光伏:未来绿色电力的主要参与者之一
根据Wood Mackenzie最新预测,2021年光伏行业将继续蓬勃发展,装机容量预计将达到148GW,同比增长11%。 未来五年复合年增长率为7%。 2026年新增装机或将突破200GW大关,而2019年仅用了7年时间就突破了首个100GW年增量大关。我们预计约一半的光伏新增装机将分布在成熟市场和亚太地区地区,中国将成为未来增长的绝对主要市场。
基本金属在光伏行业的应用
光伏行业需求的上升将导致光伏电站建设中使用的各种金属的需求猛增。 通常,光伏板包含多种基本金属部件,包括铝和镀锌钢(涂有锌)的结构构件。 铜用于制造高低压电缆和光伏集热器用铜管。
在三大类光伏系统中,利用光伏板将太阳能转化为直流电的光伏设备将占据主要市场份额。 聚光光热发电 (CSP) 系统使用镜子将太阳能集中到传热流体上。 该系统使用的金属量最高,目前市场份额约为 1%。 我们预计,到2050年,聚光型太阳能热发电系统的市场份额将达到8%。 第三类装置,即利用太阳能来加热水的光伏光热系统,将逐渐被取代。
基本金属需求可能大幅增长
Wood Mackenzie 估计光伏系统中铝的平均用量达到 21 千克/千瓦。 聚光光热发电系统所用铝的密度可达2倍以上,即约47kg/kW。 Wood Mackenzie的基础预测显示,到2040年,光伏行业的铝需求将达到近460万吨。将气候变暖控制在1.5℃,对铝的需求将达到1000万吨。 届时,光伏行业用铝需求占铝消费总量的比重将由3%提升至12.6%。
铝的需求潜力远不止于此。 目前,聚光型太阳能热发电系统的部件仍然严重依赖钢材。 未来,这部分部件有可能会采用铝制部件来设计。 鉴于钢材的成本优势(重量因素影响较小),目前尚不清楚能否替代以及替代到何种程度。 但值得注意的是,完全改用铝制零部件将使铝需求增加至少50%。
铜的消费量也将大幅增加。 2020年光伏行业铜需求量约为40万吨,预计到2040年将升至近70万吨。
大型光伏电站的使用寿命至少为30年,只有锌涂层才能在如此长的时间内提供低成本的防腐保护解决方案。 Wood Mackenzie估计,目前光伏行业约占全球锌消费量40万吨,到2040年这一数字将增长至80万吨。在将气候变暖控制在1.5℃至2℃以内的情景下,锌的需求将进一步增加。
光伏助力电解铝工艺实现电源脱碳
更重要的是,电解铝工艺是碳密集型工艺,光伏发电可以使电解铝工艺的电力脱碳。 阿联酋将成为第一个将光伏发电用于电解铝冶炼的国家。 试点项目将利用56万兆瓦时光伏发电,实现年产4万吨电解铝。 如果规模进一步扩大,将是能源与电力行业之间的良性循环。