加快發展碲化鎘光伏推動城市電力供給結構調整

　　發展新質生產力是推動高質量發展的內在要求和重要著力點，必須繼續做好創新這篇大文章。新質生產力之“新”，核心在于以科技創新推動產業創新，以新的“增量”方式塑造國際競爭新優勢。隨著全球新一輪科技革命和產業變革所孕育的以人工智能為代表的新質前沿性、顛覆性技術已經處于產業化加速轉化期，隨之而來的大規模能源需求，特別是城市電力供給已經成為制約其進一步發展的關鍵因素，亟待尋找有效解決方案，以滿足所需并實現優化配給。

　　人工智能的廣泛應用

　　對電力供給帶來嚴峻挑戰

　　隨著科技的迅猛發展，全球范圍正如火如荼地開展以智能革命為特征的第四次工業革命。人工智能加速了傳統產業轉型升級，實現質量變革、效益變革和動力變革，重塑工業的基礎再造、生產和服務模式創新等各個環節，引領著新型工業化發展。在規模效應驅動下，人工智能大模型參數和數據量的持續增長使得算力需求急劇攀升，算力基礎設施春筍般紛紛涌現，海量服務器晝夜不息運行，這對電力支撐保障提出了更高的要求。據報道，人工智能領域的里程碑式大語言模型GPT-3進行一次訓練所需的電力消耗就高達1287兆瓦時，這一耗電量大致等同于1000輛特斯拉電動汽車行駛60萬英里所需的電能總和。圍繞人工智能發展，特斯拉公司首席執行官馬斯克發出“下一個短缺的將是電力”的預警。可以預見，人工智能的盡頭是算力，而算力的盡頭是電力。電力供給的穩定性與效率，直接影響著人工智能的進步速度，這對于各國建立科技與產業競爭優勢具有決定性意義。

　　具體而言，從國際看，富國銀行分析報告指出，美國預計將在2030年面臨20%的電力需求增長。其中，僅人工智能所需的數據中心預計將帶來約323太瓦時（1太瓦時等于10億千瓦時）的新增電力需求，這一數字相當于紐約市目前年用電量的近7倍。國際知名能源期刊《焦耳》預測，到2027年，全球新制造的服務器以及與人工智能相關的電力消耗可能會增至854億至1340億千瓦時，數據中心的電力需求預計將以15%的復合年增長率迅速上升。從國內看，公開數據顯示，截至2023年，我國全社會用電量已達到9.22萬億千瓦時。根據預測，2035年至2040年間，我國用于智算中心的電力將遠超全社會用電量的10%。因此，提升能源供給側效率和能力，切實補齊電力需求缺口，成為應對日益嚴峻能源挑戰的重要手段。

　　為優化我國能源布局，緩解東部沿海經濟活躍區域的能源供需緊張狀況，我國已經實施了西氣東輸、西電東送、東數西算等一系列重大工程。面對經濟社會高質量發展的客觀現實需要，深化能源結構的轉型升級和系統性優化，積極探索多元化、高質量的能源發展路徑勢在必行。

　　碲化鎘光伏具備應對

　　能源緊缺問題的突出優勢

　　相較于煤炭、石油、天然氣等傳統能源的有限性，太陽能、風能、水能等綠色可再生能源具有無限潛力。這些綠色可再生能源不僅有助于增強能源供應的穩定性，降低對進口化石能源依賴，滿足日益增長的能源需求，而且能夠從源頭上減少二氧化碳等溫室氣體的排放，加快實現“雙碳”目標。其中，太陽能光伏不受地理位置、氣候條件限制，發電設備安裝、運維成本較低，具有廣闊應用前景。2019年，聯合國馬德里氣候變化大會發布了《中國2050年光伏發展展望》報告，預計到2050年，中國光伏發電總裝機規模將達到5萬億瓦，光伏將成為中國第一大電力來源，約占當年全國用電量的40%左右。

　　作為能源領域新質生產力的代表，碲化鎘光伏屬于最新一代光伏技術，主要依靠在玻璃或柔性襯底上沉積多層碲化鎘薄膜形成光伏器件。相較第一代晶硅光伏，碲化鎘光伏擁有如弱光發電性能好、產品面積大、溫度系數低、熱斑效應小、安全性能高、長期衰減低、碳足跡最小、可靈活定制等諸多比較優勢，總體明顯優于第一代光伏。2022年8月，美國能源部宣布斥資10億美元成立“碲化鎘發展聯盟”，旨在擴大其國內碲化鎘光伏材料和組件生產，開發產品新市場，增強國際競爭力。深耕碲化鎘光伏多年的全球最大生產商――美國First Solar公司去年7月宣布，計劃在美國投資11億美元建立第五家工廠，進一步擴大其產能。預計到2026年，該公司美國銘牌制造能力將達到約140億瓦，全球份額超過56%。

　　國內該領域的研發和生產也在迎頭趕上，如在其產業鏈鏈主企業成都中建材光電材料有限公司的帶動下，國內相關產品目前已經涵蓋仿大理石、彩色透光、彩色不透光、中空透光、光伏瓦等多個系列，廣泛應用于城市廣場、公園、道路、圍墻、樓宇等場景，通過用發電建材替代傳統建材，將上述原本需要耗能的公共基礎設施賦能為一個個城市微電站，繼而形成分布式城市微電網，為生產、生活提供可再生綠色能源。這既增加了保值增值發電新資產，分享發電收益，又可形成城市新能源供應新體系，促使城市能源供給結構深刻調整。在被譽為全國最大的超低能耗公共建筑――上海世界頂尖科學家“WLA科學社區”項目中的兩座酒店塔樓及其裙房共約9.7萬余平方米的幕墻，采用該公司一體化設計后，每年可節電230萬度，相當于節約標準煤283噸。

　　大力推動碲化鎘光伏應用

　　助力城市高質量發展

　　推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。“十四五”期間，國家密集出臺系列扶持政策，鼓勵“光伏+”與建筑、交通、工業等場景的進一步融合。國家發展改革委出臺的《關于加快構建全國一體化大數據中心協同創新體系的指導意見》提出，要探索電力網和數據網聯動建設、協同運行機制，引導清潔能源開發使用，探索跨省能耗和效益分擔共享合作。工業和信息化部出臺的《新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》明確，鼓勵企業探索建設分布式光伏發電等配套系統，引導新型數據中心向新能源發電側建設，就地消納新能源。

　　碲化鎘光伏在城市大規模應用，可帶來5個方面好處：一是創造電力依托城市載體生產的可觀增量，改變傳統上電力由郊外輸送至城市、由西部輸送至東部的遠距離平衡輸送模式，緩解當前城市電力供應緊張局面，優化未來全國城市電力供給結構。二是促進電力就近消費，滿足人工智能等大規模實時計算的電力需求，支撐科技創新向數字資產成果的落地轉化。同時，助力解決大量新能源汽車充電剛需。三是將城市大量道路、建筑外墻、廠房等“閑置資源”賦能為“發電資產”，創造和分享發電收益，為地方政府化解債務問題提供新的解決路徑。四是通過海量分布式部署，有效提升城市應對極端氣候條件等方面的韌性。四是調動將海量光伏點位的發電并網，大眾皆為電力的生產者和消費者，從經濟角度上提升城市居民生活品質和全民共同富裕成色。五是帶動國家光伏產業實現質的有效提升和量的穩步增長，助力搶占大國能源競爭的優勢地位，保障國家能源安全。

　　為實現以上目標，需在以下三方面深化要素保障：

　　一是深化政策體系支撐。全面優化清潔生產評價體系，明確光伏設備及產品升級與退役標準，對采用碲化鎘光伏技術的單位實施財政補貼或稅收優惠政策。同時，針對大規模設備更新改造涉及的關鍵行業，制定并落實相關扶持政策，以提升光伏供應鏈產業鏈的穩健性，并強化原材料供應端的監管與調控。

　　二是增強研發創新能力。加大碲化鎘光伏技術的研發投入，建立國家級重點實驗室，鼓勵產學研用深度融合，通過校企聯合、院企合作等方式，集中力量攻克光電轉換效率提升、原材料高效提取等核心技術難題。

　　三是完善基礎設施建設。加快推進城市電網改造和老舊小區電力設施升級，前瞻布局超級充電樁體系，優化發電并網和就地消納條件。同時，設立綠色信貸和專項基金，引導金融機構為碲化鎘城市光伏項目提供資金支持，探索光伏資產證券化途徑，利用發行綠色債券等方式拓寬融資渠道。同時，鼓勵社會資本廣泛參與此類項目的投資建設與運營管理，以形成多元化、可持續的投融資機制。

　　（作者系中組部博士團第16批四川團團長）