能源是人類生存、生活和社會文明發(fā)展的基礎。每一次能源利用技術與能源產(chǎn)業(yè)的變革，都促進了人類生存發(fā)展方式和社會文明的進化。進入21世紀以來，全球人口、經(jīng)濟持續(xù)增長，世界能源需求增長強勁，油氣資源競爭激烈，生態(tài)環(huán)境壓力增大，全球氣候變化備受關注，綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展成為人類文明持續(xù)繁榮的科學理性選擇。未來二三十年將是能源生產(chǎn)消費方式和能源結構調(diào)整變革的關鍵時期，人們將致力構建綠色低碳、高效智能、多樣共享的可持續(xù)能源體系。風能和太陽能等可再生能源將快速增長，形成天然氣、石油、煤炭、核能、可再生能源為5大支柱的新格局。

習近平主席2020年9月22日在第七十五屆聯(lián)合國大會上向全世界宣告，中國將樹立新發(fā)展理念，加快綠色低碳轉型，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。推進我國能源和經(jīng)濟的綠色轉型，實現(xiàn)碳中和是我國向世界做出的莊嚴承諾，也是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會變革。

實現(xiàn)“雙碳”目標，關鍵是依靠科技進步。改革開放四十年我國能源技術水平獲得迅速提升，我國能源與經(jīng)濟的綠色轉型有賴于能源科技更高水平的創(chuàng)新發(fā)展。國家能源局和科技部適時推出的《“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，將對我國能源領域科技創(chuàng)新和能源產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展起到巨大的推動作用。

我國地域廣闊，太陽能資源十分豐富，資源分布廣泛，總量足以滿足我國社會生產(chǎn)生活等需求。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前太陽能光伏發(fā)電已趨于成熟，成本快速下降，太陽能熱發(fā)電與熱利用技術與應用也發(fā)展迅猛。太陽能技術的發(fā)展將助力我國2030年碳達峰、2060年碳中和目標的實現(xiàn)。

我國太陽能總輻射資源豐富，達到中國陸地表面的太陽輻射總功率約為1.68×109MW，水平面平均輻照度約為175W/m2，高于全球平均水平。太陽能輻射資源分布廣泛，總體呈“西部高原大于中東部丘陵和平原、西部干燥區(qū)大于東部濕潤區(qū)”的分布特點。

按照年均太陽能資源輻照量（MJ/m2·a-1）來劃分，我國太陽能資源的強度可以分為四類地區(qū)。一類地區(qū)（資源豐富帶）：全年輻射量在6700~8370MJ/m2，相當于230kg標準煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括青藏高原、甘肅北部、寧夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部等地；二類地區(qū)（資源較富帶）：全年輻射量在5400～6700MJ/m2，相當于180～230kg標準煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇中北部和安徽北部等地；三類地區(qū)（資源一般帶）：全年輻射量在4200～5400MJ/m2，相當于140～180kg標準煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要是長江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區(qū)；四類地區(qū)：全年輻射量在4200MJ/m2以下。主要包括四川成都平原附近及貴州省的部分地區(qū)，是我國太陽能資源最少的地區(qū)�？傮w來看，我國大多數(shù)地區(qū)屬于適宜太陽能利用的地區(qū)，其中太陽能豐富區(qū)大約占國土面積的三分之二。

地面接收到的太陽輻射分為直接輻射和散射輻射，而水平面總輻射則表示水平面單位面積接收太陽輻射的總輻照量。太陽能光伏發(fā)電技術既可利用直接輻射，也可以利用散射輻射，就光伏發(fā)電而言，資源好的地方就是總輻射強度高的地方。太陽能熱發(fā)電主要是利用法向直接輻射，水平面總輻射也要同時考慮。

根據(jù)行業(yè)標準《NB/T10353-2019太陽能發(fā)電工程太陽能資源評估技術規(guī)程》，太陽能熱發(fā)電工程應采用典型氣象年數(shù)據(jù)計算年法向直接輻照量（DNR），并評估太陽能資源的豐富程度。由于光熱電站成本較高，目前行業(yè)設計選址一般選擇年法向直接輻射大于1700kWh/m2·a-1作為太陽能資源選擇條件。我國適合太陽能發(fā)電的具體區(qū)域是青藏高原、西藏東南部、新疆南部、寧夏、甘肅北部及中部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、青海東部等地區(qū)。

目前，可再生能源正逐步從零散、小規(guī)模的能源發(fā)展成為可部分替代化石燃料、緩解生態(tài)環(huán)境承載壓力、實現(xiàn)大規(guī)模利用的重要能源形式。近年來，我國在太陽能發(fā)電開發(fā)利用方面取得了長足進步，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術創(chuàng)新等方面取得了突出成果，光伏電池及相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模已經(jīng)躋身全球前列。截至2021年底，我國可再生能源發(fā)電裝機達到10.63億千瓦，占總發(fā)電裝機容量的44.8%，其中光伏發(fā)電裝機3.06億千瓦，占全國總發(fā)電裝機容量的12.9%。2021年全國可再生能源發(fā)電量達2.48萬億千瓦時，占全社會用電量的29.6%，其中光伏發(fā)電3259億千瓦時，同比增長25.1%，占全社會用電量的3.9%。

近年來，光伏制造業(yè)在海外“雙反”以及國內(nèi)支持政策不斷優(yōu)化調(diào)整的情況下取得了快速發(fā)展。2021年我國多晶硅產(chǎn)量達到50.5萬噸，同比增長27.5%；硅片產(chǎn)量達到227吉瓦，同比增長40.6%；晶硅電池片產(chǎn)量達到198吉瓦，同比增長46.9%；組件產(chǎn)量達到182吉瓦，同比增長46.1%。2021年全國新增光伏并網(wǎng)裝機容量54.88吉瓦，同比上升13.9%；累計光伏并網(wǎng)裝機容量達到306吉瓦，新增和累計裝機容量均為全球第一。2021年中國光伏組件出口量達到98.5吉瓦，同比增長23.1%，為全球應對氣候變化做出了重要貢獻，為20多個國家實現(xiàn)光伏平價上網(wǎng)提供了支撐。

多年來，國家推出的各項科技發(fā)展計劃對可再生能源技術研發(fā)給予了持續(xù)支持，國內(nèi)相關企業(yè)也加大了對科技研發(fā)的投入。這些投入在不斷提高我國太陽能發(fā)電相關技術能力、提升國內(nèi)企業(yè)的技術水平方面發(fā)揮了重要作用，促進了我國太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等行業(yè)的發(fā)展。

太陽能光伏發(fā)電方面，我國已經(jīng)形成了硅材料、硅片、電池、組件為核心的晶體硅電池產(chǎn)業(yè)化技術體系，掌握了效率20%以上的背鈍化電池（PERC）、選擇性發(fā)射極電池（SE）、全背結電池、金屬穿孔卷繞（MWT）電池等高效晶體硅電池制備及工藝技術，規(guī)�；�生產(chǎn)的p型單晶PERC電池平均轉換效率達到23.1%，實驗室最高效率超過了24.1%。批量生產(chǎn)常規(guī)多晶硅電池效率19.5%，多晶硅電池實驗室最高效率超過23%，創(chuàng)造了多晶硅電池效率的世界紀錄。通過并購和國際合作使得我國硅基、碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）等薄膜電池的研究和技術水平快速提升。逆變器等組部件技術水平逐漸與國際接軌，但其系統(tǒng)集成智能化技術水平仍有待提升。面向光伏發(fā)電規(guī)�；�利用，光伏系統(tǒng)關鍵技術取得多項重大突破，掌握了100MW級并網(wǎng)光伏電站設計集成技術、MW級光伏與建筑結合系統(tǒng)設計集成技術、10-100MW級水/光/柴/儲多能互補微電網(wǎng)設計集成技術并開展了示范。

經(jīng)過十幾年的發(fā)展，光伏產(chǎn)業(yè)已成為我國少數(shù)形成國際競爭優(yōu)勢、實現(xiàn)端到端自主可控、并有望率先成為高質(zhì)量發(fā)展典范的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，成為推動我國能源變革的重要引擎。目前，我國光伏產(chǎn)業(yè)在制造業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化技術水平、應用市場拓展、產(chǎn)業(yè)體系建設等方面均位居全球前列。技術進步使得中國光伏發(fā)電技術水平不斷提高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大，在國際市場上的競爭力不斷增強。持續(xù)的科技進步和良好的經(jīng)營管理助力中國太陽能發(fā)電企業(yè)在國際競爭中逐步建立起明顯的競爭優(yōu)勢。

過去相當長時間內(nèi)，可再生能源發(fā)電技術的電價成本遠高于常規(guī)發(fā)電成本，使得可再生能源發(fā)電技術在經(jīng)濟性上完全無法同以燃煤發(fā)電為代表的常規(guī)能源競爭，而只能作為一種補充能源在局部或偏遠地區(qū)獲得一些應用。

近年來，在技術進步和市場規(guī)�；�發(fā)展的雙重推動下，全球太陽能光伏發(fā)電的成本快速下降。過去十年，我國太陽能光伏電池組件和發(fā)電系統(tǒng)的成本雙雙下降了約90%，成本只有原來的十分之一。光伏發(fā)電的電價在越來越多的國家和地區(qū)已經(jīng)低于火電電價，成為經(jīng)濟上具有競爭力的電力產(chǎn)品。

地面光伏系統(tǒng)的初始全投資主要由組件、逆變器、支架、電纜、一次設備、二次設備等關鍵設備成本，以及土地費用、電網(wǎng)接入、建安、管理費用等部分構成。光伏發(fā)電的電價成本除了設備投資以外，項目所在地的局部資源條件和運行環(huán)境都是影響最終電價的重要因素。目前，從世界范圍來看，一些資源條件和運行環(huán)境好的項目，其單位電價成本已經(jīng)達到或低于常規(guī)能源電價水平，可以實現(xiàn)平價上網(wǎng)。國內(nèi)在資源條件比較好的地區(qū)建設的集中式地面光伏電站，通過提高運行效率，也可以做到電網(wǎng)側平價上網(wǎng)。

綜合考慮光伏電站的設備、運維成本以及資源條件以后，通�？梢杂闷綔拾l(fā)電成本來衡量光伏電站整個生命周期的單位發(fā)電成本，并可用來與其他電源發(fā)電成本對比。2021年，全投資模型下地面光伏電站在1800小時、1500小時、1200小時、1000小時等效利用小時數(shù)的平準發(fā)電成本分別為0.21、0.25、0.31、0.37元/kWh，而全投資模型下分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)相應的平準發(fā)電成本分別為0.19、0.22、0.28、0.33元/kWh。

近十年來，無論是國際還是國內(nèi)太陽能光伏發(fā)電技術都取得了跨越式發(fā)展，但太陽能要真正成為全社會可以依賴的重要能源還有相當長的路要走。太陽能除了具有資源豐富、清潔、環(huán)境友好等優(yōu)點外，也具有能量密度較低、具有一定的間歇性和波動性等不足，不管從科技創(chuàng)新和技術發(fā)展，還是能源政策環(huán)境等方面都還面臨許多艱巨的任務。除光伏發(fā)電技術本身以外，多能互補技術、儲能技術、智能電網(wǎng)技術的發(fā)展均有助于克服其間歇性和波動性的不足，促進太陽能發(fā)電技術的發(fā)展和大規(guī)模應用。

國家能源局和科技部近日發(fā)布了《“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，聚焦保障能源安全、促進能源轉型、引領能源革命、支撐“雙碳”目標，提出了到2025年我國能源領域科技創(chuàng)新的目標和重點任務。

太陽能發(fā)電技術方面，光伏電池技術及系統(tǒng)設備將沿著高能效、低成本、長壽命、智能化的技術方向發(fā)展。著力支持光伏系統(tǒng)及平衡部件技術創(chuàng)新和水平提升；著力支持高效率鈣鈦礦電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術，研發(fā)大面積、高效率、高穩(wěn)定性、環(huán)境友好的鈣鈦礦電池，開展晶體硅/鈣鈦礦、鈣鈦礦/鈣鈦礦等高效疊層電池制備及產(chǎn)業(yè)化技術研究；著力支持高效低成本太陽能光伏電池技術研究，開展隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）、異質(zhì)結（HJT）、背電極接觸（IBC）等新型晶硅電池低成本、高質(zhì)量、產(chǎn)業(yè)化制造技術研究，開展高效光伏電池與建筑材料結合研究；著力支持光伏組件回收處理與再利用技術研究；著力支持太陽能熱發(fā)電與綜合利用技術研究，探索太陽能熱化學轉化與其它可再生能源互補技術，研發(fā)中溫太陽能驅動熱化學燃料轉化反應技術，開發(fā)光熱發(fā)電與其它新能源多能互補集成系統(tǒng)。

儲能技術方面，著力研究大容量和大功率儲能技術，提高效率，實現(xiàn)儲能技術在規(guī)模、壽命和成本上的跨越，在可再生能源大規(guī)模接入、傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)峰提效和區(qū)域供能方面，完成具有完全自主知識產(chǎn)權、對國際儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有指導意義的系統(tǒng)解決方案和示范工程，形成一套完整的技術攻關、試驗示范、以及工程應用的儲能技術研發(fā)體系。

多能互補及分布式能源技術方面，探索多種可再生能源的互補利用及其與常規(guī)能源形式的綜合高效利用；開展可再生能源高比例消納和外送的系列關鍵技術研究，建立不同氣候、用能需求的可再生能源供能系統(tǒng)示范。以可再生能源為主的能源系統(tǒng)的省區(qū)級/地市級研究和示范將是未來的發(fā)展方向。

智能電網(wǎng)技術方面，大力發(fā)展大容量遠距離輸電和智能微網(wǎng)技術，助力我國大規(guī)模集中式可再生能源發(fā)電和分布式能源開發(fā)利用，開發(fā)多種電壓等級、交直流多種形式的接入技術和設備，促進可再生能源的友好接入，提高可再生能源的消納能力，全面保障電網(wǎng)在大量接入可再生能源后的安全穩(wěn)定運行；大力發(fā)展智能配用電技術，提高智能化水平，包括電動汽車充換電技術、智能用電技術等，打造未來我國清潔、高效、智能化能源電力系統(tǒng)。

展望未來，能源科技創(chuàng)新將為我國太陽能技術的發(fā)展提供強勁動力，推動能源綠色轉型和高質(zhì)量發(fā)展，助力“雙碳”目標如期實現(xiàn)。