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我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電面臨的困難與前景

2007/4/16 9:31:05   電源在線網(wǎng)
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一、前言

  據(jù)預(yù)測(cè),2050年世界人口將增至89億,屆時(shí)的能源需求將是目前的3倍,而可再生能源要占50%,絕對(duì)地說(shuō),2050年可再生能源供應(yīng)量將是現(xiàn)在全球能耗的2倍。中國(guó)能源界的權(quán)威人士預(yù)測(cè),到2050年,中國(guó)能源消費(fèi)中煤只能提供總能耗電的30~50%,其余50~70%將靠石油、天然氣、水電、核電、生物質(zhì)能和其它可再生能源。由于中國(guó)自己的油氣資源、核電和水力資源都十分有限,直接地大量燃燒生物質(zhì)能也將逐漸淘汰。因此如何評(píng)價(jià)中國(guó)自己的可再生能源源與利用國(guó)外能資源,對(duì)中國(guó)的能源發(fā)展戰(zhàn)略有舉足輕重的關(guān)系,表1顯示在2030年以前中國(guó)能源中長(zhǎng)期需求。

  國(guó)際上普遍認(rèn)為,在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略中,太陽(yáng)能光伏發(fā)電在太陽(yáng)能熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、海洋發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等許多可再生能源中具有更重要的地位。這是因?yàn)楣夥l(fā)電有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)

 。1)充分的清潔性。

 。2)絕對(duì)的安全性。

 。3))相對(duì)的廣泛性。

 。4)確實(shí)的長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性。

 。5)初步的實(shí)用性。

  (6)資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等。

  所以當(dāng)世界上第一塊實(shí)用的硅太陽(yáng)電池與第一座原子能電站于1954年同時(shí)在美國(guó)誕生后,王會(huì)終受到世人矚目。但由于太陽(yáng)能本身的分散性、隨機(jī)性和間歇性等特點(diǎn),也由于太陽(yáng)能光伏電池的理論、材料和器件研究的難度,使其在近50年的發(fā)展中與原子能發(fā)電拉開(kāi)了距離。但是僅美國(guó)能源部每年投入約1億美元光伏研究發(fā)展基金,日本“新陽(yáng)光計(jì)劃”,歐盟“可再生能源白皮書(shū)”都把光伏作為首先發(fā)展項(xiàng)目。世界經(jīng)濟(jì)研究所早在十年前就預(yù)言光伏是21世紀(jì)高新技術(shù)角逐的前居之一。

  考慮到核能的不安全性,德國(guó)和美國(guó)以及歐盟中的7個(gè)國(guó)家聲明自1999年開(kāi)始不再興建新的核電站,德國(guó)有計(jì)劃地逐個(gè)關(guān)閉現(xiàn)有的20座核電站,歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始轉(zhuǎn)向可再生能源,因而難怪有人認(rèn)為世界已進(jìn)入“核冬天”時(shí)代。1998年在維也納召開(kāi)了“第二屆全球光伏大會(huì)”,世界著名太陽(yáng)能專(zhuān)家施密特教授作為大會(huì)主席,面對(duì)2000多名與會(huì)代表,滿(mǎn)懷信心地指出:“太陽(yáng)能將在21世紀(jì)中取代原子能作為世界性能源,唯一的問(wèn)題是在2030年實(shí)現(xiàn),還是在2050年實(shí)現(xiàn)!

  二、中國(guó)與國(guó)際光伏發(fā)展的比較

  中國(guó)從1958年開(kāi)始研究先伏電池,40多年已經(jīng)在中國(guó)安裝了1萬(wàn)多千瓦各類(lèi)光伏系統(tǒng),從空間衛(wèi)星光伏系統(tǒng)到地面的光伏微波中繼站,光伏航標(biāo)燈塔電源系統(tǒng)到進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)的家用人陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng),已經(jīng)為工農(nóng)業(yè)和國(guó)防建設(shè)作出一定貢獻(xiàn),為邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)人民實(shí)現(xiàn)初級(jí)電氣化提供了示范,已有6個(gè)工廠年產(chǎn)約2MW單晶硅、多晶硅和非晶硅光伏電池(參見(jiàn)表2中國(guó)主要太陽(yáng)電池生產(chǎn)廠及產(chǎn)量表),約有40多個(gè)研究所和大專(zhuān)院校從事光伏電池的材料、器件和應(yīng)用研究。在國(guó)家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”科技攻關(guān)各部委立項(xiàng)支持下,目前我國(guó)實(shí)驗(yàn)室光伏電池的效率已達(dá)21%,可商業(yè)化光伏組件效率達(dá)14一15%,一般商業(yè)電池效率10~13%,與國(guó)際蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比,中國(guó)落后國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家10一15年,也已明顯落后子印度、臺(tái)灣。

  1997年世界光伏銷(xiāo)量達(dá)124MW,比前年增長(zhǎng)47%。1998年總銷(xiāo)量達(dá)157MW,比1997年增長(zhǎng)37%,在世界各種能源增長(zhǎng)速率中,光伏雄居第一(表3顯示世界各種能源發(fā)展速(表4顯示光伏銷(xiāo)售情況)。更為有意義的是,1997年美國(guó)提出“克林頓總統(tǒng)百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”即預(yù)計(jì)到2010年美國(guó)將為100萬(wàn)個(gè)家庭安裝太陽(yáng)能屋頂,每個(gè)光伏屋頂將有3一5KM光伏并岡發(fā)電系統(tǒng),有太陽(yáng)時(shí)屋傾向電網(wǎng)供電,電表倒轉(zhuǎn);無(wú)太陽(yáng)時(shí),電網(wǎng)向家庭供電表正轉(zhuǎn)。每月只須交“凈電費(fèi)”。如此,美國(guó)到2010年將需要4600MW。

  日本“新陽(yáng)光計(jì)劃”將光伏發(fā)電作為國(guó)策,計(jì)劃到2010年生產(chǎn)光伏電池4700MW。

  歐盟“可再生能源白皮書(shū)”規(guī)定到2010年生產(chǎn)3700MW(歐盟3.7億人口平均人手10W)供歐盟地區(qū)使用,另有3000MW出口,歐盟共計(jì)需要6700MW。僅以上3項(xiàng)政府計(jì)劃已有16000MW.加上世界其它地區(qū)如澳洲、印度、東亞、拉丁美洲、中國(guó)、非洲等。預(yù)計(jì)到2010年世界光伏容量將達(dá)20000MW。

  與之相應(yīng),國(guó)際上高效聚光光伏電池效率已達(dá)32%,高效平板電池效率已達(dá)25一28人各國(guó)政府正在投入巨資研究進(jìn)一步提高效率,擴(kuò)大生產(chǎn),降低成本。目前世界最大的光伏工廠年產(chǎn)36MW,價(jià)格為3一4美元/WP,F(xiàn)在正在設(shè)計(jì)制造年產(chǎn)500MW/年的大工廠,力求將光伏電池售價(jià)降至1美元/Wp,屆時(shí)光伏發(fā)電的成本當(dāng)達(dá)到6美元/KWH,可以與火電相競(jìng)爭(zhēng)。

  三、中國(guó)光伏面臨的困難

  與國(guó)際蓬勃發(fā)展的光伏事業(yè)相比,中國(guó)的光伏面臨以下五方面困難:

  1、全國(guó)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)家光伏規(guī)劃,僅有一些部委或地區(qū)規(guī)劃恐怕是不夠的。鑒于光伏發(fā)電的特別重要性,沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)家光伏計(jì)劃,就沒(méi)法全面考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:

 。1)光伏科學(xué)的基礎(chǔ)研究、材料研究、發(fā)展研究、應(yīng)用研究,產(chǎn)業(yè)化研究、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)研究;

 。2)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和原材料供應(yīng);

 。3)光伏市場(chǎng)的培育及建設(shè);

 。4)促進(jìn)光伏超速發(fā)展的鼓勵(lì)政策等。

  2、光伏研究單位缺少資金,設(shè)備老化,科研力量流夫嚴(yán)重,科研成果稀少,知識(shí)創(chuàng)新能力薄弱。

  3、生產(chǎn)單位缺少資金、設(shè)備陳]日、工藝技術(shù)落后、成本高、品種少、缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。原材料如太陽(yáng)級(jí)硅原料、封裝材料和漿料等都依賴(lài)進(jìn)口。

  4、應(yīng)用單位得不到廉價(jià)的、可靠的、性能優(yōu)越的光伏產(chǎn)品。中國(guó)尚有6千萬(wàn)元電人口。西藏、新疆、內(nèi)蒙古等許多地方的區(qū)域供電都有極大的困難,正好是光伏發(fā)電的巨大市場(chǎng)。

  5、太陽(yáng)能光伏的科普教育和人才培養(yǎng)薄弱,中青年光伏人才緊缺。

  四,克服困難的對(duì)策建議

  造成以上困難的原因是多方面的,有外部原因和內(nèi)部原囚,有上面和下面的原因。但分析中國(guó)和國(guó)際光伏發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之后,特提出以下克服囚難的對(duì)策、建議:

  (1)加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),統(tǒng)一規(guī)劃,提出明確的近期、中期和遠(yuǎn)期的國(guó)家目標(biāo),2010年?duì)幦∵_(dá)到MMW光伏電池銷(xiāo)售總量,相當(dāng)于當(dāng)時(shí)世界總量20000W的百分之一。價(jià)格目標(biāo)達(dá)8一10元/WP.配備高強(qiáng)度投資;全面支持太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基礎(chǔ)研究,發(fā)展應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)開(kāi)發(fā).

 。2)擬訂穩(wěn)定的優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電,率先在陽(yáng)光富集而常規(guī)能源緊缺的地區(qū)如西藏等地區(qū)建設(shè)5一50MW光伏電站,對(duì)光伏獨(dú)立系統(tǒng)和光伏并網(wǎng)系統(tǒng)郝給予立項(xiàng)、貸款、稅收及財(cái)政補(bǔ)貼等方面的支持。

 。3)鼓勵(lì)銀行和光伏企業(yè)結(jié)合,創(chuàng)建數(shù)個(gè)大型光伙名牌企業(yè)(每個(gè)光伏工廠年產(chǎn)量達(dá)10一100MW/年)和名牌產(chǎn)品,創(chuàng)立可持續(xù)發(fā)展的光伏產(chǎn)業(yè),參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

 。4)重點(diǎn)扶持若干個(gè)研究開(kāi)發(fā)、人才培訓(xùn)和檢測(cè)基地。由政府牽頭,建成若干個(gè)產(chǎn)學(xué)研、科工貿(mào)群體,將國(guó)家目標(biāo)和企業(yè)利益結(jié)合在一起進(jìn)行運(yùn)作。

  5.加強(qiáng)國(guó)際交流和合作,大力吸收境外資金、人才和信息進(jìn)入中國(guó)相應(yīng)的管理部門(mén)、科研教學(xué)部11和生產(chǎn)應(yīng)用部門(mén)。

  五、結(jié)論

  太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種完全零排放的清潔能源。也是一種接近規(guī)模應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)能源。政府和實(shí)業(yè)界若能象重視核能那樣來(lái)重視太陽(yáng)能光伏發(fā)電,則完全有希望在不久的將來(lái)在中國(guó)逐步實(shí)現(xiàn)“到處陽(yáng)光到處電”的美好理想。
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