光伏未来前景如何
未来三五十年内是非常看好的光伏产业。
中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长吕芳表示,“光伏发电在‘十四五’期间,至少要新增2.5亿千瓦,要达到累计装机5亿千瓦。这才能为2030年和2050年非化石能源占到35%和70%的高比例目标。”
这表明,分布式光伏作为国家大力扶持和推动的新能源代表,将是“十四五规划”可再生能源开发的主题增量,市场将会持续火爆。
而且,光伏发电作为清洁能源,应用范围广,场景多,成本快速降低,是未来最有可能替代化石燃料的清洁能源,所以各国都在大力推广光伏屋顶电站。
发电国家的乡村里,现在建房子光伏电站都是标配了,我国未来的几年,光伏发电也会逐渐的普及开来。
资讯来源:碳银网 碳盈协同
LED产业
据统计,2016年仅LED光电产业产值就达5260多亿元人民币,较2015年增长22.8%。中国大陆LED产业的从业人员已达数十万人。包括原材料、外延、芯片、封装、应用和配套、设备仪器仪表等环节,已形成较为完善的产业链。大陆目前已经成为全球LED元件产业发展最迅速的地区,特别是家用照明的中功率LED发展迅猛。随着LED元件在照明应用逐步提高,自主掌握的LED元件的供应链也大幅度提高,大陆已经从传统照明成功转型至LED照明灯具制造,具有了全球竞争能力。
2016年LED通用照明仍然是应用市场的第一驱动力,通用照明市场产值达2040亿元,占整体应用市场的比重由2015年的45%,提升到2016的47.6%。LED显示应用由于小间距LED显示技术的快速崛起,规模约548亿元,占整体应用市场12.8%。汽车照明方面,随着奔驰、宝马等高端车型前大灯越来越多的采用LED灯具,2016年LED汽车照明高速增长,同比增长33.8%,占整体应用市场1.4%。
与此同时,我国LED的核心技术也在不断取得突破。随着我国LED产业的发展,特别是近年来我国技术创新的强力推动,我国LED产业关键技术与国际水平差距进一步缩小,已经成为全球LED最大的生产、出口和应用大国。
光伏产业
中国大陆已经连续多年成为全球太阳能电池生产第一大国,光伏产业开始走上了自主研发新技术的道路,并且颇有成效。高效多晶硅电池平均转换效率、单晶硅电池平均转换效率以及汉能薄膜发电技术均已达到国际领先水平。经德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究院认证,我国其铜铟镓硒组件最高转化率达到21%砷化镓组件获得美国国家可再生能源实验室认证,最高转化率达到30.8%,皆创世界最高纪录。骨干企业多晶硅生产综合成本已降至9万元/吨,行业平均综合电耗已降至100KWh/kg,硅烷法流化床法等产业化进程加快单晶及多晶电池技术持续改进,产业化效率分别达到19.5%和18.3%,钝化发射极背面接触(PERC)、异质结(HIT)、背电极、高倍聚光等技术路线加快发展光伏组件封装及抗光致衰减技术不断改进,领先企业组件生产成本降至2.8元/瓦,光伏发电系统投资成本降至8元/瓦以下,度电成本降至0.6~0.9元/千瓦时。
截至2016年底,光伏制造业总产值超过3360亿元,光伏发电装机容量突破34GW。多晶硅产量约为19.4万吨,占全球总产量的33%2015年,硅片产量约为68亿片,电池片产量约为28GW,占全球总产量的60%,保持了全球太阳能电池生产第一大国的地位。光伏发电作为使用区域限制少、设备相对简单易安装的发电方式,近年来在我国得到了快速发展。根据国家能源局的统计数据,截至2015年,我国光伏总装机量达到了43.18GW,新增装机容量15.18GW,成为全球光伏发电装机容量最大的国家。在我国当前光伏装机总量中,光伏电站装机37.12GW,分布式电站装机6.06GW,年发电392亿千瓦时,占全国发电量的0.7%。
为了改善光伏产品严重依赖出口市场的情况,政府制定了系列政策,加大扶持力度,大力推动内需市场建设,国内光伏装机仍有望表现强劲。随着我国西北部地区地面电站的逐渐饱和,以及光伏平价上网的条件达成,未来国内分布式光伏将迎来发展高潮阶段,配合储能技术的成熟,东部及南部地区将兴起建分布式电站的热潮。
随着传统能源成本不断提高,光伏产业链各个环节的技术不断进步、成本持续下降,太阳能光伏将在2030年成为主流能源之一。相信在倡导节能减排、低碳经济的大背景下,大陆太阳能光伏产业一定会迎来更绚丽的明天。
基础光电
大陆的激光、红外、纳米技术也获得了重大发展,取得了许多具有国际先进水平的科研成果。中国是制造业大国,特别是大机器制造、汽车、半导体和电子设备产业的发展将为激光产业提供极大的市场潜力。
从光电行业内部的发展来看,之前相对独立发展的各个技术方向,有逐步融合的趋势,如:红外夜视与光学监控镜头结合,在民用的安防、检测等方面已经在大规模使用液晶面板及LED器件的制作过程中,激光加工设备占据越来越重要的位置显示不再是液晶一家独大、LED显示、激光显示、光学全息三维显示等技术正在向一个方向融合半导体照明也不再单指LED照明,未来将会有半导体激光照明光学传感、光学成像、光电检测几乎贯穿了光电行业所有研发和制造过程。这些发展趋势使得光电行业更像是一个整体,相互间的跨界融合碰撞出更多的火花,推动了技术的进步,也产生了更有创意和实用性的光电产品。
前言
太阳能资源丰富、分布广泛,是最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出,太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点,已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。
在此背景下,近年来全球光伏产业增长迅猛,产业规模不断扩大,产品成本持续下降。2009年全球太阳能电池产量为10.66GW,多晶硅产量为11万吨,2010年分别达到20.5GW、16万吨,组件价格则从2000年的4.5美元/瓦下降到2010年的1.7美元/瓦。
“十一五”期间,我国太阳能光伏产业发展迅速,已成为我国为数不多的、可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的行业。加快我国太阳能光伏产业的发展,对于实现工业转型升级、调整能源结构、发展社会经济、推进节能减排均具有重要意义。国务院发布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,已将太阳能光伏产业列入我国未来发展的战略性新兴产业重要领域。
根据《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》,按照《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《工业转型升级“十二五”规划》以及《信息产业“十二五”规划》的总体要求,在全面调研、深入研究、广泛座谈的基础上,特编制太阳能光伏产业“十二五”发展规划,作为我国“十二五”光伏产业发展的指导性文件和加强行业管理的政策依据。
一、“十一五”发展回顾
(一)我国光伏产业概况
1.太阳能电池产量不断提高,产品外销比重大
“十一五”期间,我国太阳能电池产量以超过100%的年均增长率快速发展。2007-2010年连续四年产量世界第一,2010年太阳能电池产量约为10GW,超过全球总产量的50%。我国太阳能电池产品90%以上出口,2010年出口额达到202亿美元。
2.多晶硅产业规模快速扩大,掌握生产关键技术
“十一五”期间,我国投产的多晶硅年产量从两三百吨发展至4.5万吨,光伏产业原材料自给率由几乎为零提高至50%左右,已形成数百亿元级的产值规模。国内多晶硅企业已掌握改良西门子法千吨级规模化生产关键技术,规模化生产的稳定性逐步提升,副产物综合利用水平稳步提高,部分企业能耗指标接近国际先进水平。
3.晶硅电池占据主导地位,产品质量稳步提高
“十一五”末期,我国晶硅电池占太阳能电池总产量的95%以上。太阳能电池产品质量逐年提升,尤其是在转换效率方面,骨干企业产品性能增长较快,单晶硅太阳能电池转换效率达到17-19%,多晶硅太阳能电池转换效率为15-17%,薄膜等新型电池转换效率约为8-10%。
4.生产设备不断取得突破,国产化水平不断提高
国产单晶炉、多晶硅铸锭炉、开方机等设备已接近或达到国际先进水平,占据国内较大市场份额。晶硅太阳能电池专用设备除全自动印刷机和切割设备等外基本实现了国产化并具备生产线“交钥匙”的能力。硅基薄膜电池生产设备初步形成小尺寸整线生产能力。2010年我国光伏专用制造设备销售收入超过40亿元,出口交货值达到1亿元。
5.国内光伏市场逐步启动,装机量快速增长
我国已相继出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行方法》和《关于实施金太阳示范工程的通知》等政策,并先后启动了两批总计290MW的光伏电站特许权招标项目。截止2010年,我国累计光伏装机量达到800MW,当年新增装机容量达到500MW,同比增长166%。
(二)我国光伏产业发展特点
1.充分利用国外市场要素,产业发展国际化程度高
我国光伏产业充分运用国内外资金、人才两大市场要素,“十一五”末期,已有数十家企业实现海外及国内上市,产品广销国际市场。国内光伏企业以民营企业为主,主要企业实力不断增强,有4家企业太阳能电池产量位居全球前十,成为国际知名企业。
2.自主创新与引进吸收相结合,形成自主特色产业体系
通过自主创新与引进消化吸收再创新相结合,初步形成了具有我国自主特色的光伏产业体系,多晶硅、电池组件及控制器等制造水平不断提高,制造设备的国产化率已经超过50%,太阳能电池的质量和技术水平也逐步走向世界前列。
3.产业链上下游协同发展,推动光伏发电成本下降
“十一五”期间,我国光伏产业突破材料、市场以及人才等发展瓶颈,产业规模迅速壮大,上下游完整产业链基本成型。我国光伏产业的崛起带动了世界光伏产业的发展,有效地推动了技术进步,降低了光伏产品成本,加快了全球光伏产业应用步伐。
4.产业呈现集群化发展,有效提高区域竞争力
我国光伏产业区域集群化发展态势初步显现,依托区域资源优势和产业基础,国内已形成了江苏、浙江、河北、江西、河南、四川、内蒙等区域产业中心,并涌现出一批国内外知名且具有代表性的企业,主要企业初步完成垂直一体化布局,加快海外并购和设厂,向集约化国际企业发展。
二、“十二五”面临形势
目前,各主要发达国家均从战略角度出发大力扶持光伏产业发展,如德国、西班牙等制定了上网电价法支持太阳能光伏发电,美国、日本等则持续通过“太阳能屋顶”计划等推动应用市场。国际各方资本也普遍看好光伏产业:一方面,光伏行业内众多大型企业纷纷宣布新的投资计划,不断扩大生产规模另一方面,其他领域如半导体企业、显示企业携多种市场资本正在或即将进军光伏行业。
从我国未来社会经济发展战略路径看,发展太阳能光伏产业是我国保障能源供应、建设低碳社会、推动经济结构调整、培育战略性新兴产业的重要方向。“十二五”期间,我国光伏产业将继续处于快速发展阶段,同时也面临着大好机遇和严峻挑战。
(一)我国光伏产业发展面临广阔发展空间
世界常规能源供应短缺危机日益严重,仅以石油为例,至2009年底全球已证实的储量可供开采时间仅为45.7年。同时,化石能源的大量开发利用已成为造成自然环境污染和人类生存环境恶化的主要原因之一。寻找新兴能源、发展社会经济已成为世界热点问题。在各种新能源中,太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、分布广、利用形式多样等优点,受到世界各国的高度重视。我国光伏产业在制造水平、产业体系、技术研发等方面具有良好的发展基础,国内外市场前景总体看好,只要抓住发展机遇,加快转型升级,后期必将迎来更加广阔的发展空间。
(二)光伏产业、政策及市场亟待加强互动
从全球来看,太阳能电池需求的近期成长动力主要来自于各国政府对光伏产业的政策扶持和价格补贴。同国外发达国家相比,我国政府支持光伏应用的政策体系尚不完善:已经出台的规划目标大大落后于产业的发展,需要及时调整与可再生能源法配套的电价政策尚未落实市场促进政策仍显不足,没有形成支持光伏发电持续发展的长效机制。目前我国生产的太阳能电池90%以上出口海外市场,产业发展受金融危机和海外市场变化影响很大,对外部市场的依存度过高,不利于持续健康发展。
(三)产业发展面临国际贸易保护的严峻挑战
近年来欧美等国已出现多起针对我国光伏产业的贸易纠纷,类似纠纷后续仍将出现。主要原因有:一是我国太阳能电池成本优势明显,国际市场份额不断扩大,对国外产品造成压力二是行业发展无序,个别跟风投资的中小企业,其产品质量及环保综合利用情况堪忧三是国内光伏市场尚未大规模启动,产品主要外销,容易引发倾销疑虑四是我国产品标准体系不完善,企业自律能力不足,存在产品质量水平参差不齐等问题。
(四)新工艺、新技术快速演进,国际竞争不断加剧
全球光伏产业技术发展日新月异:晶体硅电池转换效率年均增长一个百分点薄膜电池技术水平不断提高纳米材料电池等新兴技术发展迅速太阳能电池生产和测试设备不断升级。而国内光伏产业在很多方面仍存在较大差距,国际竞争压力不断升级:多晶硅关键技术仍落后于国际先进水平,晶硅电池生产用高档设备仍需进口,薄膜电池工艺及装备水平明显落后。
(五)市场应用不断拓展,降低成本仍是产业主题
太阳能光伏市场应用将呈现宽领域、多样化的趋势,适应各种需求的光伏产品将不断问世,除了大型并网光伏电站外,与建筑相结合的光伏发电系统、小型光伏系统、离网光伏系统等也将快速兴起。太阳能电池及光伏系统的成本持续下降并逼近常规发电成本,仍将是光伏产业发展的主题,从硅料到组件以及配套部件等均将面临快速降价的市场压力,太阳能电池将不断向高效率、低成本方向发展。
三、指导思想、基本原则与发展目标
(一)指导思想
深入贯彻落实科学发展观,抓住当前全球大力发展新能源的大好机遇,紧紧围绕降低光伏发电成本、提升光伏产品性能、做大做强我国光伏产业的宗旨,着力推动关键技术创新、提升生产工艺水平、突破装备研发瓶颈、促进市场规模启动,使我国光伏产业的整体竞争力在未来的5年间得到显著提升,继续保持在国际上的领先地位。
(二)基本原则
1.立足统筹规划,坚持扶优扶强 —— 加强国家宏观政策引导,坚持做好行业统筹规划和产业合理布局,规范光伏产业健康发展。集中力量支持优势企业做大做强,鼓励重点光伏企业推进资源整合和兼并重组。
2.支持技术创新,降低发电成本 ——以企业为技术创新和产业发展的主体,强化关键技术研发,提升生产工艺水平,从高纯硅材料规模化生产、电池转换效率提高、生产装备国产化、新型电池和原辅材料研发、系统集成等多方面入手,努力降低光伏发电的成本。
3.优化产业环境,扩大光伏市场 ——推动各项光伏扶持政策的落实,调动各方面的资源优势,充分发挥市场机制作用,巩固国际市场,扩大国内多样化应用,使我国光伏产业的发展有稳定的市场依托。
4.加强服务体系建设,推动产业健康发展——在推动产业发展过程中,加强公共服务平台建设,建立健全光伏标准及产品质量检测认证体系,严格遵守环境保护和安全生产规定,推进节能减排、资源循环利用,实现清洁生产和安全生产。
(三)发展目标
1.经济目标
到2015年,我国光伏产业保持平稳较快增长,多晶硅、太阳能电池等产品适应国内光伏发电装机容量规模要求(10GW),同时积极满足国际市场发展需要。集中支持骨干光伏企业做强做大,到2015年形成:1-2家5万吨级多晶硅企业,2-4家万吨级多晶硅企业1-2家5GW级太阳能电池企业,8-10家GW级太阳能电池企业3-4家年销售收入过10亿元的光伏专用设备企业。培育1-2家年销售收入过千亿元的光伏企业,3-5家年销售收入过500亿元的光伏企业。全行业创造就业100万人。
2.技术目标
到2015年,多晶硅生产实现产业规模、产品质量和环保水平的同步提高,平均综合电耗低于120度/公斤,副产物综合利用率达到99%以上。单晶硅电池的产业化转换效率达到21%,多晶硅电池达到19%,非晶硅薄膜电池达到12%,新型薄膜太阳能电池实现产业化。光伏电池生产设备和辅助材料本土化率达到80%,掌握光伏并网、储能设备生产及系统集成关键技术。
3.创新目标
到2015年,企业自主创新能力显著增强,涌现出一批具有自主知识产权的品牌企业,掌握光伏产业各项关键技术和生产工艺。技术成果转化率显著提高,标准体系建设逐步完善,国际影响力大大增强。充分利用已有基础,建立光伏产业国家重点实验室及检测平台。
4.光伏发电成本目标
到2015年,光伏系统成本下降到1.5万元/kW,发电成本下降到0.8元/kWh,配电侧达到“平价上网”到2020年,系统成本下降到1万元/kW,发电成本达到0.6元/kWh,在发电侧实现“平价上网”,在主要电力市场实现有效竞争。
四、“十二五”主要任务
(一)推动工艺技术进步,实现转型升级
发展清洁、安全、低能耗、高纯度、规模化的多晶硅生产技术,提高生产过程中的副产物综合利用率,缩小与国际生产水平的差距。实现太阳能电池生产技术的创新发展,鼓励规模化生产,提高光伏产业的核心竞争力。推动行业节能减排。密切关注清洁、环保的新型光伏电池及材料技术进展,加强技术研发。
(二)提高国产设备和集成技术的研发及应用水平
以提高产品质量、光电转换效率,降低能耗为目标,支持多晶硅、硅锭硅片、晶硅电池片及组件、薄膜电池关键生产设备,以及发电应用设备的研发与产业化,加强国产设备的应用。推动设备企业与光伏产品企业加强技术合作与交流。
(三)提高太阳能电池的性能,不断降低产品成本
大力支持低成本、高转换效率和长寿命的晶硅太阳能电池研发及产业化,降低电池产品成本和最终发电成本,力争尽快实现平价上网。推动硅基薄膜、铜铟镓锡薄膜等电池的技术进步及产业化进程,提高薄膜电池的转率效率。
(四)促进光伏产品应用,扩大光伏发电市场
积极推动上网电价政策的制定和落实,并在农业、交通、建筑等行业加强光伏产品的研发和应用力度,支持建立一批分布式光伏电站、离网应用系统、BIPV系统、小型光伏系统,鼓励大型光伏并网电站的建设与应用,推动完善适应光伏发电特点的技术体系和管理体制。
(五)完善光伏产业配套服务体系建设
建立健全标准、专利、检测、认证等配套服务体系,加强光伏行业监管与服务,支持行业自律协作。积极参与国际标准制定,建立完善符合我国国情的光伏国家/行业标准体系,包括多晶硅材料、电池/组件的产品标准,光伏生产设备标准和光伏系统的验收标准等。加快建设国内认证、检测等公共服务平台。
五、“十二五”发展重点
(一)高纯多晶硅
支持低能耗、低成本的太阳能级多晶硅生产技术。在现有的基础上,通过进一步的研究、系统改进及完善,开发出稳定的电子级多晶硅生产技术,并建立千吨级电子级多晶硅生产线。突破高效节能的大型提纯、高效回收氢气净化、高效化学气相沉积、多晶硅副产物综合利用等装置及工艺技术,建设万吨级高纯多晶硅生产线,综合能耗小于140度/公斤。
(二)硅碇硅片
支持高效、低成本、低能耗硅碇生产技术,突破硅片薄片化技术,提高硅片质量。
(三)晶硅电池
大力发展高转换率(电池转换效率在21%以上)、长寿命晶硅电池技术的研发与产业化。重点发展低反射率的绒面制备技术、激光选择性发射极技术及后续的电极对准技术、等离子体钝化技术、低温电极技术、全背结技术的研究及应用。关注薄膜硅/晶体硅异质结等新型太阳能电池成套关键技术。
(四)薄膜电池
重点发展非晶与微晶相结合的叠层和多结薄膜电池。降低薄膜电池的光致衰减,鼓励企业研发5.5代以上大面积高效率硅薄膜电池,开发柔性硅基薄膜太阳电池卷对卷连续生产工艺等。及时跟进铜铟镓硒和有机薄膜电池的产业化进程,开发并掌握低成本非真空铜铟镓锡薄膜电池制备技术,磁控溅射电池制备技术,真空共蒸法电池制备技术,规模化制造关键工艺。
(五)高效聚光太阳能电池
重点发展高倍聚光化合物太阳能电池产业化生产技术,聚光倍数达到500倍以上,产业化生产的电池在非聚光条件下效率超过35%,聚光条件下效率超过40%,衬底剥离型高倍聚光电池转化效率在非聚光条件下效率超过25%。突破高倍聚光太阳电池衬底玻璃技术、高效率高倍聚光化合物太阳电池技术、高倍率聚光电池测试分析和稳定性控制技术等,及时发展菲涅尔和抛物镜等配套设备。
(六)BIPV组件
重点发展BIPV(Building Integrated Photovoltaic,光伏建筑一体化)组件生产技术,包括可直接与建筑相结合的建材、应用于厂房屋顶、农业大棚及幕墙上的双玻璃BIPV组件、中空玻璃组件等,解决BIPV组件的透光、隔热等问题,结合美学原理,设计出美观、实用、可直接作为建材和构件用的BIPV组件。扩大BAPV(Building Attached Photovoltaic,建筑附着光伏)组件应用范围。
(七)光伏生产专用设备
支持还原、氢化等多晶硅生产设备,大尺寸、低能耗、全自动单晶炉,吨级多晶硅铸锭炉,大尺寸、超薄硅片多线切割机,硅片自动分选机等太阳能硅片关键生产设备。支持多槽制绒清洗设备,全自动平板式PECVD,激光刻蚀机,干法刻蚀机,离子注入机,全自动印刷机、快速烧结炉等晶硅太阳能电池片生产线设备和PECVD等薄膜太阳能电池生产设备。促进光伏生产装备的低能耗、高效率、自动化和生产工艺一体化。
(八)配套辅料
在关键配套辅料方面,实现坩埚、高纯石墨、高纯石英砂、碳碳复合材料、玻璃、EVA胶、背板、电子浆料、线切割液等国产化。
(九)并网及储能系统
掌握太阳能光伏发电系统集成技术、百万千瓦光伏发电基地的设计集成和工程技术,开发大功率光伏并网逆变器、储能电池及系统、光伏自动跟踪装置、数据采集与监控系统、风光互补系统等。
(十)公共服务平台建设
支持有能力的企事业单位建设国家级光伏应用系统检测、认证等公共服务平台,包括多晶硅、电池片和组件、薄膜电池的检测,光伏系统工程的验收等。支持相关服务平台开展行业共性问题研究,制订和推广行业标准,研发关键共性技术等。
六、政策措施
以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”已然成为全球热点,节能减排和新能源开发是实现低碳经济的两大重要途径。光伏产业作为新能源产业的重要组成部分,受到越来越多的关注,世界各国都把开发利用太阳能光伏发电技术作为能源战略的重点,提出明确的产业发展目标,制定鼓励产业发展的法律和政策。我国光伏产业发展具有良好基础,及时制定相关政策,促进产业健康、可持续发展,已经成为当前面临的重要任务。
(一)提升光伏能源地位,加强产业战略部署
光伏能源是一种可持续、无污染、总量大的绿色新能源,必须充分认识太阳能光伏发电的长远价值和重要意义,切实在国家能源经济和社会可持续发展的总体部署中予以统筹考虑,提升太阳能光伏产业在国民经济发展中的战略地位。通过实施工业转型升级和可再生能源等相关规划,统筹制订产业、财税、金融、人才等扶持政策,积极促进我国光伏产业健康发展。
(二)加强行业管理,规范光伏产业发展
根据《国务院关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》(国发[2009]38号)的要求和行业发展的实际需要,切实加强行业管理,着力完善行业监管,规范我国光伏产业发展,建立健全光伏行业准入制度,引导地方政府坚决遏制低水平重复建设,避免一哄而上和市场恶性竞争。推动相关职能部门联合加强产品检查,对于明显不达环保标准、出售劣质产品、扰乱正常市场竞争秩序的企业,应依照相关规定给予处罚和整顿。
(三)着力实施统筹规划,推进产业合理布局
加强行业统筹规划,推动企业转型升级,坚持市场主导与政府引导相结合,扶持产业链完备、已具有品牌知名度的骨干企业做大做强。鼓励实力领先的光伏企业依靠技术进步、优化存量、扩大发展规模,实施“走出去”战略,积极参与国际产业竞争。实施差异化政策,引导多晶硅等产业向西部地区转移。推动资源整合,鼓励企业集约化开发经营,支持生产成本低、竞争力强的企业兼并改造效益不佳、存在问题的光伏企业。
(四)积极培育多样化市场,促进产业健康发展
科学制订和实施上网电价等鼓励政策,继续实施“金太阳工程”等扶持措施,坚持并网发电与离网应用相结合,以“下乡、富民、支边、治荒”为目标,支持与建筑相结合的光伏发电系统、小型光伏系统、离网光伏系统等应用,开发多样化的消费光伏产品。通过合理的电价标准、适度的财政补贴和积极的金融扶持,积极扩大国内光伏市场,争取5-10年内将光伏发电的成本下降到可参与商业化竞争的水平,使光伏产业在国民经济可持续发展和节能减排方面发挥更大的作用。
(五)支持企业自主创新,增强产业核心竞争力
支持光伏企业转型升级,通过技术改造等手段扶持掌握自主技术的龙头企业,巩固和提高核心竞争力。加大对光伏产业技术创新的扶持力度,重点支持多晶硅行业节能降耗、太阳能电池高效高质和低成本新工艺技术的研发和产业化项目。加强产学研结合,支持关键共性技术研发,全面提升国产化光伏设备技术水平。加大人才培养力度,支持企业建立企业技术研发中心与博士后科研流动站。
(六)完善标准体系,推动产品检测认证、监测制度建设
重视光伏产品和系统标准体系建设,以我国自主知识产权为基础,结合国内产业技术实际水平,推动制定多晶硅、硅锭/硅片、太阳能电池等产品和光伏系统相关标准,积极参与制订国际标准,推动建立产品检测认证、监测制度,促进行业的规范化、标准化发展。加强对光伏产品质量标准符合性的行业监管,避免劣质贴牌产品流入国际市场。推动企业加强光伏产品组件回收。
(七)加强行业组织建设,积极应对国际产业竞争
建立健全光伏行业组织,推动行业自律管理,加强行业交流与协作,集中反映产业发展愿景,打造国内光伏产业合作创新平台。充分发挥市场机制作用,以行业组织为纽带,以企业为主体,以市场为导向,提高产业应对国际竞争和市场风险的能力。加强国际交流和合作,优化产业发展环境,完善出口风险保障机制,鼓励企业积极争取海外资金,巩固和拓展国际市场。
来自:21spv光伏社区
我国太阳能电池继续保持产量和性价比优势,国际竞争力愈益增强。产量持续增大,预计2012年,我国太阳能电池产能将超过40GW,产量将超过24GW,同比增长50%以上,仍将占据全球半壁江山。生产成本将进一步下降,多晶硅、硅片、电池片和组件环节加工成本分别有望降至19美元/千克、0.18美元/瓦、0.18美元/瓦和0.25美元/瓦,届时垂直一体化企业的组件成本将达到0.73美元/瓦,同比将下降27%。产品质量愈加稳定,多数企业产品质保将达到10年,功率线性质保将达到25年。国际化程度进一步增强,受国内市场消纳能力有限和国外贸易壁垒影响,我国光伏企业将加快国际化进程,通过在海外建厂或并购方式,加快在海外的本土化发展,以增强企业竞争力和国际化水平,成长为国际大型企业。(见图1)
多晶硅生产技术持续进步,产业自给能力迅速提高。2012年,我国万吨级多晶硅生产线将投产,低能耗还原、冷氢化、高效提纯等关键技术环节进一步提高,副产物综合利用率进一步增强。先进企业的综合电耗将达到80千瓦时/千克、生产成本达到19美元/千克的国际先进水平。多晶硅生产规模进一步扩大,有望彻底摆脱依赖进口的局面。预计2012年我国投产的多晶硅企业将达到60家以上,产能超过16万吨,产量达到13万吨,可满足国内80%以上市场需求,形成约占世界市场40%的良好态势。多晶硅自给能力的迅速提高,将对我国光伏产业保持全球竞争优势提供有力支撑,也将为中美之间可能爆发的光伏产品贸易战争取得更加有利的筹码。(见图2)
国外市场增速趋缓,国内市场加速崛起。受欧美债务危机和欧洲光伏补贴持续下调影响,预计2012年,全球光伏市场仍将保持增长,但增速放缓,全年装机量可达24GW,同比增长14%。值得关注的是,国内光伏市场将会加速兴起。受益于2011年出台的系列利好措施:一是国家发改委正式出台了全国统一的1.15元/度上网电价;二是国家太阳能发电“十二五”装机量规划,由最初的5GW改为10GW,最终改为15GW,极大拉动国内市场发展,2011年国内装机量超过1.5GW。预计2012年仍将保持较高的发展态势,主要原因有三:一是当前我国光伏产业产能增长过快且产品主要依赖出口,急需加速启动国内市场以缓解对外依赖度过高的问题;二是启动国内市场也是应对美国启动的“双反”调查的有力回击;三是2011年国家出台了上网电价,且国内装机成本大幅下降,加上光伏市场竞争激烈,组件企业纷纷向下游的光伏系统集成延伸。因此,预计2012年光伏装机量将达到3GW,但即使如此,我国近90%的光伏产品仍需依赖国外市场。(见图3)
(二)市场供需失衡压力持续增大,产业整合不可避免
光伏产业作为朝阳产业,未来市场将会呈现指数增长。但短期内,产业仍将承受较大的供给压力。据赛迪智库光伏所不完全统计,全国156家电池组件企业2011年的太阳能电池产能已超过35GW,预计2012年产能在40GW以上。欧盟2011年9月份发布的报告也显示,2012年全球太阳能电池产能将达到80GW,我国占据超过50%份额。与快速增长的太阳能电池供给量相比,光伏需求量增长则显得相形见绌。据2011年6月欧洲光伏工业协会对2011-2015年的市场需求量预测数据,2012和2013年光伏市场需求在30GW左右,因此仅当前我国的产能已可满足未来2-3年全球光伏市场需求,光伏市场的增长速度远不能跟上产能扩张的步伐。2012年这一市场仍将承受价格和整合压力,一批不具备竞争力或贸然进入光伏领域的光伏企业将在激烈的竞争中被整合或淘汰。值得关注的是,在供需失衡加剧情况下,我国在海外上市光伏企业股价可能持续下跌且遭受国外评级机构唱空,极有可能被国外资本趁虚而入,利用产业整合和贸易战等时机,掌控我国优势企业主导权,甚至使我国光伏产业日益空心化。(见图4)
(三)产品价格仍将下跌,企业经营压力增大
2011年初,光伏产品供应量大幅提高,但光伏市场受政策不稳定的影响,需求萎靡,观望情绪严重,致使光伏产品库存积压严重,价格暴跌,目前已经逼近成本价,极大挤压光伏企业利润空间,主要光伏企业毛利率同比和环比均持续下滑。原本各企业希望2011年第四季度会受到欧洲市场2012年将下调补助金额政策的影响,提前出现安装潮,但相关订单目前仍未出现。加上2011年第四季度和2012年第一季度由于受天气和欧美国家适逢圣诞节休假等原因影响,市场萎靡已不可避免。2012年,预计部分资金需求急迫的企业为获得现金,在现货市场上加速抛售手中的库存和原料,将加剧价格下跌步伐。可能的后果即为:一旦产品价格跌破企业制造业现金成本,企业将开始降低产能避免现金净流出,但是降低产能后设备等固定成本的摊提压力又将出现,在这样的恶性循环下,将会涌现企业倒闭潮。情况的好转预计要到2012年二季度,届时市场进入旺季期,部分落后产能也将在此期间被淘汰,产业将迎来一个发展的小高潮。
(四)美挥舞“双反”大棒,产业面临严峻贸易保护挑战
2011年10月19号,以德国SolarWorld为首的7家企业联合向美国政府递交了对中国出口到美国的太阳能电池(板)进行反倾销和反补贴(简称“双反”)调查申请,而美国商务部已于2011年11月8号启动立案调查。据悉SolarWorld目前也在游说全球最大的欧洲市场,对来自中国的光伏产品进行“三反”(反垄断、反倾销和反补贴)调查,一旦我国应对美国的贸易诉讼不利,极有可能被欧盟搭便车,届时在我国光伏市场未能及时启动的情况下,我国光伏产业可能遭受毁灭性打击。预计美国“双反”案件将会持续到2012年第三季度,对我国光伏产业造成的影响可能有:一是官司耗时耗力耗财,致使我国光伏企业不能集中精力开拓国外市场;二是来自美国的订单将会有较大的税率风险,对美光伏产品出口可能会萎缩,如果欧盟跟进,情况愈甚;三是促使国内光伏产业向东南亚等地区转移,以规避贸易风险;四是来自中国台湾地区等的光伏企业将会渔翁得利,加速崛起,对大陆光伏企业带来巨大冲击。
(五)各路资本竞逐光伏产业,行业竞争愈加残酷
预计在2012年,一些竞争力低下的中小企业将逐渐被淘汰,但也有一些行业外的大型企业利用产业整合期,凭借资本和管理优势涌进该行业,如富士康高调宣称将投资1000亿元进入电池组件环节,未来行业的淘汰与发展将并行。同时,未来行业的竞争,将不是产业链某个环节间的横向竞争,而是一个产业链条之间的整体竞争。为了增强自身的抗风险能力,光伏企业要么自身垂直一体化发展,要么以产业集团军的形式,通过长期合约或控股整合上下游产业链,通过供应链管理降低企业的生产成本。此外,部分资源丰富的西北部城市也纷纷出台以资源换项目的政策吸引光伏企业投资,使得一些企业的光伏业务仅仅是换取其他资源的筹码,企业的小额盈亏已并不重要。业内均认为光伏产业“前途是光明的,道理是曲折的,只要熬过此严冬,未来一片美好”,因此寒冬期的竞争将会更加激烈和非理性。
综上所述, 2012年,我国光伏产业将步入大调整期。虽然产业规模仍将保持稳步增长,产业对外依赖度逐步下降,但由于市场供需失衡严重,外加美国“双反”调查重压,行业竞争将愈加残酷与非理性,产业整合迫在眉睫,企业开始进入薄利时代,优质企业面临国外资本入侵的严峻挑战等。
需要关注的几个问题
(一)行业发展面临“高能耗高污染”的误导
光伏产业特别是上游多晶硅环节发展时间短,在发展初期由于技术尚未完全掌握,部分企业存在能耗高、副产物得不到充分利用等问题,光伏产业戴上了所谓“双高”的帽子。虽然近些年来,随着多晶硅企业规模的壮大和技术的进步,生产能耗不断降低,万元GDP产值已达到全国平均水平,绝大多数企业已实现闭环生产,四氯化硅等副产物也得到有效利用,但“双高”的帽子并没有从多晶硅头上摘掉,反而被错位至下游的电池组件环节,认为“光伏产品大量出口相当于大量输出紧缺能源”,使得光伏项目的审批、技改、产品出口等受到制约,严重影响我国光伏产业的战略性新兴产业布局。据悉,相关部门在2012年有可能对光伏产品的出口退税进行调整,此举无疑使我国光伏产业发展雪上加霜,加剧产业走出困境的难度。
(二)供给端过热投入影响产业健康发展
资金持续投入可能导致供过于求。仅我国2012年的产能已大抵可满足全球未来几年的光伏市场需求。但2010年我国光伏行业高额的投资回报率,使得资本持续涌向该领域,尤其值得关注的是,当前为“十二五”发展规划期,各地方政府纷纷出台各种优惠政策,进一步催动各种资金要素持续投入到光伏产业中,产能的持续扩大,可能导致供大于求。据统计,在十二五期间,我国地方政府规划建设千亿光伏产业园区就达到二十个,规划产值达到2万亿元,而据EPIA预计,2015年全球光伏装机约为45GW,按8元/瓦计,全球市场安装需求也仅为3600亿元,差额巨大。
(三)有效引导产业发展面临整合成本高的制约
未来一段时间,我国光伏产业整合将不可避免。但在整合过程中也存在较多的问题:在光伏产业链各环节的企业中,除了硅锭/硅片环节的企业情况稍好之外,多晶硅企业由于规模小,生产成本高,可能面临无法收购的问题。电池片和组件企业的售后服务问题也将阻碍该环节收购成本估算的顺利进行。因此一些大企业也表示“与其兼并不如新建”。光伏产业属于资本密集型产业,加上地方政府的大力支持,很多光伏项目的融资与地方政府有着千丝万缕的关系,光伏企业的倒闭除了对当地就业带来影响外,还有可能影响到地方政府的呆账和坏账,甚至会引发类似于温州借贷危机的社会问题。
(四)市场规模化启动面临并网难的牵制
国内光伏市场启动主要症结在于光伏并网。一是并网标准滞后,光伏发电的波动性使得其在接入电网时,可能会产生谐波、逆流、网压过高等问题,对现成电网造成一定的冲击,因此也受到电网公司的消极处置。二是电源结构不合理,光伏发电的间歇性和不可预测性等特点使得在调峰调频方面需要较多的其他电力来平衡,如抽水储能、燃气燃油电站等,这将给电网的调度增加负担,也会影响到现有电厂的利益。三是电网配套落后,利益关系有待厘清,我国并网的光伏项目主要建设于西北地区,就地发电就地消化,但当地电网的消纳能力有限,而若不能尽快建成高压远距离输电,实施大区域调度和理顺电网公司等各方利益关系,则并网难的问题仍将存在,国内光伏市场的启动可能仍将是空口号。
(五)过度依赖国外市场制约产业规模发展
我国光伏产业的发展主要依赖国际市场,预计2012年仍有近90%的太阳能电池用于出口。随着全球金融危机的冲击,发达国家加强对本国新能源产业的保护,我国光伏产业发展面临国际贸易保护主义的严峻挑战,一旦国外补贴政策发生变动或实施贸易保护,我国光伏产品的市场格局将被冲击。特别是国内还没有大规模应用的情况下,企业生存将会受到严重影响。因此,如何针对我国实际情况加速扩大国内光伏市场规模,必须抓紧研究。
总的看,明年我国光伏产业将面临“高能耗、高污染”的误导有待更正,国内市场启动受“并网难”制约,产品对外依赖性仍过高,产业整合成本较大,行业规范难度不小等问题。
应采取的对策建议
(一)进一步提升光伏发电战略地位
一是大力宣传光伏发电的积极意义,提高公众和主管部门对太阳能发电的认知度。破除光伏产业“高能耗、高污染”的误解。同时太阳能发电的经济性问题决定了光伏发电在未来一段时间内尚需国家补贴扶持,需加深公众对太阳能发电的认识与理解,自愿承担开发太阳能等绿色能源的成本。二是制定切实可行的太阳能发电中长期发展规划和发展目标,稳定投资者信心,以调动各方资本对光伏产业的发展进行长期投入。三是统筹制订产业、财税、金融、人才等扶持政策,建立健全太阳能发电服务体系建设,积极促进我国光伏产业健康发展。
(二)加大规范行业发展力度
一是建立健全准入制度,制定太阳能光伏行业准入条件,及时剔除行业发展中所出现的一些不良因素,促进产业健康协调发展。二是以我国自主知识产权为基础,按照市场需求及企业技术水平,会同有关标准主管部门,制定光伏产品和系统的相关标准。三是推进太阳能光伏产业监测预警体系建设,定期发布检测报告,引导协调统筹各地方光伏产业发展规划,避免低水平重复建设,给产业发展带来隐患。四是加快中国光伏产业联盟等行业组织建设,加强行业协作和自律管理,不断提升我国光伏行业总体形象,更好地应对和参与国际竞争。
(三)引导产业有效整合
一是加强制定光伏产业整合的研究,整合企业、地方政府等资源,做好应对光伏行业整合的准备;二是探讨区域中小企业联合经营模式,抱团应对外来挑战;三是鼓励优势企业兼并中小企业,优势互补,增强企业核心竞争力;四是及时跟进产业发展情况,加强有关部门和企业的沟通,做好应对可能发生的国外资本收购我国优质光伏企业的挑战。
(四)完善光伏发电并网技术与标准
一是加强光伏并网技术的研发力度,建立微电网工程示范,同时推进实施智能电网建设。二是组织电网公司、光伏电站安装商与运营商、光伏并网与储能设备制造商、组件制造商等有关单位研究制定光伏并网环节的各项技术标准,完善光伏发电并网标准体系。三是做好项目规划、合理布局,坚持以资源指导规划、以规划定项目,先规划、后开发的原则有序推进光伏电站项目建设。四是加强发电企业和电网企业间的沟通和协调,明确发电企业与电网企业的权责,协调和引导有条件、并网难度小的光伏发电设施率先并网,先易后难,不断完善光伏并网的管理体制,推进电力改革。五是做好监管服务工作,及时解决协调并网过程中可能发生的难题。
(五)积极培育多样化的光伏市场
一是继续利用政策引导国内光伏市场健康快速启动。落实并完善“上网电价”实施细则,继续实施“金太阳工程”等扶持措施。坚持并网发电与离网应用相结合,以“下乡、富民、支边、治荒”为目标,支持与建筑相结合的光伏发电系统、小型光伏系统、离网光伏系统等应用,开发多样化的消费光伏产品。二是继续巩固国外传统光伏市场,开辟新的光伏市场。组织企业积极应对国外有关贸易保护主义措施,规避国际贸易壁垒,巩固和发展国际市场,增强产业的安全防范意识。密切关注国外政策和市场竞争环境动向,抓住新兴市场发展机遇,引导企业抢占新兴市场。 (工业和信息化部赛迪智库 中国光伏产业联盟秘书处)
为实现中国的碳中和目标,国家出台多项支持政策,将光伏行业作为战略产业规划。2021年3月,《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出要大力提升风电、光伏发电规模,非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。5月,国家能源局发布《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》,提出2021年全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达11%左右。7月安徽省也印发《光伏产业发展行动计划(2021-2023年)》,提出了2023年全省产能突破80GW,产业链产值实现1500亿元,打造集聚效应显著、协同配套完善、国际竞争力突出的绿色能源产业基地。
光伏产业在短短十二年,缔造了一个中国工业的传奇: 1.具有全球竞争力,全球市场占有率超过50% 。 2.产能集中在民企。 3.拥有自主品牌。中华民族曾经在电、发动机、计算机等科技革命上一次次落后于西方,可是,就是这一次,中国牢牢掌控了65%的光伏产能和60%的全球市场份额。在2011年TOP10组件制造商中,中国大陆占据7家。
也有舆论诟病光伏为“又一个毫无技术含量的劳动密集型制造业”,“绿色输海外,污染留中国”,也有人称“政府不应该拿纳税人的钱去维持一个依赖补贴生存的行业”。这些言论首先是对光伏这个行业没有深刻的认识,缺乏客观公正的态度。
关于光伏的污染和能耗问题,经计算,多晶硅电池(从硅沙直到光伏电站系统)能量回收期为1.59年, 薄膜电池能量回收期为0.78年。国内生产的太阳能组件的使用寿命25年,以此推算,生产出的太阳能组件在实现生产能耗回收后,几乎不用再消耗电量,即可发电约23年,并且没有任何污染物排放。从光伏最终成品来看,在短时间内就能实现能源的回收,随后输出源源不断的绿色能源。客观的讲,从整个太阳能产业链来看,太阳能是没有污染、低耗能的。只是上游生产环节是有污染和非低碳的但是可控的。随着多晶硅技术进步,低能耗还原、冷氢化、高效提纯等关键技术环节进一步提高,副产物综合利用率进一步增强。 “高能耗高污染”的误导和妖魔化,是一些别有用心的人编造出来的谎言。
关于补贴,从世界范围来看,在没有实现平价上网之前,光伏都是政策市场。补贴是世界各国政府的对待光伏产业的通行做法。德国是世界第一个实行光伏上网电价法(FIT)的国家,据WTO公布的“欧盟产业补贴报告”透露,德国政府通过了太阳能屋顶计划(HDTP)向德国太阳能光伏制造商提供了5.1 亿欧元补助,德国在2010年光伏发电电价上的补贴就超过118亿欧元,这些支持政策的颁布使德国迅速成为太阳能能源利用的全球领先者。美国也不甘落后,暨2009年实行经济刺激法案以来,每年对可再生能源的资金支持额度高达160亿美元。而中国政府至2009年以来,每年对可再生能源的补贴平均不超过150亿元人民币(其中70%用于风电),力度远远低于欧美。那些抨击政府补贴光伏的言论是多么的冠冕堂皇,又是多么的无知和短视啊。
关于技术,光伏产业主要有两大技术路线:晶硅电池和薄膜电池。晶硅太阳能电池是目前发展最成熟、商业化程度最高的产品,市场占有率达90%以上。薄膜电池的技术还在初期发展阶段。
在国际光伏发电市场的带动下,我国光伏电池制造产业快速发展,已经形成了从硅材料、器件、生产设备、应用系统等较为完整的产业链。光伏电池转换效率不断提高,制造能力迅速扩大。无论是装备制造还是配套的辅料制造,国产化进程都在加速。在光伏产业链中,有实际产能的多晶硅生产商20~30家, 60多家硅片企业,电池企业60多家,组件企业330多家。到2010年底,国内已经有海外上市的光伏产品制造公司16家,国内上市的光伏产品制造公司16家,行业年产值超过3 000多亿元,进出口额220亿美元,就业人数近百万人。
多晶硅产业技术与国际先进水平的差距在缩小。少数企业还实现了四氯化硅闭环工艺,使得综合能耗和生产成本大大降低,并彻底解决了四氯化硅的排放和污染环境的问题。已有2家多晶硅生产商的能耗与成本接近国外同行先进水平,多晶硅能耗水平达到每千克耗电40 kWh,成本下降到每千克20美元以下。2011年,国内多晶硅产能接近16万吨,产量在8万吨左右,自给率虽然还不到50%,但是完全依赖进口的局面有了很大的改观。
光伏设备制造业逐渐形成规模,为产业发展提供了强大的支撑。在晶体硅太阳能电池生产线的十几种主要设备中,8种以上国产设备已在国内生产线中占据主导地位。其中单晶炉、扩散炉、等离子刻蚀机、清洗制绒设备、组件层压机、太阳模拟仪等已达到或接近国际先进水平,性价比优势十分明显。多晶硅铸锭炉、多线切割机等设备制造技术取得重大进步,打破国外产品的垄断,有些设备开始出口,如扩散炉、层压机等。
我国已经掌握了产业链的各个环节中的关键技术,并在不断地创新和发展,如电池技术、多晶硅制造技术等,多晶硅电池的平均出厂效率达到16%。尚德的冥王星技术将单晶硅太阳电池的有效面积转化效率提高到了18.8%,多晶硅达到17.2%。英利、天合、阿特斯、晶澳、韩华、南京中电等国际化公司也都持有自己的专有技术,电池的转换效率均达到世界一流水平,平均每瓦太阳能电池的高纯硅材料的用量从世界平均水平9 g/W下降到6 g/W,大大降低了制造成本,使得我国光伏组件在世界上具有很强的价格竞争力。
中国光伏产业在技术的发展上还有哪些不足?
(1)高效节能多晶硅料制备技术
多晶硅料方面我国已经基本掌握了西门子法,硅烷法还需进一步消化吸收,并在大规模合成、高效提纯、低电耗还原、四氯化硅氢化等关键技术环节取得了突破。所生产的多晶硅原料可以满足国内50%的市场。但是在生产成本、产品质量等方面与国外还有一定差距,尤其是冷氢化工艺,需要进一步完成技术的消化吸收。冷氢化工艺能将多晶硅生产改造成为一条低能耗、高产量的完全闭合循环生产线,将剧毒废气四氯化硅转化为多晶硅原料三氯氢硅,实现闭环生产,做到废气系统内消化。冷氢化改造能把成本降低20%。
(2)原材料方面
在电池用银浆方面,目前国内仍是空白,依赖于进口。银浆的性能是影响电池效率的重要因素,发展方向是满足高方块电阻发射极使用的低扩散速度银浆量,甚至是掺杂磷或硼的银浆料,以在烧结过程中同时实现局部重扩散。
EVA树脂是电池主要的封装材料。目前国内虽然可以生产制造,但是性能质量较国外还有一定差别,多数应用在较低端的市场。背板方面国内空白,依赖进口。EVA及背板是影响组件寿命的关键材料,高透过率、抗紫外辐照的EVA和低水、气扩散的背板是主要发展方向,组件寿命应从目前的25年提至30年或更高。
(3)太阳电池制造工艺方面
具有产业化前景的新结构电池包括选择性发射极电池、异质结电池、背面主栅电池及N型电池等,这些电池结构采用不同的技术途径解决了电池的栅线细化、选择性扩散、表面钝化等问题,可以将电池产业化效率提升1~2个百分点。电池制造新工艺还包括无触印刷、铜电极、表面钝化及离子注入等,为电池制造开拓了更多种技术路径。这以上这些新技术上,我国少数企业已经开始涉足,但和国外先进水平尚保持一段差距需要追赶。
(4)设备制造方面
设备投资是电池生产线建设的初始投资中的主要部分,是制约电池成本下降的主要因素之一。在整个光伏产业链上,中国在几种价值较高的关键设备还和国外存在很大差距。有的虽有国产化,但性能质量达不到要求。有的国内尚属空白。包括:还原炉、CVD、PECVD设备、烧结炉和全自动丝印机、线切割机、自动分选机、自动插片机、自动焊接机等、离子注入机。提高这些高价值的关键设备的国产化程度是进一步降低我国电池制造成本的有效途径。
正是由于中国光伏产业的崛起,全球光伏产品成本在10年里获得了快速的下降,从原先的每瓦6美元,下降到现在每瓦1美元,光伏的平准化能源成本已经与天然气持平,平价上网的目标正在逼近现实。在某些电价较高的地区,比如德国,在其居民光伏应用上已经率先实现了平价上网。中国光伏行业的迅猛发展,让世界光伏发电平价上网提前了至少5年,这就是中国光伏行业对世界新能源的巨大贡献。
中国光伏行业在洗牌整合,在等待政策和贸易环境的改善,在积蓄内力提高效率,等待一个真正辉弘的故事高潮的到来---光伏平价上网:光伏发电以平等的价格和传统能源展开发电市场竞争。
至2005年底,已有大约75万套家用太阳能光伏发电系统进入用户家庭。在这些用户之中,大多数都是牧区的牧民家庭,这些家庭的通电水平还比较低,一般只能满足基本的照明需要。除此以外,还有林区和农区的农户和养蜂户以及无电的公路道班、学校、商店等小单位以在使用家用太阳能光伏发电系统,还有一些缺电地区的城镇居民,也成为家用太阳能光伏发电系统的用户。如果这些家用太阳能光伏发电系统的保有量按80%计,加上国家光明工程和送电到乡工程的光伏电站,中国目前至少有100万户家庭主要依靠光伏发电系统解决基本的生活照明用电。
到2005年底,中国的光伏发电市场累计安装量达到70MW,其中约43%为农村电力建设方面的应用,而全国大约还有300万无电户,估计其中至少还有150万户需要在今后的十年内采用光伏或风光互补发电系统来解决。由于居住条件的限制,他们中的大多数只能采用分散的供电方式,即采用家用太阳能光伏发电系统。而许多已经用上光伏系统的用户也将升级换代,提高用电水平。因此,中国的光伏市场潜力仍然很大。
在人口稠密的都市中,光伏发电系统也正起着越来越重要的作用。2006年,《上海市10万个太阳能屋顶计划》可行性调研完成初稿。根据计划,未来上海10万个屋顶有望安装太阳能发电系统,每年至少发电4.3亿度。对于处在电荒中的上海,这当然是好消息。“中国缺能,我们不能辜负头顶的大好阳光。”这是《上海市10万个太阳能屋顶计划》的主持者,上海交通大学太阳能研究所所长崔容强教授的呼吁。面对迫在眉睫的能源危机,太阳能因其清洁、高效和永不衰竭的特点受到了世界各国能源专家的青睐,并被业内人士称为“黄金电”。没有油田煤矿的上海拥有两亿平方米的屋顶,每天只要有阳光,每个屋顶将会是一个小型的绿色发电厂;把上海的大小屋顶、建筑立面联合起来,可建成一座巨型“发电厂”。以上海现有两亿平方米平屋顶的1.5%,即十万个屋顶(约300万平方米),为其安装“太阳能并网屋顶光伏发电系统”,每年至少能发电4.3亿度,这将很大缓解上海的用电紧张。
(一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本;
(二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;
(三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。
(四)逆变器:在很多场合,都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC逆变器,如将24VDC的电能转换成5VDC的电能(注意,不是简单的降压)。
太阳能发电系统的设计需要考虑如下因素:
Q1、 太阳能发电系统在哪里使用?该地日光辐射情况如何?
Q2、 系统的负载功率多大?
Q3、 系统的输出电压是多少,直流还是交流?
Q4、 系统每天需要工作多少小时?
Q5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天?
Q6、 负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大?
Q7、 系统需求的数量。
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太阳能发电:其实并不贵
本期提示
无锡尚德太阳能电力公司总经理施正荣博士在澳大利亚学习工作了14年。他归国创业,惟一目的就是发展我国的太阳能电力产业。他说:“社会上有一个误会,一再地说太阳能发电的成本较高。据我看来,如果大家用环保和可持续发展的标准来计算,与火电相比,
太阳能发电,并不算昂贵。如果国家当机立断,推出鼓励发展绿色能源的产业政策,随着技术的进步,太阳能发电的成本,还将进一步降低。”他的这番话引起了记者的好奇,记者采访了许多专家,请他们共同探讨:该怎么做,才能让太阳能电力尽量为人类和环境造福。
产业应用消纳研发成本
中科院电工所研究员马胜红说,一项新技术,在发展的不同阶段,有不同的应用需求。同其他可再生能源发电技术相比,光伏发电在解决边远地区分散的村落和农牧户供电方面有突出的技术和经济优势,将在解决我国3000万远离电网的群众供电发挥主要作用。在一些特殊领域,光伏发电已经迅速崛起,在航天电源、通讯机站无人值守电源、管道阴极保护、军事野战电源、玩具、钟表、街灯、庭院灯以及最近兴起的环保建筑等许多领域,已经显示出“比较优势”。产业上的应用能够消纳不少研究成本,进而推动技术研究的深入,找到更合适的材料和降低成本的解决方案。
皇明太阳能集团原本专心经营光热业务,其太阳能真空管热水器在我国的市场占有率第一。公司总裁黄鸣说:“我们最近也在考虑向光电方向进军,我们已经推出‘太阳能照明’业务,在山东日照市做了一个样板工程。我相信,只要产业鼓励政策明朗,太阳能发电成本会在应用的推动下迅速下降。”中国太阳能学会秘书长孟宪淦介绍说,我国是太阳能资源丰富的国家之一。我国有荒漠面积108万平方公里,主要分布在光照资源丰富的西北地区。1平方公里面积可安装100兆瓦光伏阵列,每年可发电1.5亿度如果开发利用1%的荒漠,就可以发出相当于我国2003年全年的耗电量。在我国电力干线周围有适合于大规模安装光伏发电开发的浩瀚荒漠,开发利用荒漠太阳能资源对于我国有着深远的战略意义。学习目前欧洲、日本的经验,实施屋顶光伏项目,也是十分重要的出路。
无锡尚德公司目前把许多精力花在“用户培养”上,他们花费大量心血进行产业链的整合和激发。公司每年的年会实际上是太阳能电池产业上下游厂商的一次激情大碰撞。公司副总经理季广峰说:“我们现在准备对建筑设计师、房地产开发商和政府官员进行太阳能电力的知识培训。只要大家花点精力,对太阳能电力的原理和产业前景稍作了解,肯定就会毫不怀疑这个产业的前景和必要性。而且,我们公司也准备投资上游的硅片产业,这样既能保证将来有充足稳定的生产原料,又能在一定程度上降低成本。”
技术进步促进成本降低
过去使用硅作为太阳能电池材料,而我国目前生产硅片的能力还太低,多数材料都依靠进口,导致太阳能电池成本太高。要使太阳能发电得到大规模推广,科学家必须降低太阳能电池材料的成本,或找到更廉价的太阳能电池材料。
中国太阳能学会光伏专业委员会主任赵玉文说,太阳能电池目前的价格大约为3.15美元/瓦,并网系统价格为6美元/瓦,发电成本为0.25美元/瓦。最近完成的8兆瓦并网光伏系统的前期研究表明,目前完全商业化运作的并网光伏发电上网电价大约为每度电3.4元,尚无法同火电、风电等竞争。但是世界上近期的大规模市场发展和快速的技术进步正在使光伏系统设备和发电成本有效降低,预计到2010年光伏系统将降到3美元/瓦左右,发电成本将下降到每度0.1美元———也就是人民币1块钱左右。他说:“当前火电成本日渐上涨,发展太阳电力能正逢其时。”
施正荣说:“全世界的科学家绞尽脑汁,都在寻找从技术上降低成本的方案,方向是多元的,最常规的渠道是寻找、组织新材料,提高光电转化效率。有人一看15%、17%,就以为效率‘低得不行’,实际上,只要提高一个百分点,成本就能下降很多,竞争力就提升了。我们无锡尚德公司正在致力于这方面的研究。”
中科院半导体所所长李晋闽透露,该所最近在太阳能电池研究上也取得了重大突破,他们利用某些‘化学半导体’材料,大大提高了光电转换效率加上对整个系统进行了精心整合,在模拟空间的环境下,能够实现26%的转化效率,而在地面环境下,其转换效率能超过30%。这样,成本就不是问题。
转换观念是当务之急
几位太阳能方面的专家前不久起草了“关于制定阶梯电价和促进我国光伏发电发展的议案”建议稿,起草人之一、中国太阳能学会光伏专业委员会常务理事王斯成说:“从资源的数量、分布的普遍性、技术的可靠性来看,光伏发电比其他可再生能源更具有优越性,目前成本较高的障碍正在随着技术进步和大规模生产而减小,光伏发电将成为未来电力的重要构成是勿庸质疑的。”专家建议,我国的目标应该在2020年使光伏发电的累计装机容量达到30000兆瓦,使光伏发电量达到届时全国发电量的1%。
虽然这个指标同欧、美、日国家的目标相比差距还相当大,但要想达到这个目标,要排除诸多障碍。专家指出,在世界上许多国家,光伏发电已经进入商业化发展轨道在荒漠大规模并网和光伏建筑一体化领域具有良好的长远发展前景,是可再生能源应用的重要组成部分。近年来全球光伏发电产业以平均30%以上的速率迅猛增长,2002年的系统产值达到35亿多美元。预计在各国减排行动和优惠政策的拉动下,产业发展将进一步加快。我国只要出台相应政策、培育规范的规模市场、加大投入、加速能力建设,我国企业完全有条件依托国内市场挺进国际市场,进入国际十强。
赵玉文说:“但其发展的先决条件就是政府出台行之有效的激励政策。近年来,德、日、美等发达国家光伏产业迅猛发展的事实证明,政府采用优惠政策扶持光伏发电市场,靠规模市场拉动产业发展、推动技术进步,依赖技术进步和规模生产降低生产成本,通过提高质量和降低价格赢得更大市场的方针和策略是正确的和成功的,值得我国借鉴。”
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太阳能发电潜力巨大 太阳能电池产业将大有所为
在太阳能发电系统中,技术最复杂的组成部分应属太阳能电池。可以说,太阳能电池是太阳能发电系统的核心,其开发、生产直接影响到太阳能发电的普及和发展。
太阳能电池的主要原理是通过使用半导体材料,将较薄的N型半导体置于较厚的P型半导体上,当光子撞击该装置的表面时,P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流,可利用上下两端的金属导体将电流引出利用。
太阳能电池的种类根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:1、硅太阳能电池;2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;3、功能高分子材料制备的太阳能电池;4、纳米晶太阳能电池等。
硅是最理想的太阳能电池材料,这是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。在以上电池中单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟,光电转化效率可达23.3%。在制作过程中,一般采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术。但由于单晶硅材料价格及相应的繁琐工艺影响,单晶硅成本价格居高不下,大幅降低成本非常困难,无法实现太阳能发电的大规模普及。
随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。目前国际低成本大规模生产技术的研究主要集中在多晶硅、大面积薄膜非晶硅、CdTe电池、CIS电池的制造技术,Ⅲ-V族化合物半导体高效光电池,非晶硅及结晶硅混合型薄膜光电池等方面。
如果说单晶硅的特点是效率高、成本高,其它材料电池的难题无疑是低成本、转化弱。与单晶硅太阳能电池相比,除多晶硅、碲化镉等外,其它材料电池的光电转化效率普遍未超过15%。
我国太阳能电池的发展我国于1958年开始研究太阳能电池,1971年首次应用于我国发射的卫星上。1973年开始将太阳能电池用于地面。由于受到价格和产量的限制,市场发展很缓慢,除了作为卫星电源,在地面上太阳能电池仅用于小功率电源系统,如航标灯、铁路信号系统等。
2002年,国家有关部委启动了“西部省区无电乡通电计划”,通过光伏和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。这一项目的启动大大刺激了太阳能发电产业,国内建起了几条太阳能电池的封装线,使太阳能电池的年生产量迅速增加。
目前太阳能电池已经开始广泛用于通信、交通、民用产品等各个领域,光伏发电不但列入到国家的攻关计划,而且列入国家电力建设计划,同时也在一些重大工程项目中得到应用。目前,光伏发电已遍及我国西部各省区,以及中部和东部的部分省、直辖市、自治区,总投入已经超过30亿元。
太阳能电池高效和低价统一始终是国际开发的目标。与此相同,我国产品生产、推广的根本问题也集结于此。草原、海岛、沙漠等无电地区需求巨大,但价格的可承受性、生产规模不足和产品针对性较弱等方面的问题十分突出。而在城市电力系统中,高昂的一次性投资成本无疑更为产品推广增加了难度。因此,提高效率,降低成本,扩大规模应是现今开发、生产太阳能电池的主题。
在具体操作方面:多晶硅太阳能电池的研究应把攻关与引进结合起来,尽快建立一条年生产能力为兆瓦级的生产线;单晶硅太阳能电池重点提高组件的效率,降低生产成本;加速开发新型太阳能电池。具体标准:兆瓦级多晶硅太阳能电池组件生产线的建立主要技术经济指标:组件效率13%,组件寿命20~25年;单晶硅太阳能电池组件生产线的技术改造主要技术经济指标:组件效率14%~15%,组件寿命20~25年。
要在现有技术条件下快速发展,太阳能电池行业应尽快实现小型光电源产业化;着重开发100千瓦容量以下的独立运行光伏电站系列化、规范化、商品化研究并网光伏发电技术,并为大规模应用做好前期准备。
在具体标准方面:小功率光伏电源产业化功率范围:千瓦级、百瓦级产业规模:总容量大于1兆瓦系统造价:比“八五”平均价格降低30%以上太阳能;独立运行光伏电站系列化、规范化、商品化。功率范围:10千瓦~100千瓦系统造价:比“八五”平均价格降低30%以上;并网光伏发电技术研究和示范。兆瓦级并网光伏电站的前期研究,10千瓦并网光伏示范电站、100千瓦并网光伏电站用逆变器研制,光伏电站运行及与电力系统相关技术研究。
利用太阳能光伏发电是是能源利用不可逆变的潮流。中国已成为全世界仅次于美国的第二大电力消费市场,需求增长速度为全球之冠。但石油能源的紧张、煤炭资源的告急使得现有发电方式远远不能满足电力消费需求,太阳能发电推广相当迫切,市场潜力十分巨大。针对市场,加速发展,太阳能电池行业必定大有可为.