搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第148期,对话华北电力大学新能源学院张兵教授。
嘉宾简介:
张兵,华北电力大学可再生能源学院教授,博士生导师。研究方向包括综合能源系统规划与运行调控、微电网建模与规划设计,以及基于机器学习/深度学习的新能源材料设计开发。
划重点:
1.异质结太阳电池被认为是接下来电池最重要的产品类型,稳定性高,可以持续服役工作20年,但成本较高。
2.钙钛矿太阳电池这几年光电转化效率上升得非常快,光电转化效率不断刷新纪录,但最大的缺点是电池材料不稳定。
3.我们的光电转化效率非常高,成本又很低,所以我们的光伏产品在国际上竞争力非常强。
出品|搜狐科技
作者|周锦童
编辑|杨锦
近日,一则重磅消息在中国资本市场掀起波澜:埃隆·马斯克近期对中国多家光伏企业展开了秘密考察。
晶科能源首先证实了这一消息,确认公司近期与马斯克团队的考察团有过接触。
截至2月5日,包括晶科能源、协鑫集成、TCL中环等在内的多家被考察企业股价获得两位数涨幅。
马斯克曾在今年1月的达沃斯论坛上表示,SpaceX与特斯拉计划在未来三年内大幅提升太阳能产能,目标用于地面数据中心和太空中的AI卫星供能,而中国拥有非常可观的太阳能产业规模。
因此,马斯克团队此次中国行并非单一环节的走访,而是覆盖光伏产业链多个核心领域,重点考察有异质结和钙钛矿技术·路线的企业,因为这两种技术在太空光伏场景中具有独特优势。
马斯克为什么这么看重中国的光伏产业链?中国光伏技术水平如何?太空光伏要落地还需要多久?带着这些问题,搜狐科技对话了国内能源专家、华北电力大学新能源学院张兵教授。
什么是异质结和钙钛矿太阳电池?
异质结太阳电池,就是HJT太阳电池,目前已经可以量产了,这个结构的太阳电池被认为是接下来电池最重要的产品类型。
“目前唯一的阻碍是成本价比较高,但随着量产上去后,价格会大幅度降低,可能会取代现在电池的主流TopCon等电池组件类型,成为接下来的主流。因为它主要是硅异质结的硅,非常稳定,可以持续服役工作20年。”张兵解释道。
至于钙钛矿太阳电池,这几年光电转化效率上升得非常快,但最大的缺点是电池材料不稳定,工作时间不长。
虽然钙钛矿在科研领域里是比较热的材料,效率也在不断破纪录,但大规模落地的电站目前还没有看到。
中国光伏做到了全产业链世界第一
在张兵看来,中国现在的光伏技术水平是世界领先的,甚至可以说是世界第一,全产业链都可以做到世界第一。
“我们的光电转化效率非常高,成本又很低,所以产品在国际上竞争力非常强,有很多光电转化效率的世界纪录都是中国的企业创造的。”
此外,在全球太阳能电池板出口排名中,中国企业已连续多年占据前十名,并且在发电效率和成本上具有显著优势,已经得到了国际市场的广泛认可。
“所以我们不存在产业落地(不足)的情况,全世界10大光伏组件出货商里中国可以占到八九个。中国光伏组件出货量很大,这么多年产业也非常成熟。”张兵如是说。
谈及目前我国大规模集成光伏板进行集中式发电情况时,张兵还分享了几个案例。
如青海省海南州的太阳能生态发电园占地609.6平方公里,接近新加坡国土面积,创下了“世界最大装机容量的光伏发电园区”吉尼斯记录,并吸引了68家光伏企业投资建设,到2024年底,清洁能源并网装机达到了3066万千瓦,光伏发电量高达178.986亿千瓦时。
“新疆那边还有一个比这个更大的光伏园区已经启动了,现在正在建设中。”张兵补充道。
此外,张兵还分享了各国光伏项目目前的应用情况。
像印度、墨西哥、阿联酋和埃及都有大型光伏项目,美国的加州光伏集群区,总装机超过12GW。德国、日本和新加坡则采用小而精的策略取胜,在水面和山区等地打造了独特的光伏发电系统。未来,光伏将进一步为无电地区提供基础用电和医疗支持。
太空光伏落地还要很长时间
在张兵看来,太阳能电池用在太空中绝对不是新鲜事。
20世纪的50年代,美国就把晶硅太阳电池用在宇宙飞船或空间站上做电力能源。至今为止,包括天宫、玉兔和其他空间探测器也都是如此,它们很重要的动力电源就是光伏电池。
“如果用在太空的话,肯定是单晶硅、砷化镓、磷化铟这样的光伏电池才是可靠的。”张兵坦言。
在她看来,太空光伏要落地恐怕还需要很长时间,有太多技术问题暂时还没有太好的应对方法,但是它作为一个在太空中应用的构想是有意义的。
中国光伏行业协会执行秘书长刘译阳也曾表示,太空光伏技术仍处于探索与验证的初期阶段,当前判断明确技术方向为时尚早。
“太空光伏要把光伏板架在太空中发电,电能在太空中消耗还好,但如果需要传回地面,传输方式可能会是最大的问题。”张兵举例道。
尽管太空光伏还有很长的路要走,但马斯克此次考察,点燃了全球对“下一代能源底座”的无限想象。
当然他也放出了一个强烈信号,在人工智能算力需求快速增长的时代背景下,对稳定、高效电力的需求日益凸显,光伏产业也正成为科技巨头们竞相布局的关键领域。
“所以马斯克到中国来考察是走对地儿了,因为我们代表着光伏的最高水平,从科研到产业,我们都很厉害。”张兵如是说。