首圖:Vena Energy Japan的35MW Ono光伏發(fā)電項目,位于Fukushimaprefecture,代表著日本發(fā)展大型光伏發(fā)電事業(yè)的決心。
2020年11月,聯(lián)合國秘書長Antonio Guterres向全球發(fā)出警告說:“科學(xué)界的結(jié)論是明確的”,如果不能在2030年之前將溫室氣體(GHG:greenhouse gas)排放量減少一半,并在2050年之前實現(xiàn)全球凈零碳排放,后果將是災(zāi)難性的。“與潛在的氣候危機(jī)相比,COVID-19危機(jī)只是小巫見大巫”,Guterres說。 在達(dá)成里程碑式共識的《巴黎協(xié)定》簽訂5年之后,秘書長Guterres對外公布:歐盟、日本和韓國以及其他110多個國家一道,共同承諾到2050年實現(xiàn)碳中和,而中國則是承諾到2060年實現(xiàn)碳中和。緊接著,美國總統(tǒng)拜登也宣布美國將重新回到巴黎協(xié)定。 就像拜登將氣候行動作為他上任后的第一個重大舉措之一一樣,日本首相菅直人在10月份就做出了這一份承諾。日本共有過兩次大規(guī)模推廣太陽能的措施,最早是在20世紀(jì)70年代歐佩克(OPEC)石油價格沖擊之后,然后是從2012年開始,即2011年3月日本發(fā)生地震和海嘯之后。 2012年,日本在所有規(guī)模以上的太陽能光伏發(fā)電項目中引入上網(wǎng)電價(FiT:feed in tariff)政策,最初設(shè)定的價格超過每千瓦40日元(0.38美元),從而引發(fā)了太陽能發(fā)電“淘金熱”。
據(jù)政府統(tǒng)計,該政策共批準(zhǔn)了74.3GW太陽能發(fā)電項目,其中68%(50.2GW)已投入使用。絕大多數(shù)核準(zhǔn)的2MW以下項目已經(jīng)建成并網(wǎng),其中97%的10kW以下的項目(即一般住宅)已經(jīng)建成并網(wǎng),而所有10kW至2MW容量的項目中,70%至80%已經(jīng)并網(wǎng)投產(chǎn)。 然而,對于2MW或者以上的光伏發(fā)電站,雖然共計21.9GW的項目已經(jīng)獲得批準(zhǔn),但只有42%的項目已經(jīng)投產(chǎn)(9.2GW)??偛课挥跂|京的行業(yè)分析公司RTS認(rèn)為,剩余12.7GW的項目大部分正在開發(fā)中,但目前還不清楚會怎么建設(shè)。那么,目前大型太陽能光伏開發(fā)商仍然面臨哪些挑戰(zhàn)呢? 爭取當(dāng)?shù)睾献魃?br />
Sonnedix Japan的董事代表Tomomichi Kageyama說,在日本開發(fā)項目可能相當(dāng)耗時。歐洲光伏開發(fā)商Sonnedix在全球擁有超過1GW的運(yùn)營資產(chǎn),并于2013年在東京開設(shè)了辦事處。它現(xiàn)在日本有250MW的安裝規(guī)模。
Kageyama說,這要得益于2020年的快速發(fā)展:與之形成反差的是,到2019年底,Sonnedix Japan在運(yùn)營項目規(guī)模還只有56MW。 去年新增的裝機(jī)規(guī)模歸功于收購在建項目的新戰(zhàn)略。Kageyama說,從早期階段開始,項目花費的時間比公司預(yù)期的要長,因為需要“長途跋涉”才能獲得政府部門的許可。 “在日本,當(dāng)?shù)匕l(fā)展問題非常具有挑戰(zhàn)性。在海外的大型基礎(chǔ)設(shè)施項目中,大多數(shù)由各國政府支持,”日本Baywa公司總裁兼代表董事Tatsuya Oura說。 在幾年前加入Baywa之前,Oura在日本和國際上開發(fā)并資助了多個行業(yè)的項目。他說,每個國家都存在基本風(fēng)險,但總的來說,大型項目往往能得到中央政府的大力支持。 “在日本,當(dāng)?shù)睾献鞣胶退饺藱C(jī)構(gòu)非常強(qiáng)大,他們擁有強(qiáng)大的權(quán)力。所以在這個意義上,我們需要得到他們的共識。” Baywa于2015年開始進(jìn)入日本,是日本光伏行業(yè)的后進(jìn)生。該公司去年委托并出售了國內(nèi)首個大型光伏項目,即位于日本南部九州的一個11.9MW、面積達(dá)24公頃的太陽能園區(qū)。隨后,作為最初100MW工程的一部分,又迅速建起了一個35MW的大型項目(如圖所示)。 市場不斷發(fā)展以適應(yīng)獨特的環(huán)境
總部位于新加坡的Vena能源公司活躍于亞太地區(qū)8個國家的可再生能源市場。獨立發(fā)電商(IPP)自2013年在日本開設(shè)辦事處以來,已經(jīng)拿下總共450MW大型光伏發(fā)電廠配額,從事開發(fā)到建設(shè)和運(yùn)營的所有工作。
圖二:Baywa Japan通過大阪燃?xì)夂腿毡鹃_發(fā)銀行(DBJ)將位于Kitaibaraki市的一座35MW Isohara太陽能項目出售給一家創(chuàng)業(yè)公司。
Vena能源日本公司(Vena Energy Japan)負(fù)責(zé)人Juan Mas Valor表示:“日本在場地收購、許可和建設(shè)方面相當(dāng)獨特。”我從來沒見過我們在日本做的那種建筑。日本是一個多山國家,而平坦地區(qū)都屬于我們不允許使用的稻田。因此,我們需要專注于找到正確的區(qū)域”,Juan Mas Valor說。 Juan Mas Valor從2013年開始在日本工作,在此之前他在美國和歐洲建造了光伏發(fā)電廠。他說,日本市場已經(jīng)發(fā)展成熟,隨著規(guī)模、經(jīng)驗和競爭力的提高,成本大大降低。 Juan MasValor說,2013年,一個“少數(shù)先鋒”的行業(yè)也出現(xiàn)了“玩家的進(jìn)化”。早期,參與的大型企業(yè)或機(jī)構(gòu)性企業(yè)并不多,后面才有越來越多的企業(yè)加入。 政策也在演變。政府已經(jīng)啟動了大規(guī)模太陽能拍賣,以取代上網(wǎng)電價政策。Vena能源日本公司(Vena Energy Japan)贏得了最近一次拍賣中授予的最大一筆合同,該公司擁有一座68MW的發(fā)電廠。 與其他國家最近的拍賣不同,它們并沒有被大量超額認(rèn)購。政府制訂了最高限價,并在降低成本方面取得了一些成功。分析公司RTS corporation指出,在11月針對容量為250kW或以上的系統(tǒng)舉行的投標(biāo)中,平均中標(biāo)價格為11.34日元。 “上一次拍賣價格為11日元,而且我們會看到價格將持續(xù)下降。太陽能將是最具競爭力的技術(shù),所以國家自然會越來越多地采用這種清潔技術(shù),因為最重要的是它也具有成本效應(yīng)”,Juan Mas Valor說。 在一開始,為了吸引本地和國際投資,需要進(jìn)行高價上網(wǎng)電價激勵。日本在這方面做得非常好,“現(xiàn)在機(jī)器開始運(yùn)作了”,Juan Mas Valor說。 盡管如此,拍賣過程還是出現(xiàn)了挑戰(zhàn)。不僅要求最高限價或價格競爭,還要求在參與拍賣前確保電網(wǎng)連接和合適的土地,這是針對250kW或以上規(guī)模的項目。超過30MW的項目需要展示環(huán)境影響評估過程的進(jìn)展。在拍賣前需要存入第一筆定金,第二筆定金則需要在中標(biāo)后存入。
Juan Mas Valor說,所有這些都可能成為企業(yè)參與的障礙。Sonnedix Japan和Baywa Japan都沒有參與拍賣,Sonnedix的Kageyama說。 Sonnedix Japan和Baywa Japan均未參與競拍,Sonnedix的Kageyama表示,該公司不排除在投標(biāo)中投入時間和資金,但找到土地并滿足其他標(biāo)準(zhǔn)“并不容易”。 Sonnedix Japan在2012年收購的項目都是過去幾年授予的高度契合項目。Kageyama說,這類項目對公司來說仍然是一項“有意義的投資”,Sonnedix正在努力收購的一些開發(fā)資產(chǎn)也是高關(guān)稅項目。 Tetsuya Oura證實,Baywa還在開發(fā)一系列的上網(wǎng)電價項目。拍賣計劃本身將很快被淘汰,作為替代機(jī)制—“上網(wǎng)溢價”政策仍在進(jìn)行中。我們還預(yù)計合作購電協(xié)議(PPA: power purchase agreement),甚至是直接與地方當(dāng)局簽署PPA,這將成為更大的趨勢。 我們所有的受訪者都熱衷于簽署長期合作PPA,他們說,與地方當(dāng)局簽訂PPA同樣是一個不錯的選擇,盡管這需要進(jìn)一步的監(jiān)管改革。 到2030年達(dá)到150GW?
在2050年實現(xiàn)碳中和目標(biāo)之前,日本預(yù)計將推出一個比目前目標(biāo)高22%-24%的2030年中期可再生能源目標(biāo)。日本環(huán)境大臣小泉純一郎去年表示,在下一個國家戰(zhàn)略能源計劃中,這一比例可能會提高到40%,雖然陸上和海上風(fēng)電的貢獻(xiàn)率將開始高于目前最低水平或根本不存在的水平,但太陽能光伏發(fā)電似乎將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。 RTS公司說,日本在2020年部署了8GW的太陽能項目,所有累計規(guī)模以上裝機(jī)量在70W左右。事實上,這家分析公司在去年的一次網(wǎng)絡(luò)研討會上指出,現(xiàn)有國家可再生能源目標(biāo)中的2030年光伏發(fā)電量目標(biāo)約為64GW,在2019年至2020年期間的某個時間已經(jīng)超額完成。 RTS認(rèn)為還將有個更加雄心勃勃的并將對完全脫碳或碳中和做出有意義貢獻(xiàn)的新目標(biāo)會被提出。即到2030年裝機(jī)容量將突破150GW。從該公司對市場的模擬分析來看,即使是一切按目前的速度前進(jìn),日本到2030年也將達(dá)到130GW左右,而在“加速場景”下,日本將達(dá)到160GW。 日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大臣Kagiyama去年表示,日本將致力于最大限度地利用可再生能源和核能,未來還將支持氫能等新能源。人們還期望放寬一些土地使用和許可的規(guī)定,允許在廢棄的農(nóng)業(yè)用地和一些國家公園開發(fā)太陽能和風(fēng)能。 Sonnedix日本的Tomomichi Kageyama說:“有很多方法可以提高可再生能源的安裝規(guī)模,尤其是太陽能。”最近幾年,政府看起來并沒有顯著地促進(jìn)可再生能源的發(fā)展。在過去的幾年里,他們對上網(wǎng)電價法做了很多修改,還引入了一些針對太陽能的法規(guī),因為他們擔(dān)心,對太陽能的投資增加太多,補(bǔ)貼隨之增加,會給民眾(支付)帶來太多負(fù)擔(dān)。” JuanMas Valor說Vena Energy Japan與FiT合同的項目組合預(yù)計將最終敲定,“許多項目現(xiàn)在已經(jīng)在建設(shè)中”。他說,能夠開發(fā)新的項目將非常重要。 “我們希望繼續(xù)幫助日本實現(xiàn)零碳排放的目標(biāo),因此,重點是繼續(xù)開發(fā)新項目。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省(METI)已經(jīng)在討論新的商業(yè)模式,例如采用FIP結(jié)構(gòu)。我們在這里是為了在可再生能源方面繼續(xù)長期支持日本,因此我們需要繼續(xù)開發(fā)項目。” 預(yù)計上網(wǎng)電價將是一種合同結(jié)構(gòu),它將在發(fā)電商從批發(fā)市場或購電協(xié)議獲得的價格基礎(chǔ)上支付一定的額外費用,而不是上網(wǎng)電價所規(guī)定的千瓦固定費率。Mas Valor說,隨著“大量的討論”正在進(jìn)行中,該行業(yè)正得到“越來越多的信息,它將如何落實。”他說,雖然目前尚不清楚該政策的具體內(nèi)容,但日本Vena能源公司將“樂于繼續(xù)開發(fā)這些(新)計劃的項目”。 支持不一定意味著直接補(bǔ)貼,它也可以是改變或更新規(guī)章制度,以實現(xiàn)積極的變化。Sonnedix Japan的Kageyama說,F(xiàn)iT方案結(jié)構(gòu)的不靈活性阻止了公司將安裝在現(xiàn)場的組件更換為更新、更大的組件,從而提高產(chǎn)量和效率。 “在合適的計劃中,我們不能增加(太陽能發(fā)電廠的)產(chǎn)能。因為如果我們增加關(guān)稅站點的容量,我們將獲得更多的利益。”但是很多技術(shù)已經(jīng)得到了改進(jìn),“自從FiT八年前推出以來,單個光伏組件所能產(chǎn)生的電力容量已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。即使是擴(kuò)大產(chǎn)能部門的批發(fā)電價也足以激勵人們以這種方式重新供電或升級發(fā)電廠”。 解決電網(wǎng)容量問題
可用電網(wǎng)容量不足是日本大型太陽能開發(fā)商面臨的一大技術(shù)和發(fā)展挑戰(zhàn)。對于Sonnedix Japan來說,在尋找新項目時,這是主要的挑戰(zhàn),Kageyama再次表示,改變相關(guān)法規(guī)可能會有所幫助。 “有人說,實際上已經(jīng)有足夠的能力,但在緊急情況下,相當(dāng)大的一部分能力是閑置的。目前還沒有運(yùn)行的核電站也有所需的容量(因為福島核電站已經(jīng)關(guān)閉了日本的大部分核電站),但它們需要這樣的容量。” BaywaJapan的Tetsuya Oura說,日本11個地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)營商中的大多數(shù)(他們也是日本的地區(qū)壟斷公共事業(yè)供應(yīng)商)至少在地圖上顯示了可用的電網(wǎng)容量。然而,每個公用事業(yè)公司使用不同的方法來計算容量。 他說,政府真在主導(dǎo)提高透明度的舉措是積極的,而這種情況可以通過政策制定者、公用事業(yè)公司和可再生能源行業(yè)之間的合作來解決。 VenaEnergy 的Juan Mas Valor也認(rèn)為“電網(wǎng)存在很多限制因素,”“阻礙了開發(fā)更多項目的可能性”。他也意識到,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省正在努力改變這種狀況,包括取消計劃中的太陽能項目的FiT合同,這些項目看起來不太可能進(jìn)行,但電網(wǎng)容量已經(jīng)預(yù)留。在過去一年左右的時間里,已經(jīng)討論了“幾項對策”來試圖解決這個問題,但要看到效果還需要一段時間。 VenaEnergy也已經(jīng)在日本的項目中安裝了雙面組件這同樣可以提高發(fā)電效率。Sonnedix Japan和Baywa尚未在其國內(nèi)項目中使用雙面組件,但都在積極研究未來項目的技術(shù)。Baywa日本公司的首席運(yùn)營官Jean-Francois Rebeille說,他們將使用該技術(shù)的一個項目還沒有最終“敲定”,但它“肯定已經(jīng)被拿到桌面上討論了”。 “尺寸和組件類型的選擇空間都是非常大的,我們總是在性能和成本的權(quán)衡方面尋找最新的最佳選擇。您在項目開始時所做的假設(shè),以及最終選擇、購買和安裝的實際組件可能都會有很大的不同。開發(fā)周期可能需要幾年。我們在下訂單的時候選擇最好的技術(shù),這可以包括雙面—我們也在全球范圍內(nèi)使用這些技術(shù)。” Rebeille說,Baywa也在積極研究浮動太陽能的機(jī)會:“日本已經(jīng)在浮動光伏方面做了很多工作。目前還有好多水資源可以利用。無論是獨立開發(fā)還是與可能有池塘或與其活動相關(guān)的水庫的工業(yè)場地進(jìn)行合作。就規(guī)模而言,我們不是在談?wù)?ldquo;MW太陽能”,幾十MW的安裝容量,盡管可能會有一些相當(dāng)好的規(guī)模項目。
蓄電池在未來的作用
電池儲能在未來可能發(fā)揮更大的作用。電池還沒有提供頻率調(diào)節(jié)和其他輔助服務(wù)的市場機(jī)會,盡管Baywa的Jean-Francois Rebeille認(rèn)為這將改變,這取決于電網(wǎng)運(yùn)營商的要求。他還認(rèn)為,混合可再生能源和儲能項目是應(yīng)對許多挑戰(zhàn)的“整體”答案,這些挑戰(zhàn)包括增加可再生能源對能源結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn),無論是太陽能還是風(fēng)能。 “會有越來越多的討論,你在投入可再生能源,但是你能在不用的時候存儲能量,或者在需要的時候釋放能量嗎?現(xiàn)在還處于早期階段:日本需要做很多事情來加速這種轉(zhuǎn)變。但對我們來說,我們確信儲能將成為我們必須提供的一部分。” Sonnedix日本公司的Tomomichi Kageyama說,儲能“可能成為日本下一階段大規(guī)模開發(fā)太陽能發(fā)電的推動力。”目前,電池儲能成本仍然相當(dāng)高,該國唯一一個要求對可再生能源進(jìn)行任何形式儲能的地區(qū)是北海道北島,該島電網(wǎng)擁擠,與該國其他地區(qū)的互連有限。 “我們必須考慮投資,但我們也需要確保投資有良好的回報,”Kageyama說。儲能成本還不是那么“合理或便宜”,對儲能的強(qiáng)制性要求并不能使投資更有利可圖。然而,他說索尼日本公司也希望在日本安裝儲能設(shè)備。 Vena能源公司正在南澳大利亞建設(shè)一個150MW的電池項目,Juan Mas Valor說,日本團(tuán)隊將密切關(guān)注。他說,澳大利亞已經(jīng)有了儲能業(yè)務(wù)案例,對電網(wǎng)輔助服務(wù)的迫切需求也越來越大。一旦可再生能源的普及率上升,日本也將做到這一點。 Baywa的Jean-Francois Rebeille說,縮減可再生能源的使用可能會成為另一個儲能可以解決的更大問題。“我們得看看縮減的情況。這就意味著儲能可以讓你儲存能量,并在正確的時間將其傳回電網(wǎng)??s減將成為需要考慮的重要因素。”
圖三:2020年12月Sonnedix Japan拿下了這座55.6MW的項目。該項目將持續(xù)獲得上網(wǎng)電價FiT補(bǔ)貼到2037年。
長期承諾
太陽能將需要在日本的碳中和目標(biāo)中發(fā)揮重要作用。日本首相菅直人和其他政府部長也承認(rèn),低碳轉(zhuǎn)型是經(jīng)濟(jì)活動的主要驅(qū)動力,歐盟和美國拜登哈里斯政府也持有相同看法。我們所有的受訪者都在日本做長期生意,希望繼續(xù)為這些目標(biāo)做出貢獻(xiàn),與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)接觸,開設(shè)當(dāng)?shù)剞k事處,培訓(xùn)當(dāng)?shù)貑T工。
“不僅政府的舉措,企業(yè)部門的雄心壯志也將成為關(guān)鍵因素,”Baywa的Tetsuya Oura說我們現(xiàn)在看到越來越多的公司表現(xiàn)出了推廣環(huán)保和加入RE100的意愿。越來越多的公司與我們聯(lián)系,討論我們支持其可再生能源轉(zhuǎn)變的可能性。有許多公司愿意增加可再生能源的使用,但他們不熟悉項目本身的開發(fā)或建設(shè)。從這個意義上說,他們將把創(chuàng)新項目的開發(fā)外包給像我們這樣的“外部機(jī)構(gòu)”。這是我們正在考慮的未來活動的核心部分。” Jean-FrancoisRebeille說,Baywa確信日本政府、企業(yè)和其他利益相關(guān)者意識到太陽能能夠在國家能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。將國家可再生能源目標(biāo)提高到40%,需要依靠海上風(fēng)電開始發(fā)揮作用,但這是一項“繁重、長期的努力”,而部署太陽能則相對快速和廉價。他說,人們現(xiàn)在正在仔細(xì)監(jiān)測不同的利益相關(guān)者將如何處理諸如獲得土地、競爭成本和設(shè)計適當(dāng)?shù)墓举忞妳f(xié)議結(jié)構(gòu)等問題。 “Vena能源于2013年來到日本,待了很長一段時間。我們是一個長期的參與者。我們已經(jīng)用大量的項目證明了這一點,我們已經(jīng)成功地開發(fā)、建造和運(yùn)營了這些項目。” “最后但并非最不重要的一點是,我們始終堅守對當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的支持。無論我們?nèi)ツ睦锝ㄔO(shè)項目,我們都會確保我們能參與到當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)中去,如果他們需要什么,我們會幫助他們。”
原標(biāo)題:日本脫碳:大規(guī)模太陽能光伏的挑戰(zhàn)與機(jī)遇