《通货膨胀削减法案》(IRA)包含了美国历史上最雄心勃勃的气候投资政策。这项法案包括数十亿美元的税收减免和其他激励措施,旨在促进美国太阳能和其他可再生能源技术的生产和应用,这将有助于推动国内太阳能光伏市场的发展。
然而,即使在IRA通过之前,这一市场也在以强劲的速度增长。根据美国能源信息署的数据,从2015年的5.7GWac到2022年的17GWac,美国年光伏装机总量增长了两倍。美国RE+展现场直击:全球光储龙头齐亮相!
即便2016-2020年,美国总统及其政府积极反对鼓励可再生能源发展的措施,但这一增长仍得以实现。美国太阳能光伏发电市场在此期间仍能保持增长,因为这种投资具有可观的商业价值。
太阳能光伏发电在环境和能源可靠性方面的优势在于,它在发电时不排放温室气体,即使在电网停电时,也能为用户供电,这是其增长的两个原因。但归根结底,公司和家庭继续投资太阳能光伏发电的主要原因是经济因素——太阳能光伏发电为他们带来了丰厚的投资回报。
现在,随着IRA中包含的新太阳能长期激励措施进一步提高了美国太阳能光伏投资的回报(并降低了风险),研究公司Wood Mackenzie预测称,这一市场将在未来五年迅速增长,美国太阳能装机总量将从现在的142GW增至2028年的378GW。
Heliene公司是在美国扩大太阳能光伏产能的公司之一。最近,公司在明尼苏达州IronRange地区扩建了一座420MW工厂
可能放缓美国太阳能光伏市场增长的障碍
虽然IRA为美国太阳能市场未来十年的快速发展提供了肥沃的土壤,但过去十年中,阻碍这一发展的数个障碍依然存在。
如果太阳能光伏制造商、开发商和安装商、政府决策者、电力公司和其他主要行业利益相关方希望不仅继续发展美国太阳能光伏市场,而且充分利用IRA的新激励措施,他们就需要解决这些障碍。
具体来说,这些利益相关方需要通过解决可能阻碍太阳能光伏市场在未来十年发展的三个障碍,更好地重建太阳能光伏市场:
-供应链问题,可能会限制太阳能开发商和安装商及时获得满足日益增长的客户需求所需的太阳能组件的能力。
-劳动力问题,可能导致太阳能制造商、开发商和安装商无法招聘和留住制造和部署数百GW新太阳能光伏电力容量所需的技术人才。
-输电问题,这使太阳能光伏发电系统难以可靠、经济地将其产生的电能传输给消费者。
障碍1:过度依赖亚洲太阳能光伏制造商
未来十年,美国太阳能市场面临的最大风险之一是,全球太阳能光伏制造供应链无法提供足够的太阳能组件以可靠地满足国内需求。
造成这种风险的一个主要原因是,目前,中国这一个国家占据了全球太阳能组件制造市场所有阶段80%的份额。
如果美国与中国或其他亚洲太阳能光伏制造商的联系因为地缘政治紧张局势、新的疫情、自然灾害或其他事件受到阻碍或被切断,美国太阳能光伏下游市场的发展就会停滞不前。
俄乌冲突导致俄罗斯天然气和石油进口减少,引发了欧洲最近的能源危机,这生动说明了过度依赖单一国家或地区的基本商品不仅会扰乱市场,而且会扰乱整个经济。
2021年,美国新增太阳能电力容量比新增天然气电力容量翻了一番
解决方案:多元化、"友商定制"的太阳能光伏供应链
过去几年,通过提高国内太阳能光伏设备产能,美国在缓解对亚洲太阳能光伏设备供应的过度依赖方面已经取得了一些进展。例如,根据NREL的数据,美国c-Si太阳能组件的产能从2018年的不到0.5GW增至2022年的近2.5GW。
此外,IRA还包含了一项产业政策,其中包括鼓励美国太阳能光伏制造业进一步发展的强有力的激励措施。研究表明,这些清洁能源制造业激励措施将在未来十年促进美国太阳能光伏制造业的发展。
例如,美能源部2022年2月的一份报告预测,如果联邦投资(如IRA中的投资)到位,在美国本土的太阳能组件产能将在两年内达到10GW,三年内达到15GW,五年内达到25GW。这些预测正在得到证实——自IRA通过以来,已有公司宣布计划在整条太阳能光伏供应链中建立产能,其中包括26家独立的新制造厂。
然而,这种新的产能可能不足以满足未来美国国内光伏组件的需求。此外,太阳能光伏供应链的上游领域尤其需要投资以支持产业回流。例如,根据WoodMackenzie的数据,至2026年,美国国内生产的太阳能电池将仅能满足已公布的国内组件产能的33%。
要想确保太阳能光伏供应链的安全,美国太阳能光伏组件制造商就需要可靠地获得太阳能电池及其产品中使用的其他组件和材料,包括硅片、多晶硅锭和多晶硅原料本身。
这样一条安全的供应链需要现有美国公司将其业务扩展到太阳能市场,以及在美国成立新公司来生产太阳能组件的部件,这种情况已经在发生。直至最近,美国还没有公司生产用于太阳能组件封装和背板的两种聚合物。不过,目前有两家公司——Endurans和HBFuller——正在美国为太阳能光伏组件制造商生产这些聚合物。
这还需要与加拿大、墨西哥和其他友好国家以及美国盟国的公司合作,生产太阳能光伏组件的关键部件。例如,太阳能光伏组件中使用的绝大多数太阳能玻璃都来自中国、马来西亚和印度的公司。一家加拿大公司CPS于今年5月宣布,它正在Manitoba省建厂以在加拿大生产这种类型的太阳能玻璃,这是北美第一家此类规模的工厂。
在这种多元化的、友商太阳能光伏供应链战略中,我们可以从在美国运营的公司或我们的亲密盟友那里采购生产太阳能组件所需的所有组件和材料,从而降低地缘政治紧张局势、自然灾害或类似事件扰乱美国下游光伏市场的风险。
此外,多元化的友商供应链战略还能降低运输成本,简化供应链物流,降低太阳能光伏制造的碳足迹。
至2026年,美国制造的太阳能电池将占已公布的国内组件产能的33%。制造商需要可靠地获得太阳能电池及其产品中使用的其他组件和材料以满足需求
障碍2:缺乏大量熟练的太阳能光伏劳动力
发展横跨美国及其亲密盟国的多元化太阳能光伏制造供应链将有助于为美国太阳能光伏下游市场提供所需的可靠组件供应,最大限度实现增长。
然而,如果美国没有能够制造太阳能光伏设备或部署太阳能光伏系统的庞大熟练劳动力,那么这条供应链可能就无法充分发挥作用。
这就是美国太阳能光伏产业及其主要利益相关方必须推动扩大美国太阳能光伏劳动力和培训的原因。即使在IRA通过之前,美国的太阳能劳动力也在不断增长。
据州际可再生能源委员会报告,截至2021年12月,这一行业支持了25.5万个工作岗位,比2020年增长了9.2%。但随着IRA的通过,这一劳动力队伍将需要加速增长。根据SEIA最近的一项研究,太阳能和储能行业需要在未来十年推动其劳动力队伍增长一倍。
解决方案:提高太阳能工人的薪酬、扩大招聘和加强培训
对美国太阳能光伏制造商、开发商和安装商来说,招募并留住支持快速发展所需的技术人才的一个方法很简单——提高薪酬。
现在,许多工作都能为员工提供灵活的时间安排和在家工作的机会,要想吸引那些愿意到太阳能光伏制造厂上早班、夜班、或爬上屋顶安装太阳能组件的员工,太阳能公司就必须为员工提供有竞争力的薪酬和全面的福利。
他们还需要将招聘工作扩大到目前在太阳能光伏劳动力中未被充分代表的群体中,尤其是女性。例如,根据IREC的数据,在2021年的太阳能从业人员中,女性仅占不到30%,而女性占美国整体劳动力的47%。
妇女和其他未被充分代表的群体可以为太阳能光伏产业提供许多支持其快速发展所需的熟练工人。但是首先,太阳能行业的公司需要向这些群体证明,他们正在积极努力,使自己的企业文化更具包容性,使自己的员工队伍更加多元化。
最后,美国太阳能光伏产业需要加强与高中、职业学校、社区学院和其他教育机构在学徒制和其他培训项目上的合作。如果没有这样的合作伙伴关系,这一行业将很难招聘到快速高效发展所需的大量熟练初级工。
为太阳能光伏行业工人提供良好的工资和福利,扩大太阳能光伏产业对妇女和其他未被充分代表的群体的招聘,以及推出新的机电一体化、电气学徒制及其他培训计划,这些都需要对太阳能光伏产业进行大量投资。然而,从长远来看,这些投资将为美国太阳能光伏市场建立一支庞大的、训练有素的劳动力队伍以发挥其潜力。
障碍3:支离破碎的输电系统
多元化的太阳能光伏供应链和大量熟练的太阳能劳动力将帮助美国太阳能产业充分利用IRA中包含的激励措施。然而,仍有一个问题可能会阻碍这一不断增长的市场。
这就是美国长途电力传输系统拼拼凑凑、非优化的状态。目前,该系统的运行支离破碎,西部电网、东部电网和德克萨斯州电网各自为政,相互之间几乎没有联系。这些电网也被细分,由大量不同的运营商管理这些电网的不同部分。
这种分割状态难以利用现有的美国电网基础设施将电力从发电地区输送到需要的地方。这也使建设新的电网基础设施的工作变得复杂,而新的电网基础设施可以将清洁、低成本的太阳能电力输送到电力昂贵或容量有限的地区。
解决方案:全国远距离输电系统
有迹象表明,输电运营商正在清醒地认识到,清洁能源经济需要一个全国性的远距离输电系统以优化支持清洁能源发电。
例如,最近获批的Champlain Hudson Power Express输电线路(CHPE)将帮助从魁北克的水电设施向纽约市的能源消费者输送1250MW的清洁能源。但是,要更新美国的长距离输电系统,支持由太阳能和其他形式的清洁能源驱动的经济,还有很多工作要做。
要让地区输电管理机构、州和地方政府以及电力公司共同努力,开发并实施一个全面的全国输电系统,使太阳能和其他类型的清洁能源能够从许多最适合发电的农村地区高效传输到能源需求较高的人口密集地区,这将是一件非常困难的事情。普林斯顿大学领导的REPEAT项目最近进行的一项研究显示,如果我们仅以每年1%的速度扩大输电,2030年IRA可能带来的减排量将损失80%;如果输电增长速度限制在每年1.5%,则可能损失约25%。
随着IRA的通过,太阳能和其他类型的可再生能源在与化石燃料的战争中赢得了一场重要战役。但是,除非太阳能产业及其利益相关者确保清洁能源能够以可承受的价格、可靠地从生产地传输到需要的地方,否则太阳能、风能和其他可再生能源最终赢得取代化石燃料之战的那一天将会推迟到来。
美国太阳能光伏市场的快速增长将加速向清洁能源经济的过渡
上述供应链、劳动力和输电问题并不是未来十年可能放缓美国太阳能光伏市场增长的唯一障碍。但是,如果太阳能光伏产业及其主要利益相关方能够解决这些供应链、劳动力和传输障碍,他们就能更好地重建市场。
这样一来,他们不仅能最大限度地利用IRA促进太阳能光伏市场的发展,还能加速完全由清洁可再生能源驱动的美国经济的发展。
原标题:需求378GW!美国本土光伏供应链挑战与机遇