何继江
清华大学社会科学学院能源转型与社会发展研究中心常务副主任,清华大学-联合国防治荒漠化公约秘书处“可再生能源促进生态修复和可持续生计”项目部负责人,全球每人一千瓦光伏倡议发起人。
何继江博士团队先后在欧洲、国内开展了多次能源转型考察,包括农村户用分布式光伏及大型集中式光伏电站,重点关注光伏赋能零碳乡村建设,以及光伏与生态环境之间的影响研究。除研究中心研究成员外,还包括行业内的专家及国内外实习生,编写多份考察报告,在行业内产生了一定的影响力。
清华大学社会科学学院能源转型与社会发展研究中心常务副主任,清华大学-联合国防治荒漠化公约秘书处“可再生能源促进生态修复和可持续生计”项目部负责人,全球每人一千瓦光伏倡议发起人。
中国林业科学研究院博士毕业,在团队中主要负责土地与光伏,光伏与生态、光伏赋能零碳乡村方面的研究。
清华大学社科学院博士毕业,清华大学社科学院能源转型与社会研究中心在站博士后。研究方向:科技与社会、能源转型、光伏+农业、光伏赋能零碳乡村。
当前,全球太阳能装置总量刚刚超过1 TW。如果按当今地球上80亿人口的平均数计算,则约为0.125千瓦/人。成本的快速下降、到2050年向净零碳未来过渡的政策激励措施以及能源安全解决方案正在大大加快太阳能的安装,但步伐仍然落后于需求。
要加快太阳能安装速度,需要克服两大障碍。一是土地和空间的限制,另一个是如何将太阳能跨越式发展转化为机遇,同时应对社会、经济和环境挑战,特别是实现联合国2030年议程的可持续发展目标。
2019年,清华大学社会科学研究院能源转型与社会发展研究中心正式发起“每人1KW太阳能装机”倡议,旨在打破僵局,推动中国农村清洁能源转型取得突破。通过对伙伴关系、商业模式和治理的综合和创新设计,在许多地区提供了宝贵的实地见解。项目希望到 2030 年实现人均1KW太阳能的全球运动,通过扩大各行各业的伙伴关系和合作,促进并帮助加速太阳能光伏发电装置达到全球9TW(约 90 亿人口);每人1KW的太阳能地图记录并展示试点和学习的足迹细节(蔚蓝地图 www.ipe.org.cn),成为全球下一阶段扩展的交流、共享和共同学习平台;以联合国可持续发展目标为基准,通过人人享有可持续能源、农村繁荣、土地使用和扭转自然丧失、可持续金融和商业模式、创新伙伴关系和治理以及清洁、智能和可持续能源系统的技术进步,帮助塑造全球运动的主导叙事和综合战略。
清华大学社会科学学院能源转型与社会发展研究中心
共同发起单位:蔚蓝地图 www.ipe.org.cn
绝大部分县市区实现人均光伏装机超过一千瓦。
一批县、镇、村在2025年前或2030年率先实现人均一千瓦光伏。
一批先锋镇村实现户均10千瓦光伏。
建设一千瓦光伏:在自家屋顶或本村本镇的土地上条件建设光伏。自投或第三方投资。农村村庄或个人申请安装光伏。寻求投资方、设计方、和组织者。
展示一千瓦光伏:已建成的光伏电站,申请成为光伏标杆站,或每人一千瓦光伏先锋单位,在网站上显示。
投资一千瓦光伏:以众筹方式或购买光伏理财产品光伏投资光伏。城市居民可以以众筹方式参与城市或乡村光伏项目投资。
捐赠一千瓦光伏:向自己的父母、母校、或贫穷的山村捐赠光伏电站。
助力一千瓦光伏:为光伏项目义务提供技术咨询和方案设计、参与安全验收或检查。到村庄或社区进行一次光伏或碳中和的科普活动。
观察一千瓦光伏。每个人能够方便地查询周边的光伏发电项目的发电量和碳减排量。
寻找不同地区不同类型的每人一千瓦光伏先锋,并借助网络平台进行展示;
针对各种光伏先锋,分析它们如何兼顾气候、生态、经济与社会效益,特别是识别其光伏建设与各项SDG的协同关系,形成照片版、文字版、视频版案例,并在网络平台进行展示;
针对各种光伏先锋,分析其与当地土地资源、电网、电力消费、电力灵活性资源之间的关系。
在全国各县级区域选取标杆光伏电站,特别是户用光伏电站,展示其光伏发电数据,为周边光伏电站建设者提供参考数据。
成为全国各地乃到世界各国学习交流光伏建设及光伏+的网络平台。
能源转型与社会发展研究中心隶属于清华大学社会科学学院,成立于2019年, 以“推动能源转型,促进社会发展” 为宗旨。研究中心主任为清华大学社会科学学院李正风教授、常务副主任为何继江博士。
研究中心把政策研究作为重心工作。自成立以来,研究中心撰写的政策建设形成人大建议30余份,“十四五”能源发展建议21条,“十四五”可再生能源发展规划建议42条,获得国家发改委科技部、自然资源部、国际发展合作署、国家能源局规划司、新能源司等部门回复或采纳。其中代表性的政策建议有:关于增加光伏用电土地类型的建议;关于开展中国2060年碳中和状况下光伏发展情景研究的建议;关于建设一万个10千瓦光伏村镇,发展普惠式光伏,助力乡村振兴的建议等。
研究中心发布的研究报告有:《新能源与生态环境耦合修复——中国光伏电站用地政策研究报告》、《荒漠区风光电建设生态保护与修复技术科考报告》、《太阳能为土地与人民赋能-来自中国的案例研究与科学依据》、《“十四五”西北区域基于清洁能源的综合能源服务研究》等。出版的书籍有《欧洲光伏万里行》、《欧洲碳中和2050》、《欧洲能源转型万里行》。
研究中心积极开展国际合作。研究中心是清华大学社会科学学院-联合国防治荒漠化公约秘书处“可再生能源促进生态修复和可持续生计”项目部的实施单位。研究中心在2019年9月,2022年5月在联合国荒漠化大会COP14,COP15上连续两次组织了边会。
2019-2023年期间中心组织了多起能源转型万里型科学考察活动,考察内容包括零碳电力、零碳热力、零碳交通、零碳炊事等方面。
2019年度,海南环岛考察,行程约800公里;
2019年,北方六省考察,行程约5000公里;
2019年至2020年,欧洲24国考察,行程约25000公里;
2022年6-9月,西北六省区荒漠区风光电建设生态保护与修复技术科学考察,行程20000公里;
2022年10-12月,在东部多省的数十个乡镇和村庄进行考察,主题为光伏赋能乡村振兴、零碳乡村实验站;
2023年3-4月,“千年大运河,骑向碳中和”科考,考察京杭大运河沿线的农村光伏和乡村振兴,行程2000公里。
目前,中心正在杭州临安、内蒙古乌拉特中旗开展光伏赋能零碳乡村建设活动,期待更多的乡村参与进来。
人人光伏的基本涵义是吸引、鼓励全社会各行各业人人参与光伏的安装利用,目标是在2035年前实现全国人均光伏装机一千瓦。按14亿人口计算,光伏装机总量达14亿千瓦,届时全国光伏年发电量约为1.65-1.8万亿千瓦时,约占全国电力总需求的13.5%-16.5%,相当于每年减少了14.2-15.5亿吨二氧化碳减排量,减少使用5.2-6亿吨标准煤。
我国2019年底光伏装机总量2.043亿千瓦,居世界第一位。中国人均光伏装机为150瓦,日本的人均光伏装机为490瓦,德国人均光伏装机已经达到600瓦。从土地资源来看,日本人均国土面积仅约中国的40%。从太阳能资源角度,中国绝大部分地区好于德国,德国大部分地区光伏年发电时数仅900-1000小时,而我国除了四川盆地,几乎全国各省份的年发电都高于德国,资源条件好的地区可以高于德国50%以上。从人均水平来看,中国的光伏与世界先进国家还有很大差距,还需要加快发展。
1)、生产革命:能源的生产正在进行一场革命,能源的生产对象过去是高能量密度的煤炭石油天然气,以后将逐步转变为低能量密度的太阳能和风能。随着光伏发电成本低于煤电成本的的时候,光伏必然应当成为推动能源生产革命的主力军。
2)、消费革命:随着光伏进入千家万户,普通电力消费者通过拥有光伏资源而实现电力的产销合一。每个人都可以拥有移动式光伏充电设施而提高生活品质,每个家庭都可以通过电动汽车直接消纳光伏发电。当农村居民可以普遍安装光伏的时候,因其屋顶和院落的光伏发电量会大于其用电量,就可以同步提高居民电价和光伏上网电价,解决困扰多年的居民电价交叉补贴问题。
3)、体制革命:经测算,城市分布式光伏的潜在资源量足以满足城市所有燃油汽车换成电动汽车所需电力。光伏作为巨大的增量,将倒逼电力体制改革。
4)、技术革命:能源设施与通信设施的深度融合将实现能源互联网革命,光伏、充电桩、电动汽车、储能以及电网3.0的协同发展将有力支撑中国的创新驱动战略。
5)、国际合作:中国光伏产品已经成为全球各地推动能源革命的亮点产品。现在,在海外资源较好的地区,光伏的电价已经低于2美分/kWh,低于1美分的项目已经有了,明显低于当地燃煤电价,而这些当地能源转型的引领性项目绝大多数都是中国企业参与的项目,主要使用中国出口的光伏产品。人人光伏战略将有助于我国成为全球能源转型的领跑者,使我国有能力向世界输出世界清洁能源体系,引领全世界的生态文明建设。
1)、带动经济发展。光伏行业属于中国在全球居于领先地位的少数行业之一,中国占有技术制高点,除个别环节外,几乎可以100%国产化。人人光伏战略对于保持我国在未来能源领域的技术领先性具有十分重要的意义。同时,14亿千瓦的光伏建设将拉动5-10万亿元左右的投资。光伏发展对于储能、电动汽车等产业将带来强烈的协同发展效应。
2)促进就业。每人光伏相关产业的发展,如材料产业、光伏制造业、安装行业、运营维护、移动式光伏装备等产业将吸纳相当规模的就业人员,有利于煤炭、火电等化石能源行业有序转移就业人员。
3)、加速碳减排。人人光伏战略有助于中国实现2030年碳排量峰值目标,以及在达峰之后快速减排。光伏充电站与电动汽车的协同发展将极大地消减交通碳排放量。
4)、促进生态文明建设。农村地区因为拥有广阔的土地能够安装光伏而成为电力输出单位。城市通过向乡村购买电力而实现了城市对乡村的生态补偿机制,促进和谐社会建设。光伏领跑者的实践,展现了光伏项目对荒漠土地、塌陷区生态修复的效果。人人光伏战略将对于黄河沿线荒漠的生态修复及其它地区的生态修复做出重大贡献。
5)、促进社会转型。“光伏扶贫”作为资源收益型扶贫的探索,是一种创新的扶贫模式,能够保障扶贫资金精准落实,可以保证贫困户脱贫后25年不返贫,同时也是一种产业带动型的扶贫,有利于农村振兴。每人1kW可以把这样的普惠项目推及更广范围,在广泛实施光伏扶贫的同时,还可推广光伏养老和光伏理财,这将有助于缓解老年社会的诸多风险,老有所养,有助于社会稳定和小康社会建设。
1)、经济性具备。
在过去的15年里,光伏以每5年成本降幅超过50%的速度下降,而且未来仍可以保持类似的下降速度。2019年8月据清华大学研究团队发表在《自然-能源》学术期刊上的论文表明,2018年度,中国90%以上的城市已经实现用户侧平价。目前,光伏的系统成本已经可以控制在3元/瓦以内,在我国大多数地区,度电成本已经跟煤电相当,局部地区甚至低于煤电。在十四五末期往后,在全国范围内,光伏一定是低于煤电价格的最便宜的电。
2)、资源量具备。
14亿千瓦所需国土面积仅约2万平方公里左右,仅占中国国土面积中的千分之二,不到目前全国城镇用地的二十分之一。
目前,我们已经在西北西南的戈壁荒漠建设了大规模的大型光伏电站。中东部地区的分布式光伏有巨大的资源量,正在受到越来越多的重视。城市和乡村的各种建筑的屋顶可以安装光伏,停车场可以建设成为光伏充电站,农业大棚和鱼塘等也可以广泛铺设光伏。煤炭生产形成的塌陷地以及各种废弃矿坑可以开发光伏。还可以探索铁路上方可以建设光伏顶棚和光伏隧道,为电气化铁路提供电力。有些城市道路可以加盖顶棚或悬挂柔性支架铺设光伏。通过人人参与,因地制宜地积极发展各种分布式光伏,光伏可以无处不在,以清洁和绿色的方式满足城市和乡村、工业和农业、公路和铁路等各种用能需求。
近年来,我国户用光伏不仅全面崛起,更有望在乡村振兴、双碳战略共同带动下,成为市场上重要的新增量。2021年全国户用光伏新增装机21.59GW,2022年新增25.25GW。近日,国家能源局公布的数据显示,2023年一季度户用光伏新增装机8.919GW,而2020全年户用光伏项目新增装量为10.1GW。2023年户用光伏新增装机很有可能突破30GW,呈现蓬勃发展态势。全国光伏项目安装户数保守估计已超300万户。
中国是全球最大的光伏市场,占据了全球光光伏市场的一半以上。其次是美国、欧洲、日本,在欧洲能源危机带来的电力成本飙升,越来越多的人将住宅太阳能发电设施作为控制电费账单的关键工具。澳大利亚、印度、巴西、南非等也相继有不同程度的的发展。针对不用光伏,不同国家都出台了相应的优惠政策支持居民安装光伏系统。例如德国陈队屋顶光伏实施了新的税收减免方案,包括对30千瓦以下的光伏系统免除增值税等。日本政府规定大型住宅建筑和不到2000平方米的一户建住宅的物主有义务在屋顶安装太阳能电池板。