2021年9月8日，美國能源部發(fā)布了有關太陽能的研究報告《Solar Futures Study》。
該研究報告是由能效和可再生能源辦公室編制的，概述了太陽能如何幫助美國電網(wǎng)脫碳，并幫助實現(xiàn)政府關于到2035年電力部門凈零排放的目標。
該報告中的太陽能包括了光伏和光熱發(fā)電技術，光伏占絕大部分，CSP即光熱發(fā)電占比極少。
研究顯示到2035年，太陽能有潛力供應美國40%的電力，提供近150萬個就業(yè)崗位，且不會造成電費上漲。
2035年美國電力系統(tǒng)脫碳需要1600吉瓦的光伏，若考慮交通、建筑、工業(yè)等部門電氣化程度提高場景的增量需求，2050年整個能源系統(tǒng)的脫碳或?qū)⒁?000GW的光伏裝機量。
目前，美國光伏裝機僅76吉瓦（2020年底），占全國供電量約 3%。
清華大學能源轉(zhuǎn)型研究中心每人一千瓦光伏課題組團隊正在組織編譯該報告。課題組成員葛蘊（通威光伏技術中心的碩士研究生實習生項目成員）翻譯了美國能源部關于這份報告的PPT介紹版，與大家分享。
Decarb+E，指脫碳+電氣化，表示深度電氣化情況下的脫碳，包括了供熱、交通、工業(yè)等部門的電氣化。
僅考慮電力系統(tǒng)脫碳，2050年太陽能發(fā)電1600吉瓦；
考慮深度電氣化情況下的能源系統(tǒng)脫碳，2050年太陽能發(fā)電3000吉瓦。
美國碳中和需要國土面積的0.5%左右安裝太陽能發(fā)電設施
總結(jié)和評析：
1、到2035年，太陽能是美國第一大電力來源，占比40%，風能是第二大來源36%，核能（11%-13%），氫能（5%-6%），生物質(zhì)能和地熱（1%）。零碳電力系統(tǒng)中沒有煤炭和天然氣。
2、美國光伏新增裝機量在2021-2025年需達到年均30GW，2025-2030年均60GW。2020年美國新增光伏裝機量15吉瓦。
3、美國2035年光伏總裝機可能達1600吉瓦，即16億千瓦；2050年光伏總裝機可能達3000吉瓦，即30億千瓦。
4、該報告中CSP占比極低，光伏幾乎代表了太陽能發(fā)電。
5、美國現(xiàn)在全國人口3.3億，該報告未提及美國人口變化的趨勢。我們暫按當前人口核算，1600吉瓦光伏相當于人均約5千瓦，3000吉瓦對于3.3億人來說相當于人均9千瓦。
6、中國2060年前碳中和，能源體系脫碳需要提前5年左右，電力系統(tǒng)的凈零碳應更高10年左右，也就是2045年，以此推算，中國需要在2035年或之前實現(xiàn)人均一千瓦光伏，也即14億千瓦的光伏總裝機量。
7、德國四家機構對2050年德國碳中和時的光伏發(fā)展情景做出了人均3.4，4.4，6.6，10，12.5千瓦等五種情景分析。
8、大家感覺一下，結(jié)合美國和德國的情況，中國2060年前實現(xiàn)碳中和的時候，人均光伏裝機最可能是多少？
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