong)(tong)集成(cheng)智(zhi)能(neng)化(hua)技(ji)(ji)術(shu)(shu)水平(ping)仍有待提(ti)升。面(mian)向光(guang)(guang)伏(fu)(fu)發電(dian)(dian)(dian)規模化(hua)利用(yong)，光(guang)(guang)伏(fu)(fu)系(xi)統(tong)(tong)關鍵技(ji)(ji)術(shu)(shu)取得多(duo)項重(zhong)大突破，掌握了(le)(le)(le)100兆(zhao)瓦級并網光(guang)(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)站設(she)計集成(cheng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)、兆(zhao)瓦級光(guang)(guang)伏(fu)(fu)與建筑(zhu)結合系(xi)統(tong)(tong)設(she)計集成(cheng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)、10~100兆(zhao)瓦級水/光(guang)(guang)/柴/儲多(duo)能(neng)互補微電(dian)(dian)(dian)網設(she)計集成(cheng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)并開展了(le)(le)(le)示范(fan)。

光伏發電成本持續下降進入平價上網時代

近年來，在技(ji)術進步和(he)市(shi)場規(gui)模(mo)化發展(zhan)的(de)(de)雙重推動下，全球太陽(yang)能光(guang)伏(fu)發電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)成(cheng)本快速下降(jiang)。過去10年，我國太陽(yang)能光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)(dian)池組件和(he)發電(dian)(dian)(dian)系統的(de)(de)成(cheng)本雙雙下降(jiang)約90%，成(cheng)本只(zhi)有(you)(you)原來的(de)(de)十分(fen)之一。光(guang)伏(fu)發電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)價在越來越多的(de)(de)國家和(he)地區已經低(di)于火電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)價，成(cheng)為經濟上具(ju)有(you)(you)競爭力的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力產品(pin)。

地面(mian)光(guang)(guang)伏(fu)系統的(de)初始(shi)全投資(zi)(zi)(zi)主(zhu)要由組件(jian)、逆變器、支架、電(dian)(dian)(dian)纜、一次設(she)(she)備(bei)(bei)、二次設(she)(she)備(bei)(bei)等(deng)關(guan)鍵(jian)設(she)(she)備(bei)(bei)成本，以及土(tu)地費(fei)用、電(dian)(dian)(dian)網(wang)接(jie)入、建安、管(guan)理(li)費(fei)用等(deng)部分(fen)構成。光(guang)(guang)伏(fu)發電(dian)(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)(dian)價(jia)(jia)成本除了(le)設(she)(she)備(bei)(bei)投資(zi)(zi)(zi)以外，項目所在地的(de)局部資(zi)(zi)(zi)源(yuan)條(tiao)件(jian)和運行環(huan)境(jing)都是影響最終電(dian)(dian)(dian)價(jia)(jia)的(de)重要因(yin)素。目前，從世界范圍來看，一些資(zi)(zi)(zi)源(yuan)條(tiao)件(jian)和運行環(huan)境(jing)好的(de)項目，其單位電(dian)(dian)(dian)價(jia)(jia)成本已經達到(dao)或低于常規能源(yuan)電(dian)(dian)(dian)價(jia)(jia)水平，可以實現平價(jia)(jia)上(shang)網(wang)。國內在資(zi)(zi)(zi)源(yuan)條(tiao)件(jian)比較(jiao)好的(de)地區建設(she)(she)的(de)集(ji)中式地面(mian)光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站，通過提高運行效(xiao)率，也可以做到(dao)電(dian)(dian)(dian)網(wang)側(ce)平價(jia)(jia)上(shang)網(wang)。

綜合(he)考慮光(guang)(guang)伏電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)設備、運維(wei)成(cheng)本(ben)(ben)以及(ji)資(zi)源條件以后，通常(chang)可(ke)以用平準(zhun)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)本(ben)(ben)來(lai)(lai)衡量(liang)光(guang)(guang)伏電(dian)(dian)(dian)站(zhan)整(zheng)個(ge)生命周期的(de)單(dan)位發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)本(ben)(ben)，并可(ke)用來(lai)(lai)與其他電(dian)(dian)(dian)源發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)本(ben)(ben)對比(bi)。2021年，全(quan)投資(zi)模型下(xia)地面光(guang)(guang)伏電(dian)(dian)(dian)站(zhan)在1800小時(shi)(shi)(shi)、1500小時(shi)(shi)(shi)、1200小時(shi)(shi)(shi)、1000小時(shi)(shi)(shi)等效利(li)用小時(shi)(shi)(shi)數的(de)平準(zhun)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)本(ben)(ben)分別為0.21、0.25、0.31、0.37元(yuan)/千(qian)瓦時(shi)(shi)(shi)，而全(quan)投資(zi)模型下(xia)分布式光(guang)(guang)伏發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)系統相應的(de)平準(zhun)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)本(ben)(ben)分別為0.19、0.22、0.28、0.33元(yuan)/千(qian)瓦時(shi)(shi)(shi)。

加強科技創新促進太陽能發電技術成為主力能源

太陽能(neng)(neng)除(chu)了具(ju)有(you)資源豐富、清(qing)潔、環(huan)境(jing)友好等優點外(wai)，也具(ju)有(you)能(neng)(neng)量密度較低、具(ju)有(you)一定(ding)的(de)間歇性(xing)(xing)和波(bo)動(dong)性(xing)(xing)等不足(zu)，不管(guan)從科技(ji)創新(xin)和技(ji)術(shu)發(fa)展，還(huan)是能(neng)(neng)源政策環(huan)境(jing)等方(fang)面(mian)都面(mian)臨許(xu)多(duo)艱(jian)巨的(de)任(ren)務(wu)。除(chu)光伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)技(ji)術(shu)本身以外(wai)，多(duo)能(neng)(neng)互補(bu)技(ji)術(shu)、儲能(neng)(neng)技(ji)術(shu)、智能(neng)(neng)電(dian)(dian)網技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展均有(you)助于克服其間歇性(xing)(xing)和波(bo)動(dong)性(xing)(xing)的(de)不足(zu)，促(cu)進(jin)太陽能(neng)(neng)發(fa)電(dian)(dian)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展和大規模應用(yong)。

太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)能發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)方(fang)面，光伏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)及系(xi)(xi)統(tong)(tong)設(she)備將沿著(zhu)(zhu)高(gao)(gao)能效、低(di)成(cheng)本、長壽命、智能化(hua)的技(ji)(ji)術(shu)(shu)方(fang)向發(fa)(fa)(fa)展(zhan)。著(zhu)(zhu)力(li)支持(chi)光伏系(xi)(xi)統(tong)(tong)及平衡部(bu)件(jian)(jian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)創新和水(shui)平提升；著(zhu)(zhu)力(li)支持(chi)高(gao)(gao)效率鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)制(zhi)備與(yu)產(chan)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，研(yan)(yan)發(fa)(fa)(fa)大面積(ji)、高(gao)(gao)效率、高(gao)(gao)穩定(ding)性、環(huan)境友好的鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)，開展(zhan)晶(jing)體硅(gui)/鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)、鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)/鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)等(deng)高(gao)(gao)效疊層電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)制(zhi)備及產(chan)業(ye)化(hua)技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)；著(zhu)(zhu)力(li)支持(chi)高(gao)(gao)效低(di)成(cheng)本太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)能光伏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)，開展(zhan)隧穿氧化(hua)層鈍化(hua)接觸（TOPCon）、異質(zhi)結（HJT）、背電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極接觸（IBC）等(deng)新型晶(jing)硅(gui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)低(di)成(cheng)本、高(gao)(gao)質(zhi)量(liang)、產(chan)業(ye)化(hua)制(zhi)造技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)，開展(zhan)高(gao)(gao)效光伏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)與(yu)建筑材料結合研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)；著(zhu)(zhu)力(li)支持(chi)光伏組件(jian)(jian)回收(shou)處理與(yu)再利用技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)；著(zhu)(zhu)力(li)支持(chi)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)能熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)與(yu)綜合利用技(ji)(ji)術(shu)(shu)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)，探索太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)能熱(re)化(hua)學轉化(hua)與(yu)其他可再生(sheng)能源互補(bu)(bu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，研(yan)(yan)發(fa)(fa)(fa)中(zhong)溫太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)能驅動熱(re)化(hua)學燃料轉化(hua)反應技(ji)(ji)術(shu)(shu)，開發(fa)(fa)(fa)光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)與(yu)其他新能源多(duo)能互補(bu)(bu)集成(cheng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。

儲能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)方面(mian)，著力研究大(da)容量(liang)和(he)大(da)功率儲能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)，提(ti)高(gao)效(xiao)率，實現儲能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)在規模(mo)、壽命(ming)和(he)成(cheng)本上的(de)跨越，在可再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源大(da)規模(mo)接(jie)入(ru)、傳統電(dian)力系(xi)統調峰提(ti)效(xiao)和(he)區域供(gong)能(neng)(neng)(neng)方面(mian)，完成(cheng)具(ju)有完全自主知識產權、對國際(ji)儲能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)與產業發展具(ju)有指導(dao)意義的(de)系(xi)統解決方案和(he)示范(fan)工程，形成(cheng)一套完整的(de)技(ji)(ji)術(shu)攻關、試驗示范(fan)，以及工程應用的(de)儲能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)研發體系(xi)。

多能(neng)(neng)(neng)(neng)互(hu)補及分布(bu)式能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)技(ji)術方(fang)面(mian)，探索多種可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)互(hu)補利用(yong)及其與常規(gui)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)形式的(de)綜(zong)合高效利用(yong)；開展可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)高比例消(xiao)納(na)和外送的(de)系列關(guan)鍵技(ji)術研究(jiu)(jiu)，建立(li)不同氣(qi)候(hou)、用(yong)能(neng)(neng)(neng)(neng)需求的(de)可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)供能(neng)(neng)(neng)(neng)系統(tong)(tong)示(shi)范。以(yi)可(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)為主的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系統(tong)(tong)的(de)省區級/地市級研究(jiu)(jiu)和示(shi)范將是未來(lai)的(de)發展方(fang)向。

智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)電網技術方面，大(da)(da)力發(fa)展大(da)(da)容量遠(yuan)距離輸(shu)電和(he)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)微(wei)網技術，助力我國大(da)(da)規(gui)模集中式(shi)可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)電和(he)分布(bu)式(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)開(kai)發(fa)利用(yong)(yong)，開(kai)發(fa)多(duo)種電壓等級、交直流多(duo)種形(xing)式(shi)的(de)(de)接(jie)入技術和(he)設(she)備，促(cu)進可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)友好接(jie)入，提高可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)消納能(neng)(neng)(neng)(neng)力，全面保障電網在大(da)(da)量接(jie)入可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)后的(de)(de)安(an)全穩定運行；大(da)(da)力發(fa)展智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)配用(yong)(yong)電技術，提高智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)化水平(ping)，包括電動汽車充換電技術、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)用(yong)(yong)電技術等，打造(zao)清潔、高效、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)化能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)電力系統。

注：作者系中國科學院電工研究所研究員。