身为光伏人,如果没见过“她”,多少有点遗憾
在中国,有这样一座电站,凭借10KW的装机容量,却可以俯瞰中国一众光伏电站。
10kw的装机容量,与当下百mw起步的电站相比,体量尤显不足。但经过40年风霜雨雪考验,仍能每年发电7000kwh,则平添了浓郁的传奇色彩。
因此,这座10kw的小电站承载的历史意义,或远超任何一座百mw电站。
对于怀揣光伏情怀的光伏从业者而言,这已经不是一座简单的电站。
是图腾、是初心、是中国光伏梦想开始的地方。
是信仰、是文化、更是一种精神。
因此,每年都会有来自世界各地的光伏从业人士,前去参观。
国人寻根的本能,深刻于基因之中。身为光伏行业观察者,早早就想一睹老电站风采,却迟迟未能成行。
2023年10月末,荣幸地收到隆基绿能“以初心敬初心,中国光伏四十年”活动邀请,而此次活动内容之一,就是探访这座已经40岁高龄的中国最老光伏电站。
2023年10月30日,一次由中国东北奔赴西北,行程2766公里的光伏“朝圣”之旅,得以成行,目的地甘肃省兰州市。
霜降后的东北,寒意袭袭,再看田野,典型的平原地形,一马平川。
图片说明:俯瞰东北平原
途经郑州,又飞行了1个小时左右。
透过机窗,俯视大地,放眼望去,尽是山丘,说明飞机已经进入甘肃东部地区。地面上,黄土高原被数不清的山峦覆盖,其中一块块夹杂在群山中的平坦土地,成了难得的作物耕种地,而这里也是村庄的所在地。
图片说明:甘肃东部黄土高原
到达兰州,抵达宾馆,已是夜晚。想到第二天就要一暏老电站风采,不免有些兴奋。打开电脑,搜寻这座40年老电站的传奇经历。
缘起扶贫,10kw光伏电站1983年扎根甘肃
老电站40年的历史,厚重且饱经风霜,不可不述。
在中国西北,距甘肃省会兰州市近100公里处,有一个海拔2600米的小山村——兰州市榆中县园子乡(后改名园子岔乡)小岔村。
图片来源:百度地图
这个被群山环绕的小山村,交通不便、干旱少雨,是当时甘肃最贫穷的村落之一。因为远离电网,村民家里常年无电,每到夜幕降临,村民们只能借助豆油灯、煤油灯和蜡烛照明。其他家用电器,更是无缘接触。但这里3000小时左右的年日照时长的得天独厚光照资源,却成为了一项新兴技术的崛起优势。
图片来源:百度地图
当历史时钟指针指向1983年,这个小山村迎来了高光时刻。
这一年,国家扶贫政策的春风吹进小岔村,为了解决小岔村农民用电问题,一座太阳能电站在这里落户扎根,结束了小岔村没有电的历史。
图片说明:当年位于小岔村的光伏电站
该光伏电站为由日本京瓷公司设计制造,甘肃自然能源研究所和榆中县水电局等单位负责建设。电站装机容量10kw,每块光伏组件由36片(4×9)102mm×102mm单晶绒面电池片组成,每个组件最大输出功率为45w。200个900ah蓄电池组成直流电压200V蓄电池组。整个系统将光伏电池阵列和蓄电池分成两组分别控制,最终通过逆变器输出。
这套系统在当时,代表着日本光伏技术的高度。
图片说明:老电站储能电池
据了解,这座光伏电站系统价值120万人民币,这在当下尚且是一笔巨款,而在当年更是天文数字。
289支20W的荧光灯是电站的主要负载,分别安装在农户、中小学和医院诊所等各处,可以满足村民提供4个小时左右的夜间用电需求。
甘肃省新能源协会会长李世民说:“从某种意义上来讲,这座电站帮助当地农户从原始社会进入到现代社会,意义非同一般。”
这座光伏电站的建成,不仅为130个家庭带来了光明,更点燃了几千名百姓奔赴美好生活的希望之光。
小岔村村民奔走相告,十里八村的村民也闻讯赶来,约有5000名附近村民闻讯赶来,参加落成典礼,共同见证这一历史时刻。
图片说明:光伏电站落成典礼
小岔村村长激动地说:“以前小孩子晚上看书学习,用豆油灯、煤油灯和蜡烛照明,第二天起床鼻孔里都是黑的。有了电灯,就好多啦!”
1983年,这座中国光伏史上建成最早、运行最久的光伏电站,将小岔村这个默默无闻的小山村,与中国光伏起源紧紧绑定,永载史册。
李世民表示:“1993年,国家电网在甘肃加速铺设,电网逐步从城市向周边延伸,越来越多的村庄进入了电气化时代。1995年末,小岔村接入国家电网,老电站也完成了历史使命。”
之后,甘肃自然能源研究所向上级领导提出申请,将这座老电站搬至76.7公里之外的甘肃省科学院自然能源研究所太阳能基地亚太地区太阳能研究与培训中心(下图红点),继续以离网状态运行,为园区供电。
图片来源:百度地图
生生不息,至今运行40年,每年仍可发电7000kwh
由于中国光伏发电在上世纪80年代开始才初步推广,有很多相关问题没有参考数据支撑。此次老电站“搬家”并继续运行,使得研究人员可以在大时间跨度下,通过解决电站运维中出现的相关问题,观察监测电站衰变、实测电站使用寿命,收集并积累相关数据,为中国光伏发展收集宝贵资料。
10月31日,吃过午饭,正式赶往老电站所在地——甘肃自然能源研究所亚太地区太阳能研究与培训中心。
汽车跨黄河、穿群山,来到了目的地。
图片说明:甘肃自然能源研究所亚太地区太阳能研究与培训中心
这座建于1990年的“太阳能光电实验楼”,是联合国开发计划署光电援助项目的配套工程。建筑面积518平方米,有光电实验室、产品成果陈列室等。采用附加阳光间,直接受益和对流环路式集热墙采暖,太阳能采暖节能率达75%。
图片说明:太阳能光电实验楼
那座40岁10KW独立光伏发电系统,就位于楼顶。
顶上楼顶,终于看到了原本只出现在电脑屏幕上40岁的光伏老电站,不禁有些激动。
光伏组件整齐地安装在两排支架上,每一排支架由1个4×5阵列和1个4×13阵列组成,两排支架总计承载着144块组件。如果按照当初每个组件最大功率45w计算可以得知,目前剩下的装机容量应为6480w,约为6.5Kw。
近看老电站光伏组件,这些历经40载时光打磨的组件,已经泛黄,并出现透气现象。当时组件边框采用的是沥青胶密封工艺,经过了40年的曝晒,也出现了外溢情况。但光伏电站需要经受的考验不仅仅是高温。
“甘肃干旱少雨,对光伏发电虽是优势,但夏季65-70℃的板温,对组件是一个考验。冬季温度为-20℃以下,这种温差对于组件而言,是很大的考验。另一个考验来自于沙尘,甘肃是一个受到沙尘影响的省份,沙尘落到组件上,雨水和沙尘钙镁离子发生了钙化,覆盖在组件正面,异常坚硬,很难清洗,会严重影响光伏板透光性。另外,经过几十年的运行,组件背板出现了现象,空气会进到组件内部,组件出现明显氧化现象,电池表面一眼看过去可以看到,到处都有这样的色彩变化。此外电站还需要接受冰雹、积雪等自然天气的考验。经过长时间的使用,当初的导线、电线、电缆,橡皮线,已经老化并出现裂纹,我们进行了更换。”李世民介绍。
甘肃自然能源研究所的所长周剑平表示:“研究所一直对老电站进行维护和检测工作,确证电站的长期运行,使得现有电站的组件功率还保有原来的68%左右。标称45w的组件,目前衰减最小的功率仍可保持34w,相当于原来的75.6%。这也证明了光伏组件完全可以使用25年以上。我国在制定光伏发电站相关标准的时候,就参考了这座老电站的实际运行情况,当时这个电站运行30多年,所以我们的光伏电站的标准是组件使用25年。”
这座老电站刚搬到研究所时,仍保留其离网电站的状态使用。但是由于当时的蓄电池使用寿命较短,在使用几年后就衰减明显,更换费用巨大,后来研究所工作人员将电站并入电网。据研究所助理研究员包建勤介绍,目前这座老电站每年还可发电7000kwh左右。
40年前的工艺水平尚且如此,以今天“中国制造”的工艺水平,足以建造出更高效耐用的光伏电站。
四十年老电站,风霜不惊,容颜虽改,初心仍在。
四十年中国光伏产业发展,同样历经磨难,纸短情长,难述尽全部过程。
产业奔腾,中国光伏企业历经磨难终于崛起
追忆中国光伏长征路,40年弹指间,昨如梦。
在1997年之前,中国的光伏产业可以说还是一片“空白”。真正意义上中国光伏产业萌芽,要从1997年说起。
一、光伏潮起
上世纪90年代,我国有7656万无电人口、16个无电县、29783个无电村,这些人口主要分布在西部地区,远离电网,用电负荷小且分散,无法用延伸电网的方式进行供电覆盖。
1997年5月7日,中国“光明工程”开始实施。将以风力、光伏等方式在西部建立起千套发电系统,5年内将有800万无电贫困人口成为首批受惠者。
就这样,江西赛维、无锡尚德,天合光能等第一批光伏企业进入大众视野。
2005年,凭借我国人力成本优势,亮相不足7年的中国光伏企业意气风发,开启赴美上市的操作。无锡尚德打响了“第一枪”,成为首家在美国主板上市的中国民营企业。3年间,江西赛维、天合光能、英利等光伏企业也相继登陆美国股市,中国新能源行业迎来赴美IPO的高光时刻。
2007年,中国光伏产业快速扩张,企业数量达到惊人的近千家,11家企业在美上市。据不完全统计,截至2007年底,国内光伏组件产量达到1717mw,较上年增长138%。2007年,电池产量达到1088mw,登顶地球村太阳能电池第一生产国、最大光伏制造国。
二、列强围猎
中国光伏的崛起,是建立在人力成本优势之上,且企业几乎清一色都为中游加工环节,集中在组件生产,没有对下游的定价权。
“技术”、“原料”、“市场”三头在外的格局,也为中国光伏产业之后的几度沉浮埋下了伏笔与隐患。
2005年,在欧美资本操作下,光伏产业上游原材料硅料,从40美元/公斤,狂飙到2008年的500美元/公斤。为控制成本,中国光伏企业与国外硅料供应商签订3-10年的长单合同,身陷被动却不自知。
2007年,以江西赛维和英利为代表的中国光伏企业,分别建立了马洪硅料厂和六九硅业,尝试摆脱硅原料在外制约,谁料浩劫转瞬将至。
三、金融危机
2008年第四季度,受美国金融危机影响,欧美等光伏采购国放缓项目进度,而硅料新增产能却在此时集中释放,双重影响下,硅料价格暴跌回落至40美元/公斤。
不仅投资血本无归,还要面对偿债压力。遭受重创的无锡尚德、江西赛维等光伏巨头从此进入下行通道,滑向破产边缘。
在硅价暴跌叠加金融危机巨大影响之下,成本、利润、销售额等重要企业财务指标接连拉响警报,超过300家中国光伏企业,如多米诺骨牌一样,相继倒下。
短暂的辉煌期过后,中国光伏产业几近弹尽粮绝,迎来了生死考验。
四、政策救市
2009年3月,我国《太阳能光电建筑实施意见》出台,实施“太阳能屋顶计划”,并进行财政扶持。
2009年7月,《关于实施金太阳示范工程的通知》公布,明确了并网光伏发电项目按总投资50%补助,偏远地区独立光伏系统按70%补助。
这套组合拳在解决偏远无电地区用电难问题的同时,还以“输血”的方式帮助中国光伏企业开拓国内市场。
宝贵的中国光伏力量,得以留下点点火种。
五、“双反”来袭
金融危机影响渐弱,世界光伏市场需求被重新激活,但欧美企业之前的减产、停产避险操作已经无法在短时间内满足市场需求。
相反,“金太阳”照耀下的中国光伏企业却保持着产能优势,中国光伏则成为了世界光伏市场绕不开的“必选项”。而受金融危机影响,复苏中的欧美光伏企业还要面对本国取消补贴带来的影响,无法与中国光伏企业进行PK,于是相继倒闭。
2011年10月18日,德国SolarWorld美国分公司联合其他6家生产商向美国商务部正式提出针对中国光伏产品的“双反”调查申请。
2012年3月20日,美国商务部宣布了对中国光伏产品反补贴调查的初裁结果,决定向中国进口的太阳能电池板征收2.90%~4.73%的反补贴税,并追溯90天征税。无锡尚德反补贴税率为2.90%,天合光能税率为4.73%,其他中国公司反补贴税率为3.61%。
2012年5月17日,美国商务部公布反倾销初裁决定,税率为31.14%~249.96%。英利、无锡尚德、天合光能将分别被征收31.18%、31.22%、31.14%的反倾销税,未应诉中国光伏企业的税率高达249.96%。
2012年,欧盟也启动了对华光伏企业的双反调查。
两税叠加,使得高度依赖欧美市场的中国光伏企业遭到毁灭性打击。
2013年,仅中国光伏电池一项的欧美出口额就分别下降了48%和71%。当年有350家中国光伏企业破产,虽然世界TOP10光伏企业中,8家来自中国,但同样难逃厄运。
2013年5月绥化宝利光伏被法院查封。
2014年10月江西赛维在美申请破产保护。
2015年10月英利10亿债务违约……
11家赴美上市企业,总负债1500亿……
六、重返西部
面对“双反”打压,艰难孕育出来的光伏产业链将面临毁灭性打击。
2013年,国家出台《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》,通过提高光伏装机目标,引导光伏企业向中西部太阳能资源优势地区集聚,并通过补贴形式,提振产业规模。
同年8月,《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》明确对三类资源区标杆上网电价(0.9元/千瓦时、0.98元/千瓦时、1元/千瓦时)、分布式光伏电量补贴标准(0.42元/千瓦时)标准,掀起了国内光伏发电热潮。
2013年,全国新增光伏发电装机容量12.92GW,其中光伏电站12.12GW,分布式0.8GW。
截至2015年底,中国光伏累计装机容量达43.18GW,跃居全球第一。
内需的高速催生,改变了中国光伏企业对于国外市场的高度依赖,也使得中国光伏企业得以解决原料、技术等产业短板。
但高额的补贴,让一些钻政策空子的企业闯入光伏赛道,赚取快钱,长此以往,不仅对中国光伏产业发展造成影响,还让补贴无法惠及优质企业。
七、断奶展翅
2015年,“领跑者”计划通过建设先进技术光伏发电示范基地、新技术应用示范工程等方式实施。国家能源局提出示范工程的主要技术进行指标、建设规范、运行管理及信息监测等要求。
技术领先的光伏企业及其先进产能得到了政策扶持, 发展优势日趋明显。
经过了多年的发展,隆基、协鑫、晶科等企业历经风雨,成为中国光伏产业链的中流砥柱。
2018年5月31日,我国发布《关于2018年光伏发电有关事项的通知》(即“531新政”),收缩度电补贴、下调上网电价,撤走了中国光伏企业嘴中的“奶瓶”,长期处于国家政策保护扶持下的中国光伏,终于到了“是骡子是马来出来遛遛”的时刻,浑水摸鱼者终将浮出水面。
半年间,638家光伏企业倒闭。“混补贴”的技术落后光伏企业,掩面离场。避免了“劣币驱逐良币”的悲剧出现,对于中国光伏的良性发展,有着积极的推动作用。
2021年,Virtual Capitalist发布标题《谁控制着太阳能电池板供应链?》的文章,并且公布了不同国家和地区在太阳能电池光伏制造各关键环节所占的国际市场份额。中国独秀多晶硅(79.4%)、硅片(96.8%)、电池(85.1%)、组件(74.7%)各产业链环节,一骑绝尘。
图片来源:Virtual Capitalist
20载大浪淘沙,中国光伏梦之队,终于站在世界之巅,只是这一切,太过来之不易。
在大浪淘沙的光伏赛道,一批批企业登台亮相,疾速扩张后,赚个盆满钵满,“造富神话”虽在一次次上演,却如昙花一现般绽放便凋零。
但其中有一些企业,却与浮躁的氛围“格格不入”,专注技术,埋头扎实前行,隆基就是其中的一员。
在收割快钱与产业情怀之间,隆基选择了后者,也成就了一段中国光伏发展史的佳话。
从“隆基三剑客”约定以老校长之名命名公司,到单晶硅“孤勇者”的十余年坚持;从亏损5500万反哺产业链金刚线环节,到BC电池技术的再一次执着。在很多人眼中,隆基的每一步关键操作都违背了企业逐利的本质,并将自己置身于危险境地。
但是,如果把企业的发展视角放大到产业链的崛起、祖国的伟大复兴,就会理解隆基这一系列操作并不是冒险与豪赌,而是源自于光伏情怀和光伏初心的拼搏与坚守。降本增效、造福产业的初心,始终未改。
站在产业发展的角度来看待市场,以强烈的产业责任心驱动技术迭代,才能换来产业链的可持续性发展,隆基一次次打破单晶硅片上创造电池转换效率世界纪录,就是最好的证明。
2020年,我国在第75届联合国大会上作出承诺:中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。
2023年上半年,我国太阳能新增装机容量78.42GW,占全部新增装机量55.64%,同比增长153.8%。
截至2023年上半年,我国太阳能累计装机容量达470.67GW,占全国装机容量的17.39%,超过水电,成为仅次于火电的能源方式。
以隆基为代表的优质中国光伏企业,肩上扛着的,不仅是产业崛起的重任,更是力保“双碳”目标实现的历史使命。
40年前,小岔村埋下的那粒中国光伏的种子,生根发芽。如今,中国光伏大树茁壮成长、枝繁叶茂,挺拔参天。
回顾至此,不禁想起在探访40年老电站之前的那次黄河之游。
2023年10月31日,登上停泊在黄河岸边的“金城一号”游船,伴随着发动机的轰鸣,螺旋桨快速旋转,激起层层浪花。游船吃力地逆流而上,向上游驶去。
此刻,“金城一号”已不是一艘普通的游船,俨然化身成为中国光伏企业,而黄河,则恰似波涛汹涌、暗流潜伏的世界光伏市场。游艇的逆流而上,正如中国光伏企业二三十年来的顶逆前行,虽艰难,但坚定。
来到船头,风更加凛冽,但风景很美。仿若是给光伏开拓者的奖励,因为只有强者,才有资格享有胜利的果实。
大河奔涌,产业奔腾。
此刻,船上响起《光辉岁月》的音乐,更加应景,不禁让人猜测,这一切是不是光伏高人在背后指点,以至于每个细节都丝丝入扣,交相共鸣。
致敬图腾,初心交映初心,新老电站遥相守望
当天,在本次“以初心敬初心,中国光伏四十年”活动将近收官之时,隆基绿能向甘肃自然能源研究所捐赠20kW采用高效HPBC电池的Hi-MO X6光伏电站。捐赠电站的并网发电收益,未来也会用于老电站的运行与维护。
同时,双方也将建立长期优势互补的战略合作伙伴关系,共同促进行业发展。
隆基绿能官网Hi-MO X6极智家组件产品规格书显示,该组件最大标称功率为565-600W(STC:AM1.5 1000W/m2 25℃),相比40年老光伏电站,单组件硅片面积扩大了6.37倍,但功率却提升了13.4倍,这得益于技术迭代带来的效率大幅提升。
新电站建成时,一老一少两座电站遥相呼应,相映成趣。
20kw新电站,仿若在向饱经沧桑的老电站致敬,并以初心敬初心地私语,低声交流。
20kw新电站,更像是一位经历层层试炼的少年,以全面超越的实力,交上了一份优秀的答卷。
那份凝重,也许只有同样经历逆境岁月洗礼的光伏老兵,才能共鸣、共情。
因为,他们心中那团光伏情怀热火,熊熊至今,愈燃愈烈。
写在最后
2023年3月3日,据日本经济新闻报道,京瓷位于天津的光伏面板工厂已经关闭。该工厂之前主要生产GW级光伏电站的工业用光伏面板,2022年9月,该工厂停产,改从中国厂商采购,并静待买家接手。
早在1971年,京瓷株式会社就开始了对太阳能光伏板的研究,积累了大量先进核心技术。因此,京瓷天津工厂从成立之初就掌握了行业前沿的技术核心。
京瓷天津工厂,是日本京瓷株式会社在中国的合资企业,其中京瓷株式会社持股90%,天津渤海轻工投资集团有限公司持股10%。该工厂自2003年起就扎根天津,主营业务是太阳能光伏板的研发、生产及销售。其母公司日本京瓷株式会社,早在2002年,就已经跻身世界五百强。
此次京瓷天津工厂关闭,标志着作为京瓷工业、民用两条光伏发展线中的工业光伏生产线,就此偃旗息鼓,京瓷将重点发力住宅面板,此任务由日本滋贺野洲工厂负责。
弹指40载,一个光伏“轮回”。
中国光伏从零起步,从落后,到奋起直追、逆境崛起、产业奔腾,助力中华民族伟大复兴。
“光伏对于我来说,不是赚钱、不是一个产业。而是一个伟大的事业,是一种信仰。光伏产业有着美好的前景,我出生得太早了……”回想起长三角太阳能光伏技术创新中心主任沈辉老师的这段话,感触颇多。
正是那些将光伏当成信仰、当成事业的科研学者、企业家,在各自岗位的领军拼杀,才使得中国光伏在短时间内,登顶光伏之巅。
谨以此文,致敬那些为中国光伏产业做出积极贡献的前辈们!
中国光伏军团,旌旗猎猎,将向着下一个40年,汹汹奔涌。
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