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光伏发电 中国起步  

2009-02-16 09:39:57|  分类: 产业技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                                                    孙晓菲  产业技术组研究员

在中央扩大内需、促进经济增长的大环境下,新能源领域正得到前所未有的重视。据中国可再生能源协会理事长石定寰透露,国家发改委、国家能源局正在研究光伏发电政策扶持与补贴措施,众多省份也开始投入运行或规划光伏项目。那么,光伏发电技术究竟发展到何程度?原本属于出口导向型的中国光伏产业能否打开其在国内的应用之路?

中国光伏业“产业与市场倒挂”明显

与全球同步,中国迅速崛起为太阳能电池生产大国,光伏发电作为清洁环保的可再生能源利用形式,近年来在全球发展迅速,光伏发电具有转化环节少、资源蕴含量取之不尽、发电方式接近零排放等优势。近5年,全球光伏产业年均增长49.5%,2007年比2006年更是增长了56.2%;近几年,中国光伏产业迅猛发展,成为全球第一大太阳能电池生产国。2000年,中国太阳能电池产量仅为3兆瓦,到2007年年底达到1088兆瓦,超过欧洲(1062.8兆瓦)和日本(920兆瓦),跃居世界第一位。

与中国巨大的太阳能电池生产能力相比,光伏发电在国内的应用非常少,主要发展障碍是成本过高。中国的光伏产业是一个典型的出口导向型行业,原料和销售市场主要都在国外;国内发展限于边远无电地区和大城市里的一些示范工程。2006年,中国一次能源消费构成中,太阳能仅占0.51%;2007年,中国光伏发电安装量还不到世界份额的1%,与其生产大国的地位相差甚远。与传统发电方式相比,光伏发电起初投资成本高昂,加之国内缺少对于光伏产业的强力扶持政策,因此距商业化应用尚有一定距离。目前,光伏发电的成本在4元/度左右,远远高于火力发电成本。

中国位于光伏发电产业链下游

光伏产业呈“金字塔”式结构,中国企业主要集中在产业链中下游,在产业链中游更有技术优势。从产业链看,硅基太阳能电池[1]产业可分为:硅原材料开采与提纯→硅锭/硅棒生产→电池生产→组件→发电系统。

光伏产业结构呈“金字塔”式,不同环节竞争者数量沿产业链自上而下大致逐渐增多。2007年,中国已有500多家光伏企业和研发单位,主要集中在产业链中下游,中国光伏龙头企业江西赛维LDK和尚德分别位于产业链上游和中游。从技术角度来看,中国多晶硅原材料生产技术较落后,硅锭/硅棒制造、电池制造工艺技术较成熟,中国多晶硅生产技术主要基于改良的西门子法,由于工艺落后,平均能耗为世界先进水平的1.5-2倍;且此前产量供应不足,多依赖国外进口。在硅锭/硅棒制造环节,国内主要生产企业技术比较成熟;电池制造方面,大多数中国光伏企业的工艺接近或达到国际先进水平。

作为整条产业链的核心,太阳能电池目前主要分为单晶硅、多晶硅及以非晶硅为代表的薄膜技术三种。单晶硅技术工艺成熟,实验室转换效率最高为25%,商业化转换效率为15%-18%;但成本较高;相比单晶硅技术,多晶硅技术成本较低;但转换效率不如单晶硅,实验室转换效率最高为21%,商业化转换效率为13%-16%;与硅基太阳能电池相比,薄膜太阳能电池用材少,成本低,但转换效率也相对较低;但安装方便的优势将可能开辟出另一片市场。薄膜太阳能电池既可安装在屋顶,也可安装在建筑物的侧墙或窗户上,将来甚至可能印刷或装订在柔软的书脊或衣服上,丰田汽车目前正在试验薄膜太阳能电池运用在其混合动力车Prius上的技术。欧洲能源协会预测,到2010年,薄膜太阳能电池将占据光伏市场20%的份额。

中国应用亟待“政策东风”

原材料供给量增多、大企业规模优势形成及技术进步将使光伏发电成本降低。众多企业进军多晶硅原材料生产领域,随着产能逐步释放,中国多晶硅过度依赖国外的局面将得到改善,硅材料价格将下降。

2006年以来,中国有60多家企业进入或准备进入多晶硅生产领域,总投入超过290亿元。《中国新能源产业年度报告2007》显示,目前中国已建和在建的多晶硅计划产能高达63560吨,到2008年大约可以形成1.8万吨多晶硅年生产能力大企业的规模优势也将降低成本[2]。洛阳中硅、四川峨眉、四川新光硅、特变电工多晶硅项目在建并将相继投产,其年产能均超过1000吨。半导体企业开始进入光伏发电领域,将提高硅片切割的技术和光电转化效率,带动光伏产业的技术进步和成本降低。众多机构及龙头企业预测,未来3-5年,光伏发电的成本有望降低到1元/度,与传统的火电成本差距将大大缩小,考虑到使用传统能源所造成的环境治理成本、土地成本、能源的可持续发展潜力及补贴因素,成本下降后的光伏发电将有更大优势。

经济环境恶化使得能源需求有所下降,光伏行业短期面临增速下降的可能,但这将加速光伏发电成本下降、实现与常规电力竞争的进程。国内实体经济的增长放缓、高耗能产业的萎缩导致用电需求急剧下降,光伏需求也会有一定程度的放缓。多晶硅产量的成倍扩充与光伏需求放缓形成反差,将使光伏行业供大于求,硅成本及发电价格的进一步降低将会刺激光伏发电的发展。

未来几年,在光伏发电成本大幅下降的基础上,政府支持将极大促进中国光伏产业的商业化应用。在清洁能源领域,光伏产业技术相对成熟,加之成本将逐渐降低,必然会成为政府投资的首要选择。《可再生能源发展“十一五”规划》中明确提出,到2010年,太阳能发电总容量达到30万千瓦,近日,国家发改委、国家能源局正在研究光伏发电政策扶持与补贴措施,以打开国内应用光伏发电的新局面。

结论和展望

国际金融海啸虽使全球光伏行业受到一定冲击,但为中国整合光伏行业资源带来机遇。金融危机期间,推动中国光伏市场增长的两大主要因素——技术及政策扶持基本没有受到影响,政策扶持方面还将有所改观。金融危机快速挤掉了行业之前的泡沫,带来了原料产品价格的下降,原料价格下降虽会在短期内影响上游企业财务业绩,但对中国能源结构的调整和长期发展有益。中国光伏产业出口受挫,正是发展国内产业链的时机,还可利用金融危机整合国外资源。Intel等半导体企业开始投资光伏产业链,布局中国市场。

中国政府可借鉴国际经验扶持国内光伏市场。从各国经验来看,政策扶植是启动光伏市场的主要动力。2004年,德国政府最先出台上网电价法,实施购电补偿,根据不同的太阳能发电形式,给予为期20年不同等级的补贴,几年后超过日本成为世界最大的光伏市场

随后,西班牙、法国、意大利、希腊等国纷纷效仿,日本、韩国和美国的部分州也相继开放了市场。中国已通过《可再生能源法》,并规定了“上网电价”和“全网平摊”的法规条款,但亟需明确实施细则,指导电力公司和企业进行相关操作。

 

中国三星经济研究院(www.serichina.org)



[1]根据CCID数据,目前世界上90%以上的太阳能电池是以单晶硅或多晶硅为原材料生产的。故此处以硅基太阳能电池为代表,分析光伏产业链。

[2]多晶硅单厂年产能1000吨以上才可以实现规模效应。

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