党的二十大之后习近平主席的首次美国之行，从不同的维度向美国、向亚太、向世界讲述了生动精彩的中国故事。习近平主席在谈到各方都关心的绿色发展时说：“现在，全球光伏发电装机容量接近一半在中国，全球新能源汽车一半以上行驶在中国，全球四分之一的新增绿化面积来自中国。我们力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。我们说到做到。”
那么，光伏发电是什么技术?其装机容量近一半在中国意味着什么?在国际社会努力推动的能源转型进程中，光伏发电又扮演着怎样的角色?今天我们请全球能源互联网发展合作组织研究员郑漳华来说一说。
(1)太阳能发电技术的“高阶版”
一直以来，能源转型备受国际社会重视，主要是因为它对于解决全球气候问题具有至关重要的作用。在此前的工业化时期，世界各国为推进本土的经济发展，不断使用煤、石油等化石燃料进行发电。而随着时间的流逝，科学家发现，化石燃料的大量使用增加了温室气体的排放，给环境带来了巨大负担。因此，现代社会尤其是大国之间达成了推进能源转型的共识，也提出了不少措施来推动低碳发展进程。比如，许多国家将加快风电、太阳能等可再生能源的发展视为保障能源安全、有效应对全球气候变化的根本途径。
可再生能源是相较于传统不可再生化石能源的一种能源统称，其最大的特点是不需要人力参与，便可自动在自然界中生成，符合科学的可持续发展观念。目前，地球上常见的可再生能源有太阳能、风能、水能等类型。其中，水力发电效率高、成本低，但资源开发受地理条件所限，且建设水电站有可能对生态环境和土地植被产生较大影响;风力发电对于自然环境的要求较高，通常需要在风力资源丰富的地方开发建设，且存在噪音大、影响鸟类生存活动等缺点。相比之下，太阳能发电兼具使用持续性和清洁性的优点，不管是在城市楼宇，还是在戈壁沙漠，都可以建设开发。
传统的太阳能发电，主要是通过在地面或屋顶设置集热器等设备，将所收集的太阳能转化为电能，再输出到电网系统中。这些集热器一般都是由经过特殊处理的反射材料制成，可将太阳的辐射能转换为热能，再通过热力机械工作，转化为电能。这个过程类似于使用一堆弯曲的反射镜，将太阳能反射到一个聚焦点后，利用热能对水进行加热形成高温蒸汽，进而驱动涡轮机以产生电力。
光伏发电相当于太阳能发电技术的“高阶版”。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。1839年，年仅19岁的法国科学家贝克雷尔在实验室中发现了光生伏特效应，即光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。因此，为了将太阳光转换为电力，光伏发电系统中需要放置光伏电池板，这些光伏电池板由能够直接将太阳能转换为电能的半导体材料所制成。
近年来，随着科学技术的发展，太阳能电池的发电效率不断提升、生产成本不断降低，“光伏发电”这种技术也日益受到人们重视。
(2)推动全球能源转型的重大助力
其实，光伏电池早在20世纪60年代就得到了应用，但主要是为卫星、空间站等空间探索领域提供电力。当人们意识到可再生能源的重要性之后，光伏发电便迅速走向大规模商业化，一些国家和地区开始出台政策，鼓励和支持光伏发电的发展和应用。
我国光伏发电起步虽晚，但发展快速。在品牌方面，我国企业具有绝对优势，《2023全球光伏品牌100强榜单》中，有90个品牌来自中国;在技术研发方面，今年由中国企业自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%，打破了此前由沙特研究团队保持的33.7%的世界纪录;在国际竞争方面，中国光伏产业的全球市场占有率从2010年的40%上升到2017年的近70%，全球知名咨询机构麦肯锡在《中美产业优势对比报告》中明确指出，中国光伏产业全面领先美国。
今年11月15日，中美两国发布了《关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明》，极大提升了各方合力应对气候变化的信心。根据声明，中美两国力挺二十国集团领导人宣言，到2030年将全球可再生能源装机容量增至三倍，预计每年平均将新增的可再生能源装机容量达6亿千瓦。
在此背景下，光伏发电因其绿色、安全、高效、应用范围广泛的特点，在可再生能源装机中占据绝对主导地位。而国际社会尤其是中美两国携手发展光伏发电，对于促进全球能源转型具有重要意义。
首先，光伏产业的全球市场规模极为庞大。全球太阳能市场的规模现已超过7000亿美元，预计在2030年将达到1.3万亿美元。面对如此巨大的市场机会，各国企业充分利用国际市场平台，良性竞争、互相借鉴，可加快产品研发的步伐，推动光伏市场份额进一步扩大，也有助于全球能源的清洁转型。
其次，光伏合作能够降低成本并增强竞争力。在全球范围内，不同国家的光伏产业技术水平和成本差异较大，合作可实现资源整合及优势互补。通过共同投资、研发和生产等方式，还能进行技术共享和资源共享，节约成本和时间，提高产品品质和市场竞争力。
第三，光伏合作不仅对开拓全球市场具有积极意义，同时也对全球可再生能源产业的进步起到了推动作用。通过光伏合作，各国能利用先进技术和设备，有力促进产业结构调整和升级，进而提高生产效率和能源利用效率。同时，全球范围内可再生能源领域的信息交流和技术创新，也将共同推动可再生能源技术的进步和应用。
(3)光伏发电有哪些生活用途
如今，作为一种具有经济竞争力的可再生能源形式，光伏发电已成为全球能源供应的重要组成部分。有资料分析，在全球电价升高和光伏系统度电成本更具竞争力的推动下，预计全球今年安装的新增光伏发电装机容量将达到4.14亿千瓦。
大家可能也注意到了，在描述光伏发电发展规模时，经常用到“装机容量”一词，这是什么意思呢?其实，所谓“装机容量”，就是指该发电机组额定可发出的有效功率，是表征发电机组建设规模和电力生产能力的主要指标之一。光伏装机量越高，意味着光伏发电装备的总容量越大，生产电能的能力自然也就越高。影响光伏装机量的因素有很多，包括政策扶持程度、光伏电站建设成本、光伏技术效率、区域光照等。其中，政策扶持程度是影响光伏装机量最为关键的因素之一。
对于国家而言，光伏发电装机容量的重要性不言而喻，它可以有效反映出光伏产业的发展情况，为相关领域的规划、决策提供重要参考依据。同时，由于光伏发电具有清洁、可再生等优点，其装机量的增加也有助于减少二氧化碳排放、保护环境。
前不久，习近平主席在美国之行中提到的“全球光伏发电装机容量接近一半在中国”，表明了中国在国际光伏发电领域具有的领先地位和重要影响力。近年来，中国政府大力推动光伏发电产业的发展，通过政策扶持、投资和技术创新等多种手段，有效增加了光伏发电的装机容量。这些举措不仅使中国成为了全球最大的光伏发电市场，也对全球光伏产业的发展产生了积极作用。
那么，光伏发电在我们的生活中究竟有哪些用途呢?
在居民使用方面，光伏发电可以用于家庭屋顶或庭院的光伏电池板，通过将太阳能转化为电能来满足家庭的用电需求，包括照明和空调、热水器等电器设备等。以通州区潞城镇前疃村为例，该村是北京市整村光伏的试点村，村民院落屋顶上随处可见光伏电池板，总计建成光伏907.04千瓦。根据规划，在“十四五”期间，该村还将增加900千瓦的光伏发电能力。这些光伏发电设施在白天可以完全实现自发自用，多余的电能还可并网卖出，为村民带来了可观的经济和生态效益。
在商业和工业领域，光伏发电已广泛应用于办公楼、工厂和商场等建筑，为其提供电力。许多商业和工业建筑都安装了光伏电池板，以降低对传统电网的依赖并减少能源成本。
此外，在农业领域，光伏发电为灌溉系统、温室和养殖场等提供电力，有助于提高农业生产效率、改善生态环境。在充电设施领域，光伏发电还能与充电桩建设相结合，为电动汽车提供清洁能源充电，从而促进可持续交通的发展。
总之，光伏发电在生活中的应用前景广阔，能为各个领域提供清洁、可再生的能源供应。在宏观层面上，光伏产业作为国家重点推动的战略性新兴产业，对优化能源消费结构、缓解能源供需矛盾、促进节能减排和保护生态环境等均有重大意义。
(4)产能过剩与国际竞争是主要挑战
当然，我们还需看到事物发展的两面性。我国光伏行业的发展处于国际领先水平，但也面临着产能过剩与扩产、国际竞争不断延伸等多方面的挑战。
现在，光伏行业颇具发展潜力，产业链产品需求也较大，许多国家都在积极鼓励企业发展太阳能光伏行业。从中长期来看，需考虑到市场消纳、供需匹配等因素，部分企业在短期内过度扩产以及新技术、新产品的不断发展，可能会使光伏产品在某些方面出现一定程度的产能过剩。
我国光伏产业虽然有较高的国际竞争力，仍需关注国际竞争的风险。目前，我国拥有全球最完整的光伏产业供应链，产业配套完备、上下游形成联动效应，产能产量优势明显，这些都是产品出口的基石。但是，一些国家也正在积极谋划光伏产业生产制造本地化和供应链本地化，并将发展新能源制造上升至政治层面，出台措施限制进口，对我国光伏产品的出口造成了一定影响。
另外，光伏核心器件正朝高效率、低能耗、低成本方向发展，技术突破是竞争的关键。目前，晶硅电池仍是光伏行业的主流技术，而被认为是第三代高效薄膜电池代表的钙钛矿薄膜电池尚在实验室阶段，若能早日实现技术突破，必将对整个光伏行业产业链带来重大利好。
近年来，在我国2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标推动下，风能、太阳能等可再生能源进入了新的发展阶段。国家能源局发布的《2023年前三季度光伏发电建设运行情况》数据显示，截至今年9月底，全国光伏发电累计并网容量已达到5.2亿千瓦，成为我国装机规模第二大的电源，仅次于煤电。可见，随着国家政策和地方规划的陆续出台，光伏发电在未来我国能源结构和能源战略中将扮演越来越重要的角色，如何更好地抓住机遇、应对挑战是一个重要和迫切的课题。
来源：北京日报客户端 记者 汪丹
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