未来碳中和与人类能源第一主角

2020年，我国政府在联合国大会上提出：二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。国务院政府工作报告进一步指出，要优化产业结构和能源结构，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。 本书就是一部碳中和时代关于新能源的梦想、探索与道路之书。
我们应该如何应对全球变暖？如何实现碳中和目标？怎样聚合技术、市场和政策三者的力量？书中从气候经济、光伏能源与人类世界出发，分析了实现“零碳”面临的挑战，阐述了光伏能源的技术突破、市场前景和政策路径，指出：在可靠性、低成本和可持续的平衡中，光伏能源显示出它作为第一主角的明显优势。
本书提供了一套切实可行的碳中和行动指南，为行业发展、能源体系建设、能源安全保障等提出了切实的建议，呈现了新能源领军企业通威集团的鲜活案例，对于关注经济发展和中国未来的读者，具有很大的启发意义。

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第一篇 碳中和时代
第一章 全球共识
第二章 重新认识能源

第二篇 第一主角
第三章 为什么是光伏？
第四章 光伏全球化
第五章 中国探索
第六章 通威智造

第三篇 绿色创新
第七章 技术与效率
第八章 税收、机制与市场
第九章 资本雪球

第四篇 未来探索
第十章 “光伏 +”重塑产业
第十一章 碳中和下的企业与消费者
第十二章 寻找可持续的未来

后记 为人类的未来事业而奋斗
参考文献

序二光伏发电将成为全球可再生能源第一主角

刘汉元
十一届全国政协常委，十三届全国人大代表
全联新能源商会执行会长，通威集团董事局主席


全球气候变暖导致的自然灾害频发、资源不可持续问题，已成为当前全人类共同面临的巨大挑战。2022 年 2 月 28 日，联合国政府间气候变化专门委员会发布最新报告，警告气候变化正危及地球健康，指出拖延全球协同行动将错失稍纵即逝的机会。联合国秘书长古特雷斯呼吁全球必须加速可再生能源转型。
“欧洲火车头”德国率先加速能源转型。继德国政府宣布 2022 年底之前关闭所有核电站之后，2022 年 2 月 28 日德国经济部推出一份草案，计划加速风能和太阳能基础设施的扩张，将 100% 可再生能源供电目标提前至 2035 年实现。按照计划，太阳能装机量将从今年的 7 000MW 增加到 2028 年的 20 000MW。
德国联邦经济和气候保护部新任部长罗伯特 • 哈贝克在发布《德国气候保护现状》报告时表示，德国必须把减排速度提高三倍，只有这样才能实现气候保护目标。德国的表态引发全球关注，在各国政策的催化和行动下，全球已经掀起一场能源转型竞赛。
2020 年 9 月 22 日，习近平主席在联合国大会上庄严承诺 ：中国二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。这向世界展现了中国积极应对气候变化的信心、雄心和决心，获得了欧盟及世界各国的高度赞誉，为实现《巴黎协定》的目标注入了强劲动力。2021 年 10 月 30 日， 习近平主席以视频方式出席二十国集团领导人第十六次峰会第一阶段会议并指出 ：中国已淘汰 120GW 煤电落后产能，首批 100GW 大型风电、光伏基地项目有序开工建设。
2022 年 1 月 24 日，习近平主席在十九届中共中央政治局第三十六次集体学习时强调 ：实现“双碳”目标，不是别人让我们做，而是我们自己必须要做。我国已进入新发展阶段，推进“双碳”工作是破解资源环境约束突出问题、实现可持续发展的迫切需要，是顺应技术进步趋势、推动经济结构转型升级的迫切需要，是满足人民群众日益增长的优美生态环境需求、促进人与自然和谐共生的迫切需要，是主动担当大国责任、推动构建人类命运共同体的迫切需要。
能源转型和绿色可持续发展已成为全球共识，事实上，我们认识到，也看到了，这是一种必然的要求和未来的现实。
在自工业革命以来的 200 余年时间里，以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源，有力地推动了人类的历史文明进程，但也透支了人类的未来。“3060”双碳目标提出后，能源消费还要增加，社会还要发展进步。什么样的能源能够取代化石能源，什么样的方式能够把碳排放降到约等于零，从而实现 碳中和目标，成为全社会需要研究、思考，而且是全人类必须在未来 30 ～ 40 年中要回答的问题。
在实现双碳目标的过程中，以光伏太阳能、风能为代表的可再生能源无疑是其中的主力军。过去十多年来，光伏发电成本下降了 90% 以上，成为全球最经济的发电方式。我国光伏发电成本已降到 0.3 元 /kW•h 以内，预计在“十四五”期间会降到 0.25 元 /kW•h 以下，低于绝大部分煤电。如进一步考虑生态环境成本，光伏发电的优势将更加明显。仅需用西部 1% ～ 2% 的国土面积发展可再生能源，即可支撑双碳目标下我国未来一次能源消费的大部分生产和供应。
从消费端看，交通运输用油每年约占我国原油消费的70%，燃油汽车百千米油费是电动汽车百千米电费的 5 倍以上，以输出等效能量来看，消费端的电价不到油价的 1/5。从减碳效果看，我国已形成 250GW 左右的光伏系统产能，其产品每年发出的电力相当于 2.9 亿吨原油输出的等效能量，而消费 2.9 亿吨原油大约产生 9 亿吨的碳排放，而生产 250GW 光伏系统大约产生 4 300 万吨的碳排放。也就是说，制造 250GW 光伏系统每产生 1 吨的碳排放，系统发电后每年将减少 20 吨以上的碳排放，整个生命周期将减少 500 吨以上的碳排放。因此，这可能是人类历史和碳中和道路上，到目前为止，规模最大、投入产出比最高、节能减排减碳最有效的方式之一。
从能源投入产出看，生产 1kW 光伏系统全过程需耗电 300kW•h 左右，而 1kW 光伏系统每年可发电约 1500kW•h，这意味着制造光伏系统全过程的能耗，在电站建成后的半年内即可全部收回，加之系统可稳定运行 25 年以上，整个生命周期回报的电力是投入的 50 倍以上，因此光伏产业是典型的“小能源”换“大能源”产业。
同时，随着成本的不断降低，储能的大规模应用也将为平抑可再生能源波动提供坚实保障。其中，抽水蓄能是目前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的储能方式，储能成本为 0.21 ～ 0.25 元 /kW•h，相较于其他技术成本最低，同时电化学等其他储能成本也有望在“十四五”期间降低到0.2 ～ 0.3 元 /kW•h。澳大利亚国立大学的研究显示，仅需我国潜在抽水蓄能电站容量的 1%，即可支撑我国构建 100% 利用可再生能源的电力系统。
从国家能源战略安全看，俄乌战争爆发以来，国际能源价格上涨。在此背景下，欧盟已再度提高 2030 年可再生能源占比目标，加速摆脱对化石能源的依赖。近年来，我国每年进口原油超过 2 000 亿美元，外贸依存度超过70%，其中 80% 需经过马六甲海峡。2021 年进口量达 5.13 亿吨，外汇支出达2 573 亿美元，2022 年的支出将会更多。从维护能源和外汇安全的角度考虑，我国有条件用 10 年左右的时间，完成能源增量的 70%、存量的 30% ～ 50% 的可再生清洁化替代，实现能源独立自主，构建起能源内循环系统，有力地保障我国的外汇安全，一劳永逸地解决能源进口可能被“卡脖子”的问题。
从产业发展看，初步估算，未来 30 年左右，以汽车电动化、能源消费电力化、电力生产清洁化为代表的绿色转型，将在国内形成百万亿元、在全球形成百万亿美元的产业规模。在这一过程中，既不额外增加国家负担，还能有效拉动投资、促进消费、带动就业，推动我国经济适度快速发展，并且彻底解决雾霾以及资源和环境的不可持续问题，实现发展方式的根本转变。同时，我国“风光”产业走向世界，不但大大加快了发达国家的能源转型速度，更为“一带一路”沿线及广大欠发达国家和地区提供了全新的发展路径，帮助它们跨过先污染后治理的老路，一步踏上可持续发展的快车道！
在这个过程中，我国有实力也有底气，为应对全球气候变化做出更大贡献。从制造端看，我国已形成了全球领先的完整的光伏产业链，全球 70% 以上的光伏产品都是我国制造的。2021 年，我国生产的高纯晶硅、硅片、电池片、组件分别达到 50.5 万吨、227GW、198GW、182GW，光伏产品出口额达 284 亿美元。我国光伏新增装机量连续 9 年领跑全球，累计装机量连续 7 年全球第一。
麦肯锡发布的研究报告显示，在中美两国的各项产业比较中，光伏产业是我国与家电和高铁并驾齐驱、遥遥领先于美国的产业，也是中美两国所有产业对比中，具有压倒性优势的产业。10 多年前，多晶硅几乎全靠进口。10 多年后的今天，在全球前十大高纯晶硅企业中，中国企业占据七席 ；前十大硅片企业全部为中国企业 ；在前十大组件企业中，中国企业占据八席。需要指出的是，这是美欧联手对中国进行了多年“双反”之后我国取得的成绩。

随着光伏的成本进一步降低，以及中国经济和光伏产业自身的良性发展， 中国的碳达峰、碳中和目标有可能在各方的共同努力下提前 5 ～ 10 年实现。从这个角度看，光伏产业将迎来广阔的市场空间，光伏发电也将成为碳中和道路上的第一能源。
在此背景下，立足于我国的能源资源禀赋，稳中求进，加快以风、光为代表的可再生能源发展，推动电力系统向适应大规模、高比例新能源方向演进，将有力推动我国能源结构转型升级，筑牢能源和外汇安全体系，保障双碳目标落地，支撑中华民族伟大复兴和永续发展，也将为构建人类命运共同体不断贡献中国力量！