光伏產(chǎn)業(yè)已成為我國可再生能源產(chǎn)業(yè)中繼風(fēng)力發(fā)電之后發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)，光伏發(fā)電技術(shù)也是全球研究的熱點之一。在這一領(lǐng)域的任何突破性進(jìn)展將對人類未來能源的利用產(chǎn)生革命性影響。我國如何在這一領(lǐng)域跟上世界的步伐，本文作者在對我國目前的現(xiàn)狀作了詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上提出了十分有益的建議。 

    1、我國光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

    太陽能光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽能利用中最具意義的技術(shù)，成為世界各國競相研究應(yīng)用的熱點。最近10年以每年平均30%的速度遞增，最近3年更是以每年50%以上的速度高速增長。太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)成為可再生能源領(lǐng)域中繼風(fēng)力發(fā)電之后產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快、最大的產(chǎn)業(yè)。目前，光伏發(fā)電中的太陽能電池仍然是以晶體硅太陽電池為主，一枝獨秀、市場份額達(dá)90%，大面積商品化太陽電池效率可達(dá)到18-19%。其次是非晶硅薄膜太陽電池發(fā)展迅速，市場份額占到6-7%。其他的如CIGS、砷化鎵等處于產(chǎn)業(yè)化的初期，市場份額較小。

    目前的光伏產(chǎn)業(yè)主要是指晶體硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)。太陽能光伏發(fā)電的整個生產(chǎn)及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈分為五個層次，即從硅材料到硅片，再到太陽電池片，然后到太陽電池組件，最后到光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用。硅元素在地球上的儲量非常豐富，硅材料的來源—石英石在全球的分布也十分廣泛。中國是硅礦的主要產(chǎn)地，優(yōu)質(zhì)石英硅礦很多，儲量豐富。但是，要從石英石中提煉出制造太陽能電池所必備的高純度硅材料面臨很大的技術(shù)難度和資金投入。因此存在很強的技術(shù)壁壘和資金限制。

    光伏發(fā)電的成本也隨著光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、規(guī)模、應(yīng)用市場與需求的發(fā)展在不斷變化。太陽能光伏制造業(yè)在我國的長三角和珠三角地區(qū)迅速崛起，其產(chǎn)品大多出口到歐美等發(fā)達(dá)國家。目前我國的太陽能光伏制造業(yè)已躋身世界前列。統(tǒng)計顯示，2005年全世界一共生產(chǎn)了1818MW太陽能電池，而排名前10位的廠商就生產(chǎn)了1666MW。排名前十位的中國的電池廠商(包括臺灣茂迪)的產(chǎn)量共142MW，占全世界的7.8%。中國兩家公司的增長卻非常迅速，臺灣茂迪增長速度是71.4%，而尚德達(dá)到了134.3%，這兩家公司是我國排名前十的生產(chǎn)商中產(chǎn)量增長最快的企業(yè)。近年來，南京中電、蘇州阿特斯、常州天和、江蘇林洋等一批具有很強發(fā)展后勁的太陽能電池企業(yè)在長三角地區(qū)迅速成長起來，如果國家政策引導(dǎo)得當(dāng)他們的快速發(fā)展將使我國成為繼日、德之后世界第三大光伏產(chǎn)業(yè)大國。

    目前產(chǎn)業(yè)鏈概況： 

    硅料、硅片、電池，越往下游壓力越大。原材料短缺引發(fā)的連鎖效應(yīng)，2007 年國內(nèi)太陽能行業(yè)競爭格局與2006 年基本類似，但形勢相對更嚴(yán)峻，從產(chǎn)業(yè)鏈來看，硅料供應(yīng)仍緊張，不能自給，主要是進(jìn)口；硅片環(huán)節(jié)原料基本可以保證，下游需求穩(wěn)定，有盈利；電池環(huán)節(jié)產(chǎn)能過剩，企業(yè)普遍開工率低于50%；單一組件封裝企業(yè)壓力很大，貨源緊張；光伏應(yīng)用技術(shù)研發(fā)也是重點（如并網(wǎng)逆變技術(shù)、光伏建筑一體化、大規(guī)模的光伏并網(wǎng)電站等），但國內(nèi)應(yīng)用市場仍然較小，產(chǎn)量相對過剩，組件價格回落（15-20%）。

    硅片：在原料供應(yīng)緊張的情況下，硅片切割環(huán)節(jié)能夠獲得相對較高的盈利，隨著全球硅原料供應(yīng)的逐漸緩解，硅片環(huán)節(jié)的盈利能力逐漸下降；從進(jìn)入門檻看，制約行業(yè)進(jìn)入的因素逐漸削弱，而生產(chǎn)過程的技術(shù)水平和訣竅要求相對電池要低，其超額利潤的唯一原因在于供需緊張；2007 年2 月新光硅業(yè)試產(chǎn)，其他國際大廠硅料也將逐步投產(chǎn)，雖不致于導(dǎo)致硅料供應(yīng)過剩，但將大大緩解，目前行業(yè)競爭首先是原料供應(yīng)，然后是切割厚度和鑄錠消耗。

    電池：產(chǎn)能過剩導(dǎo)致開工率不足、技術(shù)和質(zhì)量競爭將加劇。截至2006 年底國內(nèi)電池產(chǎn)能在1200MW 以上，而國內(nèi)目前可以獲得的硅原料（包括頭尾廢料）折合硅片的量在500MW 以下，這意味著行業(yè)整體開工率在40%左右；行業(yè)主要公司，如無錫尚德、南京中電等仍可以從獲得比其他企業(yè)更穩(wěn)定的硅片供應(yīng)而實現(xiàn)高于平均水平的開工率；從德國市場的情況看，隨著供應(yīng)的緩解，用戶開始對太陽能電池的質(zhì)量提出更高的要求，無序環(huán)境下任何產(chǎn)品都能銷售的情況開始改變，質(zhì)量穩(wěn)定的企業(yè)將更容易獲得穩(wěn)定訂單；另外，更高的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化率、更小的方差意味著同等成本下更高的平均價格；而穩(wěn)定的原料供應(yīng)和更低的合約價格也保證了大廠的利潤；我們認(rèn)為2007 年電池領(lǐng)域的整合逐漸開始，具有資金優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢或者渠道優(yōu)勢的企業(yè)將逐漸擴(kuò)大自己的優(yōu)勢。 

    組件及應(yīng)用：從2007年的情況看，國內(nèi)應(yīng)用市場仍然還是以西部偏遠(yuǎn)山區(qū)、農(nóng)村電氣化，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的太陽能建筑示范工程、奧運工程項目、以及太陽能電子產(chǎn)品（包括太陽能燈具）為主。2007年的凈安裝容量為15MW左右，太陽能電子產(chǎn)品消耗10MW左右，其他主要是組件封裝，國內(nèi)大大小小的封裝企業(yè)上百家（170家左右），其產(chǎn)品90%以上是出口。

    2、我國光伏發(fā)電市場

    中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年代起步，90年代中期進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時期。太陽電池及組件產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加。到2005年底，中國光伏電池總產(chǎn)量超過250 MW，光伏組件總產(chǎn)量超過400 MW。中國光伏發(fā)電市場的發(fā)展為：90年代初期，光伏發(fā)電主要應(yīng)用在通信和工業(yè)領(lǐng)域，包括微波中繼站、衛(wèi)星通信地面站、程控電話交換機(jī)、水閘和石油管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)等。從1995年開始主要應(yīng)用在特殊應(yīng)用領(lǐng)域和邊遠(yuǎn)地區(qū)，逐步建立了較大型的光伏發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)，建成各種規(guī)模的縣、鄉(xiāng)、村級光伏電站40多座，推廣應(yīng)用家用光伏電源系統(tǒng)約15萬套。2000年以后，中國的光伏技術(shù)已步入大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電階段，開始建造幾十千瓦、百千瓦級、兆瓦級的光伏并網(wǎng)示范系統(tǒng)。從2002年以來，國家發(fā)改委啟動了“西部省區(qū)無電鄉(xiāng)光明工程”，通過光伏和小型風(fēng)力發(fā)電的方式，最終解決西部七省區(qū)即西藏、新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙、陜西和四川近800個無電鄉(xiāng)的用電問題。根據(jù)2006年1月份的統(tǒng)計，目前全國還有大約270萬戶，1200萬無電人口，其中大約100萬戶，400萬無電人口的用電問題計劃通過光伏發(fā)電和小型風(fēng)力發(fā)電來解決，按照每戶200瓦的脫貧標(biāo)準(zhǔn)（年用電量200kWh），總裝機(jī)容量20萬千瓦，總投資約160億元。如果每戶每年用電水平達(dá)到1000kWh，每戶裝機(jī)1000Wp，則市場潛力將為100萬千瓦，總投資約為800億元。

    2006年國家提出建設(shè)社會主義新農(nóng)村，農(nóng)村電氣化便成為光伏發(fā)電應(yīng)用的主要市場入口，截止到2006年底，我國太陽能電池的累計裝機(jī)已經(jīng)達(dá)到80MW。我國目前有上百家的太陽能光伏企業(yè)，其中生產(chǎn)的太陽能電池組件90%以上出口到國外，國內(nèi)市場僅占到小部分。

    國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要動力是國內(nèi)國際光伏發(fā)電市場的需求，光伏市場用戶群的構(gòu)成主要包括以下幾個方面：

    (a)常規(guī)能源難以覆蓋地區(qū)居住的家庭個人出資購買光伏系統(tǒng)用于生活和生產(chǎn)用電（個人出資，不排除其中部分用戶得到了政府或機(jī)構(gòu)少量的補貼）。

    (b)國家為農(nóng)村電力建設(shè)實現(xiàn)通電目標(biāo)而進(jìn)行的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目（國家投入、政府采購，如送電到鄉(xiāng)項目）。

    (c)集團(tuán)購買（如油田、鐵路、通訊、氣象、交通、海事、軍事等供電或備用電源）。

    (d)公共設(shè)施和市政建設(shè)（有電地區(qū)特殊用途和科研、科普示范項目，如路燈、警示燈、景觀燈、殺蟲燈、指示牌供電和并網(wǎng)發(fā)電項目等）。

    我國目前光伏發(fā)電需要重點研究示范的領(lǐng)域：

    與其他能源互補獨立分布式發(fā)電系統(tǒng)--以解決偏遠(yuǎn)山區(qū)、哨所等人口相對集中地的用電問題；

    并網(wǎng)光伏建筑（光伏屋頂系統(tǒng)、光伏發(fā)電與遮陽系統(tǒng)集成、光伏幕墻系統(tǒng)）--示范為主；

    大規(guī)模的光伏電站(5MW、10MW）；

    風(fēng)光互補發(fā)電分布式能源系統(tǒng)；

    值得關(guān)注的是：2008年的北京奧運會項目和2010年上海的世博會項目大量采用太陽能并網(wǎng)光伏建筑，這是政府支持的大型光伏項目，具有示范帶動意義。

    中國并網(wǎng)光伏發(fā)電的潛在市場

    1） 2010年以前，實施10000屋頂計劃，累計裝機(jī)50MW；2020年以前，再安裝20萬套，累計裝機(jī)700MW。中國現(xiàn)有大約400億平方米建筑面積，屋頂面積40億平方米，加上南立面大約50億平方米可利用面積。20％安裝太陽電池，可以裝100GWp！

    2）我國有著大片的沙漠、沙漠化土地和潛在沙漠化土地，總計約105萬平方公里。1平方公里土地可以安裝100MWp太陽電池，1％的荒漠即可安裝1000GW！是我國當(dāng)前電力裝機(jī)的2倍！2020年我國荒漠光伏電站累計裝機(jī)將達(dá)到200MW，太陽能熱發(fā)電累計裝機(jī)也將達(dá)到200MW。

    3、國內(nèi)太陽電池研究現(xiàn)狀

    光伏技術(shù)的發(fā)展，近期將以高效晶體硅電池為主，然后逐步過渡到薄膜太陽能電池和各種新型太陽電池的發(fā)展。如前所述，晶體硅太陽電池具有轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、商業(yè)化程度高等優(yōu)點，但也存在硅材料緊缺、制造成本高等問題。而薄膜太陽能電池以及各種新硅太陽能電池都具有生產(chǎn)材料廉價、生產(chǎn)成本低等特點，隨著研發(fā)投入的加大，必將促使其中一、二種獲得突破，正如專家斷言，只要有一、二種新型電池取得突破，就會使光電池局面得到極大的改善。提高轉(zhuǎn)換效率和降低成本是太陽能電池制備中考慮的兩個主要因素，對于目前的硅系太陽能電池，要想再進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率是比較困難的。因此，今后研究的重點除繼續(xù)開發(fā)新的電池材料外應(yīng)集中在如何降低成本上來，現(xiàn)有的高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池是在高質(zhì)量的硅片上制成的，這是制造硅太陽能電池最費錢的部分。因此，在如何保證轉(zhuǎn)換效率仍較高的情況下來降低襯底的成本就顯得尤為重要，也是今后太陽能電池發(fā)展急需解決的問題。

    我國的太陽能電池研究比國外晚了20年，盡管最近10年國家在這方面逐年加大了投入，但投入仍然不夠，與國外差距還是很大。國內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)主要集中高校和中科院等單位，其研究領(lǐng)域主要在薄膜電池、燃料敏化、碲化鎘、CIS電池方面。其效率還不高，離產(chǎn)業(yè)化更遠(yuǎn)。

    4、可再生能源和光伏中長期發(fā)展規(guī)劃

    按照國家發(fā)改委編制的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2010年太陽能光伏發(fā)電總?cè)萘?0萬KW，其中偏遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)應(yīng)用20萬KW，建筑物和公共設(shè)施應(yīng)用8-10萬KW，大型并網(wǎng)光伏電站2萬KW，其他商用應(yīng)用3萬KW。2020年光伏發(fā)電總?cè)萘?80萬KW，其中偏遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)應(yīng)用50萬KW，建筑物和公共設(shè)施應(yīng)用100萬KW，大型并網(wǎng)光伏電站20萬KW，其他商用應(yīng)用10萬KW，到2020年我國光伏發(fā)電總?cè)萘?20萬KW。并建設(shè)重點如下： 

    (1)采用戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)或建設(shè)小型光伏電站，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)無電村和無電戶的供電問題，重點地區(qū)是西藏、青海、內(nèi)蒙古、新疆、寧夏、甘肅、云南等省(區(qū)、市)。建設(shè)太陽能光伏發(fā)電約10萬千瓦，解決約100萬戶偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)牧民生活用電問題。到2010年，偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)光伏發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到15萬千瓦，到2020年達(dá)到30萬千瓦。 

    (2)在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、現(xiàn)代化水平較高的大中城市，建設(shè)與建筑物一體化的屋頂太陽能并網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)施，首先在公益性建筑物上應(yīng)用，然后逐漸推廣到其它建筑物，同時在道路、公園、車站等公共設(shè)施照明中推廣使用光伏電源�！笆�一五”時期，重點在北京、上海、江蘇、廣東、山東等地區(qū)開展城市建筑屋頂光伏發(fā)電試點。到2010年，全國建成1000個屋頂光伏發(fā)電項目，總?cè)萘?萬千瓦。到2020年，全國建成2萬個屋頂光伏發(fā)電項目，總?cè)萘?00萬千瓦。 

    (3)建設(shè)較大規(guī)模的太陽能光伏電站和太陽能熱發(fā)電電站。“十一五”時期，在甘肅敦煌和西藏拉薩(或阿里)建設(shè)大型并網(wǎng)型太陽能光伏電站示范項目；在內(nèi)蒙古、甘肅、新疆等地選擇荒漠、戈壁、荒灘等空閑土地，建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項目。到2010年，建成大型并網(wǎng)光伏電站總?cè)萘?萬千瓦、太陽能熱發(fā)電總?cè)萘?萬千瓦。到2020年，全國太陽能光伏電站總?cè)萘窟_(dá)到20萬千瓦，太陽能熱發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到20萬千瓦。 

    另外，光伏發(fā)電在通訊、氣象、長距離管線、鐵路、公路等領(lǐng)域也達(dá)到了廣泛應(yīng)用。預(yù)計，國內(nèi)在未來3-5年后將迎來光伏發(fā)電的應(yīng)用熱潮。

    5、存在障礙與建議

    盡管我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前處于歷史發(fā)展的良好時機(jī)，但依然存在著制約產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的不利因素和障礙，具體表現(xiàn)在：

    1. 高純硅材料嚴(yán)重短缺（95％進(jìn)口）。 

    2. 主要市場目前在國外（95％以上出口）。

    3. 國內(nèi)太陽電池生產(chǎn)能力迅速膨脹，2007年全國太陽電池生產(chǎn)能力達(dá)到 2.0 GW。 

    4. 成本仍然偏高（獨立發(fā)電系統(tǒng)初投資 8-10萬元/KW，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)投資 6-8萬元/KW，發(fā)電成本3.5-5元/KWh），商業(yè)化市場的發(fā)展受到限制。 

    5. 光伏發(fā)電的配套技術(shù)還不成熟。如：并網(wǎng)逆變/控制產(chǎn)品還沒有實現(xiàn)自主研發(fā)商業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品可靠性低、主要依賴進(jìn)口；獨立系統(tǒng)中的蓄電池技術(shù)還不過關(guān)，壽命低。 

    6. 國內(nèi)光伏市場急需擴(kuò)大。 

    7. 目標(biāo)偏低。中國制定的光伏發(fā)電發(fā)展目標(biāo)偏低。 

    8. 盡管鼓勵光伏發(fā)展的相關(guān)政策已經(jīng)出臺，但無具體的可操作性，如：無并網(wǎng)電價。 

    針對以上障礙和問題，我們提出對發(fā)展我國光伏產(chǎn)業(yè)的以下建議：

    1）、將太陽能光電利用提高到戰(zhàn)略地位考慮； 

    2）、增加太陽能電池的研發(fā)投入，積極培養(yǎng)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)人才； 

    3）、集中力量，引進(jìn)消化吸收。從太陽能級硅材料入手，建立硅材原料供應(yīng)基地，解決原材料短缺問題； 

    4）、繼續(xù)實施西部無電地區(qū)和缺電地區(qū)光伏發(fā)電計劃，以2002年10MW計，每年以5-10%的速率遞增； 

    5）、在城市實施并網(wǎng)發(fā)電計劃，制訂太陽能光伏發(fā)電的配額利用計劃，以延緩化石能源枯竭的期限； 

    6）、對光伏企業(yè)實施政策傾斜，鼓勵產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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