太阳能的发展前景及利用

1、国外现状：由于前5年发达国家光伏补助相当多，国外光伏发电迅猛，为了调节（降低）光伏发电装机，德国、英国、美国等发达国家正在降低光伏发电的补助，因此这些国家的光伏装机明显下降。

国外趋势：光伏发电补助会继续下降，使市场自动调节，当光伏组件价格降低到一定阶段时，达到商业发电的经济指标，光伏发电规模会增加。

2、国内现状：国家光伏补助电价为1元/KWH，在少部分地区（西藏、川西、新疆等）能达到商业发电经济要求（年收益8%），在这些地区光伏发电发展比较迅猛。其他地区由于受资源影响（太阳能辐射值低）很难发展大型并网光伏电站。

国内趋势：在光伏组件价格逐渐降低的情况下，国家正在考虑降低光伏发电的补助，但是在未来5~10年国家仍将大力扶持光伏发电，光伏发电会在国内遍地开花。

应用领域

一、用户太阳能电源：

（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；

（2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；

（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。

三、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。

2015年上半年全国光伏发电装机容量统计

深圳华阳太阳能网讯：截至2015年6月底，全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦，其中，光伏电站3007万千瓦，分布式光伏571万千瓦。1-6月全国新增光伏发电装机容量773万千瓦，其中，新增光伏电站装机容量669万千瓦，新增分布式光伏装机容量104万千瓦。1-6月全国累计光伏发电量190亿千瓦时，弃光电量约18亿千瓦时，主要发生在甘肃和新疆地区，其中，甘肃省弃光电量11.4亿千瓦时，弃光率28%；新疆（含兵团）弃光电量5.41亿千瓦时，弃光率19%。

全国各省（区、市）中，累计光伏发电装机容量超过100万千瓦的达8个，分别为甘肃578万千瓦、新疆（含兵团）570万千瓦、青海470万千瓦、内蒙古403万千瓦、江苏302万千瓦、宁夏239万千瓦、河北160万千瓦和浙江143万千瓦。上半年新增装机容量较大的地区为：新疆（含兵团）214万千瓦、内蒙古101万千瓦、浙江70万千瓦、甘肃61万千瓦、青海58万千瓦和江苏45万千瓦。全国各省（区、市）2015年上半年光伏发电建设信息简况详见附表。

附表：

2015年上半年光伏发电建设信息简况

现阶段，我国光伏电站的应用与农业、养殖业、矿业、生态治理结合在一起，呈现出来多元化发展趋势，开创了多种与光伏行业结合的新模式，比如光伏水泵、光伏路灯、光伏树和光伏消费品等光伏应用产品。

我国在“碳中和”成为全球命题的背景下，于2021年开启双碳元年。

自21世纪初至今，我国的光伏行业共经历了起步、发展、衰退、回暖四个阶段后，进入了稳步增长期，目前已成为了光伏发电新增装机容量世界排名第一的国家。我国光伏产业实现从无到有、从有到强的跨越式发展。

社会的不断发展使得人们对能源的需求越来越高,,而现在的能源储备已经不足以满足我们的生活需要,我们必须发展新能源。太阳能就是一个可再生能源,它可以说是取之不尽用之不竭。而我国的太阳能发展还只是处于起步阶段,要走的路还很长。本文只是让大家了解我国太阳能的现状。关键词:太阳能光伏发电:化石能源 1　太阳能的发展前景 随着现代桂会的快速发展,人们对能源的需求量也在不断的增长,全球范围内的能源危机也日益突出。传统的化石能源,如:煤炭,石油,天然气更是有限。随着21世纪的到来传统能源濒临枯竭,造成能源危机,还会造成全球的环境问题。如全球变暖燃煤会通过煤渣和烟尘放出大量有化学毒性的重金属和放射性物质。而随着化石能源的减少,其价格不断升高,这将会严重制约着人们的生产和生活水平的提高。因此发展可再生能源的呼声越来越多,太能能这种情节廉价的资源就因运而生了。太阳能发电有自己独有的优势,主要包括:燃料免费没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件保持系统运转仅需很少的维护系统为组件,可在任何地方快速安装无噪声,无有害排放和污染气体而且地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍。地表每平方米平均受到的辐射可圣朝1700kW.h电。国际能源署的相关数据显示,在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏系统,就足以满足全球能源需求。所以,太阳能光复享有广阔的发展空间,其潜力十分巨大。 2　我国太阳能发展现状 我国土地辽阔,幅员广大,在中国广阔富饶的士地上,有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2～8400MJ/m2,中值为5852MJ/m2口从中国太阳能总量的分布来看,西部地区由于地理位置较好,太阳辐射总量很大。除四川盆地以外,全国其他地区的太阳辐射也相当可观。我国有这么丰富的太阳能资源,但是没有得到最合理的开发和利用,我国的太阳能事业还处在起步阶段,已经开发了一些小型的太阳能设备。比如:太阳能热水器、太阳灶、太阳房、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能热发电系统和太阳能光伏发电系统。这些小型的太阳能设备只能满足一小部分人的需要,如果要满足一座城市甚至一个省用电量的需要就必须建立一座大型的太阳能光伏发电站。而我国现在在这方面还在起步阶段,已经建立了几个试点项目。而国家对于太阳能的发展现在还没有出台一套很完备的政策、法律法规。而这种太阳能发电站的建设必须得到国家的有力支持才可以继续下去

中国目前已成为全球太阳能光伏产品第一制造大国。然而，核心技术依赖进口，产品销售主要依靠出口。这种"两头在外"的产销模式，在一定程度上制约了我国太阳能光伏产业的进一步发展--- 在全球发展低碳、绿色经济的时代背景下，具有无污染、可持续、能源总量大等优点的太阳能光伏产业已逐渐登上世界能源舞台。尤其是近几年来，随着太阳能发电技术的日新月异，各种太阳能光伏产品犹如雨后春笋般冒出：从太阳能路灯到太阳能并网发电，从MP3播放器到太阳能汽车……太阳能光伏发电时代已经向我们走来。据相关预测，2030年，太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比将达到10％以上；到21世纪末，太阳能光伏发电所占比率将更高，预计会突破60％。这些数字足以描绘出太阳能光伏产业未来广阔的发展前景。面对时代机遇，世界各国纷纷制定光伏产业发展计划，我国的光伏产业也在国内外市场的推动下经历了爆发式的成长过程。2009年，我国光伏电池产量已占到全球总产量的40％，成为名副其实的光伏产品制造第一大国，并涌现出一些像尚德电力、赛维LDK等一批国际性的太阳能光伏产业巨头。同时，在知识产权方面，我国太阳能光伏产业也结出硕果：据统计，1990年至2009年，在太阳能光伏领域，我国共申请相关专利4400多件，仅次于日本，居全球第二位。然而，记者在深入采访中了解到，虽然我国专利申请总量较为可观，但光伏领域中的一些核心技术，大都集中在以佳能株式会社、精工爱普生株式会社、三洋电机株式会社为代表的国外企业手中。尤其是在多晶硅主流技术方面，我国仍与这些企业存在一定差距。核心技术依赖进口，产品销售都主要出口，这种“两头在外”的模式在一定程度上制约了我国光伏产业的进一步发展。对此，有专家建议，我国应在做好产业整体规划的同时，提高自主创新能力，充分发挥科研院校和企业的优势，围绕多晶硅提纯、晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等重大关键技术进行联合攻关，逐步突破技术壁垒，形成产业竞争优势，从而确保我国光伏产业的可持续发展。 现象　发展强劲，品牌崛起专家：中国已成全球太阳能光伏第一制造大国 “上世纪90年代后期，太阳能光伏发电应用受到各国的重视。先是美国、日本等国家纷纷制定本国太阳能光伏发展计划，之后德国、西班牙等国家也出台了一系列政策法规，在一定程度上刺激了太阳能光伏产品的需求，形成了广阔的市场空间。”中华新能源动力与储能委员会研究员李雷在接受中国知识产权报记者采访时说。在国内外市场需求的带动下，我国太阳能光伏产业开始迅速发展，尤其是近几年来，产业链日趋完善，规模产量日渐庞大。据业内人士介绍，2009年，我国光伏产量已达到4100兆瓦，稳居世界首位；其中，太阳能光伏电池的产量占到全球总产量的40％，远远超过日本、美国、欧洲等国家和地区。此外，多晶硅、硅片、太阳能电池组件的产能分别占全球总产能的25%、65%和61%。目前，我国已成为名副其实的全球太阳能光伏第一制造大国。据了解，太阳能光伏电池是光伏产业链中最重要的环节，目前世界上有90%以上的光伏电池是以单晶硅或多晶硅为原材料生产出来的。“白天具有太阳能电池功能的太阳能接受板收集太阳光，并把阳光辐射转化为电能储存起来，晚上或待需要时再释放电能供人们利用，这就是光伏发电的一个简单过程，其中太阳能电池起了至关重要的作用。”英利能源有限公司工作人员于洋告诉记者。在太阳能光伏产业的产能规模逐渐增长的同时，我国出台了一系列有利于光伏产业应用的政策，如《可再生能源法》和《可再生能源中长期规划》，从法律和战略层面对我国太阳能光伏产业的整体发展规划作出了明确的规定。在一系列利好政策的引导下，我国光伏产业的应用市场也开始迅速扩张。据统计，2009年，我国的装机容量已达到350兆瓦，2010年预计将超过500兆瓦。国内外市场需求的刺激，使我国越来越多的企业投身到光伏产业链中，并涌现出一批如尚德电力、赛维LDK、天威英利等在行业内知名度较高的太阳能光伏企业。据了解，目前在全球太阳能电池10强企业中，中国企业占据了4位。其中，仅尚德电力一家企业，2010年就为全球新增太阳能光伏产品1500兆瓦。

　 发展　知识力量倍受重视，专利申请全面开花专家：自主知识产权为企业不断开拓市场保驾护航 “光伏产业巨大的发展前景吸引了我国众多企业的加入，但是随着市场的成熟、行业门槛标准的提高，如果企业缺乏自主知识产权、技术不过关，将难以在光伏领域长久发展。”赛维LDK技术研究院主任蒋荣华在接受中国知识产权报记者采访时如是说。事实上，我国很多光伏企业已经意识到了这一点，他们在发展壮大的同时，不断加强研发力度，提高自主创新能力，一些企业已成功积累了一批拥有自主知识产权的技术。尚德电力是我国较早进入光伏产业的企业之一，目前主要从事晶体硅太阳能电池、组件以及光伏发电系统等产品的研发、制造与销售。据尚德电力公关事务部张建敏介绍，尚德电力一直坚持崇尚科技、持续创新的理念，每年将销售收入的3%用于新技术、新材料、新装备的技术研发。截至2010年10月，尚德电力已在国内外申请专利240多件，其中多数为发明专利，涉及领域包括晶体硅太阳电池、太阳电池组件、光伏发电系统等多个核心技术领域。赛维LDK也是目前全世界规模最大的太阳能硅片生产企业，通过多年的自主研发，已在光伏产业多个技术领域填补了国内外技术空白。“截至2010年11月，赛维LDK已在中国申请专利62件，其中发明专利有43件；同时，在美国、欧洲、日本等国家和地区也通过《专利合作条约》递交了PCT专利申请。”蒋荣华告诉记者，专利不仅帮助企业更好地开拓了国内外市场，同时也加强了企业的核心竞争力。据北京知识立方科技有限公司专利分析服务中心（下称知立方专利中心）主任赵栋介绍，通过德温特世界专利索引数据库（DWPI）检索太阳能光伏领域相关专利后发现，1990年至2009年，我国光伏产业领域的企业共申请相关专利4400多件，仅次于日本，居全球第二位。比美国、德国分别高出了1%和5%。 问题　关键技术依赖进口，产品市场90％在国外专家：“两头在外”，中国仍处全球光伏产业价值链中端 近年来，虽然我国太阳能光伏技术和光伏产业发展迅猛，并积累了一定数量的专利，但核心技术专利较少。据了解，太阳能光伏核心技术领域涉及把辐射能转换为电能，通过辐射进行电能控制的半导体器件，专门用于制造、处理半导体器件的方法或设备等方面。记者从知立方专利中心提供的一份专利分析报告中了解到，截至2010年11月，在我国申请的H01L03专利权人排名中，佳能株式会社以141件专利申请遥遥领先，明显多于其他申请人；其次是夏普株式会社121件、三洋电机株式会社108件、半导体能源研究所株式会社89件、中国科学院上海技术物理研究所84件。在排名前10位的专利权人中，还有3位来自中国的专利权人：中国科学院半导体研究所、常州天合光能有限公司和南开大学，他们在该领域的专利申请量分别是75件、66件和60件。“国外企业在我国光伏技术核心专利领域具有明显的优势。”赵栋向记者坦言，虽然近年来我国科研院校和企业已加大在该领域的研发力度，但与国外企业仍存在一定差距；而且我国在该领域的专利大户多为科研院校，产业化水平相对较低。此外，国内企业还没有掌握太阳能电池所需要的多晶硅技术，尤其是多晶硅提纯技术方面，我国还存在一定差距。“多晶硅主流技术掌握在以德国瓦克公司为代表的国外企业手中，目前国内多数企业的多晶硅技术都是从俄罗斯引进的。”李雷告诉记者，目前美国、日本等国家垄断了全球多晶硅料的供应，中国企业从国外购买硅料后，在国内加工成硅片、太阳能电池，最后组件封装后再出口。“原料、核心技术依赖进口，产品市场销售90％又在国外，这种‘两头在外’的模式使国内一些光伏企业承担了多晶硅生产中高污染、高耗能的后端生产环节，导致企业抗风险能力较弱、生产太阳能光伏电池的成本很高，这都直接影响了我国光伏产业的生命力。”尚德电力董事长兼CEO施正荣博士在接受中国知识产权报记者采访时表示，中国企业尚处于全球光伏产业价值链的中端，离光伏产业强国还有一段路要走。 建议　做好产业发展规划，提升自主创新能力专家：联合攻关突破技术壁垒，提高专利申请的质量 核心专利的缺失在一定程度上制约了我国光伏产业的发展，因此突破技术瓶颈已成为各方共识。据了解，在我国即将出台的“十二五”规划中，太阳能发电被明确列为新兴产业中重点发展的新能源领域。而在我国的“973”、“863”科技支撑计划中也围绕光伏电池材料、光伏电池、并网光伏电站等关键领域部署了一系列重大项目，并进行重点支持。李雷认为，国家相关部门应整合力量，发挥科研院校和企业的优势，就多晶硅提纯、晶体太阳能电池、薄膜太阳能电池等重大关键技术进行联合攻关，逐步突破技术壁垒，形成产业竞争优势，从而确保整个产业健康发展。“企业应充分利用专利信息，通过专利申请趋势来分析太阳能光伏领域的技术发展方向。我国相关政府部门和企业也应积极采取措施，调整技术创新的重点和方向，从而加强相关领域技术研发力度，提高专利申请的质量。”赵栋告诉记者。同时，针对目前国内大多数多晶硅企业从国外引进技术的情况，李雷表示，一方面企业在引进技术的同时要做好消化、吸收和本土化再创新，以防企业发展命脉被别人所掌握。另一方面，国家相关部门也应就一些关键技术和产品参数出台相关标准，逐步加强我国标准体系建设。此外，针对我国光伏产业链发展不太平衡的状况，如多数企业集中在产业链中间环节，上游硅料生产缺乏核心技术，李雷认为，光伏产业需要一个科学的、符合产业发展现状和规律的规划。因此，国家相关部门应结合业内行业组织，开展较为全面的行业调查，并出台发展规划和激励政策，引导产业可持续发展。据了解，早在上世纪90年代，美国、日本、德国等国家就从政策、法律法规和战略方面对太阳能光伏产业给予扶持。其中，德国就通过立法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展。随后，西班牙、意大利等国家也纷纷制定了本国光伏产业发展计划，并出台相关政策对光伏电池进行补贴。对此，李雷建议，我国相关部门应联合推进光伏发电规模化应用，积极推进光伏发电示范工程的建设，加大示范工程的补贴力度，从而不断扩大我国光伏发电应用市场，并形成持续稳定的市场需求。

早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。

20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。

太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦时，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。

20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%～13%提高到13%～15%，生产规模从1～5兆瓦/年发展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。 2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高达52%，全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中，有将近20GW的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%，分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%，其装机量分别为2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趋成熟的北美市场，新增安装量约2.1GW，增幅高达84%。

其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到20GW，约占全球的65%。截至2011年底，中国共有电池企业约115家，总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家，占总产能的53%；在100MW和1GW之间的企业共63家，占总产能的43%；剩余的38家产能皆在100MW以内，仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。

在今后的十几年中，中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发展潜力巨大，配合积极稳定的政策扶持，到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦，年发电量可达1300亿千瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。国家未来三年将投资200亿补贴光伏业，中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长，并吸引了更多的战略投资者融入到这个行业中来。

2015年上半年，全国累计光伏发电量190亿千瓦时。

2015年9月7日，江苏省首个供电所光伏发电项目在南京市浦口区正式并网运行，农村居民也用上了“绿色电”。接下来光伏发电项目将在农村变电所推广。

2015年11月，安徽省来安县全面启动乡村光伏发电项目，11个美好乡村“空壳村”装机容量为60KW以上的光伏电站进入招标程序。据初步估算，并网发电后各村每年能提供72000KWh清洁电能，村级集体经济能增收5万元以上。

2015年1-6月，全国新增光伏发电装机容量773万千瓦，截至2015年6月底，全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦。

自2013年起，光伏发电连续3年新增装机容量超过1000万千瓦；截至2015年底，光伏发电累计装机容量达到约4300万千瓦，超过德国成为全球第一。此外，光伏产业正发力“走出去”。国家能源局数据显示，2015年光伏电池及组件出口量达到2500万千瓦以上，出口额达到144亿美元。

光伏(Photovoltaic)：是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。

同时，太阳能光伏发电系统分类，一种是集中式，如大型西北地面光伏发电系统一种是分布式(以>6MW为分界)，如工商企业厂房屋顶光伏发电系统，民居屋顶光伏发电系统。

截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW，新增装机量为48.2GW。2020年我国光伏新增装机中集中式装机32.7GW，我国光伏市场并网装机主要集中在Q4，2020年Q4并网装机为29.4GW。

截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW，新增装机量为48.2GW

截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW，2020年新增装机量为48.2GW，同比增长60%。2020年我国光伏发电量为2605 kWh，同比增长16.2%，占总发电量比重3.5%。

2020年我国光伏新增装机中集中式装机32.7GW

2020年我国光伏新增装机容量为48.2GW，其中集中式装机32.7GW，分布式装机15.5GW。

我国光伏市场并网装机主要集中在Q4，2020年Q4并网装机为29.4GW

2019-2020年期间我国光伏市场并网装机主要集中在Q4，2020年Q4我国光伏市场并网装机为29.4GW，远大于Q1-3装机容量。

2020年1-11月我国户用光伏市场装机量总体呈逐月增长态势，装机容量集中在Q4。2020年11月我国户用光伏市场装机量为3497MW，远高于其他月份。

2020年我国光伏制造端中国多晶硅产量为39.2万吨，电池片产量为134.8GW，硅片产量为161.3GW，组件产量为124.6万吨。

—— 以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国光伏发电行业市场需求与投资战略规划分析报告》。