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2021年9月8日，美國能源部發(fā)布了有關(guān)太陽能的研究報告《Solar Futures Study》。

該研究報告是由能效和可再生能源辦公室編制的，概述了太陽能如何幫助美國電網(wǎng)脫碳，并幫助實現(xiàn)政府關(guān)于到2035年電力部門凈零排放的目標(biāo)。該報告中的太陽能包括了光伏和光熱發(fā)電技術(shù)，光伏占絕大部分，CSP即光熱發(fā)電占比極少。

研究顯示到2035年，太陽能有潛力供應(yīng)美國40％的電力，提供近150萬個就業(yè)崗位，且不會造成電費上漲。2035年美國電力系統(tǒng)脫碳需要1600吉瓦的光伏，若考慮交通、建筑、工業(yè)等部門電氣化程度提高場景的增量需求，2050年整個能源系統(tǒng)的脫碳或?qū)⒁��?000GW的光伏裝機量。

目前，美國光伏裝機僅76吉瓦（2020年底），占全國供電量約 3％。

清華大學(xué)能源轉(zhuǎn)型研究中心每人一千瓦光伏課題組團(tuán)隊正在組織編譯該報告。課題組成員葛蘊（通威股份光伏技術(shù)中心的碩士研究生實習(xí)生項目成員）翻譯了美國能源部關(guān)于這份報告的PPT介紹版，與大家分享。

Decarb＋E，指脫碳＋電氣化，表示深度電氣化情況下的脫碳，包括了供熱、交通、工業(yè)等部門的電氣化。

僅考慮電力系統(tǒng)脫碳，2050年太陽能發(fā)電1600吉瓦；

考慮深度電氣化情況下的能源系統(tǒng)脫碳，2050年太陽能發(fā)電3000吉瓦。

美國碳中和需要國土面積的0．5％左右安裝太陽能發(fā)電設(shè)施

總結(jié)和評析：

1、到2035年，太陽能是美國第一大電力來源，占比40％，風(fēng)能是第二大來源36％，核能（11％－13％），氫能（5％－6％），生物質(zhì)能和地?zé)幔?％）。零碳電力系統(tǒng)中沒有煤炭和天然氣。

2、美國光伏新增裝機量在2021－2025年需達(dá)到年均30GW，2025－2030年均60GW。2020年美國新增光伏裝機量15吉瓦。

3、美國2035年光伏總裝機可能達(dá)1600吉瓦，即16億千瓦；2050年光伏總裝機可能達(dá)3000吉瓦，即30億千瓦。

4、該報告中CSP占比極低，光伏幾乎代表了太陽能發(fā)電。

5、美國現(xiàn)在全國人口3．3億，該報告未提及美國人口變化的趨勢。我們暫按當(dāng)前人口核算，1600吉瓦光伏相當(dāng)于人均約5千瓦，3000吉瓦對于3．3億人來說相當(dāng)于人均9千瓦。

6、中國2060年前碳中和，能源體系脫碳需要提前5年左右，電力系統(tǒng)的凈零碳應(yīng)更高10年左右，也就是2045年，以此推算，中國需要在2035年或之前實現(xiàn)人均一千瓦光伏，也即14億千瓦的光伏總裝機量。

7、德國四家機構(gòu)對2050年德國碳中和時的光伏發(fā)展情景做出了人均3．4，4．4，6．6，10，12．5千瓦等五種情景分析。碳中和論壇 ｜ 德國2050光伏發(fā)展情景（戰(zhàn)略篇）

8、大家感覺一下，結(jié)合美國和德國的情況，中國2060年前實現(xiàn)碳中和的時候，人均光伏裝機最可能是多少？

何繼江

清華大學(xué)能源轉(zhuǎn)型研究中心每人一千瓦光伏項目部負(fù)責(zé)人