当地时间11月14日,《“光伏加”南南合作机遇:太阳能利用促进可持续发展》报告在于巴西贝伦举办的COP30期间正式发布。本报告由联合国经济和社会事务部(UNDESA)牵头组织编制工作,由中国能源研究会可再生能源专委会(CREIA)、全球太阳能理事会(GSC)以及中央财经大学绿色金融国际研究院(IIGF)组成专家团队合作完成编写。以下为报告摘要:
近年来,可再生能源作为应对气候变化的有效措施,在全球蓬勃发展。COP28提出的可再生能源装机容量三倍目标将进一步推动全球的可再生能源快速发展。在各种可再生能源技术中,光伏发电技术凭借其成本低廉、系统灵活、清洁高效的特点,正成为南方国家解决能源短缺和应对气候变化的重要措施。但必须承认,发展中国家在光伏发电领域仍存在电网、资金、技术、专业人才、项目经验等方面的挑战。
太阳能光伏,或者太阳能光伏联合储能等技术,与各种用能场景、设备结合(统称为“光伏加”模式),具备装机规模灵活、可独立于电网运行、便于运行维护、占地少等特点,可大大拓展光伏在南方国家的应用场景,使得光伏发电能够在农业、渔业、建筑、交通、照明、制冷、工业生产中得以应用,为南方国家提供清洁能源,助力其可再生能源三倍目标的实现。此外,“光伏加”还能促进南方国家之间互通有无,分享“光伏加”的案例和经验有助于发展中国家逐步实现经济发展与化石能源消费的脱钩,避免重走发达国家高碳发展的老路,实现经济发展、保护环境与应对气候变化的多目标共赢。
本报告的近期目标,是帮助全球南方国家了解“光伏加”这一低成本、易获取且清洁的能源利用形式,促进“光伏加”应用的有效推广和合理部署,进而在南方国家培育和扩大太阳能光伏市场。规模化的市场也会成为全球南方国家太阳能光伏设备制造和回收的产业发展基础和推动力。这可以帮助全球南方国家在一定程度上跨越大量使用化石燃料的能源发展阶段,直接建设和使用更具经济性的、以光伏为代表的可再生能源,降低这些国家能源基础设施的高碳锁定的风险,这也正是本项目的最终目标。
一、“光伏加”的定义与特点
本报告中的“光伏加”是指太阳能光伏系统(独立运行或者配合储能),与各种用能场景或用能设备结合,为其提供电能的能源解决方案,实现成本低廉、环境友好、清洁高效的能源供给。
与场景结合的“光伏加”属于分布式光伏的范畴,而分布式光伏是一种分散式、规模灵活的光伏发电系统,通常安装在用户所在地或附近,直接为当地用户供电。与普通分布式光伏相比,“光伏加”更注重与用电负荷侧的有效结合,既符合分散发电就近开发、就近利用的特点,也加强了对负荷侧用电需求的匹配,并且结合了不同的技术和应用场景,促进了能源与农业、渔业、工业、建筑、交通和社区等领域同步发展,实现能源转型的经济、社会、环境效益最大化。
与传统光伏发电场景相比,“光伏加”还具备如下特点:
二、应对挑战:提升太阳能对于全球能源供给和应对气候变化的贡献
南方国家能源供应不足,制约了经济可持续发展也加剧了应对气候变化的压力。太阳能光伏技术具有成本低廉、系统灵活、清洁低碳等优势,其大规模应用,可以提升南方国家能源供给能力,减少由于化石能源应用带来的气候变化、气候灾害,对于南方国家甚至是全球实施2030年议程和巴黎协定1.5℃目标,具有重要意义。
南方国家正面临能源供给和应对气候变化双重压力。首先,南方国家投资能力制约能源可及问题的解决。尽管全球能源转型的投资额于2023年创下历史新高,超过2万亿美元,但120个发展中国家只获得了全球清洁能源投资的15%,撒哈拉以南非洲只吸引到约1.5%投资。发展中国家电网基础薄弱,覆盖率低、输送能力弱,这也制约了其能源可及和清洁能源发展。其次,气候变化所带来的影响在发展中国家往往更具破坏性。与发达国家相比,发展中国家因基础设施建设滞后、适应技术储备不足、气候应对资金缺乏等因素,往往在面临气候变化影响时要承受更严重的破坏。
可再生能源能够促进能源与气候变化的协同发展,是实现全球可持续发展目标的关键助力。其不仅能够为南方国家提供清洁能源,降低化石能源消耗和实现能源可及。同时,光伏应用可以帮助南方国家长期处于低碳优势地位。“光伏加”所具备的诸多特点可以帮助南方国家在能源转型过程中降低高碳锁定风险,实现能源跨越式发展,完成“2030年可再生能源装机三倍目标”。
三、“光伏加”技术发展:从间歇性可再生能源到可靠、可持续、可负担的电力供应
现代光伏实用化起步于1954年,初期主要应用于航空航天领域。20世纪70年代石油危机推动了光伏转向民用,受各国激励政策影响,光伏技术应用的商业化得以加速。在过去的近半个世纪的时间内,全球光伏应用场景实现了离网系统、并网系统,以及分布式户用系统等多场景的覆盖,光伏从“太空科技”蜕变为全球清洁能源利用的大众化解决方案。
伴随光伏市场需求不断扩大,全球光伏技术也正以惊人的速度实现迭代推进,同时,光伏产业也得到极大发展。从2000年到2023年,全球太阳能光伏装机容量从100万千瓦跃升至14.1亿千瓦,实现了惊人的1182倍增长。根据全球太阳能理事会和欧洲光伏产业协会统计数据显示,截至2024年底,全球太阳能光伏累计装机容量达到了20亿千瓦的新里程碑。在大规模的发展过程中,除集中式并网太阳能光伏系统外,也包括了各种光伏加系统,如与建筑物/屋顶/农业/水利用/储能技术集成的光伏系统,通常用于电力需求侧的不同能源消费场景。

图1:2003-2024年全球光伏新增和累计装机容量
当前,全球几乎所有市场中新建的太阳能和风能发电成本已显著低于新建燃煤与燃气电厂。集中式并网光伏发电的平准化度电成本(LCOE)由2010年的0.46美元/千瓦时降至2023年的0.044美元/千瓦时,累计降幅达90%,比最低成本火电低56%,经济竞争力得到了极大提高。
2023年,全球投产光伏项目的安装成本降至约758美元/千瓦,较2010年下降86%,装机成本持续下探。同期光伏设备价格降幅介于76%至93%5。此外,光伏项目运维成本也得到了持续优化。2023年全球大型并网光伏电站年平均运维成本为10.3美元/千瓦,较2010年减少了62%,其中,亚洲成本最低,约为3.8美元/千瓦5。安装与运维成本的下降,大大减轻了用户应用光伏设备的负担,进一步提高了光伏项目的市场吸引力。
技术、设备的创新在降低应用成本、提高系统效率等方面发挥着重要作用,使得光伏在更多地域和场景中得以应用。例如,储能技术结合独立光伏系统或通过组建微型电网的形式,可以促进电力的获得,在越来越多的发展中国家得以应用。一方面,借助储能技术,可以在无电网覆盖地区(如偏远地区、海岛等),通过将光伏系统所发电量进行存储,并在夜间或阴雨天释放的方式,解决光伏发电的间歇性和波动性,保障电力供应的持续性和可靠性。另一方面,结合储能的光伏系统可以实现更高比例的电力自发自用,减少对电网的依赖甚至作为电网备用电源,进一步提高供电的可靠性。此外,利用不同储能技术的合理组合(如电池、抽水、储热),还可以进一步拓展光伏加储能技术在民用、商业和工业领域的应用范围。
四、“光伏加”在发展中国家实际应用中的经验
在全球气候危机和能源公正转型迫切需求的背景下,发展中国家正面临着能源贫困、气候融资渠道有限、气候相关风险加剧以及经济社会发展失衡持续加剧等一系列问题。尽管这些国家历史累计排放量较低,但许多国家正面临能源需求增长、基础设施薄弱和制度缺口等制约,这些问题阻碍了低碳发展路径的实现。应对这些挑战需要因地制宜的解决方案,以增强韧性、促进包容性并推动可持续的经济转型。
“光伏加”作为一种复合型能源解决方案,通过整合光伏发电与其他产业功能,为发展中国家提供了兼顾能源生产、经济增益与生态保护的新路径。其核心价值在于突破传统光伏应用的单一性,将可再生能源与工业、建筑、交通、农业等领域深度融合,形成多维度协同效应。
“光伏加”若要实现规模化效应,需必要的支撑条件,例如多样化的商业模式使其可以实现商业可行;行之有效的跨部门政策协同提供政策支持;广泛的认知度使其得到应有的重视与关注;以及国际合作实现优势互补等。
“光伏加”模式的特点是用光伏提供电力支持,与消费端各类应用场景相结合后,可以突破电力基础设施、资金和地域限制,实现更高的社会经济价值。因此,“光伏加”项目必须符合市场实际需求,通过恰当的商业模式来实现“创造——传递——获取”的完整闭环,支撑应用发展。
同时,“光伏加”模式需要实现光伏技术与多产业深度融合,要实现这一目标,还需要通过实践和试点项目进行"做中学",推动国家或地区间的经验交流,并通过技术培训与国际合作培养"能源-产业"领域的跨学科复合型人才,从而建立本土化的技术服务体系。
“光伏加”通常涉及跨领域协作,在实际执行中往往存在需要跨部门协调或政策不一致的情况。因此,需要通过制定统一的“光伏加”多场景综合政策,多规合一,明确用地兼容规则,明确土地、能源、农业、工业、交通、建筑等部门职责,构建允许“光伏加”项目建设的政策机制,构建从产业到项目建设的各类标准体系,确保技术兼容性、安全性、促进跨领域合作,降低风险,加速项目落地,实现光伏与相关产业的协同发展。
五、全球南方国家 “光伏加”应用的协同效益案例分析
尽管“光伏加”在解决南方国家能源问题上可发挥重要作用,但针对其在不同地区的适应性评估和协同效益分析仍然不可或缺。在项目规划期间,对适应性的评估有助于识别和理解不同地区的地理、气候、资源及社会条件,从而确保光伏项目与农渔等产业的兼容性和可持续性,有助于避免资源错配和浪费。在此基础之上,对协同效益的分析有助于加深决策者对光伏与其他产业融合带来的多重效益的理解,如能源安全、环境保护、经济增长和社会福祉等,从而为决策者提供综合决策依据,推动项目成功实施。
尽管东非并不是非洲人口密度最低的区域,但向农村及偏远地区扩展电网的成本仍然过高,使得分布式能源系统(离网和微电网)成为大多数农村社区最为经济可行的供电方案。根据国际能源署的预测,到2040年,撒哈拉以南非洲的电力需求将增长三倍。东非地区在未来几十年内也将面对大规模电力增长需求,但若想改善该地区电力可及性问题,大幅增加电力投资、区域合作和电网互联互通、提升能源管理效率将是主要措施。与此同时,东非地区正面临严峻的粮食与水资源安全挑战。该区域大量人口依赖雨养农业,粮食供应不足风险居高不下。气候变化导致干旱频发,致使农作物减产,进一步加剧了农业生产危机。
在此背景下,光伏加农业系统展现出多重协同效益:可为当地提供清洁能源,降低对生物质燃料的依赖,提升能源安全水平;创造就业岗位并提升技能,提高居民收入水平;通过推广农业技术和优化光伏组件布局,增强农作物抵抗恶劣气候条件的能力并提高产量。
光伏加农业系统模式的显著特征在于能源投资与农业生产共享同一地理空间,这意味着光伏设施的部署必须深度融入区域土地管理系统,建立高效的土地纠纷调解机制,将成为项目顺利实施的重要保障。在东非规模化推广光伏加农业项目,亦需构建灵活、创新且协同的监管和激励框架。同时,光伏加农业方案的实施需在土地分配、作物选育、光伏设备运维及灌溉仓储设施配套等环节实现本土化适配。
东南亚地区因兼具大规模水产养殖与可再生能源发展需求,成为光伏加渔业项目投资的理想试验场。东南亚水产养殖业发展迅猛,全球影响力显著。数据显示,1990-2020年间,东南亚水产养殖面积从5200平方公里激增至超2万平方公里。2010年代中期,区域年产量约2250万吨,至2020年,产量已增至3000万吨。
东南亚推广光伏加渔业系统的另一优势在于快速扩张的光伏制造产能。柬埔寨、印尼、马来西亚等国家已形成区域性光伏制造集群,这主要得益于许多中国光伏龙头企业在东南亚设立生产基地。东南亚具备工业基础设施完善、技术工人充足、市场环境稳定等综合优势。这些因素使该地区成为光伏组件的重要生产基地,也为光伏加渔业项目的设备供应与成本控制提供了有利条件。同时,光伏加渔业系统等创新光伏应用模式也有望加速区域产业链升级进程。
尽管光伏加渔业系统在东南亚潜力显著,其技术、资金与监管障碍也不容忽视。
东南亚尤其湄公河流域属热带湿润气候,台风、暴雨、洪水等自然灾害对光伏渔业项目的工程设计提出了较高要求。在沿海地区,盐度和腐蚀性环境也是一大挑战,高温高湿的气候条件可能加速光伏设备老化。因此,为适应沿海地区的复杂环境因素,光伏加渔业系统的材料选择、结构加固和热管理都需针对性优化。项目建设者需要因地制宜,在多种技术路线中做出最优选择。
但光伏加渔业系统的前期投入较高,这为无法接入电网的经营者带来更为严峻的挑战。如何获取可负担的融资渠道与政府补贴,成为推动该模式在小微经营者中普及的关键。多样化融资策略或可解决部分问题。区域龙头企业可将光伏加渔业项目纳入ESG(环境、社会、治理)战略,推动可持续转型;政府则可通过补贴政策撬动私营投资;部分欠发达国家则更依赖外部资金支持。针对小微经营者抵押物不足、融资利率高等痛点,需创新金融工具,探索小微金融与社区互助信贷机制,与传统发展融资形成互补。
除资金激励外,政府需着力破除监管壁垒。多数光伏加渔业项目需分别满足能源和水产两个行业的监管要求,这种跨领域的属性导致了审批流程的复杂化。鉴于光伏加渔业系统涵盖集中式与分布式类型,需制定差异化的审批流程,例如制定专门的水上光伏开发指南,明确不同水体类型下项目选址、环评、工程安全的要求,使审批标准透明化。在政策完善之前,寻求试点项目的特殊审批绿色通道也是可行路径,通过试点先行来为后续法规制定积累经验。
六、弥补发展差距:加强发展中国家“光伏加”应用
大量实践表明,在合理的政策引导和市场机制下,“光伏加”模式能够实现快速部署,并产生显著的经济和社会效益。然而,当前发展中国家的光伏部署仍存在明显滞后。截止2023年,新兴市场国家(不包含中国)光伏累计总装机容量30.3亿千瓦,约为发达国家的一半,同时,新兴市场国家的光伏投资显著集中在少数国家,2014至2023年,光伏投资排名前15的新兴市场国家(不包含中国)吸引到的投资额占所有新兴市场国家的80%以上。绝大部分发展中国家的光伏部署与投资仍处于待开发阶段。
发展中国家对发展可再生能源表现出强烈意愿,然而实际进展与目标差距悬殊。根据彭博新能源2024年的调研统计,几乎所有发展中国家都设定了可再生能源发展目标;然而,仅有7%新兴市场国家达成了既定目标,另有9%新兴市场国家距离实现可再生能源目标有小幅差距,超过四分之三的国家与既定目标存在中等到较大差距。
公共政策承诺是推动“光伏加”发展的核心要素。从政策引导与激励、准入门槛设定、市场机制构建,到项目风险与收益的约束条件,政策为“光伏加”提供了系统性发展框架,直接影响其发展模式与规模。同时,优先发展模式的选择与政策引导方向,是决定“光伏加”能否有效协同促进多重可持续发展目标的关键因素。
在全球能源转型与可持续发展的背景下,多边公共投资、双边投资(双边政府合作机制)、国内公共投资三类主体形成 "顶层设计—跨界衔接—本土落地" 的立体化协同网络。三者以公共财政资金为纽带,通过目标嵌套、资源传导与政策共振构建有机整体,共同破解全球南方国家能源转型的系统性难题。
社会资本的多元化协同是破解“光伏加”项目资金瓶颈、释放综合价值的核心动能,需构建“慈善基金催化—私人资本主导—影响力投资联动”的分层融资体系,打通从公益属性到市场收益的全链条资金通道。
七、总结
“光伏加”适合南方国家的实际国情,为南方国家提供清洁能源,促进经济发展,应用前景广阔。但是“光伏加”在南方国家目前仍处于萌芽阶段,需要从各方面给予支持。因此南方国家可以考虑给予“光伏加”高度重视,依托现有的国际合作伙伴关系,广泛开展国际合作,推动“光伏加”的发展,并以此为基础,建立自己的光伏产业。
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编者:
刘炳材 中央财经大学绿色金融国际研究院研究员