光伏的未來在大海？
圖片來源@視覺中國
文丨科技新知 作者丨主木 編輯丨 伊頁
光伏市場依舊延續火熱之勢。一方面計劃裝機量持續飆升，另一方面隨着當下主導技術PERC的光電轉換效率逼近理論極限，光伏技術來到迭代的關鍵時刻。
一年之內，鈣鈦礦電池、HJT電池、TOPCon電池等等，各種各樣的技術方案橫空出世，表現強勢，給市場帶來不小期待。
但在不同流派爭論誰會稱霸下一代光伏電池時，不少沿海省市、證券機構、上游材料以及下游設備企業，逐漸將目光放到了另一個相對細分的領域——海上光伏。
今年以來，山東、浙江等沿海省份正在大力推動海上光伏的發展，並出台了具體細則。尤其是風電成為確定性發展趨勢后，“海上風光”的組合也成了拓寬能源綠色發展的創新思路。
如果不出意外，2023年除了分佈式、大基地外，海上成為光伏應用另一重要場景和爭奪重點的概率很大。
不算新的新概念
近些年，隨着陸上光伏裝機量的持續增長，土地資源正在成為制約光伏規模化發展的關鍵因素。相反，海域面積寬廣、日照充足且無遮擋，開發的空間相當可觀，迅速進入人們的視野。
樁基固定式和漂浮式是當下實現海上光伏的兩個主要方式。
其中，樁基固定式光伏電站，也稱架高式水面光伏電站，常適用於水位較淺、無場地沉陷等地質災害、水位變化較小的場地，如灘涂、潮間帶等水深小於5m的水域。
漂浮式光伏電站，則是指藉助水上浮體、浮台使光伏組件、逆變器等發電設備漂浮在水面上進行發電，適用於水深大於5m的中遠海水域。基礎的形式主要有浮管+ 支架、浮箱+ 支架兩種結構類型。
其實早在光伏行業發展初期，國外就有一種“池塘水面光伏”模式，並且國內包括通威股份、陽光電源等多家企業，還借鑒打造出了“漁光一體”的模式。
不過與海上光伏不同的是，“漁光一體”模式大多是在內地的湖泊、水庫中建設光伏電站，可以理解為“水面光伏”或者“湖泊光伏”。這種模式下，企業在建設過程中的違規，很可能會對河道行洪、防洪安全、河勢穩定、航運安全等造成很大影響。
也是基於此，今年5月水利部官網發布了《水利部關於加強河湖水域岸線空間管控的指導意見》指出，“光伏電站、風力發電等項目不得在河道、湖泊、水庫內建設。在湖泊周邊、水庫庫汊建設光伏、風電項目的，要科學論證，嚴格管控。”
政策以及土地上的限制，“水面光伏”一直處於不溫不火的狀態，相反更有利於突破土地約束、空間約束以及航運約束的“海上光伏”，自然成了關注對象。只是海浪、地形、自然災害等因素使其對技術、成本要求更高，所以業內大多還是呈觀望態度。
但在「科技新知」看來，海上光伏的前景還是十分值得期待的。
“入海”並不悲觀
業內外對海上光伏的擔心無非來自三個方面，一是政策的不支持，二是市場的不景氣，三是發電效率的不達標。
首先政策方面，與內陸湖泊、水庫建設光伏電站的“一刀切”式嚴格管控不同，沿海城市對海上光伏的包容性更強。
截至今年上半年，我國確權海上光伏用海項目近30個，涉及江蘇、山東、浙江、遼寧、廣東等地。在鼓勵海上光伏發展的省份中，對於相應海域使用的標準已經有了初步嘗試。
今年7月15日，山東省發布了《海上光伏建設工程行動》方案，明確表示將打造“環渤海、沿黃海”雙千萬千瓦級海上光伏基地，其中“環渤海”基地布局海上光伏場址31個，總裝機規模1930萬千瓦；“沿黃海”基地，布局海上光伏場址26個，總裝機規模2270萬千瓦。
9月，山東和浙江兩省先後發布光伏項目用海規範，對用海選址、用海方式與用海範圍、海域使用論證、規劃布局等眾多光伏用海問題做出詳細規定。
政策方面的向好，無疑成了打開市場空間的一把鑰匙，不少證券機構對海上光伏也做出了积極評估。
東莞證券表示，隨着省級能源建設相關政策的落地，將進一步保障“十四五”期間新能源裝機規模增長，並推動海上光伏的規模化發展。
光大證券也指出，土地資源限制沿海地區光伏發展，山東省在海上光伏開發和建設方面走在全國前列，若山東省的推進效果較好，預計其他沿海省份或將跟進，政策推動下，海上光伏迎來高光時刻。
據光大證券測算，樂觀假設下山東省海洋光伏電站浮體及錨固系統的市場空間分別為272億元和19億元；若後續其他沿海省市跟進漂浮式光伏建設，則相應的市場空間將進一步擴展。
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國家海洋技術中心海洋能發展中心副主任崔琳也表示，全球海上光伏潛在容量約4000GW，我國海岸線漫長，海上光伏理論可安裝量超70GW。
事實上，海上光伏已經成為全球普遍認可的應用形式。不管是樁基式還是漂浮式的利用形式，都能與養殖業相結合，可以有效提高資源利用率和單位面積土地經濟價值，同時也規避了陸上光伏面臨的土地資源緊張問題。
另外，在國際上有不少企業早已介入這片藍海市場。
歐盟“地平線歐洲”（Horizon Europe）在2021年9月啟動了1000萬歐元的項目資助計劃，用於海洋能和海上漂浮式光伏技術集成創新性研究，以降低海洋能系統均化發電成本，降低投資風險。
在新加坡，當地太陽能公司Sunseap在柔佛海峽建造的海上光伏項目，是目前全球規模最大的海上浮動式光伏系統之一。該系統設有超過3萬個浮動模塊，用來支撐1萬3312個太陽能板和40個逆變器。這個系統預計每年可以生產約602萬千瓦時的電力，約等於1380個四房式組屋一年的用電量，而且能減少4258噸的碳排放。
海上光伏與海上風電的優劣，在發電效率上有一個更為細緻的對比（5~70m水深帶漂浮式光伏與海上風電的裝機規模和發電量）：
目前該水深帶風電進入6MW單機以上時代，一般風電機組布置行距1000m、列距800m，也就是說一個風電組所佔用的矩形面積大概為0.8km²，考慮各類通道需求和安全距離需求，按僅僅布置50%面積光伏電池板計算，以最基礎的每平米100W的技術指標設計，則光伏裝機應為40MW；
假定每基風電塔周邊行列矩陣光伏指標各向同性，則光伏裝機容量是風電裝機容量的6.68倍；即便以風電利用時間為光伏利用時間的4倍假定，光伏發電量仍舊是風電發電量的1.67倍。
雖然單機容量和風機布置矩陣幾何距離是多樣性的，但是從定性角度來講，海上光伏在相同空間下的裝機規模和發電量規模都是大於海上風電的。
毋庸置疑，海上光伏在市場空間、發電量等方面已經得到認可。但發展前景向好的同時，也要注意未來所面臨的一系列問題。
未來幾多愁？
「科技新知」認為，海上光伏未來必須關注的點有三個：一是技術發展的方向，二是衍生出的發展模式，三是成本問題。
首先不能否認的是，即便海上光伏給外界一片欣欣向榮之勢，但產業內部的探索經驗還是比較有限的。
樁基式項目可以參考一些水面或地面光伏項目的數據，這種方式建設難度、成本並不算高，搭建也相對容易。因此，現階段海上光伏以樁基式為主（灘涂、潮間帶）。
但樁基式能利用的場地實在有限，很難解決土地制約的根本問題。並且站在中長期視角看，漂浮式更具經濟性、應用場景更廣泛且環保問題較小。所以，業內一致認為漂浮式將成為未來海洋光伏電站的主流形式。
不過，中遠海光伏電站的建設，和陸上光伏以及近海光伏最大的不同，在於需要考慮風浪條件的變化。海域不同，風浪條件不同，所需技術方案不同，陣列設計、錨固方案設計、消浪設施的選擇、原材料的防腐蝕性等等都要根據實地情況確定。
目前包括萬華化學、東方日升在內的眾多上游原材料，以及通威股份、隆基綠能等中下游供應商，都在积極布局相關產品，而誰能率先在抗風浪、抗腐蝕方面取得創新突破，誰就能佔得先機。
再看海上光伏所衍生出的發展模式，除了“漁光一體”外，“風光同場”“光伏+抽水儲能”更值得關注。
海上光伏與風電並非競爭，更多是互補。風機規模越大，風區面積也會增大，參考內陸地區風光電場的經驗，海洋光伏可圍繞風電塔筒布局。
另外海上光伏可與風電系統共用海底電纜、匯流箱、變壓器、升壓站及儲能相關設施，能夠有效降低海洋新能源項目的投資成本及維護成本，從而帶來投資回報率的提升。
隨着海上光伏、風電裝機容量的提升，大規模、不穩定的發電量直接接入電網，勢必會對其可靠性和穩定性產生影響。
海水儲能的加入可讓光伏發電穩定可控，在必要時進行調節，使輸出功率保持穩定，解決大規模併網的難題。由此，“海上風電+抽水儲能”將是最佳選擇和大勢所趨，值得長期關注。
當然，能夠決定項目是否能夠真正實行的還是成本問題。
雖沒有較為精確的數值，但目前海上漂浮式光伏造價較高已是共識。一位業內人士透露，“海上光伏的原材料成本大約比常規光伏高10%-30%，浮體環節的成本約1元/瓦，錨固系統約1-2毛/瓦，不過當前較高的海工成本，未來存在一定降本空間。”
從降本曲線來看，2016-2017年“水面漂浮電站”漂浮系統的成本在1.3-1.4元/瓦左右，現在基本上已經降到6毛/瓦，核心原因是組件效率提升以及漂浮系統的迭代，以及施工工藝得到優化。所以未來持續的技術迭代創新以及大規模應用后，海上光伏成本有望得到顯著下降。
總的來說，隨着宏觀不利因素減少，行業需求在加速疊加，結合技術上的提高和成本端的下降，海上光伏平穩落地的難度並不算大。預計明年開始，將有一部分上游原材料提供商和零部件供應商釋放一定出貨量，中下游建設也會逐漸跟上，行業環境得到改善基本確定。
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堆高機，又稱叉架起貨機或叉式起重車，香港稱為鏟車，中國大陸稱為叉車，台灣國語稱為堆高機，台語俗稱豬哥（ti-ko），是指工廠、倉儲等地方對成件托盤貨物進行裝卸、堆垛和短距離運輸作業的各種輪式搬運車輛。國際標準化組織ISO/TC110稱為工業車輛。堆高機的發展於1920年代，今天在生產和倉儲運營過程中它已成為不可或缺的設備。
