中国的光伏业如何抓住当前环境困局所带来的发展机遇，可能还需要整个行业进行更多的努力和思考。
其中最关键的一点，就是理念的转变，由被动期待政策，转变为主动通过技术进步、商业模式创新，来解决一些前进中的难题。
在近日召开的第十四届中国光伏大会上可以看到，业内专家、学者已经在这方面开始了一些积极的尝试和探索。
根据国家可再生能源中心主任王仲颖提出的中国2050年高比例可再生能源发展路线图，如果中国在2050的经济发展达到中等发达国家水平，要想在确保经济梦的同时实现“生态梦”，则中国需要更高比例的应用太阳能、风能等清洁能源。
不过，问题也随之而来，包括如何解决光伏自身所具有的不确定性和波动性问题、大规模装机下的电价补贴问题、并网问题等。
对此，专家们也给出了解决方向和思路，比如，在实现风电、太阳能、储能以及智能电网和信息技术相互融合与协调发展的情况下，通过相应的机制设计，将大规模的电动汽车作为储能设施来用。
中科院电工研究所副所长许洪华则在介绍“十三五”能源科技总体规划工作时认为，相比传统能源仍处于弱势的可再生能源的发展，则还需要更多的试验和系统研究，来为可再生能源为主的电力供给找到更好的发展模式。
尽管光伏行业要想实现上述发展目标，还有很多的难题需要破解。但由“被动”到“主动”的理念转变，可能将使得光伏业告别“政策市”有了可能。
可再生能源大规模应用下的能源变局
未来的可再生能源发展，一定是风电、太阳能、储能与智能电网、信息技术之间相互融合与协调的发展。在这种情况下，中国实现高比例应用可再生能源是没有问题的
根据此前发表的中美气候变化联合声明，到2030年，中国计划将非化石能源占一次能源消费的比重提高到20%左右。
对此，国家可再生能源中心主任王仲颖在11月19日举办的第十四届中国光伏大会上表示，他个人认为这个目标相对有些保守。“即便对这个相对保守的目标，如果没有能源体制、能源机制、电力体制的深度改革，如果没有像总理总书记说的断臂断腕的精神，我们认为就是这个保守的目标实现起来也有一定的难度。”
在此次大会上，王仲颖提出了中国2050年高比例可再生能源发展路线图（以下简称“路线图”）。这份路线图显示，如果中国在2050的经济发展达到中等发达国家水平，也即人均GDP3万美元。届时，中国的能源消耗约为70亿吨标准煤。
“70亿吨一次能源，我们需要48亿吨的终端能源，再通过终端能源结构的调整，包括将电气化比例提高至60%，电动汽车保有量达到5亿辆。通过这两项措施，我们可以进一步把48亿吨终端用能的需求量降到32亿吨。”
在王仲颖看来，要将能源消耗降到32亿吨标准煤，除了上述措施，还需要配以相应的辅助措施，即高比例的应用太阳能以及风能。具体的目标则为，在2050年风电的装机达到20~24亿千瓦，太阳能装机在26亿千瓦左右。
对于太阳能、风能大规模装机将可能对电网带来的不稳定冲击，王仲颖表示，未来的可再生能源发展，一定是风电、太阳能、储能与智能电网、信息技术之间相互融合与协调的发展。在这种情况下，中国实现高比例应用可再生能源是没有问题的。
“比如，我们可以通过一些利益机制方面的设计，将大规模的电动汽车作为储能设施来用，这样就可以保证我们电力系统的稳定运行。但前提是一定要有一个完善的电力市场，包括设计一定的调峰调频机制，不同电力产品都要有不同的价格。而电网在调用个人所有的电动汽车作为储能装置的时候要支付一定的费用等。”
化石能源消耗是雾霾祸首
近几年，随着空气质量的进一步恶化，遭遇雾霾几乎已成家常便饭。
不过，对于雾霾的具体成因，则一直伴随着争议。
在王仲颖看来，巨量的化石能源消费，正是雾霾的罪魁祸首。
“从我们的环境监测网上可以看出，一氧化碳浓度分布图、二氧化硫的分布图与火电厂的分布密度图，这三张图放在一起，具有高度的重叠性。换句话说，控制和减少煤炭消费量已经刻不容缓了。但今天的能源结构，约三分之二仍离不开煤炭。因此，期望一两年转变结构并不现实，这可能要花二三十年的时间。”
王仲颖表示，尽管能源转型是一个较长的过程，但如果我们现在不开始减少对化石能源的消耗，可能永远也改变不了中国的空气质量。
根据路线图测算，如果2050年中国人均GDP达到3万美元（相当于2010年的发达国家水平），2050年中国的GDP将要达到282万亿美元，40年期间年均增长5%。届时，中国的能源消耗需要70亿吨标准煤。
“与OECD相比，这70亿吨的能耗还需要一定的技术进步予以配合，能源利用效率要比OECD提高20%。OECD2010年人均是6.26亿吨标准煤，我们2050年的人均是5亿吨标准煤。我个人觉得，在能源消耗方面，如果能有70亿吨标准煤做保障话，我们的经济梦实现没有问题，而且应该是通过非常先进的技术去实现这个经济梦。”
光伏潜力巨大
进一步的数据则显示，如果按2010年的效率结构，到2050年这70亿吨的一次能源需要48亿吨的终端能源相对应。“即使48亿吨的终端能源，如果按照现有能源结构以及我们对化石能源利用技术的判断，‘生态环境梦’还是根本实现不了。”王仲颖说。
他认为，要想更好的实现“生态梦”，较为可行的是进行相应的能源革命，并高比例的应用风电、太阳能。“能源革命主要包括在能源生产环节实现清洁化，逐步用清洁能源替代化石能源；在能源消费环节不断扩大电力的使用范围，提高电力的应用比例，电是最清洁的，也是目前利用起来效率最高的一种能源形式。”
具体而言，能源革命包含两大主要部分，首先一点就是终端能源结构的调整，提高电气化的比例，达到60%的终端用能都要用电。另外一点则是，大幅提高电动汽车的保有量。据测算，2050年电动汽车的保有量有望达到5亿多辆，如果其中80%的都使用电，就将达到4亿辆。
“通过改变终端用能的方式以及交通工具的电气化，可以使终端用能降到32亿吨。在这种情况下，如果再大幅提高太阳能、风电的利用，那么我们的经济梦和蓝天梦就可以实现。”王仲颖称。
据测算，如果2050年只供应32亿吨标准煤的能耗，其中电力占到60%，大概需要19亿吨标准煤的电。化石能源用量的下降以及加上相应的技术进步，此时的排放水平实际上可以回溯上个世纪中国1980年末到1990年的排放水平，这样足可以保证蓝天梦没有任何问题。“至于太阳能和风能所占比例，在2050年风电的装机在20~24亿千瓦，太阳能装机在26亿千瓦左右。”王仲颖表示。
需要壮士断腕的决心
不过，王仲颖也坦言，要想实现能源消耗大幅下降，尤其是化石能源消费的下降，实现起来并不容易。
“前一段时间发表的中美气候变化联合声明中称，中国计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。在我个人看来，这个目标是有些保守的。但即便对这个相对保守的目标，如果没有能源体制、能源机制、电力体制的深度改革，如果没有像总理总书记说的断臂断腕的精神，实现起来也有一定的难度。”
王仲颖认为，不论是可再生能源占比的提高还是化石能源的下降，背后的实质都是能源革命，而这必然涉及到各方利益的变革和调整，肯定会面临各种各样的挑战。
“简单的说，我认为的能源革命，一定要会改朝换代，一定是一个你死我活的有我没你、有你没我的时代，历史上有两次划时代的能源革命，一次从生物质能源时代转向煤炭时代，第二次从煤炭时代转向油气时代。我觉得，中国式的能源革命将不再会经历西方已有的历程，一定是跨越油气时代直接进入可再生能源时代。”
具体来看，对于光伏等可再生能源而言，则首先需要解决对电网的波动影响问题。
王仲颖表示，对于未来可再生能源的发展，一定是风电、太阳能、储能与智能电网、信息技术相互融合与协调的发展。在这种情况下，可以通过一些利益机制方面的设计，将大规模的电动汽车作为储能设施来用，这可以保证电力系统的稳定运行。但前提是一定要有一个完善的电力市场，包括设计一定的调峰调频机制，不同电力产品都要有不同的价格。而电网在调用个人所有的电动汽车作为储能装置的时候，则要支付一定的费用。
此外，其他需要解决的问题还包括，如何进一步降低发电成本，以实现与常规能源的竞争，并减少对政府补贴的依赖，以及大规模装机后可能遇到的土地等问题。而这些，都有赖于通过不断的技术进步来以及商业模式创新来实现。
光伏的重任：替代常规能源
届时光伏的发电量占比将达到22%，火电则会从现在的70%左右降到20%以下，是一次真正的能源结构的革命、能源的转型，将从以化石能源为基础的能源结构转变到以可再生能源为基础的能源结构
根据国家发改委能源研究所研究员王斯成的预测，从发电量来看，如果2050年光伏装机规模达到26亿千瓦，其对应的发电量届时将占到22%，火力发电比例则会从现在的70%左右降到20%以下。
“这才真正是一个能源结构的革命，也就是整个以化石能源为基础的能源结构转变到以可再生能源为基础的能源结构。”王斯成在近日召开的第十四届中国光伏大会上如此表示。
对于电价补贴，王斯成认为，以现在的发展情况看，在2025年以前，在发电侧就可以达到平价上网。这无疑将带来光伏发电的大发展。
中国掌控全球光伏话语权
数据显示，不论是从制造业方面还是终端应用方面，中国都已经成为世界第一光伏大国。
“从累计装机来看，德国去年仍然是第一名，大概40GW，我们累计装机达到20GW，基本上是它的一半。如果今年中国新增装机达到10GW，德国今年大概仅有2GW，虽然我们今年年底在累计装机上仍然赶不上德国，但到2015年，中国无论从当年装机还是累计装机，可能都会成为世界第一光伏应用大国。”王斯成说。
在制造业方面，中国则早已经当仁不让的成为了全球第一大国。
资料显示，2013年中国整个出货量是26GW，占全球64%；马来西亚2GW，占6.3%；日本占比为6.1%。
对比可以发现，即便占比较高的马来西亚、日本等仍然与中国存在着较大的差距，中国光伏制造业已经走在了世界前列。
此外，在光伏装备制造方面，中国也正在缩小与世界的差距。“过去我们只有层压机、模拟仪、扩散炉，而现在PECVD、切割机等都可以国产化了，中国光伏已经在产业、市场、技术、成本甚至制造装备等各个方面都走到了世界前列，中国光伏正在实现从中国制造到中国创造的转变。从学习以及跟随到创新和引领的这种跨越，可以清楚看到中国已经是一个世界的光伏巨人。”王斯成表示。
这种巨大转变的背后，则是中国正在逐步掌控全球光伏发展的话语权。“从成本来看，中国对世界的光伏成本下降起到了关键性作用，只有中国能够有这个能力。我参加国际会议，国外同行发言不是说他们怎么降价，而是希望中国把光伏价格再降低，因为68%的制造业再加上台湾所占份额，基本上都在中国，其他国家降价没什么意义，只有中国降价才有意义。”
光伏发电占比将大幅提高
根据国家能源局的粗略统计，截至前三季度，中国今年的新增装机约为4GW。
王斯成认为，受最近新出台的政策刺激，今年第四季度可能有一个抢装潮，至少装5GW或者6GW，全年10GW应该没有问题。“今年装机没有实现原来的目标，主要是大型电站配额控制得比较严格，而分布式发电在政策上从一开始还是有相当多的障碍。”
包括雾霾等在内的环境的进一步恶化，无疑为中国的光伏应用提供了新的机会。而未来几十年内，中国光伏的发展空间究竟有多大，也成为了此次中国光伏大会最受关注的话题。
在此次中国光伏大会上，国家可再生能源研究中心主任王仲颖则介绍了民间版的包括光伏在内的可再生能言发展路线图。
该路线图表示，结合中国经济发展的实际需求以及配合“蓝天梦”这一目标的实现，需要大幅度提高可再生能源的利用比例。具体为，到2050年，风电的装机达到20~24亿千瓦，太阳能装机在26亿千瓦左右。
对此，王斯成认为，从发电量来看，如果是26亿千瓦的装机规模，届时光伏的发电量占比将达到22%，火电则会从现在的70%左右降到20%以下，是一次真正的能源结构的革命、能源的转型，将从以化石能源为基础的能源结构转变到以可再生能源为基础的能源结构。
“以现有发展速度预测，2015年将达到35GW，2020年则是1亿千瓦，届时光伏发电量应该能占到全国电量需求的2%，到今年年底应该可以达到1%。通过光伏来承担高比例的用电供给，国外也有先例，比如美国，到2050年目标是达到3亿千瓦，相当于占到电力总装机的27%~30%；欧盟的目标更高，2050年要装机9亿千瓦，占整个欧洲电力装机的49%。”
据了解，在此前的能源发展规划中，2050年光伏装机规模为10亿千瓦。
在王斯成看来，光伏到2050年实现10亿千瓦的装机规模，意味着在2020年以后的30年内，总的新增装机要达到9亿千瓦，平均每年要达到30GW。而现在我们每年的装机才10GW。因此，光伏的发展前景可以说是非常的广阔。
分布式前景仍可期
对于如此大规模的依靠光伏发电可能带来的调峰等问题，王斯成表示，从理论上来讲，完全不必有这样的担忧。具体的解决思路包括，发展分布式储能或者大型储能技术，以及将常规的电力作为调节电源，都能够起到一定的补充作用。
在电价补贴方面，王斯成认为，从分布式发电来看，大型工业用电电价很高，平均用电电价是0.71元，居民用电电价平均在0.52元，假定现在光伏电价按最高的计算，如果在目前的工业用电电价基础上每年上涨4%，光伏电价下降4%，大工业用电在2015年就能达到平价。
而对于其他类型的电价，以现在的发展情况看，在2025年以前，在发电侧就可以达到平价上网。“现在假定全国的平均电价是0.42元，每年上涨4%，光伏是0.9元到1.0元，每年下降4%，到2025年还有大概10~11年左右，是完全可以跟大型的燃煤电厂达到相同的价格。这样实际在2025年以前，发电侧就可以达到平价上网。”
就大型地面电站以及分布式各自的发展格局，王斯成则认为，目前，大型地面电站占比达到82%，仍处于绝对优势地位。但从远期来看，应该是大型地面电站、分布式电站约各一半，分布式发电从现在的16%，到2015年达到40%，2020年达到50%左右。
除此之外，还应该发展一定比例的离网电站，包括水光互补或者边远地区的微电网，也都具有一定的空间。
预测：并网难的解决思路
针对备受关注的弃光弃风问题，中国电力科学研究院新能源研究所所长王伟胜表示，随着风电和光伏装机规模在电网中的比例越来越大，如何实现对光伏电站发电量的精确预测以及控制，变得越来越重要。
“只有在确保安全以及预测后，才能够把光伏和常规电源进行统筹考虑，并尽可能的实现光伏的优先消纳。”在近日召开的第十四届中国光伏大会上，王伟胜如此表示。
据王伟胜介绍，相应的预测方法包括，对光伏电站实时监测，对发电量的预测，以及对整个系统的接纳情况进行评估，由此找到一种可以最大化平衡各方利益的解决限发的方案。
光伏规划的三个考量
王伟胜介绍说，受近几年风电、光伏快速发展的影响，一些省份来自这两种能源的发电占比也节节攀升，对当地的电网运行带来了一定的挑战。
据了解，截至今年10月份，以省级电网计，风电装机超过500万千瓦的有7个省，且增长的势头还将持续。在发电占比方面，最高的冀北电网已接近40%，包括黑龙江等其他省份占比也已经接近20%，甚至到明年或者三到五年之内，可以预期有10个或以上的省份占比要达到20%。光伏方面，当前装机规模较大的省份包括甘肃、新疆、青海。
“在目前新能源发展较快的情况下，如何保证省级电网的平衡，将是一个较大的挑战。”王伟胜表示，以青海为例，由于近几年光伏装机规模发展较快，光伏成为主要的发电电源，是老大了。在这种情况下，就很难再指望应用其他电源来调峰。这需要整个行业进行更多的思考和想办法解决。
正是由于光伏本身所具有的不确定性和波动性，在王伟胜看来，在制定光伏发展规划时，也即一个地方是否适合发展光伏以及理论上可承受的最大安装规模，需要从以下几个方面予以综合考虑：太阳能、屋顶、土地等资源条件，当地的负荷需求、电网条件。“只有将这几个条件进行综合考虑，才能实现共赢，一是开发了可再生能源，二是提高了电网的供电的可靠性，第三个可能对系统的网损做好的话也可以是正面的影响，”
以青海为例，光伏资源确实很好，但是具体到光伏规划，在考虑资源条件的情况下，确实还要考虑电网条件，每年装100万千瓦也好，200万千瓦也好，在资源条件同等的情况下，到底安装在什么地方，可能要更多地考虑电网的条件。
并网的四大关注点
基于新能源的特殊性，王伟胜也提出了并网时需要重点关注和研究的几个问题。
首先，是安全性问题，必须保证可靠和安全。其中又包括两个方面，最基本的手段——仿真，需要了解是个什么样的模型，光伏电站加进来以后能够计算；二是实验检测，就是实证，包括模型建立以及产品的性能要经过检测来确认。
其次，则是消纳问题。消纳的前提是要预知，把不确定变成基本确定，预知是一个基础；然后则是预测，通过精确的预测，能够把光伏和常规电源进行统筹，以实现光伏的优先消纳。
进一步来看，在试验验证方面，关注的主要是并网特性，包括对光伏电站或者逆变器的故障穿越、电网适应性等。
“电网并不是一个理想的电网，它可能也有不对称。在这种情况下，初期可能需要光伏电站有一定的耐受能力，未来可能需要具备更强的能力，包括功率控制、电能质量等。试验检测方面，主要是逆变器，首先就是产品设计出来以后，可能需要一个实证的条件；然后，通过做一个试验检测，获得第一手的资料，给逆变器以及光伏电站的建模提供数据来不断修正它的模型，并提高模型的精度。”王伟胜介绍说。
电力调度要保证三个平衡
据了解，光伏电站的预测原理主要包括三个方面，预测明天、后天或者未来的，主要靠数字预报，是一种针对可再生能源所关心的气象要素的预报，因此需要一种定制化的数字预报；第二是超短期的，和现状有非常大的关联，预测未来两到四小时的，和目前的状态相关性非常强；第三则是和光伏电站本身的历史数据有关，根据历史数据建立模型来优化。
“目前我们开发预测系统主要在为各省级电力公司服务，宁夏、青海大概都有我们一些系统在运行。与风电相比，光伏可预测性肯定更强，且预测精度要高于风电，但对于云团的生消引起的快速变化，确实还需要一些新的技术手段。”
对于分布式预测方面，未来的焦点主要集中在以下几个方面：需要通过公共网络发给电力部门光伏电站的运行现状、一些代表性的参数，以便预测可以网格化，网格里边有多少光伏，随时可以预测。
在电力调度方面，王伟胜认为，需要保证做到三个平衡，功率平衡、电量平衡，变化率平衡。“如果系统里边不能保证变化率的平衡，系统也会有安全方面的问题，这取决于其中的电源结构。常规电源加新能源等于负荷，这个等式要平衡，可以这个不变调这个，这个调不过来再调用电负荷，不管怎么样，都要保持平衡。”
王伟胜还介绍说，为了更好的实现对新能源的优先销纳，各省级电力公司也制定了相应的解决方法，包括对光伏电站实时监测，对发电量的预测，以及对整个系统的接纳情况进行评估，如果不能全部接纳，则需要找到一种更好的解决限发的方案。
“而在中长期预测方面，需要兼顾中国火电为主的特性，一是受火电机组不能随意停开机的影响，灵活条件比较少；二是这种调节的空间也要受其他方面的约束，包括目前的电价机制，如果不完全靠电量吃饭，也能够释放一些空间。”王伟胜称。
“十三五”光伏科技聚焦六大方向
具体到光伏，也确定了六个大方向，大型光伏电站、分布式、高效低成本的晶硅电池、太阳能电池、光伏系统实证与测试技术等
在近日召开的第十四届中国光伏大会上，中科院电工研究所副所长许洪华就“十三五”能源科技总体规划及其中针对光伏的一些情况做了相应的介绍。
在能源科技总体规划方面，主要围绕突破能源瓶颈制约和可持续供给的战略需求，凝练能源领域科技发展思路和重点任务，提出推进传统能源高效清洁利用、新能源开发利用以及保障能源安全等措施和建议，并进一步细分了八个子领域，可再生能源技术作为其中一项。
其中，可再生能源领域总共分了六个方向，包括太阳能、风能、生物质、地热、海洋能。具体到光伏，也确定了六个大方向，大型光伏电站、分布式、高效低成本的晶硅电池、太阳能电池、光伏系统实证与测试技术等。
“光伏方面的发展思路主要是两个：一个是系统，一个是部件。与此前相比，这次特别提出来要支持面向全行业的公共研究测试技术，一个是面向产品，面向产业的一些公共的研究测试平台；二是在研究方面建立公共研究平台，这些公用的技术研究平台的建立，主要是想由此产生一些未来支撑我们国家整个产业的可持续发展的真正原创性的技术。”许洪华表示。
电站并网成研究重点
据许洪华介绍，在大型地面电站方面，着重于与智能电网的关系，集群化以后包括对彼此之间的影响以及电网调度的影响。
除了与电网之间的关系外，集群式电站的现有模块化是不是真正最优的，有没有一些新的装备、新的技术、新的系统出现，以及整个光伏系统里的各种不同的平衡部件，包括一些探索性的直流并网等，也是关注重点。
在分布式电站方面，则重点关注分布式和智能电网、分布式和微电网之间的关系以及电站的智能化。“分布式有各种不同的系统，有小屋顶、大屋顶，有和农业结合、水光互补，这方面从整个系统的设计到与智能电网的关系、与负荷的关系有哪些主要的问题，都需要研究。在微电网里方面，则特别提出来要做一些光伏微电网和微电网之间的互联和控制，主要是针对智能分布式和微电网做些研究。”
高效晶硅电池的规模化
电池方面，仍然是“十三五”光伏科技研究的另一重点，包括低成本的晶硅电池、薄膜电池以及一些新型高效太阳能电池。
在晶硅电池方面，主要面对完全大规模产业化的晶硅电池和高效电池来进行研究。此次提出来整个P型单晶电池的平均效率，是指生产线的生产效率要大于23%，并且提出了一些规模化的要求。
关于薄膜电池，则是在产业化方面进行攻关，并重点强调了晶硅电池很难替代的一些特性，比如柔性和配合。
在新型高效太阳能电池方面，主要涉及对一些新技术的探索。
基于新型电池种类较多的现状，则提出了两个主要类别，一是面向产业的，二是面向前沿的。面向产业化方面，许洪华建议可关注聚光电池以及其下一步到底怎么发展。
对于最近较为受业界关注的钙钛矿电池，许洪华则表示，其将来的发展前景到底如何，可能仍然需要观察。
实证和测试技术受关注
在光伏领域，最后一个受到关注的方向则是太阳能电池和光伏系统实证与测试技术，具体包括“十二五”期间面向西北高海拔的地面电站，针对系统以及部件在实际环境中出现的改变，进行实证性研究。
在可再生能源综合研究及示范方面，许洪华建议，“十三五”对风电、光伏的循环利用或者废物处理方面，对局域以及对更大范围的生态和气候影响方面，要做更进一步的量化研究。同时，对循环利用和再处理，需要列出一些实实在在的有硬技术的项目来支持。
在许洪华看来，与传统能源相比，可再生能源还仍然处于弱势。因此，需要对西部省份以可再生能源为主的系统进行系统的研究。
“我们现在标准目标，一个是西藏，一个是青海。这两个地方从资源到当地的用能量，具有满足当地百分之百可再生能源的这种条件。具体而言，西藏的可再生能源比例100%，青海则为80%以上，并且是就地销纳的可再生能源，不包括输送到外地的。将基于现实条件做一些单元技术，比如近零能耗的概念，也就是这个区域产生的可再生能源和消耗的能源是平衡的。还有储能技术与智能电网技术结合，是不是可以实现100%以可再生能源为主。在东部城市，比如我们现在把东营作为一个研究对象，风电、光电包括地热在内的可再生能源比例达到50%、60%以上。如果我们在上述几个地方的试验能够成功，有了样板后再推广，就可以为以可再生能源为主的应用找到更好的支撑。”
原标题：“民间版”光伏路线图
