太陽能源與光伏發電近況探測范文

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中國光伏產業發展近況

1)太陽能電池產量世界第一．多晶硅材料基本自給，太陽能電池和組件80%～90%出口，約70%產品到歐洲市場，其次是美國市場．2004年中國光伏產業的太陽電池產量還僅占世界產量的1%，2004年后飛速發展，連續5年的年增長率超過100%，2007年～2009年連續3年的太陽能電池產量居世界第一，見圖4．2010年產量4011MWp，占世界總產量的37.6%，目前國內已經有海外上市的光伏公司12家，國內上市的光伏公司13家，行業年產值超過2000億元，就業人數20萬．可是，近來美國金融危機和歐債危機致使了貿易保護主義重新抬頭，對我國光伏產品發動“雙反”調查，美國于2012年10月終裁擬課以重稅，歐盟正啟動反傾銷調查，打壓中國光伏企業．為此，中國的光伏企業只好將目光轉向內銷，這也促使了國內光伏發電的加快發展．

2)核心技術具有自主知識產權．主要表現為多晶硅規?；a技術取得突破，已經不再依賴進口，基本可以自給．中國晶體硅太陽能電池的生產已占有技術和成本的絕對優勢，2009年的產量占全世界產量的40%，主要光伏生產設備的國產化率不斷提升，薄膜電池等新型技術水平也不斷提高．

3)多晶硅生產技術有重大突破．千t級多晶硅規?；a技術取得重大突破，初步實現循環利用和環境無污染、節能減排生產．在三氯氫硅合成提純技術及裝置、還原爐制造技術、自動電控技術及裝置、尾氣干法回收、四氧化硅氧化技術等方面有了較大提升，打破了國際上對其生產技術的壟斷．還原爐由9對棒發展到12、18和24對棒，生產工藝由常壓生產到加壓生產，個別企業還實現了四氯化硅冷氫化閉環生產，使綜合能耗和成本大為降低，徹底解決了四氯化硅的排放和污染問題．

4)晶體硅電池質量與成本世界領先．中國企業已在產品質量和成本上成為世界領先．無錫尚德的冥王星(Pluto)技術將單晶硅太陽能電池的有效面積轉化率提高到18.8%，多晶硅17.2%，多晶硅電池的全光照面積轉化率已達到16.53%，世界第一．冥王星電池組件比傳統技術能多輸出約12%的電能．南京中電的趙建華博士至今保持著單晶硅太陽能電池實驗室效率的世界紀錄(25%)，他所開發的發射結鈍化技術使批量生產的電池效率均超過18%．保利英利，常州天合、蘇州阿特斯、河北晶澳、江蘇林洋等國際化公司也都握有各自的專利技術，電池的轉換效率均達到世界一流水平，平均每瓦光伏電池的高純硅材料的用量從世界平均水平的9g/W下降到6g/W，大大降低了制造成本．

5)光伏設備制造業已成規模，為產業發展提供了強大支撐．在晶硅太陽能電池生產線的十幾種主要設備中，6種以上國產設備已在國內生產線中占據主導．其中單晶爐、擴散爐等離子刻蝕機、清洗劑設備，組件層壓機、太陽模擬儀等已達到或接近國際先進水平，性價比優勢十分明顯，多晶硅鑄錠爐多線切割機等設備制造技術取得了重大進步，打破國外壟斷．

6)多晶硅材料依賴進口有所改善．2004年前后，國際上太陽能電池需求爆炸式增長，造成全球多晶硅緊缺．中國光伏產業經歷了多晶硅材料受控于人的艱難處境，連續多年多晶硅材料依賴進口．2007年我國多晶硅的產量僅有1100t，需求11000t，90%依賴進口，2008年我國多晶硅的產量4500t，需求20000t，仍有80%以上依賴進口．由于市場緊缺，多晶硅材料價格暴漲，最高達到400美元/kg(成本只有30～40美元/kg)，多晶硅材料的短缺和行業暴利，極大地激發了我國多晶硅產業的投資熱潮，根據PhoroInternation-al的統計，國內2009年在建的多晶硅廠有48家．

國內外光伏發電近況

1光伏發電發展迅猛

近十幾年來隨著產業政策和市場的推動，世界光伏產業百花齊放，技術創新和規模擴大，太陽能發電成本越來越低，其應用領域越來越廣，全球光伏產業規模迅猛發展，競爭愈烈，向規?；c多元化格局發展．雖經過了2008年世界金融危機，但2009年世界光伏發電裝機容量達7900MWp，同比增長27%，2010年達12200MWp，同比增長65%．

2光伏電平價上網趨勢日增

近來，有些國家和地區已經率先實現光電平價上網，而且平價上網將在全球形成蔓延之勢．在意大利，光伏系統全生命周期光伏發電成本為0．24歐元/kWh．而2009年意大利的民用零售平均電價為0．26歐元/kWh．意大利事實上已經實現了上網平價，美國部分地區、日本、西班牙等國上網電價亦已臨價．

3全球光伏市場簡況

當前，全球光伏市場主要還是歐洲．2009年，全球光伏裝機容量達到7.9GW，其中歐洲占80%，北美占7.0%，亞洲占9.8%，其他占3.1%．歐洲的70%來自德國，所以德國仍然是目前光伏市場的主體，尤其在2010年，僅德國的裝機容量就達到了7GW以上．據歐洲光伏產業協會(EPIA)的統計報告顯示:2011年全球安裝量突破27．7GW，同比2010年增長70%，創歷史新高．意大利和德國成為全球安裝量最大的國家，占全球市場的60%．歐洲仍繼續統領全球光伏市場，占全球市場的75%，同比2010年下降5%．2011年全球累計安裝量達67.4GW，較2010年底的39.7GW增長70%．2011年新裝量:中2GW;美1.6GW;日1GW;澳700MW;印300MW．2011年發電量約80億kWh，足以滿足20萬家庭需求．并網光伏發電發展最快，占光伏應用市場的80%，并逐步發揮著替代常規能源的作用，受到關注．

4我國光伏發電近況

2009年裝機容量約160MWp，截至2009年底，累計裝機容量約300MWp(圖5)，光伏市場發展十分緩慢．盡管2009年裝機容量超出此前的累計安裝量，但與產量相比，只是當年產量的4%．因此開拓市場仍然是我國光伏發電產業中存在的重大問題．近幾年，國家在積極地進行推廣建設，特別自2012年上半年，美國對我國光伏產品發動“雙反”調查以來，中國光伏界在忐忑不安中等待調查結果．美國“雙反”尚未終裁，歐盟效仿美國再次發難，把中國光伏產業企業推向災難的邊緣．全聯新能源商會的《2011—2012中國新能源產業年度報告》最新統計數據稱，2011年我國光伏安裝量達到2．89GW，首次突破GW級，成為世界第三大光伏安裝國，我國只用5年時間，就成為光伏產業制造大國，根據目前發展狀況，完全可能在未來5～10年內成為光伏應用大國．Solarpraxis公司對我國大規模光伏設施的項目開發、融資、建設運營和監測表明，在2011年中國2.89GW光伏裝機容量投運后，預計2012年仍要安裝4～5GW．

對我國光伏發電平價上網的預測

1太陽電池組件成本下降

2009年以來，中國太陽能電池的成本持續下降，國際競爭力逐漸增強．太陽能電池的成本主要取決于工廠的初始投資、生產規模、材料成本、人工、稅收和管理等多種因素．隨著多晶硅材料價格的下降，太陽能電池的組件價格隨之降低，根據PacificEpoch2009年12月公布的調查結果，中國市場上光伏用多晶硅材料的價格從2008年10月份的365．8美元/kg，下降到2009年12月份的51.9美元/kg;晶體硅太陽能電池組件的售價也由2008年10月份的3.55美元/Wp(人民幣25元/Wp)下降到2009年12月份的1．78美元/Wp(人民幣12元/Wp)．金融危機來臨，多晶硅材料的價格直線下降，2009年底已經降到50～60美元/kg，太陽能電池的成本隨之大幅度下降，中國2009年底太陽能電池的成本僅1.2～1.4美元/Wp(人民幣7～10元/Wp)，大約比歐美太陽電池的平均價格低30%．中國的太陽能電池組件之所以可以做到如此低廉的價格，除了中國光伏企業在非硅生產環節努力降低成本外，還得益于生產設備的國產化．過去從國外引進1條25MW的太陽能電池生產線大約需要人民幣5000～6000萬元，而一條國產設備的生產線卻只需要2000～3000萬元，比進口生產線低了50%以上．關鍵生產設備也是如此，例如1臺8英寸的單晶爐，進口設備需要人民幣80萬元，國產設備的價格僅是進口價格的50%;1臺270kg的多晶硅鑄錠爐進口價格大約130萬美元，而國產設備只需要人民幣130萬元．

2光伏發電“平價上網”預測

按照中國光伏產業目前的發展趨勢，隨著技術進一步提升和裝備的全面國產化，到2015年初投資有望達到1．0萬元/kW，發電成本小于0．6元/kWh，首先在發電側達到平價上網是完全有可能實現的．經過努力，2020年初投資達到0．7萬元/kW，發電成本達到0．4元/kWh，在配電側達到平價上網也是有可能的．

國際上對光伏發電成本下降的預測

美國太陽能先導計劃(SAI，2006年公布)對于光伏發電達到“平價上網”的預測最為激進，認為到2015年光伏電價將低于10美分/kWh(相當于人民幣0.7元/kWh)．美國光伏電價預測見圖6．圖6中的Residential:一家一戶的光伏系統，或者指居民用電，SAI預測2015年在這一市場的光伏電價將下降到8～10美分/kWh;Commercial:公共、商業和工業建筑用光伏，或者指商業用電，SAI預測2015年在這一市場的光伏電價將下降到6～8美分/kWh;Utility:公共電力規模的光伏，或者指上網電價，SAI預測2015年在這一市場的光伏電價將下降到5～7美分kWh．德意志銀行經過細致的成本測算，預計光伏發電到2015年，即可達到15美分/kWh，相當于人民幣1元/kWh．日本政府(NEDO)2004年在“PVRoadmap2030”中預測:光伏電價2020年達到14日元/kWh，2030達到7日元/kWh．2009年日本政府(NEDO)了新的光伏發展線路圖，重新調整了預測:2017年達到14日元/kWh，2025達到7日元/kWh，將2004年的預測提前了3～5年．

太陽能光伏發電的快速增長將使大型項目的投資成本朝著3美元/W發展．在技術政策和制造過程等多方突破后，將于2017年達到美國能源部的Sunshot目標:1美元/W．美第一太陽能公司的制造成本，從2004年的2.94美元/W，降至2011年的75美分/W，該公司還使薄膜和玻璃太陽能電池效率從2009年的10%提高到2011年的11.2%．該公司的路線圖要求到2014年成本降低至64美分/W．美GE公司認為，由于創新，在3～5年內太陽能發電將比化石燃料和核發電更廉價．如果太陽能發電售價能達到15分/kWh，將會有更多的人使用太陽能發電．據美技術推進協會(IEEE)預測，光伏發電成本在10年內可望低于化石燃料發電，前提是太陽能行業能使光伏電池效率提升，并實現規模經濟性．EPIA于2011年9月6日公布的主要歐洲電力市場分析顯示，光伏發電至少于2013年可使某些細分市場達到競爭力程度，所有市場將于2020年達到競爭程度．

國內外光伏發展目標

1國際上對于光伏發展目標的展望

2009年12月，歐洲光伏工業協會EPIA公布了“Setfor2020”，對光伏發電的目標分3種情況，對2020年歐洲的光伏累計裝機進行了分析和預測:基本發展模式，100GW;加速發展模式，200GW;理想發展模式，400GW．分別占歐洲電力總需求的4%、6%和12%．2010年10月，EPIA“日照充足國家的光伏潛力”研究報告，認為全球74%的國家日照充足(148個國家)，包括印度、中國、中東、非洲、澳大利亞等．這些國家的光伏市場到目前為止尚未開發，具有很大的發展潛力．預計到2030年理想發展模式下，光伏在這些國家的裝機將達到1100GW，占這些國家供電需求的12%，屆時光伏發電的平準價格(LCOE)將達到4～8歐分/kWh，能夠同所有常規電力相競爭，包括火力發電．最近歐盟還通過了一項建筑能耗特性導則(ener-gyperformanceofbuildingdirective)，要求到2020年所有新建建筑基本達到零能耗．這項導則2012年在歐盟成員國中推行，光伏將發揮主要作用．歐洲建筑總占地22000km2，40%的屋頂和15%的南立面，可以安裝1500GW光伏系統，年發電量高達14000億kWh，占2020年整個歐洲電力需求的40%．今后10年建筑集成光伏(BIPV)和建筑附加光伏(BAPV)將成為歐洲光伏市場的主流．美國太陽能工業協會(SEIA)在哥本哈根會議上宣布:美國到2020年光伏將提供全部電力需求的10%，太陽能利用提供的熱水、采暖和制冷將替代電力需求的3%，太陽能熱發電將提供電力需求的2%．光伏到2020年將提供67．6萬個工作崗位，每年減排3．8億t二氧化碳．按照1MWh光伏電力減排1t二氧化碳，則2020年美國的光伏累計裝機將達到300GW．2010年7月，美國參議院批準了千萬屋頂計劃(10millionsolarroofs)，該項目計劃10年內在美國全國推廣40GW太陽能發電系統，使美國成為世界最大的太陽能發電市場．日本2008年6月9日，福田康夫首相發表了電視演說，計劃在2030年以前在目前的基礎上再增加40倍太陽能電池裝機量．執行部門又進一步細化為在2020年達到累計裝機容量為2005年(1．4GW)的20倍即28GW，2030年為40倍，即56GW．印度2009年公布“SolarPowerPlan”，計劃到2020年，光伏發電在印度的累計裝機要達到20GW．

2我國的光伏發展目標

按照集中開發與分布式利用相結合的原則，積極推進太陽能的多元化利用，鼓勵在太陽能資源優良，無其它經濟利用價值土地多的地區建設大型光伏電站，同時支持建設以“自發自用”為主的分布式光伏發電，積極支持利用光伏發電解決偏遠地區用電和缺電的問題，開展太陽能熱發電產業化示范．到2015年，太陽能年利用量相當于替代化石燃料5000萬t標準煤．太陽能發電裝機達到2100萬kW，其中光伏電站裝機1000萬kW，熱發電裝機100萬kW，并網和離網的分布式光伏發電系統安裝容量1000萬kW，太陽能熱利用累計集熱面積達4億m2．到2020年，太陽能發電裝機達到5000萬kW，太陽能熱利用累計集熱面積達到8億m2．太陽能發電建設布局如表3所示．

結語

1)發展太陽能產業是解決能源短缺，緩解供需矛盾，減少環境污染，應對全球氣候惡化，減少溫室氣體排放和人類社會可持續發展最有效途徑之一．

2)全球都在積極發展太陽能產業，據預測到2040年太陽能發電中的光伏發電將達到全球發電量的25%．根據國際能源看(IEA)的預測太陽能將在不到20年內占世界能源需求的5%，比2012年增加49倍．

3)近十幾年來，全球光伏產業迅猛發展，市場增長率在50%左右．經過2008年金融危機的洗禮，光伏產業前景愈顯重要．2009年世界超過10GWp，中國大陸超過4GW，從2007年起已躍居太陽能電池世界第一生產大國．

4)2009年以前我國光伏發電裝機容量較小(累計140MWp)，光伏市場發展緩慢，盡管2009年裝機容量約160MWp超出此前的累計安裝量，但與產量相比，只是當年產量的4%．近幾年，有很大改變，受歐債危機和美國貿易壁壘“雙反”反傾銷，反補貼的影響，光伏產品出口大受影響，中國光伏產業必須轉向國內．經國家大力支持積極推廣，國內市場快速增長，裝機容量從2011年西部地區掀起了建設高潮，將拓展全國，延續至2012年，屆時，估計我國累計裝機量達5000MWp以上．5)“十二五”光伏發電建設規模:并網光伏電站1000萬kW，分布式光伏發電系統，1000萬kW，合計2000萬kW．6)光伏發電“平價上網”預測，由于光伏產業國外市場受到挑戰，受“雙反”貿易保護主義影響，國外市場倍受打擊，轉向國內，光伏組件大幅下降，估計到2015年初投資，有望達到1萬元/kW以下，發電成本0.6元/kWh，發電側有達到平價上網可能．經過努力，2020年初投資達到0.7萬元/kW，發電成本達到0.4元/kWh，在配電側有望達到平價上網的可能．

作者：鐘史明單位：東南大學能源與環境學院