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我国太阳能光伏产业现状及发展

2016-09-02 16:04:03 浙江晟泰光伏有限公司 阅读

尽管太阳能光伏发电成本高达普通煤电成本的68倍,但近10年来仍以25%40%的年增长率高速发展。这是因为世界正处在常规化石燃料能源开采和使用篼峰到来的前夜,人类能源结构将发生根本性的变革。作为最具可持续发展理想特征的太阳能光伏发电将进人人类能源结构并成为基础能源的重要组成部分。就世界而言,对于大力发展太阳能等可再生能源产业的必要性认识已经没有根本性的分歧,但对于紧迫性的认识则并不十分一致。本导体器件厂,如云南、宁波、开封和北京的一些器件厂等,开始利用半导体工业废次单晶和半导体器件工艺生产单晶硅太阳电池,是我国光伏工业的萌发时期。80年代中后期,宁波太阳电池厂和开封太阳电池厂引进国外关键设备,云南半导体厂、秦皇岛华美厂和深圳大明厂引进成套单晶硅电池和组件生产设备,哈尔滨-克罗拉和深圳宇康厂引进非晶硅电池生产线,这些厂总生产能力达到4.5MW,我国光伏产业初步形成。

20世纪90年代初中期,我国光伏产业处于稳定发展时期,太阳电池及组件生产量逐年稳步增加。20世纪90年代末我国光伏产业发展较快,老厂进行设备更新和扩充,各地又建立一些组件封装厂,生产能力和实际生产量有了较快增加。特别是无银尚德厂于2002底建成10MW多晶硅电池生产线,使我国太阳电池的生产能力有了较大幅度增加。到2002年底,我国光伏产业总的生产能力达到30MW,如表1所示。此外,宁波中意公司“九五”期间建成2MW多晶硅铸锭和硅片生产线,填补了我国多晶硅片规模化生产的空白。2002年我国太阳电池和组件的实际生产量达到11MW,其中电池/组件生产6MW(其中2MW为非晶硅),组件封装5MW.表1截至2002年底我国光伏产业的生产能力/MW厂商生产能力/MW单晶硅多晶硅组件封装非晶硅电池/组件宁波太阳能电源公司昆明半导体器件厂秦里岛华美无尚上海国飞扉岛国飞深圳能联上海811武汉日新深圳先行其他哈尔滨一克罗拉深圳日月环深圳日拓深圳创益小计总计最近10年太阳电池和组件生产平均年增长率25%(从1992年的0.65MW到2002年的6MW),如所示。电池和组件性能不断提篼,商业化电池效率由20世纪80年代的10%12%提篼到12%14%.太阳电池组件成本20年来不断降低,售价由80年代初的6570元/Wp降到2002年的3031元/Wp.截至2002年底我国光伏系统累计装机容童达到40MW.历年来光伏系统装机容童的变化如所示,年装机容量与光伏组件年产量之间的差额由净进口量(有进出口交叉)补充。2002年国家计委起动了西部7省“送电到乡”工程,投资20个亿,共计20MW,使装机容量大幅度增加,该工程于2003年全部竣工。

年我国光伏电池/组件生产增长情况(未包括组件封装部分)21年我国光伏系统累计装机容量增长情况buildupcapacityofsolarcells深圳、汕头、广州和浙江等地,大量出口太阳能庭院灯,年销售额达5亿之多。电池片通常进口,然后用胶封装,工艺简单。所用电池片每年达6MW之多,是太阳电池的一个应用大户(这部分未入统计表格)。

目前我国光伏产业发展势头良好,例如:保定英利在建设23MW晶硅电池/组件生产线,四川华冠、黄山朝阳分别在建2MW组件封装线,山东力诺和深圳洁净能源分别在筹建12MW和10MW多晶硅电池/组件生产线等。

总之,我国光伏产业20年来从无到有,持续不断地健康稳步发展,在满足国内市场需要和提篼边远无电地区人民的生活水平及特殊工业应用中发挥了重要作用。

另一方面,我国光伏产业与发达国家相比还存在相当大的差距,这些差距表现在:生产规模小,自动化水平低。目前我国太阳电池生产规模小,一个厂的实际产量在12MW之间,是日本Sharp年产量150MW的1/10;2002年我国光伏电池/组件总产量6MW(不含草坪灯等小型光伏器件封装),约是世界总产量的1.2%.自动化水平低,劳动密集。

技术水平较低。我国太阳电池和组件效率比世界低;组件平均封装水平同国外也有一定差距。

专用原材料国产化程度不篼。专用材料国产化品种不全,已经实现国产化的材料和部件,性能有待进一步改进。出口产品的专用材料和部件仍然采用进口品,如玻璃、银浆、EVA,TPT等。

这些差距使我国光伏组件的成本比国际市场篼出约1美元/Wp,因此在国际竞争中处于不利地位,特别是在加入WTO后的零关税情况下,我国光伏产业在国内外市场上面临着非常严峻的考验。

2.2发展趋势为了推动我国光伏技术和产业的发展,国家科技部、国家计委和经贸委分别制定了未来10年科技和产业发展规划。以国家计委“光明工程”计划为例,计划筹资1亿元于2005年使光伏系统的总装机容量达到1MW,2010年达到300MW.世界2500万美元,计划5年内安装10MW农村光伏户用系统。这些计划表明,我国光伏技术和产业在未来10年会有一个大的发展。

希望这个计划的先进性要体现在,不仅要保证终端用户和系统商受益,而且使我国光伏产业的从业者受益。要达到这个目标,除了补贴外,更重要的是制定强有力的法规、政策,推动光伏工业的发展,如可再生能源配额法,上网电价及电价收购政策,对电力部门的成本差额补傥,绿色能源贸易政策等。只有这样,光伏工业才能真正健康、蓬勃地发展起来。

要深刻认识我国光伏产业的发展趋势,还必须结合世界大环境予以考察。

3全球光伏发电况和趋势光伏产业是20世纪80年代以后世界上增长最快的高新技术产业之一。最近10年的平均年增长率为22%(从1"1年的55MW增加到201年的400MW),最近5年的年平均增长率为35计划的统计结果以及经验分析法(learningcurve method),对我国光伏产业发展进行了预测w,对照国家计委“光明工程”计划,发觉两者相当接近。如果计委的“光明工程”不仅仅是一个以“装机容量”为特征的市场指标,而是与产业发展相匹配的光伏产业发展计划,即装机容量基本上是用我国光伏产业产品完成的,那么按照这个计划,20002010年期间,我国光伏产业平均年增长率应大于35%(这期间世界光伏产业发展平均年增长率28.6%)。到2010年我国光伏产业的发展水平与世界趋同,届时光伏发电成本将降到约~.V(kWh),如所示,因此这是一个先进的规划。

2002年达到540MW,取快速、增速发展势头,如所示。技术水平和自动化程度不断提篼,一个量的85%.充分体现了现代化篼技术产业的发展特征。

2年来,光伏组件成本下降了两个数童级。

2002年世界上一些主要厂商的光伏组件成本已经下降到2. 4/Wp,如所示。预计20102015年光伏组件成本可以下降到随着光伏组件成本的不断下降,光伏市场发展迅速。2002年世界光伏系统的总装机容量达到2GW.特别值得提出的是,并网发电和光伏建筑集成发展迅速,2002年并网发电占总光伏应用的51%,已成为最大的光伏市场,如所示。这一事实具有划时代的意义,它标志着光伏发电由边远地区和特殊应用向城市过渡,由补充能源向替代能源过渡,由大型集中电站向分布式供电模式过渡,人类社会向可持续发展的能源体系过渡。

能置太阳电池成本随产量增加而下降情况4未来发展趋势思考4.1全球能源形势及太阳能的未来地位4.1.1从人类能源演化史看本世纪能源变革和再生能源未来替代地位的必要性和紧迫性为人类能源演化历程。整个历程可分为三个阶段:前工业化时代。社会财富和能源消耗水平均低,薪柴等生物质能源为主要能源;工业化时代。化石燃料和工业革命结合创造了人类历史上辉煌的文明时代,科学技术飞速发展,物质财富空前增加,并孕育了下一个更篼的文明时代。同时又造成资源极大浪费,生态环境恶化和破坏前后2000年世界能源结构后工业化时代。这是人类更高的新文明时代,其特征为单位能耗的物质财富极大增加,生态环境得到恢复和改善,可持续发展是一切社会活动的准则,人和大自然友好相处,干净、可再生、分布式能源为能源结构主体。

中虚线、深实线和淡实线分别为总能耗、化石燃料能源和可再生能源及新能源。可以看出,化石燃料能源由于资源有限和不可再生,最终将耗尽,因此必然存在一个开采高峰,而且最终将被可再生能源和新能源替代。在化石燃料能源开采峰值之后,能源结构将发生根本性的变革,与此同时,人类将进入一个更篼的新文明时代。这个能源结构的根本性变革将发生在本世纪。

一个至关重要的问题是:高峰在什么时间,离现在还有多远,留给可再生能源和新能源技术开发的时间足够吗,为了找出高峰位置,我们来观察世界上的几个预测。

起,以下为化石燃料,可以看出其峰值在20202030年之间;为可再生能源解决方案预测(1980 2060),化石燃料峰值同样在20202030年之间。

世界油气资源的开采对化石燃料开采峰值的影响是非常敏感的,因此我们再观察几个对油气资源开采峰值的预测。

2002年石油开采峰值研究协会(ASPOAssociationforStudyofPeakOi丨)预测,油气开采峰值位于2012年;BP公司在2001年Davos世界能源论坛上给出预测,油气开采峰值位于2010年,并将在3040之后消耗尽;ASPO对世界油气开采的最新预测有力地验证了化石燃料开采峰值位于20202030年之间。

能量综合上述预测,表示于图li.由图可以看出,本世纪人类能源结构将发生根本性变革。化石燃料开采峰值距今只有十几到二十几年,对于能源结构变化来说是太逼近了。

由此看出,开发可再生能源和新能源技术不但是非常必要的,而且是非常紧迫的。

4.1.2国外对可再生能源和太阳能未来战略地位的领测根据和0的信息,可估计出可再生能源和太阳能在未来能源结构中的比例,如表2所示。到本世纪中叶(2050年),可再生能源在能源结构中的比例将大于50%,太阳能在能源结构中的比例约在13%15%之间。由此充分说明可再生能源和太阳能在未来世界能源中的重要战略地位。

表2可再生能鳜和太阳能在未来能源结构中的比例/%(根据围8和预测>时段日本预测可再生能源太阳能可再生能源太阳能平均可再生能源太阳能4.2我国能通形势及发展太阳能利用技术的紧迫性4.2.1我国的能源形势我国各种一次能源资源均低于世界平均水平。

2是我国各种一次能源资源的探明剩余储量(以储/采比表示)与世界的比较。可以看出,除太阳能外,我国各种一次能源资源总量均低于世界平均水平。

4.2.2我国能课的结构性矛盾及环境问题表3是1998年我国一次商品能源消耗结构与世界的比较。我国煤炭比例高达“3以上,油气以及核能和水电比例都很低,与世界形成鲜明对照,反映我国能源的结构性矛盾特别突出。这种不合理的能源结构不但造成煤的过分开采和资源浪费,而且煤的直接燃烧是造成我国大气污染的主要原因。我国能源消费占世界8%9%,但S02排放占世界15.1%,为世界第一;C02排放占世界13.6%,为世界第二。因煤炭燃烧而排放的S02、C02、Ni和烟尘分别占全国相应排放量的87%、71%、67%和60%.因此可以说,我国大气污染的主要原因是由于能源结构不合理和能源利用技术水平低造成的。

表31998年我国一次商A能源消耗结构与世界的比较在能源结构中的比例/%世界中国煤炭石油、天然气核能和水电4.2.3太阳能利用技术的紧迫性开发利用可再生能源和太阳能技术,改变能源结构是我国能源战线上十分艰巨而紧迫的任务。

S我国光伏产业面临的挑战s.i备国的宏伟发展计划勃勃的发展规划以推动光伏技术和工业的发展。日本通产省(MITI)第二次新能源分委会宣布了光伏、风能和太阳热利用计划,2010年光伏发电装机容量达到5GW;欧盟的可再生能源白皮书及相伴随的是2010年光伏发电装机容量达到3GW;美国能源部制定了从2000年1月1日开始的新5年国家光伏计划和20202030年的长期规划m,以实现美国能源、环境、社会发展和保持光伏产业世界领导地位的战略目标,按照预计的发展速度,2010年美国光伏发电装机容量达到4. 7GW;澳大利亚计划于2CU0年使光伏发电的装机容量达到。

75GW;除欧、日、美以外的地区及发展中国家多年来一直保持在世界光伏组件生产产量的10%左右,预计未来10年仍会以10%或稍高的年增长率发展,2010年将达到1.5GW(约10.6%)。因此,世界光伏系统累计安装容量2010年将达到1415GW.这些计划的实现意味着未来10年(20002010)世界光伏产业将以28.5%的平均年增长速率高速发展,届时世界的光伏电池和组件的年产量将达到3. 2GW,累计装机容量达到1415GW,光伏系统成本约3美元/Wp,发电成本约0.1美元h)。

S.2国外强有力的政策、法规支持案例(1)德国10万屋顶光伏计划该计划于1999年开始执行,原计划6年完成,共计安装300MW光伏系统。由于缺乏相应的政策-法规支持,1999年的18MW安装计划只完成了10MW.1999年10月德国出台了新的可再生能源法,并于2000年开执行,规定光伏发电上网电价。

99马克AkW.hi,该计划政府补傥,浴计11亿马克,零贷款利率,1年偿还;2000年1季度光伏系统申请安装数就达到70 MW,远远超出原计划的27MW,政府不得不把原来6年计划修改成5年完成,如表4所示。新能源法和补贴政策大大推动了10万屋顶的执行和光伏产业的发展。

表4国新可再生能法执行前后,10万屋顶计划的执行和修改情况|°年份原计划安装系统数原计划MW数修改计划MW数总计案例(2)日本10万个光伏屋顶计划日本是目前世界光伏产业发展最快、市场最大的国家,这与日本在发展光伏产业上的鼓励政策有关。1993,1994年,安装光伏系统,政府补贴达70%以上,到90年代末随着成本的下降,补贴逐渐降低到50%.补贴政策和其他配套政策使日本的光伏产业飞速发展。表5是19931999年期间日本光伏屋顶计划的实施情况。可以看出,光伏系统安装量以每年翻一番的速度发展。日本目前是世界太阳电池/组件的最大生产国,世界10大厂商中日商占了产置的48%,充分说明政策法规对产业发展的强大作用。

表S日本光伏屋顶计划及实施年份安装系统累计系统安装/MW英国可再生能源法于2002初生效。该法强制所有持照的电力供应商至少在3年内(2003年3月)用可再生能源提供3%的电力,到2010年,使可再生能源电力达到10. 4%,并提出10亿英镑发展可再生能源技术的建议(PVIR,Vol.XX,No.9,p4)。

综上所述,在推动光伏产业发展的各种措施中,政府的政策法规是最具影响力和最具决定性的因素。

S.3加入WTO对我国光伏工业的冲击和机遇加人WTO后,在激烈国际竞争中处于不利地位的我国光伏产业遇到了前所未有的冲击。在这种冲击下,我国光伏产业界的竞争意识骤然增强,纷纷更新设备,扩大规模,改进生产技术,提篼产品质量,降低成本等以提升竞争能力;加人WTO后带来的冲击增加了政府决策者的紧迫意识,加速政策、法规的出台进程。我们相信,中国光伏产业会在挑战面前积极应对,在国际大环境中寻找发展机遇,为我国可持续发展战略作出重大贡献。

6结语我国光伏产业20年来从无到有,持续不断地发展,在满足国内市场需要和提高边远无电地区人民的生活水平及特殊工业应用中发挥了重要作用。但同发达国家相比还存在很大差距。

本世纪人类能源结构将发生根本性的变革,太阳能光伏发电将作为最具可持续发展理想特征的能源技术进人能源结构,其比例将愈来愈大,并成为能源主体构成之一我国光伏产业和市场正处在发展时期,加入WTO后给我国光伏产业带来新的挑战和机遇,政府应尽快制定强有力的政策法规,使我国光伏产业在激烈竞争中持续健康发展,以满足我国可持续发展战略的需要。