加快发展碲化镉光伏推动城市电力供给结构调整

　　作者：宁方伟（中组部博士团第16批四川团团长）

　　发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点，必须继续做好创新这篇大文章。新质生产力之“新”，核心在于以科技创新推动产业创新，以新的“增量”方式塑造国际竞争新优势。随着全球新一轮科技革命和产业变革所孕育的以人工智能为代表的新质前沿性、颠覆性技术已经处于产业化加速转化期，随之而来的大规模能源需求，特别是城市电力供给已经成为制约其进一步发展的关键因素，亟待寻找有效解决方案，以满足所需并实现优化配给。

　　位于上海自贸试验区临港新片区的世界顶尖科学家论坛永久会场，被誉为全国最大的超低能耗公共建筑。资料照片

　　人工智能的广泛应用对电力供给带来严峻挑战

　　随着科技的迅猛发展，全球范围正如火如荼地开展以智能革命为特征的第四次工业革命。人工智能加速了传统产业转型升级，实现质量变革、效益变革和动力变革，重塑工业的基础再造、生产和服务模式创新等各个环节，引领着新型工业化发展。在规模效应驱动下，人工智能大模型参数和数据量的持续增长使得算力需求急剧攀升，算力基础设施春笋般纷纷涌现，海量服务器昼夜不息运行，这对电力支撑保障提出了更高的要求。据报道，人工智能领域的里程碑式大语言模型GPT-3进行一次训练所需的电力消耗就高达1287兆瓦时，这一耗电量大致等同于1000辆特斯拉电动汽车行驶60万英里所需的电能总和。围绕人工智能发展，特斯拉公司首席执行官马斯克发出“下一个短缺的将是电力”的预警。可以预见，人工智能的尽头是算力，而算力的尽头是电力。电力供给的稳定性与效率，直接影响着人工智能的进步速度，这对于各国建立科技与产业竞争优势具有决定性意义。

　　具体而言，从国际看，富国银行分析报告指出，美国预计将在2030年面临20%的电力需求增长。其中，仅人工智能所需的数据中心预计将带来约323太瓦时（1太瓦时等于10亿千瓦时）的新增电力需求，这一数字相当于纽约市目前年用电量的近7倍。国际知名能源期刊《焦耳》预测，到2027年，全球新制造的服务器以及与人工智能相关的电力消耗可能会增至854亿至1340亿千瓦时，数据中心的电力需求预计将以15%的复合年增长率迅速上升。从国内看，公开数据显示，截至2023年，我国全社会用电量已达到9.22万亿千瓦时。根据预测，2035年至2040年间，我国用于智算中心的电力将远超全社会用电量的10%。因此，提升能源供给侧效率和能力，切实补齐电力需求缺口，成为应对日益严峻能源挑战的重要手段。

　　为优化我国能源布局，缓解东部沿海经济活跃区域的能源供需紧张状况，我国已经实施了西气东输、西电东送、东数西算等一系列重大工程。面对经济社会高质量发展的客观现实需要，深化能源结构的转型升级和系统性优化，积极探索多元化、高质量的能源发展路径势在必行。

　　碲化镉光伏具备应对能源紧缺问题的突出优势

　　相较于煤炭、石油、天然气等传统能源的有限性，太阳能、风能、水能等绿色可再生能源具有无限潜力。这些绿色可再生能源不仅有助于增强能源供应的稳定性，降低对进口化石能源依赖，满足日益增长的能源需求，而且能够从源头上减少二氧化碳等温室气体的排放，加快实现“双碳”目标。其中，太阳能光伏不受地理位置、气候条件限制，发电设备安装、运维成本较低，具有广阔应用前景。2019年，联合国马德里气候变化大会发布了《中国2050年光伏发展展望》报告，预计到2050年，中国光伏发电总装机规模将达到5万亿瓦，光伏将成为中国第一大电力来源，约占当年全国用电量的40%左右。

　　作为能源领域新质生产力的代表，碲化镉光伏属于最新一代光伏技术，主要依靠在玻璃或柔性衬底上沉积多层碲化镉薄膜形成光伏器件。相较第一代晶硅光伏，碲化镉光伏拥有如弱光发电性能好、产品面积大、温度系数低、热斑效应小、安全性能高、长期衰减低、碳足迹最小、可灵活定制等诸多比较优势，总体明显优于第一代光伏。2022年8月，美国能源部宣布斥资10亿美元成立“碲化镉发展联盟”，旨在扩大其国内碲化镉光伏材料和组件生产，开发产品新市场，增强国际竞争力。深耕碲化镉光伏多年的全球最大生产商——美国First　Solar公司去年7月宣布，计划在美国投资11亿美元建立第五家工厂，进一步扩大其产能。预计到2026年，该公司美国铭牌制造能力将达到约140亿瓦，全球份额超过56%。

　　国内该领域的研发和生产也在迎头赶上，如在其产业链链主企业成都中建材光电材料有限公司的带动下，国内相关产品目前已经涵盖仿大理石、彩色透光、彩色不透光、中空透光、光伏瓦等多个系列，广泛应用于城市广场、公园、道路、围墙、楼宇等场景，通过用发电建材替代传统建材，将上述原本需要耗能的公共基础设施赋能为一个个城市微电站，继而形成分布式城市微电网，为生产、生活提供可再生绿色能源。这既增加了保值增值发电新资产，分享发电收益，又可形成城市新能源供应新体系，促使城市能源供给结构深刻调整。在被誉为全国最大的超低能耗公共建筑——上海世界顶尖科学家“WLA科学社区”项目中的两座酒店塔楼及其裙房共约9.7万余平方米的幕墙，采用该公司一体化设计后，每年可节电230万度，相当于节约标准煤283吨。

　　大力推动碲化镉光伏应用助力城市高质量发展

　　推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。“十四五”期间，国家密集出台系列扶持政策，鼓励“光伏+”与建筑、交通、工业等场景的进一步融合。国家发展改革委出台的《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》提出，要探索电力网和数据网联动建设、协同运行机制，引导清洁能源开发使用，探索跨省能耗和效益分担共享合作。工业和信息化部出台的《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》明确，鼓励企业探索建设分布式光伏发电等配套系统，引导新型数据中心向新能源发电侧建设，就地消纳新能源。

　　碲化镉光伏在城市大规模应用，可带来5个方面好处：一是创造电力依托城市载体生产的可观增量，改变传统上电力由郊外输送至城市、由西部输送至东部的远距离平衡输送模式，缓解当前城市电力供应紧张局面，优化未来全国城市电力供给结构。二是促进电力就近消费，满足人工智能等大规模实时计算的电力需求，支撑科技创新向数字资产成果的落地转化。同时，助力解决大量新能源汽车充电刚需。三是将城市大量道路、建筑外墙、厂房等“闲置资源”赋能为“发电资产”，创造和分享发电收益，为地方政府化解债务问题提供新的解决路径。四是通过海量分布式部署，有效提升城市应对极端气候条件等方面的韧性。四是调动将海量光伏点位的发电并网，大众皆为电力的生产者和消费者，从经济角度上提升城市居民生活品质和全民共同富裕成色。五是带动国家光伏产业实现质的有效提升和量的稳步增长，助力抢占大国能源竞争的优势地位，保障国家能源安全。

　　为实现以上目标，需在以下三方面深化要素保障：

　　一是深化政策体系支撑。全面优化清洁生产评价体系，明确光伏设备及产品升级与退役标准，对采用碲化镉光伏技术的单位实施财政补贴或税收优惠政策。同时，针对大规模设备更新改造涉及的关键行业，制定并落实相关扶持政策，以提升光伏供应链产业链的稳健性，并强化原材料供应端的监管与调控。

　　二是增强研发创新能力。加大碲化镉光伏技术的研发投入，建立国家级重点实验室，鼓励产学研用深度融合，通过校企联合、院企合作等方式，集中力量攻克光电转换效率提升、原材料高效提取等核心技术难题。

　　三是完善基础设施建设。加快推进城市电网改造和老旧小区电力设施升级，前瞻布局超级充电桩体系，优化发电并网和就地消纳条件。同时，设立绿色信贷和专项基金，引导金融机构为碲化镉城市光伏项目提供资金支持，探索光伏资产证券化途径，利用发行绿色债券等方式拓宽融资渠道。同时，鼓励社会资本广泛参与此类项目的投资建设与运营管理，以形成多元化、可持续的投融资机制。