2040 年若中國(guó)光電占總能源的80%，年需總電量為16 萬(wàn)億kWh。約為2010 年美國(guó)總發(fā)電量的3.7 倍，(2010 年美國(guó)總發(fā)電量為43259.39 億千瓦時(shí))。2040 年中國(guó)要達(dá)到上述的太陽(yáng)能光電的發(fā)電量和替代速度，中國(guó)能源的轉(zhuǎn)型要?jiǎng)?chuàng)造比目前發(fā)達(dá)國(guó)家更高的能源效率之外,還要?jiǎng)?chuàng)造比目前發(fā)達(dá)國(guó)家更廣泛的光電;才可能在有限的資源保證下，用25 年左右時(shí)間徹底消除霧霾，全國(guó)生態(tài)環(huán)境不惡化條件下, 實(shí)現(xiàn)高速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。因此，在國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略上要充分把新型綠色電力——光電綠色電力——光電作為能源轉(zhuǎn)型基本出發(fā)點(diǎn)。
五、建筑光電不能滿(mǎn)足2040 年全國(guó)總電量需求
1. 中國(guó)現(xiàn)有房屋建筑光伏可利用面積(見(jiàn)表三)
2. 預(yù)測(cè)2020-2040 年我國(guó)新建房屋總面積
2040 年城鎮(zhèn)民用建筑總面積與中國(guó)現(xiàn)有房屋建筑總面積=(236+194) 億平方=430億平方米幾乎相等，中國(guó)2040 年新建房屋建筑光伏可利用面積也按185 億平方米估算，兩者相加則中國(guó)2040 年光伏建筑可利用面積總計(jì)為370 億平方米。
3. 中國(guó)光電建筑裝機(jī)容量及發(fā)電量估算
2040 年光伏建筑可利用面積總計(jì)為370 億m2，假設(shè)光電板（詞條“光電板”由行業(yè)大百科提供）面積為可利用面積50%，按目前的太陽(yáng)能電池制造水平及轉(zhuǎn)化效率， 面積1km2 的電池板能發(fā)出100W 的電力， 平均每天按5h 功率發(fā)電計(jì)算，2040 年全國(guó)年發(fā)電量=370億×0.5×100W×5h×365=33762500 億Wh=33762.5 億KWh，約占2040 年全國(guó)電力需求量33762.5÷160000 ≌ 21%，單純依靠建筑光電不能滿(mǎn)足2040 年全國(guó)總電量需求，還需要建設(shè)大規(guī)模光電和發(fā)展其它光電。
六、建設(shè)大規(guī)模光電
按照應(yīng)用規(guī)模的大小，目前光電大致可分為3 個(gè)層次：一是用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的小型村落、鄉(xiāng)級(jí)電站，系統(tǒng)容量小于100kW的小規(guī)模獨(dú)立供電系統(tǒng);二是建在城市周邊，為城市社區(qū)供電，也可以與公共大電網(wǎng)并網(wǎng)的100-10000 kW 的中等規(guī)模光電站;三是超大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)(LS-PV)，其規(guī)模通常在10MW 以上，甚至達(dá)到數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)GW，可集中布置在數(shù)十km2甚至數(shù)百km2 廣闊區(qū)域。由于超大規(guī)模光電系統(tǒng)占地面積較大，而且要有盡可能長(zhǎng)的日照時(shí)間，因此應(yīng)優(yōu)先考慮將這種發(fā)電站布置在沙漠或荒漠地區(qū)。中國(guó)沙漠總面積為5144 億平方米，僅用1/3 沙漠總面積1700 億平方米，假設(shè)面積利用率為50%，平均每天按5h 滿(mǎn)功率發(fā)電計(jì)算，一年發(fā)電量=1700 億×105×0.5×100W×5h×365 =155125000Wh=155125 億KWh。(見(jiàn)表4)
初步設(shè)想先建立一個(gè)100MW 的試驗(yàn)型光伏電站，以后逐步增容到15OOMW 程度，最后到2040 年達(dá)到數(shù)十GW 瓦超級(jí)電站。就地開(kāi)設(shè)光電設(shè)備制造企業(yè)和農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)。最終建成全新的沙漠太陽(yáng)能發(fā)電城市。其特點(diǎn)是CPV( 聚光光伏電站) 或CSP(聚光光熱電站)和農(nóng)田穿插配置，形成獨(dú)特的景觀(guān)。以戈壁沙漠為太陽(yáng)能光電基地，在中國(guó)國(guó)內(nèi)還可建設(shè)若干GW 級(jí)的CPV( 聚光光伏電站) 或CSP(聚光光熱電站), 就可以形成以戈壁為中心的，從西部輸電到北京的供電網(wǎng)絡(luò)。圖8 給出該電力網(wǎng)的概念圖。
2040 年華北、華東、華中、南方電網(wǎng)裝機(jī)容量將超過(guò)6 億千瓦，1000 千伏特高壓交流將逐步成為骨干網(wǎng)架，西北電網(wǎng)裝機(jī)達(dá)6~8 億千瓦，東北電網(wǎng)4 億千瓦左右。建成一批輸送大型太陽(yáng)能發(fā)電基地的跨區(qū)遠(yuǎn)距離特高壓超高壓交直流輸電工程，西電東送、北電南送和電網(wǎng)間交換容量增強(qiáng)，電網(wǎng)電源協(xié)調(diào)發(fā)展。六大電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，各級(jí)電壓電網(wǎng)增強(qiáng)。建成世界一流大網(wǎng)與微網(wǎng)相聯(lián)智能電網(wǎng)。
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