本文導讀

1996年，一位生物學家發(fā)現(xiàn)原來生活在南方的斑蝶出現(xiàn)在了北方。去年8月，類似的現(xiàn)象同樣出現(xiàn)在了北京。由此可見北半球的溫度正在變高，而氣候變化將對生態(tài)帶來巨大的影響。未來50年，能源環(huán)境問題將成為人類面臨的十大難題之一。

ps. 文末互動有好禮

眾所周知，2021年的諾貝爾物理學獎頒給了三位科學家，真鍋淑郎（Syukuro Manabe）、克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann）以及喬治·帕里西（Giorgio Parisi），以表彰他們“對我們理解復雜物理系統(tǒng)的開創(chuàng)性貢獻”。而他們發(fā)現(xiàn)了大氣里二氧化碳怎么增加、怎么使地球表面溫度升高、人類又怎么影響它等問題的關聯(lián)性。

各國碳中和目標達成時間表

那么，我們該如何發(fā)展低碳技術、實現(xiàn)“雙碳”目標、解決能源環(huán)境問題呢？事實上，低碳技術包括三個方面：減碳技術、零碳技術、去碳技術。其中，核能、太陽能、風能、水能、生物質能等零碳技術受到了廣泛的社會關注，因為這些能源只有在制造的時候有些二氧化碳排放，在用的時候是沒有排放的，所以又被稱為清潔能源。

太陽能將成為“雙碳”目標的核心驅動力

化石能源是不可再生能源，總有枯竭的一天，而太陽能資源非常豐富。有人計算過，如果我們將塔克拉瑪干沙漠上方全部覆蓋上太陽能板，那么我們每年就可以接收到6.6*10^14度（kW·h）左右的太陽能量。而根據(jù)中國用電數(shù)據(jù)顯示，2020年中國全社會用電7.5萬億度（kW·h），這意味著僅僅一個塔克拉瑪干沙漠的太陽能接受量，就足以支撐中國千行百業(yè)的用電需求。

一方面是太陽能資源利用的潛力大，另一方面是中國面臨的減排壓力大。據(jù)悉，2018年中國能源供應結構中原煤占比61.9%，原油占比19.1%，天然氣占比7.2%，而可實現(xiàn)碳零排放的清潔能源，如水能、核能、太陽能、風能等，占比僅為11.8%。在此基礎上，2020年中國的碳排放量達到100億噸左右，高居世界第一。

2018年各國一次能源需求結構對比情況

為此，圍繞太陽能的發(fā)展，中國科學院制定了一個太陽能行動計劃：一是發(fā)展光熱、光化學、光生物學等太陽能技術；二是發(fā)展智能化分布式能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)技術；三是因地制宜推廣太陽能技術的廣泛應用。

根據(jù)陽光電源總監(jiān)翁捷在IIC 2022研討會上分享的數(shù)據(jù)顯示，風電和儲能成本正在快速下降，過去十年光伏成本下降了90%，風電成本下降了25-40%，儲能成本下降超過80%。當前光伏和風電LCOE（度電成本）已經(jīng)低于煤電。

中國光伏、風電及其配置儲能系統(tǒng)后的LCOE趨勢

就光伏而言，2021年中國光伏累計裝機量超過300GW，預計2050年將超過5,000GW，2050年光伏發(fā)電量將會占到全國總發(fā)電量的39%，成為中國電力供應的主要手段，這表明太陽能將成為“雙碳”目標的核心驅動力。

光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開半導體的加持

光伏發(fā)電的本質是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉換為電能的一個過程。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，光伏產(chǎn)業(yè)的上游為高純度的多晶硅，中游為光伏電池片、光伏組件、整流器、逆變器和變壓器等，下游主要為光伏發(fā)電站，所有的環(huán)節(jié)都與半導體息息相關。

我們以中游的逆變器為例，事實上，光伏逆變器的種類非常多，大致可以分為：戶用逆變器、組串逆變器和集中式逆變器，而最近又出現(xiàn)了優(yōu)化器+組串逆變器、微型逆變器、關斷器+組串逆變器等新型逆變器。

光伏逆變器的核心組成部分是功率器件，從單管的角度來看，主要有IGBT單管、SiC二極管、CoolMOS和SiC MOSFET；從模塊的角度來看，主要有PrimePack系列、Econodual系列和白模塊等。除此之外，光伏逆變器還需要用到MCU、MPU、PMIC等其他半導體集成電路。

根據(jù)華潤微副總裁馬衛(wèi)清在2022年世界半導體大會上分享的數(shù)據(jù)顯示，一款500kW的集中式逆變器需要用到12個1200V/600A的IGBT，一款25kW的三相組串式逆變器需要用到12-16個IGBT單管、2個SiC二極管。

另根據(jù)國內某光伏逆變器頭部企業(yè)的公開資料顯示，其2019年總采購金額為5.67億元。其中，原材料半導體器件主要為IGBT、MOSFET、SiC二極管等，以IGBT為主的功率器件采購金額為6,000萬，占總采購金額的比例達到10.6%。由此可見，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開半導體的加持。

寫在最后

“雙碳”目標的直接指向是改變能源結構，也就是從主要依靠化石能源的能源體系，向零碳的風力、光伏和水電轉換，大力發(fā)展光伏等新能源是實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標的必然選擇。

雙碳目標也正在助力中國的光伏行業(yè)進入高速擴張期，而光伏的發(fā)展必將為環(huán)境的持續(xù)改進做出巨大貢獻。

文末互動

環(huán)境改善這條路任重而道遠，除了光伏企業(yè)的努力，我們每個人都應該肩負起責任。出門乘坐公共交通減少碳排放、少用一次性餐具減少“白色污染”、超市購物自帶環(huán)保袋……你的日常會關注環(huán)保問題嗎？你覺得未來哪些方面會做到大的改善？歡迎在下方留言討論。點贊第1名和第2名將獲得20元京東卡，走心留言將獲得50元京東卡。

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