DOE太阳能计划中期评估报告确定未来五年机遇与挑战

作者: 2016-07-05 19:44 来源:战略情报研究部
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美国能源部(DOE)5月18日发布了《Sunshot计划之路:进展、挑战和机遇》中期评估系列报告,报告由DOE下属的国家可再生能源实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、桑迪亚国家实验室和阿贡国家实验室的研究人员合作撰写而成,详细评述了Sunshot计划自2011年实施5年来,在太阳能系统集成、技术发展和市场改革等方面所取得的主要进展,并分析了到2020年实现太阳能发电平价上网及今后实现更大潜力所面临的研究、开发与市场开拓机遇[1]。报告要点如下:

1、太阳能系统集成

(1)主要进展:制定了成本更低、更快捷的小型光伏发电并网审批流程;在高比例太阳能电力情景下测试了先进逆变器,应对电网扰动和清除互联障碍;支持太阳能光伏系统“即插即用型”安装工具包的开发与测试;利用机器学习来提高太阳能预测能力。

(2)面临机遇与挑战

扩大部署提高电网灵活性的方案(如电网管理、需求侧响应和储能等),使得光伏发电比例能够以较低成本达到25%甚至更高,在保障电力供需平衡的同时维持光伏发电的竞争力和价值。

广泛使用先进逆变器,使配电系统以较低成本实现分布式光伏发电承载能力翻番,从170吉瓦提高到350吉瓦。需要对分布式光伏发电承载能力做出准确恰当的分析,同时改善光伏发电系统的互联互通性、相关标准和规则以及补偿机制,有助于进一步完善和促进分布式光伏系统的部署。

2、太阳能技术开发

(1)主要进展:基于DOE的资助,创造了一半以上太阳电池技术的转换效率纪录;支持太阳能热发电(CSP)技术开发和商业化,使用新型高温传热流体提高效率和储能能力;通过SunShot计划的孵化器项目调动额外的私人投资,每1美元的公共投入够带来22美元的私人投资。

(2)面临机遇与挑战

尽管光伏平准化发电成本已大幅下降,但实现Sunshot计划2020年的成本目标(6美分/千瓦时),还需要再下降40%-50%。需要在光伏组件的设计和制造工艺领域进行持续技术创新,在光伏的安装成本和组件效率、性能衰退速率以及光伏系统的寿命之间寻求平衡。

相比光伏发电,CSP系统开发、设计和建设更复杂,但CSP能将太阳热能储存起来,在无光照条件下也能正常工作,实现不间断持续供电,增加电网灵活性。因此,增强储热设备的研发是发展CSP的关键。

3、太阳能市场改革

(1)主要进展:规范太阳能发电的许可和互联过程,创建网络应用程序促进更快、更便捷和更廉价采购太阳能电力;支持全国农村电力合作社项目,开发和部署一套现成的标准工程设计、融资模型和工具,来降低太阳能采购成本和简化投资流程。

(2)面临机遇与挑战

开展融资方式创新,有望为客户削减30%-60%的成本。需要各利益相关方创新融资方法,以实现低成本的融资解决方案,才能促进太阳能最终实现无补贴平价上网目标。

实施一系列公用事业级别的电力改革,能够避免高比例分布式光伏价值的损失。需要改变现有的净电能计量方法和零售费用结构。

以货币形式明确量化太阳能给环境和公众健康带来的益处,能够为太阳能发电增加3.5美分/千瓦时的额外价值。           

(郭楷模)



[1] New Study Examines Progress toward SunShot Initiative Goals, Identifies Emerging Solar Energy R&D Opportunities for 2020 and Beyond. http://www.energy.gov/articles/new-study-examines-progress-toward-sunshot-initiative-goals-identifies-emerging-solar
ON THE PATH TO SUNSHOT. http://www.energy.gov/eere/sunshot/path-sunshot

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