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撰文 | 尤晓莺

海上太阳能站可以大规模地提供清洁能源,但要成片发展,仍然挑战重重。  

▲烟台附近的黄海上,一个海上太阳能发电站正在试点。海上光伏可以使人口稠密的中国沿海地区更便捷地获取清洁能源。图片来源:Tang Ke / Alamy

中国正在不断尝试在其近岸海域建造光伏发电项目,某些央企甚至已开始在离岸30公里左右的深海区域开展相关实验。

作为全球可再生能源的领军者,中国早已将目光投向广阔的海洋,希望借助源源不断的风力、波浪和潮汐,在未来为其提供能量。

然而,多位专家告诉对话地球,若要真正大规模地推广海上光伏,中国目前仍然面临诸多挑战,比如严峻的海况与政策的缺失。

专家指出,中国强大的供应链能为其带来优势,帮助其克服发展海上光伏过程中的某些困难。他们同时表示,中国可以成为发展海上可再生能源的全球探路者,该细分市场可以利用广袤的海岸线与离岸海域制造清洁能源。

沿海地区的机遇

全球海上光伏的发展仍处于起步阶段,最早建造的项目至今仍不足十年。

挪威的渔场是该领域的开路先锋。挪威企业家博尔赫·比约恩克莱特(Børge Bjørneklett)在2016年发明了一种漂浮式光伏系统。他说,该国的渔场最早用太阳能代替柴油,为它们的船只提供动力。

比约恩克莱特的设计灵感其实也源于渔场:太阳能电池板被成排地放置在巨大的薄膜上,这些薄膜漂浮于海面,通过位于海底的锚进行固定。

2016年,比约恩克莱特创立了漂浮式光伏技术供应商Ocean Sun,最近才从其首席执行官的位置上卸任。他说道:“如果(人类)可以在近海海域部署太阳能发电站,这将意味着(太阳能的发展有)几乎无限的空间。”

建造传统的太阳能发电站需要大块土地,而城市的土地资源向来稀缺,乡村地区的土地又时常要为农业或自然服务。

在比约恩克莱特看来,只有将太阳能发电站建在用户的附近,特别是那些住在沿海城市或大型湖泊附近的居民,才是对“太阳能的最好运用”。他认为,未来大多数太阳能发电站都将建在水上。

他同时指出,纵观全球,“东南亚国家、中国和印度对漂浮式光伏的兴趣最大”,因为它们不仅人口密集,而且“陆上的大型太阳能发电站需要与农业需求与城市化发展竞争”。

试探海上光伏

去年12月,中国广核集团(简称“中广核”)宣布,开始在山东省莱州湾海域建造一个装机容量为400兆瓦的海上光伏项目。

该项目位于水深约8.5至11米的渤海上,为桩基固定式光伏项目,也就是说,一块太阳能板被固定在若干支撑桩之上,而支撑桩的底部被固定入海床内,以此形成发电面。中广核表示,该项目建成后,其每年的发电量可达约6.9亿千瓦时。

海上光伏在中国还处于萌芽期。中国可再生能源学会综合系统专委会主任许洪华告诉对话地球:“现在海上光伏已经安装的数量不多、容量也不大,总体还处于实验示范阶段。”

根据彭博新能源财经的统计,中国去年新增的光伏发电装机容量达到2.17亿千瓦,超过美国的历史光伏装机总量。

但在这2.17亿千瓦中,仅有约 300万千瓦为海上光伏。此数据来自一位业内人士周先生的估计,他是中国一家新能源咨询公司的一名经理。

尽管如此,一些省份和能源企业对海上光伏的兴趣正在不断增加。

目前,中国大多数大型光伏基地位于地广人稀的西北部地区,从那里发出的太阳能需要通过远距离传输才能到达中国东部与东南部沿海的用电大省。海上光伏可以将电源与终端用户的距离拉近,为解决远距离传输这一难题提供可能,同时能降低发电成本。

“海上光伏也可以帮助用电大省使用自己家门口的自然资源,”周经理表示。

政策逆转还是未雨绸缪?

国际能源网之前发布的一篇分析稿指出,由于能源安全“事关国家命脉”,中国绝大部分的能源企业都是国企。该文谈道,在2018年中国能源500强榜单中,国企数量的占比超过九成。

许洪华表示,在海上光伏方面,“大部分项目业主最终是央国企”,因为这是一个新领域,“项目规模大,规模经济效益可期,市场空间大”。

周经理则解释,目前在开发海上光伏上最为积极的是一些在新能源投资上起步相对较晚的央企,比如中国核工业集团、三峡能源和中广核。“(它们)在之前的新能源(投资上)有些保守······所以在新兴市场的布局就比较激进。”

在过去的几个月中,自然资源部下发的两个与海上光伏有关的文件,在业内引起了热议。

去年11月,该部下发了一个通知,旨在开展海域“立体”分层设权,规范海域“立体”开发活动的用海管理。根据微信公众号“光伏Time”的报道,仅两个月之后,自然资源部海域海岛管理司又印发通知,指示沿海各级自然资源与海洋主管部门暂停受理海上光伏项目用海申请或暂停审批海上光伏项目的用海市场化出让方案。

专家告诉对话地球,报道中所指的、对于项目用海申请的暂停并不意味着中国将不会发展海上光伏。恰恰相反,他们认为此举意味着中央正试图为海上光伏的大规模发展打基础(尤其是在政策层面),从而确保该细分市场日后的顺利发展。

许洪华认为,发展海上光伏是“大势”,但其涉及部门众多,需要各个相关方的协同;同时,很多技术方面的问题还需要研究和示范级验证。他还指出,大规模的推进需要以规范为基础,以避免“盲目发展及造成不必要的损失”。

“从前不是在陆地上也出现这种状况吗?”他说道:“比如说,在一些风景区、保护区、河道里头或者排洪区建成了(光伏发电站),当初手续不太全就建成了,或者那个时候就没有太明确的手续和程序,后来有些都拆了。”

周经理也认为,官方如今保持“谨慎”态度就是为了避免重蹈一些陆上光伏的覆辙。他说,甘肃省的例子就是一个警示。

根据《中国能源报》的报道,2012年至2015年间,在中央力推清洁能源发展的大背景下,甘肃省的光伏装机容量迅猛增长,但当地对于光伏的消纳很快成为了一个令人头疼的问题,导致当地的太阳能发电站不得不对其发电量进行大幅限制。

“国内有太多一窝蜂上把行业做烂的案例,”周经理说道。“我个人觉得,自然资源部是希望能更加精细化、科学化地利用资源,也希望能控制项目的规模,小步快跑。“

山东引领海上光伏 

虽然政策仍有待明确,但中央政府已经鼓励各省级政府与国有企业加大海上光伏的研发力度。

国家能源局在去年9月下发的一项通知中提到,将“支持在太阳能资源和建设条件好的盐田等已开发建设海域,试点推动海上光伏项目建设”。通知同时提出,要重点分析评估部分海上光伏技术对海洋资源生态环境的影响。

部分省份早在2021年就已将宝押在了这个新兴领域。

江苏省与浙江省同时将海上光伏纳入各自的能源发展规划中。前者计划推进多种能源资源集成的海上“能源岛”建设,并支持探索海上风电、光伏发电和海洋牧场融合发展。

山东省在该领域可谓雄心勃勃。该工业、制造与能源大省东临黄海,北靠渤海,拥有3000多公里、即中国六分之一的海岸线。

2022年,山东省能源局提出:到2025年,累计开工建设1300万千瓦左右的桩基固定式海上光伏项目,建成并网1100万千瓦左右;并到同年,力争开工建设200万千瓦的漂浮式海上光伏项目,建成并网100万千瓦左右。

该省还宣布,对2023至2025年间建成并网的“十四五”漂浮式海上光伏项目给予财政补贴。(中央政府已停止对光伏项目发放补贴。)

“事实证明,海上光伏发展潜力大、综合效益高、生态环境友好。”山东省发展改革委副主任、山东省能源局局长胡薄曾如此表示。

有部分项目已向更深更远的海域进发。2022年,国家电力投资集团有限公司(简称“国家电投”)山东分公司使用Ocean Sun的技术,建造了一个装机容量为500千瓦的深远海漂浮式光伏实证项目,以测试在该海域建造一个20兆瓦项目的可行性。

根据国家电投提供的信息,该项目位于山东省海阳市南侧海域,离岸30公里,水深30米。它由两个直径为53米的浮体单元组成,共包含770块太阳能板。此项目与一个装机容量为301.6兆瓦的风电项目同场。

Ocean Sun的创始人比约恩克莱特认为,位于海阳的项目“很棒”,也“很令人兴奋”。但他同时指出,该项目有很多挑战,比如“非常之大”、高度可达10米的海浪。

“这是一个很大胆的实验。”他说道,“但当然,你也在这个过程中学到了很多。”

去年,一则流传于中国网络的视频疑似显示,该项目一个浮体单元里的薄膜和太阳能板全都不见了。一位业内人士向第一财经确认,该视频显示的是海阳的漂浮光伏项目,拍摄于2022年,失踪的组件很可能“沉底了”。

Ocean Sun在今年3月告诉对话地球,此个位于山东省的项目是其与国家电投持续进行的研发合作的一部分,且其不便对视频发表评论。

海上光伏的机遇与挑战

比约恩克莱特表示,相比陆上光伏项目,建造海上漂浮式光伏项目的“挑战要大得多”,而且在完工之后,海上漂浮式光伏项目需要面临的自然环境也要严峻得多,比如可以腐蚀电子仪器的海水和狂风骇浪。

这个挪威人觉得,完全离岸的漂浮式光伏 “可能不会立即出现”,因为此种技术发出的太阳能“很容易就变得很贵”。他认为更有前途的一种方式是将其建在半遮蔽的海域,比如避风港。

另一个挑战是各国对开发、设计、建造和运营海上光伏项目的经验不足。许洪华指出,中国在这方面“还需要持续的技术积累”,并根据不同海域的环境条件和供能需求提供不同的设计。

在非技术方面,相关法规的缺失被看作是另一个挑战。许洪华认为,不同方面的行业标准与政策都需要确立,比如用海、电网接入、环保及项目行政审批程序。

不同政府部门间的合作也是重中之重。中国光伏行业协会在去年的一份报告中指出,海上光伏需要增强行业标准,并形成一个审批流程。

该协会建议:“能源主管部门与海事部门、自然资源部门、电网公司等相关部门形成合力,共同研究制定海洋能源项目整体审批程序样板,指导开发企业整体推进。”

中国强大的制造能力是它的一大优势。许多大型光伏制造商已经开始进军沿海与离岸光伏领域。例如,阳光电源早在2016年就成立了专门研发水面光伏系统的公司阳光水面光伏;晶科能源研发了正面与背面均可发电的海上光伏组件;晶澳太阳能推出了两款海上光伏产品,分别适用于桩基式安装和近海的漂浮式安装。

“从陆上光伏来讲,中国是目前全球最大、甚至是唯一的光伏全产业链大国,能够提供大量的技术积累和储备,”周经理说道。

他认为,中国“完全有能力”逐步实现光伏产业“从陆转海”。

本文首发于对话地球网站。

■ 尤晓莺,自由撰稿人,专注于气候议题报道,现居伦敦。曾任碳简报(Carbon Brief)中国编辑,《碳简报·中国简报》作者,曾获得2022年“立即报道气候问题” 奖(Covering Climate Now)。

 

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