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(guó)分布式光伏的裝機(jī)容量:“十四五”末可達(dá)100GW, 2030 年可達(dá)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(shè)快等特點(diǎn),能有效解決能源短缺的農(nóng)村地區(qū)和負(fù)荷密度高的工業(yè)區(qū)用電問(wèn)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(shù)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(jì),我國(guó)只能在約11%的屋頂上安裝太陽(yáng)能電池板。但即便如此,這些屋頂?shù)目偯娣e也超過(guò)1.4萬(wàn)平方公里,比美國(guó)太陽(yáng)能電池板的可用面積多四分之三。
在我國(guó)可用于安裝太陽(yáng)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(dá)地區(qū)。這些地區(qū)的特征是高人口密度和繁榮的經(jīng)濟(jì)體,這些地區(qū)也有動(dòng)力和能力,在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi),在現(xiàn)有或新建筑物上大規(guī)模安裝太陽(yáng)能電池板。
自然資源部國(guó)土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心高級(jí)工程師張濤及其團(tuán)隊(duì)提出:安裝屋頂太陽(yáng)能電池板將在中國(guó)到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和方面發(fā)揮重要作用,這也是我國(guó)政府設(shè)定的長(zhǎng)期目標(biāo)?,F(xiàn)在,我國(guó)60%以上的電力來(lái)自燃煤發(fā)電。
圖、我國(guó)各省建筑區(qū)面積統(tǒng)計(jì)圖
屋頂太陽(yáng)能電池板也是美國(guó)清潔能源發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵部分。在美國(guó),80%以上的人口居住在城市,而在過(guò)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(guó)能源部估計(jì),美國(guó)大約有8000平方公里的屋頂適合安裝太陽(yáng)能電池板,如果安裝太陽(yáng)能電池板,它們每年可以產(chǎn)生約1.4太瓦時(shí)的電力,接近總需求的40%。
我國(guó)和美國(guó)是世界上兩個(gè)最大的溫室氣體排放國(guó),在上個(gè)月于格拉斯哥舉行的COP26峰會(huì)上同意加強(qiáng)氣候行動(dòng)方面的合作,包括向清潔能源過(guò)渡。但同為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也在開(kāi)發(fā)綠色能源技術(shù)方面展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
張濤及其團(tuán)隊(duì)成員使用人工智能技術(shù)來(lái)進(jìn)行估算,并使用我國(guó)高清晰度地球觀測(cè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)去年收集的大量數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練人工智能。研究人員表示,人工智能花了幾個(gè)月時(shí)間才在中國(guó)不同地區(qū)找到適合太陽(yáng)能電池板的屋頂,然后它做到了80%以上的準(zhǔn)確率。
其中提到:太陽(yáng)能電池板的安裝應(yīng)該從8個(gè)擁有最大面積合適屋頂和人口密度最高的省份開(kāi)始。江蘇、山東和廣東這三個(gè)省的適宜屋頂數(shù)量占全國(guó)的30%——潛力巨大。
土、獨(dú)棟建筑樣本示意圖
研究人員表示,中國(guó)較為偏遠(yuǎn)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(yáng)能發(fā)電廠。
直到2014年,我國(guó)的大部分太陽(yáng)能發(fā)電都是在這些大型設(shè)施中生產(chǎn)的,當(dāng)時(shí)政府推出了補(bǔ)貼和低息貸款,以鼓勵(lì)人們使用屋頂太陽(yáng)能電池板。這見(jiàn)證了太陽(yáng)能電池板發(fā)電的快速增長(zhǎng),去年它貢獻(xiàn)了中國(guó)太陽(yáng)能總裝機(jī)容量的三分之一。
6月份,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的另一項(xiàng)研究估計(jì):到2025年,僅中國(guó)公共建筑屋頂上的太陽(yáng)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(jì)圖
我國(guó)生產(chǎn)了全球約80%的太陽(yáng)能電池板,隨著技術(shù)的改進(jìn)和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,太陽(yáng)能發(fā)電的價(jià)格在過(guò)去10年里下降了近90%。相關(guān)媒體報(bào)道,目前我國(guó)一些太陽(yáng)能發(fā)電廠的生產(chǎn)成本為每千瓦時(shí)0.1-0.2元,比燃煤電廠便宜。
我們只有一個(gè)地球,在碳達(dá)峰和碳中和實(shí)現(xiàn)的路徑上,開(kāi)弓沒(méi)有回頭箭。因此,專家也給出了相關(guān)建議:
1、分級(jí)分類推進(jìn)全國(guó)分布式光伏建設(shè)?,F(xiàn)在東部人口稠密且分級(jí)分類推進(jìn)全國(guó)分布式光伏建設(shè),然后再推向全國(guó)。而江蘇、山東、廣東、河南、浙江、河北等地為第一梯隊(duì)。
2、構(gòu)建全國(guó)分布式光伏建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)制。充分借助前沿技術(shù)探索與應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)分布式光伏以及建筑物的自動(dòng)提取和監(jiān)測(cè)能力。利用多期時(shí)序衛(wèi)星遙感影像,定期動(dòng)態(tài)跟蹤全國(guó)分布式光伏建設(shè)進(jìn)度。
3、支撐碳中和、碳達(dá)峰路徑規(guī)劃決策。一地一策,對(duì)不同區(qū)域分布式光伏的建設(shè)進(jìn)行效果評(píng)估。及時(shí)掌握不同地區(qū)建筑物的動(dòng)態(tài)變化,動(dòng)態(tài)更新分布式光伏建設(shè)的規(guī)劃政策。