光伏镜鉴
本文摘要:金融危机后,承载着启动国内光伏产业市场重任的金太阳示范工程2009年启动以来,便以享受50%以上国家财政补贴的特殊恩宠成为各

  金融危机后,承载着启动国内光伏产业市场重任的金太阳示范工程2009年启动以来,便以享受50%以上国家财政补贴的特殊恩宠成为各界竞相追逐的热潮。
  3年多的发展,“屋顶电站”已经成为光伏业界炙手可热的词汇。很多企业热衷于这些项目的招投标,拿“补贴”。然而屋顶电站的发展还存在哪些问题?还有哪些可以总结的经验?精通于屋顶电站设计的上海电力设计院副总工程师郭家宝如何看待?
  “以人为鉴可以明得失,以史为鉴可以知兴替”,光伏人或许需要更深入去体会这句至理名言。光伏产业在发展中有哪些得失?光伏人如何吸取经验或教训?怎样寻找一条属于自己的路,一条可以持续发展的道路。在郭家看来,应该如何去做?如何构建光伏发展的大格局? 

      刚从乌克兰考察回来的郭家宝还是一身的风尘仆仆,带有一丝的疲倦。可是他已经习惯了这种既忙碌又充实的生活。带有上海男人特有的细腻,郭家宝对记者的每一个问题都做了详实的回答。特别是光伏屋顶电站,郭家宝似乎有太多的话想说。
  光伏产业发展到现在似乎遇到了瓶颈。业内人似乎也看惯了某些工程商为了补贴而不顾屋顶电站质量的短期行为;习惯了为了光伏并网游走在各个部门之间;习惯了在低价竞争中拼个你死我活;习惯了在不良的竞争环境中厮杀。郭家宝对于过去行业里发生的一切看得很透彻。对于行业弊病,他一针见血;对于未来前景,他也充满期待。
  与之交流,我似乎能感觉到郭家宝心中对光伏发展前景轮廓的描绘。谈话之间,郭家宝一直强调光伏产业需要“大通道、大格局”,他说只有这样才能够促使光伏产业可持续地健康发展。
  记者试图从郭家宝的谈话中,寻找一些对未来光伏产业发展有用的借鉴。而这似乎并不困难。

电站设计规范与要素
  光伏产业发展之初,电站建设并无相关的标准,但是随着光伏产业的发展,中国已经在三年前开始启动相关方面的标准建设,截至目前为止,已经完成和即将完成的标准大概有40多个,其中有一半是国家标准,一半是行业标准。支撑光伏电站建设的标准主要有6个,分别是《光伏发电站设计规范》,《光伏发电站施工规范》,《光伏发电工程验收规范》,《光伏发电工程施工组织设计规范》,《光伏发电站接入电网技术规定》,《光伏发电系统接入配电网设计技术规范》,全都是国家标准。[page]
  电站的设计决定着一个电站建设的成败,设计者应充分理解设计规范的要求,并抓住影响电站的主要因素才能完成一个优秀的光伏电站设计。设计者首先要考虑环境因素,主要是光照资源和土地(场地)资源,这是两个重要的基础要素,第三要素是接入条件,然后还要考虑环保的要求与周围环境的相互影响。“从项目设计来说,前三大要素是非常重要的,他们决定了你在这个位置选择建设电站合不合适,有没有经济效益,这也是最关键的考虑因素。除此以外,细节的东西很多,但都不是决定性的因素,”郭家宝这样说。好的电站设计会体现在电站的安全高效运行,电站与环境之间较为协调,电站具有一个合适的性价比等方面,这些需要电站各部分地高质量支撑。所以,在电站建设中避免一味追求低价,充分考虑其发电效率和长期安全稳定运行是一个非常重要的课题。

屋顶电站大局
消纳优势明显
  屋顶电站覆盖领域包括一般住宅和公共建筑,目前国内市场,光伏在住宅上的应用不是很多,主要偏重于公共建筑,比如办公楼或者工厂厂房。太阳能光伏建筑一体化具有很多优点:产生的是绿色能源,不会污染环境;光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或外墙上,不占用土地;白天用电高峰时段,正是辐射量最大,发电量最多的时段,对电网可以起到调峰作用;采用并网光伏系统,不需要配备蓄电池,既节省投资,又不受蓄电池荷电状态的限制,可以充分利用光伏系统所发出的电力;光伏阵列吸收太阳能转化为电能,大大降低了室外综合温度,减少了墙体得热和室内空调冷负荷,可以起到建筑节能作用。
  “以屋顶电站为主的分布式发电与集中式发电相比较,首先他们适应的环境不一样。从国家整体资源情况来看,西北地区光照资源较好,适合建设光伏发电站,东南沿海与之差距大概在50%~70%之间;西北地区有场地优势——大片的荒漠土地,这也是光伏发电的一个基本条件。但是就发电消纳情况而言,光伏屋顶电站有着很大的优势,虽然目前西北地区资源都很好,既有荒漠土地资源又有很好的光照资源,但是消纳需要远距离输送,目前电网还没有达到能够完全消纳光伏发电的程度,让电网有效的输送到东部用电地区还是有一定的困难,还需要一个长期的建设过程。东南沿海作为用电的密集区对于消纳光伏用电是很有优势的,但是劣势也很明显。东南沿海主要是以屋顶电站为主,但是屋顶面积非常有限,加上在屋顶建设光伏电站都会在一定程度上对建筑本身造成影响。在光伏产业发展初期,光伏屋顶电站可以促进光伏产业需求的有效增加,对于光伏产业的技术进步,都有一定的促进作用,但是由于光照资源不理想,从发电量上看,光伏屋顶电站要比西北地区大型地面光伏电站的经济效益和节能效益都要稍差一些。”
存在的问题
  虽然国内已经建成了很多光伏屋顶电站,但是仍然存在一些问题。首先,光伏电站与屋顶结合方面存在很多问题需要解决,比如抗震问题、屋顶结构问题,“现在有些项目在这方面做得不够扎实,我有点担心。目前,光伏屋顶电站建设的数量还不是很多,如果大量建设屋顶电站,可能会对安全造成一定的影响。”对于光伏屋顶电站的建设郭家宝心存这样的担心。“因为设计单位参差不齐,有的企业为了节省费用,根本没有认真去做这方面的工作,电站设计在挑战建筑设计规范!通常,在做建筑设计的时候把关很严,各职能部门会严格按照建筑设计规范去审核图纸。但是在建设屋顶电站的时候,往屋顶增加荷载的时候或改变其架构的时候,如果没有严格按照这套程序去走的话,会对安全造成巨大隐患,我觉得这点应该引起足够重视。”
  在郭家宝眼中,目前国内真正按照规范要求来建屋顶电站的还不是很多,“我想在未来建设屋顶电站的时候,应该制定严格的标准来规范这些行为。在设计的过程中就应该规定光伏电站的结构应该达到一种怎样的程度。对于新建的建筑我们应该进一步规范,在保证美观的前提下,应使建筑更有条件适应我们光伏电站的建设,这样才会使屋顶电站建设更加健康地发展。”[page]
重在了解建筑设计
  在屋顶与电站结合方面,水泥屋顶与钢屋顶在与电站结合方面有什么不同?光伏电站建设规范与当时的建筑建设规范是怎样的关系?原来建筑建设规范根本就没有考虑屋顶上要建光伏电站,国家应该根据水泥屋顶或钢结构屋顶做一个指导性的总结,指导企业根据国家现行标准这类建筑大概能增加多少荷载,企业在选择屋顶的时候就能够做出判断,这样选址也就容易很多。如果企业在选择钢屋顶的时候,屋顶没有足够的荷载余量,只能靠加固结构来建设电站,这时候如果没有对屋顶进行加固处理,这个光伏屋顶电站是万万建不得的,“这样做就非常具有目的性,还能够消除安全隐患,”郭家宝这样说。
  所以,首先要理解目前国内建筑的设计规范,在这样的基础上对按照规范建设的建筑能够在上面增加多少荷载,以光伏建筑的特点来做出一些规定。“这个是非常需要去做的事情,而且非常紧迫。这样在企业选择屋顶建电站的时候,就能明确知道哪些建筑可选,哪些建筑不可选。因为现在很多人都不懂光伏屋顶电站,但是很多人都去做。这会造成建筑规范与光伏建设规范的矛盾,也是在挑战建筑的安全性。现在急迫需要做的是,在这方面做出相关的规定,屋顶电站如何去选择,电站如何与屋顶有机结合。国家应该鼓励推广屋顶电站,更需要去研究相关的规范。这些基础性的工作不可能叫某一个企业或某一个团体去做,国家有关部门应该来组织一下并提供一些经费来研究这些东西,需要建筑规范编纂的单位与其他光伏企业结合起来共同研究。”
  “屋顶光伏电站首先应该保证其连续稳定运行,包括两个方面:一个是大环境,选择的屋顶建筑以后会不会拆迁,这对于将来屋顶电站稳定运行尤为重要。地面电站相对比较稳定,选择目标之后25年基本没什么问题。而对于光伏屋顶电站来说,在选择屋顶的时候要考虑这是不是永久建筑,建筑的使用年限是不是25年等这些基本的考量因素。选择不慎的话会导致有的电站运行一段时间就停掉了。另外,光伏组件的选择也要有一定水准,现在很多工程商为了解决价格问题,倾向于价格越便宜越好,这样就出现了一些问题。以价格最低为原则是行不通的。”
亟需考核机制
  “由于目前并没有考核机制,很多屋顶光伏电站仅限于能发电就好,如果真的有严格的考核标准与相关的规范要求,严格规定必须发出多少电,每个环节都进行考核,如果规定发电240W,结果发230W那么肯定是有问题的,还有整个系统的效益是多少,如果规定有80%的效益,而结果只有70%。那肯定是通过不了考核的。现在正在制定相关的标准,而真正的执行还要需要一段时间,等相关标准齐全了、成熟了,情况就不一样了,可以实实在在看出来建的电站如何。这对于提升我们电站的技术水平,提高我们电站节能效益方面是非常有帮助的。应该说还有很大的改进空间。”

电价补贴的思考
  目前针对屋顶电站的补贴政策是一次性现金补贴,这种方式在光伏产业发展之初的作用是非常明显的,这种方式可以鼓励投资者来建设电站,但是郭家宝认为这种补贴方式应该逐步向电价补贴的方式转换。从可持续运行的角度来说,如果采用电价补贴的方式,可能会更有效一些,这样可能会使电站在25年之内一直保持较良好的运行状态。在郭家宝看来,如果只是一次性补贴,很可能出现一些短期行为。比如建完电站,工程商根本就不用太关心电站后期的运行。
  郭家宝有个设想,如果“金太阳”或“光伏建筑一体化”工程整合在一起设置一个“金太阳”基金,按照不同的资源给予补贴,电站建成之后按照每年的发电量来进行补偿。他相信这样电站会更有效、更加持续,“更重要的是,能使电站在生命周期之内更加健康的运行下去,否则就会出现建完电站最后被拆掉的后果。如果工程商有连续的电价补贴,拆掉屋顶电站对他来说就有损失。合理的电价补贴会促使工程商去考虑选点的问题,这有利于光伏屋顶电站的长期运行。”
  郭家宝认为,目前的现金补贴只是阶段性的,在产业刚刚开始发展的时候要求的过于严苛不利于调动工程商的积极性。但是到了现在的发展阶段,行业的认知都非常清晰,就应该慢慢转向严格的管理,这包括对于建成电站的验收与考核,对项目给予持续的关注。[page]

EPC前景几何?
  系统集成商日益增多,郭家宝认为未来的系统集成能不能持续下去还是个问题。按照风电以往经验,发展之初也有很多EPC项目,但是后来越来越少。关键在于投资商对行业情况了解越来越多,系统集成可能就会越来越少。“但是光伏行业会不会这样就说不准了,”郭家宝如是说,往往资本结构不一样也会出现不一样的情况,“比如说以前做火电站,一般都是一些大型的发电公司投资的,但是现在的光伏投资不一样,光伏行业是多元化的投资,更加倾向于资本市场的运作,投资商根本就不想去了解情况,只是以资本的形式来运作。这可能给系统集成一定的生存空间。但是如果按照传统的电站建设模式,我觉得EPC挺艰难。一旦发电公司对此了解的话,根本就不需要EPC,因为发电公司本来就有一套建设管理的机构和人才,这些事情完全可以自己来做。”
  郭家宝说,目前EPC存在一些问题。从光伏电站设计角度来看,要建造精品工程,如何选择EPC就很值得去讨论。“往往,很多EPC为了中标,会把价格压得很低,只要满足合同上规定的东西就成,不会增加任何东西,因为利益驱使下不得不这样做。所以,我觉得EPC对于做精品,对于提高建设水平正面作用少,负面作用多。”
  光伏电站建成以后涉及到考核的问题,郭家宝认为要加强一些建设指标的考核,严格把住质量关,“但是要想电站质量整体向上走的话,不能只用EPC一种模式,还需要其他一些模式,才能使这个行业的系统集成水平提高。现在国内的考核标准不明晰,这就需要这个行业去统一这个标准。还有EPC过程中能不能有些创新?国家可以在价格上给予企业创新与提高质量的动力,比如说,如果哪些地方做了提高,在EPC合同规定中给企业多少费用,企业就会做性价比分析。总之,要给EPC创造做精品光伏电站的动力,这样的话才会使EPC发展更加坚实,更加有朝气。”

并网难题如何解
  针对光伏行业并网难的问题,郭家宝是这样看待的,“光伏发电并网难实际上是反应出国家电网的现状和光伏发电对电网的要求之间的矛盾。因为现有的电网并没有针对光伏电站建设相应的网架结构。使用现存的网架结构,输送光伏电站发的电确实存在问题。要解决可再生能源并网难的问题,需要整个电网进行改动,包括建设标准都要做相应的调整。当然,这需要一个很长的过程。需要我们持续的改进、持续的磨合。”
  从两个方面来看并网难,或许会豁然开朗。一方面就是国家电网要进行改造,要建设智能电网。另外,光伏发电技术要进步,要不断来适应电网。郭家宝认为,这是很大的一盘棋,需要从一个大格局上来考虑如何来发展、整体布局。也就是说,国家电网需要有一个整体规划,要明确电网应该怎样建设,电网怎样能与光伏发电有机结合,例如西部大型荒漠地区发电要如何进行输送等。“这一点至关重要,”郭家宝很明确的说。
  国家电网接纳光伏发电之后,就涉及到利益的分配问题。
  “电网改造需要资金,接入光伏发电之后,如果没有给国家电网带来一定的收益,这是不公平的。我觉得可以考虑设置一个可再生能源发电基金,给予国家电网改造费用,按照接入光伏电站的兆瓦数来配套改造资金,这需要相关部门提出改造方案与设想。
  国家电网一旦接受国家配套资金就应该允许光伏电站接入。需要调动双方的积极性,电网与投资商都有积极性才能把光伏发电并网的问题解决好,因此,我觉得未来这一块在政策上应该有所突破。”

储能技术待完善
  另外,在西部规模大的可再生能源基地,郭家宝认为应该有大规划与大格局。“如何把电向负荷中心运送,国家需要有一个整体的规划。这还需要我们在储能技术上有比较大的突破,”郭家宝举了一个例子,张北地区风光储能输一体化项目,是解决这类问题的一种有效形式,他认为在储能技术还不完善的时候,先利用光和风的自然互补特性,把两个原来复杂程度比较高的问题,变成一个复杂程度较低的问题,在这个基础上,再运用储能技术来调节,这是在储能技术还不完善的前提下所采取的一种比较有效的模式,这也是突破光伏发电大规模并网技术瓶颈的一种手段,光伏发电与储能技术结合起来,就为光伏发电的并网和输送提供了有利的条件,“同时,告诉光伏企业如何去做,国家电网才能无条件接受光伏发电,如果这两方面结合的好的话,会形成一个比较健康的良性互动,”郭家宝如是说。[page]
  “当初,我们做风光储输一体化项目的时候提出‘友好型的电源,友好型的电网’的口号,促使网源之间形成一个友好互动,而不是单纯电站对电网提出要求,或者电网对电站提要求,需要两者都在这方面多调整,这样才可以促使我们可再生能源健康发展。”
  据欧盟委员会联合研究中心预测,到2030年光伏将在世界电力的供应中显现其重要作用,达到一成以上,可再生能源在总能源结构中占到三成左右;2050年光伏将占总能耗的二成,可再生能源占到五成以上。郭家宝说,储能方面的技术进步显得非常重要。太阳能光伏只有白天发电,晚上不发电。如果要光伏发电满足社会用电的需求,必须有大规模的储能技术。这方面在未来肯定有很大的发展空间。也只有实现了这方面的突破,可再生能源的发展规模应用才能真正的突破。

质量与成本的逻辑
  当记者问及工程商应该如何平衡质量与成本问题的时候,郭家宝思考了一会,然后回答道,“现在很多方面都在做工作,现在很多机构在做认证,比如说鉴衡认证。我觉得一方面需要继续深入地把认证这项工作做下去,另一方面,我们必须要有一个有力的手段来加强监督验收,不符合要求的光伏电站不允许并网。现在很多产品在认证的时候是合格的,但是做成电站后的发电效率并不是很理想,我觉得一定要把电站的验收做到位,要有赏罚的力度,这样才能把规矩立起来。在这个基础上再计算成本才是合理的。没有规矩的话,有的工程商建造电站的成本是很低的;很多企业把价格越做越低,有些根本就满足不了光伏发电最基本的要求,就会出现在招投标的时候,有些企业只跟你比较价格,根本就不讲性能。要弄清质量与价格的关系,我觉得首先应该把标准制定好,制定一个赏罚的制度,严格按照标准去做。这样建成的电站再进行质量与价格的关系比较就很明晰了,不然就会出现价格很高但是性能很低的怪现象。”
  要想电站持续稳定运行首先应该制定一个合适的电价政策。没有电价政策的激励,屋顶电站建筑商往往看到的是短期利益,特别是当电池板生产商开始做电站的时候,考虑的基本就是如何把自己的电池板用上去,解决自己的库存问题,往往不太关注屋顶电站建成之后的发电情况。
  现在光伏屋顶电站一般以国家的一次性补贴为主,最终靠运营拿到补贴非常少,大约占30%~40%,所以很少工程商继续关注电站的持续运行。这样,很可能出现光伏屋顶电站运行几年之后就被拆掉的情况,即便出现这种情况对于工程商的经济打击也非常小,这些都是目前需要思考和避免的问题。

21GW的方向
  日前 ,“ 十 二 五 ” 期 间光伏发电的装机目标确定为21GW。这个出人意料的数字,让目前陷入困境的诸多国内光伏企业感到惊喜。
  在郭家宝看来,一方面是因为国家对于用电的需求在增长,另外一方面就是光伏产业发展的需求,光伏产业要想得到更大的发展就必须开启国内市场,开启的速度还是要看国家对于这个产业的支持力度如何,光伏产业本身也要通过不断的技术进步来提升产业。目前,光伏行业的发展还是靠国家财政补贴来实现的,还没有完全的市场化。“我觉得市场化程度越高,装机容量就越大,一旦光伏行业实现市场化运作,也就是根据国家的用电需求与环保要求来发展这个产业的时候,光伏产业能实现真正的可持续发展。”郭家宝如是说。[page]
  “国内市场与国外市场对于企业来说都是一个营销方向,企业应该同等看待这两个市场。因为国内市场开启的比较慢,加上之前是‘两头在外’,内需比较少,一些企业往往不重视国内市场的开拓。希望随着国内市场需求的增长,企业会出现向国内倾斜的势头。对于国内市场与国外市场这盘大棋,企业应做通盘的考量,要持续关注国外市场,例如美国市场,虽然有美国‘双反’,中国企业也应该积极交涉来解决这个问题,因为美国也是一个重要的市场。国内外市场都应该给予足够的关注。”
  欧债危机发生后,基于党派竞选或缩减财政开支的目的,欧盟一些国家做出了削减光伏补贴或对大型系统设定年度补贴上限的决定,对于中国光伏组件出口造成了影响,造成了目前光伏行业的寒冬,“对于光伏组件生产商来说是寒冬,但是对于光伏电站工程商来说不是寒冬,对于他们来说当下是个很好的时机来开展业务。”
  “要解决这个问题,拉动国内需求是一个手段。全球范围内光伏电池产能过剩是不争的事实,这也需要有整合的过程。我们国家没有能力把所有产能都消化掉,即便有实力做出来的电站也是在‘晒太阳’,电站是建好了,但是发出来的电输送不出去,所以建起来电站也没有意义。个人看来,企业要真正解决困境还是需要自己来客观的判断形势,控制产能。”
  同时,政府应该继续加大对光伏产业的支持力度,把内需拉动起来,做好规划,把产业持续发展的格局做起来。光伏行业一旦进入良性循环,未来的前景很光明。
  采访结束的时候,郭家宝再一次强调,光伏产业要健康发展,首先光伏建筑一体化电价政策一定要明晰,如果全部是电价补贴政策的话,虽然有可能增加国家的财政负担,但是这对屋顶电站的发展的作用极为显著。而针对于大型的地面电站来说,首先要解决电网的问题,如果输送问题能解决好,集中式发电在我国将有很大的发展空间。从规模化持续发展角度来看,政府可以设置一个可再生能源电网建设基金,专门来支持来解决可再生能源的并网建设的专项基金,只有做好这样的基础工作,才能为大规模的市场开辟空间。
  “光伏发展需要大通道,大格局”,郭家宝感叹。 

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