根據(jù)新建、既有城鎮(zhèn)公共建筑以及農(nóng)村建筑的屋頂和南立面估算我國分布式光伏的裝機容量:“十四五”末可達100GW, 2030 年可達215GW。
屋頂光伏發(fā)電站作為清潔能源類型之一,具有投資小、建設快等特點,能有效解決能源短缺的農(nóng)村地區(qū)和負荷密度高的工業(yè)區(qū)用電問題。
在屋頂上安裝光伏發(fā)電站有一些要求。在北半球,房子不能朝北,屋頂不能太陡,不能被樹木遮蔽,也不能被雪覆蓋太久。鑒于此,自然資源部的研究人員估計,我國只能在約11%的屋頂上安裝太陽能電池板。但即便如此,這些屋頂?shù)目偯娣e也超過1.4萬平方公里,比美國太陽能電池板的可用面積多四分之三。
在我國可用于安裝太陽能電池板產(chǎn)生可再生能源的屋頂大多數(shù)位于東海岸發(fā)達地區(qū)。這些地區(qū)的特征是高人口密度和繁榮的經(jīng)濟體,這些地區(qū)也有動力和能力,在相對較短的時間內(nèi),在現(xiàn)有或新建筑物上大規(guī)模安裝太陽能電池板。
自然資源部國土衛(wèi)星遙感應用中心高級工程師張濤及其團隊提出:安裝屋頂太陽能電池板將在中國到2060年實現(xiàn)碳中和方面發(fā)揮重要作用,這也是我國政府設定的長期目標?,F(xiàn)在,我國60%以上的電力來自燃煤發(fā)電。
圖、我國各省建筑區(qū)面積統(tǒng)計圖
屋頂太陽能電池板也是美國清潔能源發(fā)展的一個關鍵部分。在美國,80%以上的人口居住在城市,而在過去20年里,城市地區(qū)的發(fā)展速度比地球上任何其他地方都要快。
2016年美國能源部估計,美國大約有8000平方公里的屋頂適合安裝太陽能電池板,如果安裝太陽能電池板,它們每年可以產(chǎn)生約1.4太瓦時的電力,接近總需求的40%。
我國和美國是世界上兩個最大的溫室氣體排放國,在上個月于格拉斯哥舉行的COP26峰會上同意加強氣候行動方面的合作,包括向清潔能源過渡。但同為競爭對手也在開發(fā)綠色能源技術方面展開競爭。
張濤及其團隊成員使用人工智能技術來進行估算,并使用我國高清晰度地球觀測衛(wèi)星網(wǎng)絡去年收集的大量數(shù)據(jù)來訓練人工智能。研究人員表示,人工智能花了幾個月時間才在中國不同地區(qū)找到適合太陽能電池板的屋頂,然后它做到了80%以上的準確率。
其中提到:太陽能電池板的安裝應該從8個擁有最大面積合適屋頂和人口密度最高的省份開始。江蘇、山東和廣東這三個省的適宜屋頂數(shù)量占全國的30%——潛力巨大。
土、獨棟建筑樣本示意圖
研究人員表示,中國較為偏遠和人口較少的地區(qū):例如西部的新疆和西藏,西北部的甘肅,將更適合大規(guī)模的太陽能發(fā)電廠。
直到2014年,我國的大部分太陽能發(fā)電都是在這些大型設施中生產(chǎn)的,當時政府推出了補貼和低息貸款,以鼓勵人們使用屋頂太陽能電池板。這見證了太陽能電池板發(fā)電的快速增長,去年它貢獻了中國太陽能總裝機容量的三分之一。
6月份,住房和城鄉(xiāng)建設部的另一項研究估計:到2025年,僅中國公共建筑屋頂上的太陽能電池板就可以產(chǎn)生近3.7億瓦的電力。
圖、城鎮(zhèn)建筑屋頂面積和人口數(shù)量統(tǒng)計圖
我國生產(chǎn)了全球約80%的太陽能電池板,隨著技術的改進和生產(chǎn)規(guī)模的擴大,太陽能發(fā)電的價格在過去10年里下降了近90%。相關媒體報道,目前我國一些太陽能發(fā)電廠的生產(chǎn)成本為每千瓦時0.1-0.2元,比燃煤電廠便宜。
我們只有一個地球,在碳達峰和碳中和實現(xiàn)的路徑上,開弓沒有回頭箭。因此,專家也給出了相關建議:
1、分級分類推進全國分布式光伏建設。現(xiàn)在東部人口稠密且分級分類推進全國分布式光伏建設,然后再推向全國。而江蘇、山東、廣東、河南、浙江、河北等地為第一梯隊。
2、構建全國分布式光伏建設動態(tài)監(jiān)測機制。充分借助前沿技術探索與應用,實現(xiàn)分布式光伏以及建筑物的自動提取和監(jiān)測能力。利用多期時序衛(wèi)星遙感影像,定期動態(tài)跟蹤全國分布式光伏建設進度。
3、支撐碳中和、碳達峰路徑規(guī)劃決策。一地一策,對不同區(qū)域分布式光伏的建設進行效果評估。及時掌握不同地區(qū)建筑物的動態(tài)變化,動態(tài)更新分布式光伏建設的規(guī)劃政策。