Στο κύμα της παγκόσμιας μετάβασης ενέργειας, οι φωτοβολταϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, ως βασικός φορέας για τη χρήση μεγάλης κλίμακας της ηλιακής ενέργειας, επεκτείνονται με πρωτοφανή ταχύτητα. Σύμφωνα με τα στοιχεία του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας (IEA), η παγκόσμια εγκατεστημένη χωρητικότητα των ηλιακών φωτοβολταϊκών θα φτάσει τα 375 gigawatts το 2023, με αύξηση 31,8% σε συνολική εγκατεστημένη χωρητικότητα, παρουσιάζοντας ταχεία δυναμική. Από τις τάσεις ανάπτυξης διαφόρων χωρών και περιοχών, η νεοσυσταθείσα χωρητικότητα της Κίνας το 2023 ισοδυναμεί με την παγκόσμια νέα αύξηση του προηγούμενου έτους, αποδεικνύοντας την κυρίαρχη θέση της στον παγκόσμιο φωτοβολταϊκό τομέα. Και άλλες χώρες και περιοχές δεν είναι διατεθειμένοι να πέσουν πίσω, να διαμορφώσουν ενεργά και να επιταχύνουν την κατασκευή φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και να προωθήσουν την παγκόσμια ενεργειακή δομή για να προχωρήσουν προς την καθαριότητα και τη βιωσιμότητα.
1 Ανάλυση της τρέχουσας κατάστασης ανάπτυξης των παγκόσμιων φωτοβολταϊκών σταθμών
(1) Κίνα: Ηγετική κατασκευή παγκόσμιων φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
Η Κίνα έχει επιτύχει αξιοσημείωτα αποτελέσματα στον τομέα των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, κατατάσσοντας την κορυφή του κόσμου. Το 2023, η πρόσφατα εγκατεστημένη φωτοβολταϊκή χωρητικότητα της Κίνας θα φτάσει τα 200GW, που υπερβαίνει κατά πολύ άλλες χώρες. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον φωτοβολταϊκό σταθμό Photovoltaic στην επαρχία Qinghai, καλύπτει έκταση 609 τετραγωνικών χιλιομέτρων και έχει εγκατεστημένη χωρητικότητα 8,5 εκατομμυρίων κιλοβατς, καθιστώντας τον έναν από τους μεγαλύτερους φωτοβολταϊκούς σταθμούς ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο. Ο σταθμός ηλεκτροπαραγωγής όχι μόνο εκτελεί εξαιρετικά στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, με ετήσια παραγωγή έως και 14 δισεκατομμυρίων κιλοβατώσεων, αλλά επίσης επιτυγχάνει σημαντικά αποτελέσματα στη βελτίωση του τοπικού οικολογικού περιβάλλοντος μέσω του μοντέλου "φωτοβολταϊκής+οικολογικής αποκατάστασης". Η μεγάλη φύτευση φυτών ανθεκτικών στην ξηρασία, όπως το Seabuckthorn, μειώνει αποτελεσματικά τον κίνδυνο απερήμησης της γης, αυξάνει την κάλυψη της βλάστησης και αποτελεί έναν ενάρετο κύκλο της «παραγωγής ενέργειας, από την αποκατάσταση του σκάφους και την ενδιάμεση φύτευση», παρέχοντας ένα μοντέλο για τη συντεταγμένη ανάπτυξη της μεγάλης κλίμακας φωτοβολταϊκής κατασκευής και της οικολογικής προστασίας.
(2) Ευρώπη και Αμερική: Προωθώντας σταθερά τη διάταξη των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
Στην Ευρώπη, η Γερμανία βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της ανάπτυξης φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με υγιή υποστήριξη πολιτικής και ώριμη τεχνολογία. Μέχρι το τέλος του 2023, η εγκατεστημένη χωρητικότητα φωτοβολταϊκών στη Γερμανία θα φτάσει τα 80GW, με κατανεμημένα φωτοβολταϊκά που αντιπροσωπεύει πάνω από 70%. Τα κοινοτικά φωτοβολταϊκά έργα στη Γερμανία είναι αρκετά διακριτικά, με ευρεία συμμετοχή του κοινού στις επενδύσεις και τις κατασκευές. Αυτό όχι μόνο μειώνει το όριο επενδύσεων, αλλά και ενισχύει την αίσθηση ταυτοποίησης των κατοίκων με καθαρή ενέργεια. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η Καλιφόρνια είναι μια εστία για φωτοβολταϊκή ανάπτυξη, με πολυάριθμες κεντρικές φωτοβολταϊκές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που χτίστηκαν στις ερήμους περιοχές. Το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας Ivanpah που βρίσκεται στην έρημο Mojave διαθέτει εγκατεστημένη χωρητικότητα 392 megawatts και υιοθετεί προηγμένη τεχνολογία συγκεντρωμένης ηλιακής ενέργειας (CSP). Επικεντρώνει το φως του ήλιου σε έναν επάνω δέκτη πύργου μέσω ενός μεγάλου αριθμού ηλιοστατικών, δημιουργώντας ατμό υψηλής θερμοκρασίας για να οδηγήσει έναν ατμοστρόβιλο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι εκπρόσωπος καινοτόμων εφαρμογών της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας στις Ηνωμένες Πολιτείες.
(3) Αναδυόμενες αγορές: τεράστιες δυνατότητες φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
Στη Μέση Ανατολή, η Σαουδική Αραβία εφαρμόζει ενεργά το "όραμα του 2030" και αναπτύσσει έντονα τη φωτοβολταϊκή βιομηχανία. Ο φωτοβολταϊκός σταθμός Alshubach Photovoltaic υπό κατασκευή έχει προγραμματισμένη εγκατεστημένη χωρητικότητα 4GW και θα γίνει ο μεγαλύτερος ενιαίος φωτοβολταϊκός σταθμός στον κόσμο μετά την ολοκλήρωση. Ο συνδυασμός των άφθονων ηλιακών ενεργειακών πόρων της Σαουδικής Αραβίας και της ισχυρής οικονομικής δύναμης αναμένεται να γίνει ένας σημαντικός παγκόσμιος εξαγωγέας φωτοβολταϊκής ενέργειας στο μέλλον. Η Αίγυπτος, που βρίσκεται στην αφρικανική περιοχή, πρότεινε στα "2035 ολοκληρωμένη στρατηγική της βιώσιμης ενέργειας" ότι η εγκατεστημένη χωρητικότητα της φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας θα φτάσει στο 43GW κατά 2035. Σήμερα, η Αίγυπτος έχει κατασκευάσει πολλαπλά φωτοβολταϊκά έργα, όπως το Benban Solar Park, με εγκατεστημένη χωρητικότητα του 1,8GW, αποτελεσματικά να ανακαλύψει την τοπική κατάσταση και την ενδυμασία νέων επιδόσεων στην ανάπτυξη του οικονομικού.
2 προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι παγκόσμιοι φωτοβολταϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής
(1) Διαλείπουσες δυσκολίες και δυσκολίες κατανάλωσης
Τα φωτοβολταϊκά εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής βασίζονται στο φως για να δημιουργήσουν ηλεκτρική ενέργεια, η οποία έχει προφανή διαλείμματα και μεταβλητότητα, δημιουργώντας προκλήσεις στη σταθερή λειτουργία του συστήματος ισχύος. Σε ορισμένες περιοχές με υψηλό ποσοστό της φωτοβολταϊκής εγκατεστημένης χωρητικότητας, όπως ορισμένες δυτικές επαρχίες στην Κίνα, όταν υπάρχει επαρκές ηλιακό φως, η ποσότητα της παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας αυξάνεται σημαντικά, γεγονός που μπορεί να υπερβεί την κατανάλωση της τοπικής ηλεκτρικής ενέργειας και να οδηγήσει στο φαινόμενο της εγκατάλειψης της ηλιακής ενέργειας. Σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία, το ποσοστό περιορισμού σε ορισμένες περιοχές της Κίνας θα φτάσει το 5% -10% το 2023, με αποτέλεσμα τα ενεργειακά απόβλητα. Ορισμένες χώρες της Ευρώπης και της Αμερικής αντιμετωπίζουν επίσης παρόμοια προβλήματα, όπως η Γερμανία που πρέπει να εξισορροπήσει την προσφορά και τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, προσαρμόζοντας την παραγωγή άλλων πηγών ενέργειας ή τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε γειτονικές χώρες κατά τη διάρκεια περιόδων υψηλής φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας.
(2) δίλημμα παροχών κόστους
Παρόλο που οι τιμές των φωτοβολταϊκών μονάδων μειώθηκαν σημαντικά τα τελευταία χρόνια, το κόστος κατασκευής και λειτουργίας των φωτοβολταϊκών σταθμών είναι ακόμα σχετικά υψηλές. Όσον αφορά την κατασκευή, τη μίσθωση γης, την προκαταρκτική έρευνα και το σχεδιασμό, τα έξοδα προμήθειας εξοπλισμού και εγκατάστασης αντιπροσωπεύουν ένα σχετικά μεγάλο ποσοστό. Κατά τη διάρκεια της φάσης λειτουργίας, εξακολουθούν να υπάρχουν έξοδα όπως η συντήρηση του εξοπλισμού, η χειρωνακτική διαχείριση και οι ενημερώσεις εξοπλισμού. Για ορισμένους φωτοβολταϊκούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής μικρής κλίμακας, ειδικά τα κατανεμημένα φωτοβολταϊκά, λόγω της περιορισμένης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, η περίοδος αποζημίωσης επενδύσεων είναι πολύ μεγάλη υπό τον τρέχοντα μηχανισμό τιμολόγησης ηλεκτρικής ενέργειας και το εισόδημα είναι δύσκολο να εγγυηθεί, γεγονός που επηρεάζει τον ενθουσιασμό των επενδυτών. Στις αναδυόμενες αγορές, όπως ορισμένες αφρικανικές χώρες, λόγω της αδύναμης υποδομής, το κόστος υποστήριξης της οικοδόμησης φωτοβολταϊκών σταθμών είναι υψηλότερα, περαιτέρω συμπίεση των περιθωρίων κέρδους.
(3) Κίνδυνοι πολιτικής και αγοράς
Υπάρχουν σημαντικές διαφορές στις φωτοβολταϊκές πολιτικές μεταξύ των χωρών σε όλο τον κόσμο και η σταθερότητα και η συνέχεια των πολιτικών επηρεάζουν τη μακροπρόθεσμη ανάπτυξη φωτοβολταϊκών σταθμών. Ορισμένες επιδοτήσεις πολιτικής των χωρών έχουν υποχωρήσει πολύ γρήγορα, όπως ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες που μειώνουν τις επιδοτήσεις των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής το 2023, με αποτέλεσμα την επιβράδυνση του ρυθμού ανάπτυξης της νέας εγκατεστημένης χωρητικότητας. Επιπλέον, οι τριβές του διεθνούς εμπορίου φέρνουν επίσης κινδύνους αγοράς για την κατασκευή φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ευρωπαϊκή Ένωση και άλλες χώρες έχουν θέσει εμπορικά εμπόδια κατά των κινεζικών φωτοβολταϊκών προϊόντων, τα οποία έχουν επηρεάσει την παγκόσμια σταθερότητα της εφοδιαστικής αλυσίδας των φωτοβολταϊκών μονάδων, αύξησαν το κόστος κατασκευής των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και την αυξημένη αβεβαιότητα του έργου.
3 Προοπτικές για τις αναπτυξιακές τάσεις των παγκόσμιων φωτοβολταϊκών σταθμών
(1) Η τεχνολογική καινοτομία οδηγεί στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας
Στο μέλλον, η φωτοβολταϊκή τεχνολογία θα συνεχίσει να καινοτομεί και να προωθεί τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της παραγωγής ενέργειας. Ως αναδυόμενη τεχνολογία, τα ηλιακά κύτταρα Perovskite έχουν επιτύχει μια εργαστηριακή απόδοση μετατροπής άνω του 30%, υπερβαίνει πολύ τα παραδοσιακά κρυσταλλικά κύτταρα πυριτίου. Αναμένεται ότι τα επόμενα 5-10 χρόνια, τα κύτταρα Perovskite θα επιτύχουν εμπορικές εφαρμογές μεγάλης κλίμακας, μειώνοντας σημαντικά το κόστος ανά κιλοβατώρα των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Η έξυπνη τεχνολογία λειτουργίας και συντήρησης θα εφαρμοστεί ευρέως στην ενσωμάτωση των φωτοβολταϊκών συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Με την εγκατάσταση μεγάλου αριθμού αισθητήρων για την παρακολούθηση της κατάστασης λειτουργίας σε πραγματικό χρόνο των φωτοβολταϊκών μονάδων, χρησιμοποιώντας τους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης για την πρόβλεψη των σφαλμάτων εκ των προτέρων, μπορεί να επιτευχθεί ακριβής συντήρηση, μπορεί να βελτιωθεί η δαπάνη λειτουργίας και συντήρησης και η αξιοπιστία και η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να βελτιωθεί.
(2) Ολοκληρωμένη ανάπτυξη της αποθήκευσης ενέργειας και των φωτοβολταϊκών
Για την επίλυση του διακεκομμένου προβλήματος των φωτοβολταϊκών, η ενσωμάτωση της αποθήκευσης ενέργειας και των φωτοβολταϊκών έχει γίνει μια αναπόφευκτη τάση. Όλο και περισσότεροι φωτοβολταϊκοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας κατασκευάζουν εγκαταστάσεις αποθήκευσης ενέργειας παγκοσμίως. Στην Αυστραλία, ορισμένοι φωτοβολταϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι εξοπλισμένοι με συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας λιθίου, τα οποία αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια όταν υπάρχει υπερβολική παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας και απελευθερώνουν κατά τη διάρκεια της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής ή του ανεπαρκούς ηλιακού φωτός. Αυτό όχι μόνο βελτιώνει τη σταθερότητα της τροφοδοσίας, αλλά και συμμετέχει στην αιχμή του ξυρίσματος της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, αυξάνοντας τα έσοδα. Καθώς το κόστος της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας μειώνεται, το μοντέλο "φωτοβολταϊκής+αποθήκευσης ενέργειας" θα προωθηθεί ευρέως παγκοσμίως. Αναμένεται ότι μέχρι το 2030, περισσότερο από το 50% των πρόσφατα προστιθέμενων φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής παγκοσμίως θα είναι εξοπλισμένα με συστήματα αποθήκευσης ενέργειας.
(3) Βιομηχανική συνέργεια και παγκόσμια συνεργασία
Η ανάντη και κατάντη συντονισμένη ανάπτυξη της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών σταθμών θα γίνει ακόμη πιο κοντά. Οι κατασκευαστές φωτοβολταϊκών μονάδων, οι κατασκευαστές μετατροπέα, οι προγραμματιστές ηλεκτροπαραγωγής και οι παροχείς υπηρεσιών λειτουργίας και συντήρησης θα ενισχύσουν τη συνεργασία, θα ενσωματώσουν τους πόρους, θα βελτιστοποιήσουν τη βιομηχανική αλυσίδα, θα μειώσουν το κόστος και θα βελτιώσουν τη συνολική ανταγωνιστικότητα. Στο πλαίσιο της παγκοσμιοποίησης, οι χώρες θα ενισχύσουν τη συνεργασία στη φωτοβολταϊκή τεχνολογία, τη χρηματοδότηση, το ταλέντο και άλλες πτυχές. Με την προηγμένη τεχνολογία και την ώριμη βιομηχανική αλυσίδα, η Κίνα θα διαδραματίσει μεγαλύτερο ρόλο στην κατασκευή παγκόσμιων φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, πραγματοποιεί εκτεταμένη συνεργασία με τις χώρες κατά μήκος της "ζώνης και δρόμου", δημιουργώντας από κοινού φωτοβολταϊκούς σταθμούς σταθμών και θα βοηθήσει τον παγκόσμιο μετασχηματισμό ενέργειας.