馬金鵬：雙碳背景下，低度電成本光伏發(fā)電賦能傳統行業(yè)實(shí)現碳中和的路徑探索

編者按：2021年12月7-8日，以“雙碳目標下的智慧方案與行業(yè)機遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開(kāi)。本次會(huì )議由中國能源研究會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、中國能源網(wǎng)主辦，陜西分布式能源股份有限公司聯(lián)合主辦。會(huì )上，隆基綠能科技股份有限公司能源發(fā)展研究院的副院長(cháng)馬金鵬以視頻方式做了“雙碳背景下，低度電成本光伏發(fā)電賦能傳統行業(yè)實(shí)現碳中和的路徑探索”的主旨演講。以下內容根據大會(huì )演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

馬金鵬：尊敬的各位同仁、各位領(lǐng)導大家上午好!我是馬金鵬，來(lái)自于隆基綠能科技股份有限公司能源發(fā)展研究院，今天給各位匯報和分享一下目前我們在雙碳背景下低度電成本的光伏發(fā)電耦合傳統行業(yè)以及光伏制氫，在實(shí)現碳中和路徑的探索。

大概分四個(gè)方面，第一個(gè)部分會(huì )溝通一下全球碳排放的情況，第二部分會(huì )說(shuō)一下光伏發(fā)電整個(gè)度電成本接下來(lái)5-10年下降的空間，以及光伏發(fā)電和制氫以及傳統業(yè)態(tài)相互耦合，它一些商業(yè)模式的碰撞，大概分四個(gè)層面。

首先從1978-2020年，大概四十多年的時(shí)間，我們可以看到伴隨著(zhù)中國經(jīng)濟的一個(gè)高速發(fā)展，我們也能看到整個(gè)能源消費實(shí)際上也呈現一個(gè)正向上升的態(tài)勢。實(shí)際上在主要的能源消費里面，煤炭、石油、天然氣，整體比重雖然是在不斷降低，但總的一個(gè)使用量其實(shí)還是居高不下，呈現一個(gè)持續上升過(guò)程。同時(shí)我們看到非化石能源占比到去年年底已經(jīng)達到了15.9%，按照國家的要求，在2025年將不低于20%，到2030年不低于25%的水平。整體來(lái)看實(shí)際上在碳中和領(lǐng)域，我們需要做的工作還是比較多，特別是目前我們看到整體煤炭的消費，包括從火電的發(fā)電量也可以看到，雖然火電裝機在降低，但實(shí)際上連續幾年火電整體發(fā)電量，總量還是呈現上升態(tài)勢。

從全球范圍來(lái)看，目前中國溫室氣體排放已經(jīng)超過(guò)了全球份額的30%，已經(jīng)成為了全球二氧化碳排放最高的一個(gè)國家。從我們碳達峰到碳中和的時(shí)間，接近三十年的時(shí)間，給我們的壓力和挑戰實(shí)際上非常大。在這個(gè)背景下也可以看到，中國二氧化碳排放基本上分布在發(fā)熱、供熱、制造業(yè)和建筑業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)、交通領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、農業(yè)以及其他燃料和廢氣物的處理，這里面都有分布，實(shí)際上遍布到我們社會(huì )分工各個(gè)部門(mén)里面。

從目前情況分析，截止到2021年的一季度，全球并網(wǎng)型光伏電站的上網(wǎng)電價(jià)，實(shí)際上已經(jīng)從8.3美分一千瓦時(shí)，從2013年到今年的第一季度，在全球范圍內已經(jīng)出現了1.04美分，換成人民幣大概7分錢(qián)人民幣左右的上網(wǎng)電價(jià)。從這個(gè)角度分析，從長(cháng)期來(lái)看實(shí)際上光伏發(fā)電成本還有繼續下降的趨勢。雖然因為今年硅料價(jià)格居高不下，使得光伏產(chǎn)業(yè)鏈，特別終端光伏組件價(jià)格有一個(gè)上升，但把時(shí)間尺度拉長(cháng)，我們可以看到整個(gè)上網(wǎng)電價(jià)和度電成本的趨勢，一定會(huì )呈現下降的趨勢。當然是伴隨著(zhù)各個(gè)環(huán)節，整個(gè)市場(chǎng)供需重新構建之后，從長(cháng)時(shí)間來(lái)看組件價(jià)格依然會(huì )呈現下降趨勢。

低度電成本的光伏發(fā)電能給到我們一些什么樣的想象空間?我們大概分析和梳理了一下，在不同行業(yè)都有應用的機會(huì )。比如在交通領(lǐng)域，光伏發(fā)電可以和一些隔音板、高鐵站、機場(chǎng)相關(guān)的屋頂分布式和儲能應用，實(shí)際上可以起到綜合性效應。從具體的案例來(lái)看，比如高速服務(wù)區，目前把光伏發(fā)電和儲能結合起來(lái)，在業(yè)態(tài)上面可以把充電站、綜合能源站、廣告牌、停車(chē)場(chǎng)整體結合起來(lái)。在每一個(gè)省里面，在陜西省如果把幾百個(gè)高速服務(wù)區的服務(wù)站都建立起來(lái)之后，它的收入有來(lái)自于充電收入，有來(lái)自于整個(gè)服務(wù)區高負荷用電需求滿(mǎn)足，以及它可以和一些相關(guān)廣告結合，有些廣告的收入。通過(guò)發(fā)電、廣告收入、充電收入，可以使得這種光伏+儲能、充電樁以及廣告業(yè)務(wù)結合起來(lái)，收益率是非常高的，基本上能夠做到不到四年時(shí)間就可以收回成本，想象空間非常好。

另外我們注意和農業(yè)的結合也是很大的亮點(diǎn)，在第一代光伏發(fā)電和農業(yè)結合就是農光互補，實(shí)際上更多是為了規避整個(gè)光伏用電用地政策的一些契合。從第二代可以看到，目前第二代之后整個(gè)農光互補的結合不再單獨發(fā)電了，收益已經(jīng)打破了傳統通過(guò)發(fā)電來(lái)收回投資，賺取利潤簡(jiǎn)單商業(yè)模式，已經(jīng)用度電成本比較低的光伏發(fā)電來(lái)耦合這些垂直農業(yè)來(lái)結合起來(lái)，發(fā)的電直接通過(guò)D整流，降低垂直農業(yè)的用電能耗，最終使得它生產(chǎn)的蔬菜在整體成本上面有自己非常強的競爭優(yōu)勢。做的是光伏發(fā)電，但賺取的是賣(mài)菜的錢(qián)，這種模式也是非常好的，目前在寧夏、云南這些地區模式都有實(shí)踐。

另外是光伏發(fā)電和市政，比如光伏發(fā)電和污水處理相結合，目前在城市里面很多污水處理廠(chǎng)都有要求，要加強防臭覆膜，包括防臭化的一些處理。包括發(fā)電特別是一些BIPV的模式，直接可以充當這種作用，一方面可以把污水處理臭味和揮發(fā)性氣體散發(fā)，把功能可以體現出來(lái)。另外一方面它可以直接來(lái)發(fā)電。如果全國污水處理廠(chǎng)都把光伏上了之后，我們初步分析了一下有24個(gè)GW的理解空間，這些項目屬于民生類(lèi)項目，整個(gè)長(cháng)期收益是非常有保障，所以從經(jīng)濟性方面和從碳排放降低方面都是非常好的。

再就是和大數據中心，目前全國大數據中心全年用電量大概2000億度電左右。按照目前我們的預測，到2025年整個(gè)大數據中心的用電量預計接近4000億度電，在全社會(huì )用電量里面也會(huì )是非常重要能耗的部門(mén)。通過(guò)光伏發(fā)電，通過(guò)和相關(guān)制冷、制熱，包括相關(guān)的材料以及儲能的結合，可以盡可能實(shí)現大數據中心使用零碳電力的結合。這些項目實(shí)際上整個(gè)用電負荷比較穩定，電價(jià)相對比較高，特別是實(shí)時(shí)分時(shí)電價(jià)之后，來(lái)耦合相關(guān)的一些業(yè)態(tài)，實(shí)際上項目的收益率也很不錯，也會(huì )成為大數據中心行業(yè)進(jìn)行碳中和、碳減排比較好的應用模式。

光伏建材一體化就是BIPV，實(shí)際上把一些光伏組建實(shí)現了建材功能化，既能發(fā)電也可以當做滿(mǎn)足建材的一部分。這種模式可以打破傳統的模式，一方面建材光伏系統它的投資可以減去屋面在整個(gè)生命周期里面兩次的投資，大概10-15年，彩鋼就要重新翻新一次，它對于提升光伏部分的投資收益率實(shí)際上可以充分賦能。另外BIPV屋頂分布式光伏投資耦合，合同能源管理模式，為鋼結構、屋面EPC、綜合解決方案提供商，不管是從單位成本的控制、收益的增加、投標優(yōu)勢的擴大，總之來(lái)說(shuō)對于這類(lèi)型企業(yè)，對商業(yè)模式進(jìn)行了再造。同時(shí)對于高耗能企業(yè)，就是屋頂的投資方來(lái)說(shuō)，每年在限電時(shí)期不限電，皆有正向的促進(jìn)。這種模式我相信在未來(lái)整個(gè)建筑領(lǐng)域實(shí)現碳中和方面，實(shí)際上會(huì )有非常大作用的空間。

另外就是光伏制氫，制氫實(shí)際上會(huì )成為眾多行業(yè)里面最終實(shí)現碳中和，特別是深度碳中和非常有利的一個(gè)工具。從氫氣來(lái)說(shuō)，它的運輸，包括當做運輸的燃料，在電力部門(mén)、工業(yè)部門(mén)、建筑部門(mén)、化學(xué)品行業(yè)以及產(chǎn)品行業(yè)，比如鋼鐵行業(yè)，它作為還原劑，需求量非常大。從制氫來(lái)看，目前國內和全球，整個(gè)制氫90%以上，特別是95%以上還是灰氫和藍氫。我們注意到煤制氫、天然氣制氫以及用網(wǎng)電實(shí)施的電解水制氫，每公斤氫氣二氧化碳排放量非常高。從中期來(lái)看，綠氫和藍氫會(huì )成為主要的應用場(chǎng)景;從長(cháng)期來(lái)看，綠氫一定會(huì )成為主要發(fā)展和重大趨勢方向。

從整個(gè)商業(yè)模式上來(lái)看，我們假定在交通領(lǐng)域，一個(gè)載重40噸，續航八百公里的重卡。如果它用柴油，用量大概會(huì )達到244.8公斤，用鋰電池如果滿(mǎn)足續航八百公里的要求，鋰電池的配量會(huì )達到11噸，用氫氣的話(huà)，大概只需要88公斤。這里面實(shí)際上很顯而易見(jiàn)，用鋰電池特別是在重卡這方面，它的使用價(jià)值不高，因為它本身鋰電池的重量會(huì )占到整個(gè)載重的1/4，從柴油的角度上來(lái)說(shuō)，整個(gè)污染和碳排放是比較嚴重的。從經(jīng)濟上來(lái)算一比賬，如果目前氫氣按照一公斤16塊錢(qián)進(jìn)行計算，按照百公里重卡的比較，用柴油和氫能相比較，目前如果氫氣是一公斤16塊錢(qián)，整體算下來(lái)目前在氫能卡車(chē)方面，使用氫燃料，已經(jīng)比使用柴油具備了一定優(yōu)勢。

我們即便目前整個(gè)氫氣費用一公斤20塊錢(qián)來(lái)算，使用百公里之后在運營(yíng)成本上面依然比使用柴油會(huì )有所降低，大概在60塊錢(qián)左右。從這個(gè)角度來(lái)看，實(shí)際上使用氫燃料這方面它的一個(gè)優(yōu)勢會(huì )越來(lái)越凸顯出來(lái)。當然很多地方政府，包括使用氫能重卡也會(huì )有一些補貼，一定會(huì )經(jīng)歷從補貼驅動(dòng)迎到市場(chǎng)驅動(dòng)型過(guò)程，就像早期整個(gè)光伏發(fā)電所經(jīng)歷的歷程一樣。

從光伏發(fā)電整個(gè)制氫成本下降空間來(lái)看，三個(gè)方面，電解槽和相關(guān)制氫設備成本下降;降低過(guò)程能耗，提高電解效果;最關(guān)鍵降低整個(gè)用電成本，使用無(wú)碳電力的供應，提高供應穩定性這方面去多做文章。從目前來(lái)看，不管是質(zhì)子交換膜以及堿性電解槽，整個(gè)生產(chǎn)用電和動(dòng)力電基本上會(huì )占到整個(gè)成本里面的75%-80%。我們是否能夠給他提供更低度電成本的零碳電力，實(shí)際上會(huì )成為光伏制氫、綠電制氫成本下降最關(guān)鍵的一個(gè)因素。舉個(gè)例子，如果目前三毛錢(qián)一度電，提供零碳電力，電解水制氫成本大概21塊錢(qián)每公斤。如果把電價(jià)降到兩毛甚至更低，整個(gè)制氫的成本就會(huì )從21塊錢(qián)降低15塊錢(qián)一公斤，將極具整個(gè)市場(chǎng)競爭力。

從光伏發(fā)電整個(gè)度電成本下降空間來(lái)看，目前整個(gè)靜態(tài)投資大概四塊錢(qián)一晚。從長(cháng)期來(lái)看，我們從目前最重要的一個(gè)組建，組建價(jià)格目前大概漲到了兩塊錢(qián)一晚左右，但我們認為它是在不斷價(jià)格下降過(guò)程當中的一個(gè)陣痛。從這個(gè)角度來(lái)看，從上游、硅料、拉棒、硅片、切片、電池、組建，整個(gè)成本下降的硬邏輯來(lái)看，從2020-2050年來(lái)看，組建價(jià)格實(shí)際上還是會(huì )呈現長(cháng)期持續下降的趨勢，整個(gè)空間不管是電池轉換效率以及最終組建的含稅價(jià)格，都會(huì )有巨大的下降空間，效率還有更多提升空間。從整個(gè)光伏發(fā)電的項目靜態(tài)投資來(lái)看，在一些輻射量比較差的地方，光伏發(fā)電度電成本也會(huì )有巨大下降空間，一毛錢(qián)一度電一定會(huì )加速實(shí)現，所以綠電制綠氫依然會(huì )有很大的想象空間。

另外低度電成本光伏發(fā)電和通信行業(yè)結合也是比較好，按照目前的數據來(lái)看，5G基站能耗大概是4G基站的4倍，每年中國移動(dòng)、中國聯(lián)通，在基站能耗成本里面占到運營(yíng)商整個(gè)運營(yíng)成本的20%，預計到2026年5G基站耗電量會(huì )占到全社會(huì )用電量2.1%。從中國移動(dòng)全年數據來(lái)看，2018年整個(gè)支出電費達到245億。如果所有的基站都從4G變成5G，整個(gè)用電成本會(huì )增加2940億。目前2018年全年銷(xiāo)售利潤1177億，如果面對這樣的差距來(lái)看，它會(huì )有非常大的降低能耗和降低碳排放，這樣的一個(gè)剛性需求。從這個(gè)角度來(lái)看，光伏+儲能+分布式風(fēng)電，會(huì )成為類(lèi)似于聯(lián)通、移動(dòng)、電信接下來(lái)降低能耗非常重要的抓手，需求量也會(huì )非常大。另外加油站整個(gè)空間和通信基站來(lái)看，也會(huì )有很大的使用空間，不管是中石油、中石化、中海油，這些加油站首先會(huì )變成綜合能源站，光伏發(fā)電，包括儲能相關(guān)減排設施會(huì )加速進(jìn)行應用，體量也會(huì )非常龐大。如果一個(gè)加油站裝40千瓦，光是中石油兩萬(wàn)多個(gè)加油站，就是一個(gè)GW一個(gè)體量。這樣的空間也會(huì )是很大的。

整體來(lái)看，我們認為到2060年實(shí)現碳中和的時(shí)候，整個(gè)社會(huì )的用能習慣發(fā)生很大的變化，所有燃油車(chē)基本上看不見(jiàn)，以可再生能源為主力的電動(dòng)汽車(chē)，甚至無(wú)人駕駛電動(dòng)車(chē)，會(huì )成為馬路上的主角。同時(shí)我們會(huì )看到，比如影響房?jì)r(jià)的也不再是學(xué)區劃分、交通優(yōu)勢，而是建筑如何更高效節能減排和更科學(xué)的一些智能化，從諸多方面都會(huì )有很大的空間。

目前能源發(fā)展研究院實(shí)際上作為隆基股份在戰略部門(mén)的子部門(mén)，我們在區域能源規劃包括電力系統轉型，以及碳達峰、碳中和領(lǐng)域，都會(huì )進(jìn)行深度研究，也會(huì )給行業(yè)提供建議和解決方案。大家可以關(guān)注一下我的公眾號，后續我們研究院陸續出品一些課題，都會(huì )在公眾號進(jìn)行發(fā)布，歡迎大家共同來(lái)討論和分享，謝謝各位!