范文一:中国光伏产业发展现状
刘彦龙 中国化学与物理电源行业协会秘书长
(本文根据作者在2008年10月30日在天津举办的“2008中国国际太阳能光伏产业发展论坛”演讲
报告整理而成)
(1)
据统计,截至2008年6月,我国多晶硅材料企业40余家,硅锭、硅片企业70余家,电池生产企业40余家,组件及应用企业500家以上。目前,我国太阳电池行业有10家海外上市公司,1家国内上市公司,有多家公司准备上市。2007年中国已成为世界第一大太阳电池生产国。 (2) 2007
2 0 0 6 年我国太阳电池产量4 3 8 M W P , 占世界总产量(2561.2MWP)的17.1%,超过美国(179.6MWP),成为继日本(926.9MWP)和欧洲(680.3MWP)之后的第三大太阳电池生产
国。2007年我国太阳电池产量1088MWP,超过日本(920MWP)和欧洲(1062.8MWP),成为世界第一大太阳电池生产国。台湾太阳电池:2006年产量177.5MWp,占全球7%;2007年产量达545MWp,占全球12.74%,晋升为全球第四大太阳电池生产地。
(3)
2006年 721MWP
2007年 1717MWP
组件产量是电池产量的1.5倍,大概50%的组件用电池是从海外进口。预计2008年组件产量将超过2500MWP
(4)
2006年我国光伏应用市场的安装量为10MWP,2007年安装量为20MWP,2007年底累计安装100MWP。预计2008年安装量将超过50WMP。
(5)98%
2 0 0 6年我国太阳能电池产品的出口额达到1 2亿美元( 7 7家),2007年出口超过35亿美元(110家),2008年1-6月出口额超过39.35亿美元(134家)。
(6)20062007
7家太阳能电池企业完成销售收入284.57亿元,产量961MW,出口量841MW,出口额30.8亿美元 2007年前十大出口企业
(根据海关统计,英利公司有两个出口企业代码,2007年总计应为515,556,216美元) 2007年110家太阳能电池出口额35.64亿美元
2007年出口十大国家和地区
2008年1-6月前十大出口企业
1-6月134家企业出口总计39.32亿美元,超过2007年全年出口额
2008年1-6月前十大出口国家和地区
20081-6
?2006年11月9日,苏州CSI阿特斯公司登陆美国纳斯达克,募集资金1.15亿美元。 ?2008年第一季度销售收入1.712亿美元,第二季度收入2.126亿美元,同比增长24%。一季度生产量41.8兆瓦,二季度生产量47.1兆瓦。
?预计三季度销售收入2.45-2.55亿美元,产量60MW。
?三季度末产能增加150MW,四季度末增加150MW。2008年底电池生产能力达到400MW, 2008年底组件能力达到620MW。
?预计2008年全年净收入8. 5亿美元- 9. 7亿美元。
?主要市场:德国、西班牙,意大利,捷克、美国和韩国。
?2009年电池产能达到500-550MW
?2006年12月19日,登陆纽交所募集0.98亿美元 。
? 2 0 0 8年一季度组件产量2 9 . 4 9 M W,二季度组件产量4 7 . 5 7 M W , 产量增长了61.3%。
?2008年一季度销售收入1.207亿美元,二季度销售收入2.042亿美元,收入增长69.2%。
到6月30日,硅锭,硅片,电池及组件产能达到250MW
?预计三季度组件产量6 2 - 6 6 M W,收入2.5-2.65亿美元。
?全年收入8.5-9亿美元,产量210-220MW
?增强了公司的品牌知名度和市场占有率,进一步扩大发展比利时,法国,韩国,澳大利亚和荷兰等
国的太阳能市场。
?2008年一季度销售收入1.636亿美元,二季度销售收入1.803亿美元,增长了10.2%。一季度产量51.4MW,二季度产量65.7MW。
?预计2008年全年收入10.5亿美元-11.2亿美元(72.2亿人民币-80.2元),产量:340-350MW,产能:500-600MW
?预计2009年:销售收入20亿美元(136亿元),产量650-750MW,产能:1000MW ?在河北宁晋建设10条生产线,4条7月31日安装完成,6条在10月底完成。在扬州建设3条25MW线,合计75MW
?2007年8月10日,浚鑫科技成功伦敦上市,融得3050万英镑(近5亿元人民币) ?2008年1-6月销售收入1.006亿美元,电池产量26.3MW,产能达到100MW,组件产量19.4MW,制造能力50MW。
?太阳电池生产成本(不包括晶片):0.21美元/瓦,2007年为0.25美元/瓦。 组件成本0.32美元/瓦,2007年为0.55美元/瓦。
?2008年1-6月产品的81%销售到欧洲市场,其中的50%在德国,20%在西班牙,平均销售价格比2007年增加了5.4%。
?2006年12月20日登陆纳斯达克,募集1.5亿美元
?2008年一季度销售收入1.749亿美元,二季度销售收入为1.971亿美元(13.5亿元),比一季度增长12.7%
?二季度组件产量为43.1MW。
?组件平均售价:一季度为4.07美元/瓦,二季度为4.17美元/瓦。
?在欧洲的业务持续增长,在德国、西班牙、法国销售收入分别占总收入的56%,33%,5%
?预计2008年产量为175-190MW
?预计2009年产量将比2008年增加50%,2009年已经签订了200MW的合同,销售价格将比2008年下降5-10%。
?公司需要的多晶硅和硅片将100%得到保证
?毛利率由第一季度的15.8%降到13.7%,主要原因是多晶硅和硅片的成本增加。
?2008年一季度销售收入7702万美元,二季度销售收入1.116亿美元,比一季度增长44.9% ?一季度电池产量为24MW,二季度电池为32.8MW,增长了44.7%,生产恢复正常(一季度因雨
雪灾害)。
?高效电池的产量:二季度为11.4MW,占电池总产量的36.8%。一季度为9.1MW,增长了39%)。 ?该公司主要生产太阳电池,二季度中,电池为31MW,组件为1MW,OEM为3MW电池销售到海外为3 9 . 5 % , 一季度为37.4%
?二季度:硅片的成本为2.79美元/瓦,第一季度为2.64美元/瓦,主要由于人民币升值造成。占总
成本的比例:第一季度90.3%,二季度91.2%。其他原材料、劳动力等成本:一季度0.28美元/瓦,二季度为0.27美元/瓦
?预计三季度产量为35-37MW,综合销售价格为3.4-3.5美元/瓦
?2008年底总产能达到320MW,全年生产目标为125-145MW,其中高效硅电池为55-75MW ?2009年生产目标220-250MW
LDK
?亚洲规模最大的太阳能多晶硅片生产企业 , 2007年6月1日,成功在美国纽约证交所上市。 ?2008年一季度销售收入2.334亿美元,二季度为4.417美元,增长了89.2%, ?到6月底硅片年产能达到880MW,硅片产量达到191.7MW,比一季度增长60.8%, ?预计三季度销售收入达到4.86-4.96亿美元,产量达到210-220MW
?预计2 0 0 8年销售收入1 6 . 5 - 1 7 . 5亿美元,硅片产量7 5 0 - 7 7 0 M W,毛利率2 3 -28%,硅片产能1.2GW
?升级冶金硅(UMG)- 2008年底、2009年底及2010年底分别实现1.2GW、2.2GW和3.2GW硅片年产能
?2005年12月14日,无锡尚德在美国纽交所上市,募集资金4亿美元,主要从事晶体硅太阳电池、
组件,硅薄膜太阳电池和光伏发电系统的研发、制造与销售。
? 2 0 0 8年二季度销售收入为4 . 8 0 2亿美元,一季度收入4.34亿美元。二季度电池产能达到
660MW,年底电池产能达到1GW
?第三季度收入5.7-5.8亿美元
?预计2 0 0 8年销售收入2 0 . 5 - 2 1 . 5亿美元,产量550MW
?2008年6月,产能达到660MW,年底达到1GW,2009年末达到1.4GW,2010年达到2GW
?2008年二季度组件产量达到68.2MW,一季度:54.6MW,比一季度增长了24.9%。 ? 二季度销售收入达到2 . 8 9 7 亿美元(19.87亿人民币),比一季度(15.95亿元)增长了24.6% ?市场除德国、西班牙外,新增加了韩国,意大利,法国, 比利时,美国等。 ?2008年末产能达到400MW,2009年中期达到600MW,
?组件销售价:二季度为4.2美元/瓦,一季度4.11美元/瓦。
?预计2 0 0 8年产量达到2 7 0 - 2 8 0 M W,比2007年增长89.5%-96.5%,总收入达到10.53-11.06亿美元,比2007年增长了89.2%-98.7%,
?2008年二季度总收入:1.73亿美元,比一季度的1.23亿美元增长了40.7%,二季度产量82.5MW,一季度为66.5MW,增长了24.1%。
?预计2008年三季度产量为90-95MW,全年产量340-350MW,年收入6.4-6.7亿美元。 ?每瓦硅消耗量:二季度为6.24克,一季度为6.3克。
?二季度末年产能达到450MW,年底达到645MW
?2009年底产能达到1GW,产量达到650-750MW。
?2008年上市企业产销
?根据LDK和昱辉的计划,2008年硅片产能将超过1800MW,产量将超过1200MW。销售收入将超过23亿美元。
根据尚德、英利、晶奥、阿特斯、天合、林洋、中电、浚鑫的计划,2008年电池/组件产量将超过2000MW,销售收入将超过72亿美元。
2009
1)2009年市场需求减缓
预计2009年太阳能光伏市场仍有30-40%的成长空间,但增长速度将减缓。德国、西班牙等主要市
场政府削减太阳能补贴,需求减少,意大利、法国、希腊、美国、韩国等将成为新的市场。美国参
议院9月24日投票通过了一项180亿美元的新能源激励计划,光伏行业的减税政策将继续延续2到6
年。西班牙受到政府补助上限的影响,成长速度将比预期慢;法国、意大利与希腊也是如此。西班
牙市场:在补助政策未结束前,原本预期明后年有1 5 0 0 M W和1 8 5 0 M W的需求,但是新补助政策确定后,明年只剩500MW,后年700MW,2009年西班牙就整整差了 1GW的缺口。
2) 2009年多晶硅价格将下降
由于电池厂家扩产,2 0 0 9年上半年多晶硅原材料仍然短缺,多晶硅仍无降价趋势。如果国内多晶
硅项目进展顺利,2009年新建多晶硅产能将集中释放,供应过剩逐步明显,2010年这种供应过剩将进一步加剧。2009年下半年或2010年,多晶硅的暴利时代或许将出现拐点。 截至2008年5月,我国共有34家厂商开工建设高纯多晶硅提纯项目,其中新光硅业、洛阳中硅、东
汽峨嵋、江苏中能等4家企业已经拥有批量生产能力,在建生产项目共37个,完全投产后产能总和为6.8万吨,项目大多数在今明两年进入试生产。
美国iSuppli预测:2009年多晶硅材料的现货价格大幅下降。具体价格为: 2008年的现货价格为400美元/kg左右,2009年将跌至250美元/kg左右。此后,现货价格也将出现缓慢下降,到2011年将下降为100美元/kg左右。
3) 2009年光伏产业将发生整合
由于竞争激烈,产品价格下降趋势加快,预计组件价格下降8-10%。 从 2009年起供给将超越需求,组件厂家将进行第一波洗牌,尤其那些生产电池同时生产组件的大
厂,将会领先降价。
2 0 0 9年的产品跌价将带动产业整合,规模较小的企业将被购并或是倒闭,而存活下来的企业,也
将面临过度供给所带来的毛利压力。拥有低成本薄膜电池技术的企业,对抗产品跌价的能力将优于
其它企业。
4) 金融危机将影响光伏产业发展
金融危机将给太阳能光伏产业造成一定影响:目前在全球蔓延的金融危机会波及到各个行业,对光
伏产业造成影响是必然的,不过对2008年业绩影响不大,金融危机的影响将在明年体现。这主要体
现在:
1、投资机构的投资力度和策略会发生改变,由于前景的不明朗,将迫使投资机构采取暂缓或观望的
态度,或者直接将原先的投资直接砍掉,必将对资金密集型的光伏产业造成影响。 2、政府的政策和支持力度。在全球金融危机,未来有可能演变成经济衰退的大背景下,政府的政策
是否会发生改变,财政补贴力度是否如预测一样?这些都需要观察。 3、光伏企业资金链的健康性。许多企业由于对设备,人员,生产线等大张旗鼓的投入,已经引起资
金链的紧张,而目前融资也比较困难,所以必须认识到资金链的重要性,防止出现资金链断裂的情
况。
4、规模和管理。预计2009年中国光伏产量将达到3000MW以上,企业将面临先做大还是先做强的
问题。
5) 中国光伏产业遭遇汇率、信贷和需求三大变数
当前全球金融危机对国内光伏企业的首要冲击在于汇率的剧烈波动。由于光伏企业的终端市场大部
分在欧洲,产品销售以欧元结算。随着当前欧元大幅贬值,反映在国内光伏企业的实际收益出现损
失。
欧洲银行受金融危机牵连,信贷紧缩,继而导致终端市场的投资规模将有所萎缩。而投资规模的萎
缩意味着订单的减少,这一产业变化最终会传导给国内光伏企业。 国外部分市场已经出现需求饱和,同样给国内光伏产业蒙上一层阴影。” 当前有不少光伏行业的新进入者由于急功近利,做出的产品质量不过关,这直接导致中国制造的光
伏产品在海外客户心目中的形象。
6) 加强合作,增强行业竞争力
受金融危机的影响,国外失业和经济衰退可能加剧,国际光伏行业的优秀人才和先进装备可能会转
移到中国。那些生产效率低、生产成本高和产品质量差的企业将彻底失去参与市场竞争的资格。
我国光伏企业应加强与金融部门、政府部门以及科研院所的合作,推进产品标准、企业评价、质量
检测体系的建立,避免行业无序竞争,增强企业抵御风险的能力。发挥行业协会、检测中心和标委
会的作用,促进我国光伏行业的健康发展,为行业发展服务。 中国化学与物理电源行业协会将联合全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会、信息产业部化学与
物理电源产品质量监督检验中心及中国电子科技集团公司第十八研究所在太阳电池技术交流、产品
展览、产品检测和标准制定方面密切合作,为推进中国光伏产业发展做出应有的贡献!
范文二:荷兰光伏产业发展现状
发表时间:2012-10-12 来源:商务部网站
一、光伏发电安装量
近年来,荷兰光伏产业发展较快,安装量大幅增加。2010年荷兰光伏发电安装量为21兆瓦,2011年为43兆瓦,同比分别增长30%和50%。目前,荷太阳能光伏发电的安装量总计为131兆瓦。受欧债危机和经济低迷影响,以及市场竞争激烈,2010年和2011年,荷未新增投资扩大光伏产能。
二、多晶硅及光伏电池、组件和设备的生产
近年来,全球多晶硅的产能产量发展较快,多晶硅的价格也大幅下降。2009-2012年,荷兰的多晶硅产能一直保持在3750吨/年,但产量增长迅猛,将由2009年的200吨增加到2012年的2800吨。荷兰的多晶硅产能和产量在欧洲仅位于德国、挪威、意大利之后。
荷光伏电池的生产占整个光伏产业的比重很小,主要光伏电池生产企业有Solland Solar 和Nuon Helianthos。近年来,Nuon公司一直在寻求投资者以扩大其新技术薄膜的生产规模。2012年4月,一荷企业家收购了Nuon公司,并成立新公司Hyet Solar,继续开发薄膜生产技术。
目前,荷光伏电池的四家主要生产企业(Solland Solar,Nuon Helianthos,Scheuten,Sunweb)均面临较大困难。此外,荷兰合作银行收购了Solar Total公司,一家瑞士公司收购了OTB公司,Alinement公司也正在寻求买家。荷光伏组件主要生产企业是Solar Modules,该公司积极发展新型高效的光伏组件制造技术。荷光伏设备生产企业主要有Tempress,SmitOvens,SolarExcel,Rimas,其经营情况均较好。
三、光伏产品价格
据荷兰商务促进署发布的报告,受来自其他国家产品的竞争,2011年荷光伏组件和系统价格持续下降,各种类型的单个组件价格估计在1.11-4.70欧元/瓦(含19%增值税)。绝大部分光伏系统是用较低价格的单晶硅或多晶硅组件安装的。600瓦系统的安装完毕后价格约为2.8欧元/瓦,5000瓦系统的安装完毕后价格约为1.9欧元/瓦(含税)。
数据是否有误?对于安装价格,系统大小影响较大,这里的600瓦和5000瓦应该是少写了数量级单位,600kW?5000kW?
范文三:世界光伏产业发展现状
世界光伏产业发展情况
1.1 技术:晶体硅光伏电池仍然主导光伏发电市场~薄膜电池是未来太阳能电池发展的方向
经过几十年的发展~人们先后研究过数十种材料的光伏电池。当前国际上最新的研发热点主要集中在低成本、高效率、高稳定性的光伏器件和光伏建筑集成应用系统等方面~并已取得了可喜的成果。但是~在光伏器件及制造技术方面~自光伏电池问世以来~晶体硅就作为基本的电池材料一直保持着主导地位~是目前国际光伏市场上的主流产品~2000年占世界光伏电池产量的80% 以上。其实验室效率~单晶硅电池最高可达23.7%~多晶硅电池最高可达18.6%~工业化产品效率一般在13%~15%。各种晶体硅电池技术发展情况如下:
1,澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率突破19.8%,
2,日本京都陶瓷公司多晶硅电池效率达到17.1%,12.5cm×12.5cm,,
3,澳大利亚新南威尔士大学高效单晶硅电池效率已达23.7%,
4,德国ASE公司片状晶体硅电池效率为14.5%,
5,美国Astro Power,AP,公司的带状多晶硅电池效率为10.5%,
6,日本三洋公司的HIT晶体/非晶硅复合电池效率达18%,
7,美国、日本、德国多晶硅铸锭240kg/炉~已能规模化生产。
晶体硅太阳能电池的成本一般在2~3美元WP/~销售价格在3~4美元/ WP 。预计晶体硅太阳能电池的主导地位在相当长一段时期内~还将会继续保持。由硅材料加工出适合制造电池的硅片~要采用大容量的晶体生长或铸造装臵和价格昂贵的多线切割机~因而硅片成本较高。研究人员正在探索用切薄硅片、扩大平面晶体或者使用聚光等方法~力争把硅片的成本降低到0.8美元/WP。据预测~在今后5~10年间利用这几种方法有望把硅片的成本降低到1美元/WP~并将在15~20年间将进一步降低到接近0.5美元/WP~这样~所生产的光伏电池组件的成本~就会从目前的3美元/WP降低到1.5美元/WP。随着光伏市场的发展~10年后光伏系统的价格将会降低到6美元/WP~30年之后可以进一步降低到接近3美元/WP。为实现这样的设想~高效率、低成本晶体硅光伏电池的研究开发是必需的。
薄膜电池是在廉价衬底上采用低温制备技术沉积半导体薄膜的光伏器件~材
料与器件制备同时完成~工艺技术简单~便于大面积连续化生产,制备能耗低~缩短了回收期。太阳能电池实现薄膜化~大大节省了昂贵的半导体材料~具有大幅度降低成本的潜力~是当前国际上研究开发的主要方向。目前已实现产业化和正在实现产业化的有多晶化合物半导体薄膜电池,碲化镉、硒铟铜,、非晶硅薄膜电池~还有很有发展前景目前尚处于探索阶段的多晶硅薄膜电池。据估计~薄膜电池的生产成本可以随着其生产规模的扩大而降低~一旦技术上有重大突破~其成本可以降到1美元/WP以下。英国、美国和德国都在着手建设100MW规模的薄膜太阳能电池生产线。估计到2020年薄膜太阳能电池的市场份额在整个市场中的比例将超过50%。
1.2 产业:近几年一些国际财团参与到光伏发电产业中~加速了光伏电池的产业化步伐
光伏发电发展的初期主要是依靠各国政府在政策及资金方面的大力支持~现在已逐步商业化~进入了一个新的发展阶段。光伏发电的市场前景吸引了一批国际知名企业或企业财团介入光伏电池制造业。在20世纪90年代以前~介入光伏电池制造业的国际著名企业只有西门子~而现在进入该领域的大财团有荷兰壳牌石油公司、英国石油公司和美国阿莫科石油公获悉~司、阿科石油公司以及日本的京都陶瓷、夏普集团等~并且很快成为光伏发电领域的超级集团。2000年夏普的产量达50.4MW~居世界首位,京陶达42MW~居世界第二位,BP达41MW~居世界第三位,超过了具有20多年生产和经营光伏发电技术经验的西门子太阳能集团~成为光伏发电领域的龙头企业。这些大公司的介入~使产业化进程大大加快。预计今后10年光伏组件的生产将以每年增长20%~30%甚至更高的递增速度发展~到2010年将可能达到4
600MW/年的生产量~总装机容量将可能达到18GW。
1.3 市场:由作为边远和农村地区的补充能源~向全社会的替代能源方向过渡
光伏发电产业自20世纪80年代以来得到了迅速发展~平均年增长率达到15%~近几年更出现供不应求的局面~其发展更加迅速~成为全球增长最快的高新技术产业之一。到2000年底世界累计安装的光伏发电系统总容量超过了1 300MW~光伏市场的结构为:36%用于为住宅、村庄和泵水系统供电,35%用作通信
设备和远程设备的电源,24%用于并网发电,5%用于为计算器、手表和其它小型产品供电。近年来~世界光伏市场发生了很大变化~开始由主要为边远农村地区和通信设备、气象台站、航标灯等特殊应用领域解决供电问题~逐步向并网发电和与建筑相结合的常规供电方向及商业化应用方向发展。目前世界上已经建成了10多座MW级的光伏发电系统~光伏发电技术和其它可再生能源技术一样成为全球减排温室气体的重要技术手段。例如德国近年来并网发电光伏组件的安装容量达到33MW~其中仅1997年一年安装的光伏组件就达10MW。到1995年~美国并网发电的光伏系统~已达到12MW的装机容量。全世界已有6个MW级的联网光伏电站~最大的一座容量为6.45MW。世界各大公司纷纷制定和实施扩大规模的计划~总计新增光伏组件生产能力达263.5MW/年。可以说~光伏发电技术及其产业正在腾飞。
2 我国光伏产业发展情况
2.1 技术:光伏电池技术不断进步~与发达国家相比有差距~但差距在不断缩小
我国的光伏电池技术是从60年代发展空间用太阳电池开发起步的~地面用光伏电池的生产是 从1970年代初开始~主要的低成本技术及生产能力则在80年代中期建立起来。经过十多年的努力~我国光伏发电技术有了很大的发展~光伏电池转换效率不断提高~目前单晶硅电池实验室效率达20%~批量生产效率为14%~多晶硅实验室效率为12%。到1999年~我国光伏电池的主要产品是单晶硅电池和非晶硅电池~多晶硅电池只限于实验室和中试产品~但在2000年之后~多晶硅产品逐步走出实验室~开始形成规模生产~目前批量生产效率为11%。与发达国家相比~技术差距在不断缩小。
2.2产业:2000年以后~我国光伏产业又一次进入快速发展期~但整体发展水平仍然落后于国际先进水平~参与国际竞争有一定的难度
我国光伏电池生产线的建立有两个高峰期~其一为80年代~共引进7条总计4.5MW的生产线~这些生产线规模小~技术为国外60、70年代的水平~设备陈旧~加上硅片等原材料供应不足等原因~这些生产线开工不足的情况普遍存在。1999年以后我国进入又一光伏电池生产线建设高峰期~新建的光伏电池生产企业有无锡尚德、保定英利、浙江中意、上海国飞、天津京瓷等~生产线规模在2
~10MW~技术先进~并且浙江、保定已经开始多晶硅太阳电池的生产~市场上形成了单晶硅和多晶硅两种主打光伏电池产品的局面。此外~一些光伏电池的老企业包括云南半导体、宁波太阳能电源等也新上了几条规模均在几个MW、技术较为先进的生产线。2003年国内光伏电池的生产能力约20MW~但光伏组件的封装能力约50MW~远大于光伏电池的生产能力。
虽然到2002年底~我国已有近20MW的光伏电池生产能力~但实际生产量仅为4MW左右~占世界光伏电池实际生产量的1%左右。生产能力不能充分发挥的主要原因是~生产线规模偏小、产品价格偏高等。这10多家光伏电池制造厂~总的规模仅相当于国际上一个中等规模生产厂的水平~平均每个企业实际年产量只有500kW左右~不足以维持正常的生产~更谈不上提高质量和降低成本。尽管在2003年企业发展速度加快~但是由于规模小和技术等原因~在2002~2003年国家实施的总装机容量20MW的“送电到乡”项目中~国内生产的光伏电池的应用量不足10%~错过了这一市场时机。造成这种局面也是由于投入不足~既缺乏政府扶持~也缺乏大企业的投入。而国外光伏电池的主要业主是传统能源大公司~如石油财团或发电设备制造企业等~而我国参与这一行业的都是新建企业和小型企业~在技术水平和资金投入方面很难参与国际竞争。
2.3 市场:近期内我国光伏发电市场仍将是为无电地区供电为主~有一定的市场潜力~但也有局限性。
2001年及以前~我国光伏产品的年销售量均保持在3~4MW~其中单晶硅产品占80%~非单晶硅产品占20%。2002年~送电到乡项目使市场年销售量猛增到20MW~光伏系统保有量达到40MW左右。从市场份额上看~光伏发电在2000年前的主要应用领域是:通讯行业占40%~50%~农村电气化行业(主要包括户用光伏系统和乡村级光伏电站)占40%左右~其它领域占10%左右。但2002年当年农村电气化领域的市场份额占到85%以上。
1)户用光伏系统:户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地区居民和社会用电问题的重要方式。到2002年~全国累计推广10~100Wp的户用光伏
发电系统近30万台~光伏电池组件总功率6
MW左右~其中10~20WP的小系统应用较多。随着边远地区经济发展和农牧民收入水平的提高~户用光伏系统存在一定的市场潜力。
2)独立/村级光伏电站:几个千瓦到兆瓦级的独立光伏电站具有质量稳定、维护方便、安全可靠、故障率低等优点~适用于人口相对集中的无电县、乡、村~预计到2003年底~小型独立光伏电站的总容量将达到20MW。
3)并网光伏发电系统:对于联网的光伏发电系统~由于在电网覆盖的地区~光电应用成本太高~目前没有竞争力~因此我国只在1997目前~除了通信等专业化应用的场合之外~国际光伏发电系统的市场主要是依赖政府政策营造的~例如发达国家的屋顶计划和对外援助行动~主要以政府资金拉动光伏发电系统的市场。而我国的光伏发电系统市场主要是特殊需要和无电边远的农牧业地区需要。我国尚有大约2
000多万人口的农牧民生活在无电的农牧区~60%的有电县处于缺电甚至严重缺电状态~主要分布在西北和西南等地区~这些地方通电率低的原因在于:? 地广人稀~用电水平很低,人均年用电量仅为120kWh,~农村输配电网 难以建立,? 经济条件差~电力建设资金严重匮乏,?
气候、交通条件差~电力建设施工和运行管理困难。而另一方面~大部分无电地区太阳能资源丰富~是光伏发电的主要市场之一~开发潜力大~如果有50%的农村无电户利用光伏发电系统来解决用电问题~每户平均使用20W~则光伏发电系统的总需求量即可达120MW。如果达到初级电气化的水平~则每户需要100 W~总需要量将为600MW。
据测算~在距电网距离大于20km~供电负荷小于10kW的地区~光伏发电具有竞争力。因此~尽管光伏发电系统价格昂贵~应用地区自然条件恶劣~ 但在这些已经有50多家从事太阳能光伏发电系统销售的企业~他们大多数为民办企业。
2001年9月~世界银行/全球环境基金“中国可再生能源发展项目”正式启动~该项目的主要活动内容之一是利用2
550万美元的赠款支持在内蒙古、甘肃、青海、新疆、四川西部和西藏等六省区
推广共10 MW 及以上的光伏发电系统~其中1
500万美元将直接作为补贴~推动光伏市场的发展。这些项目和送电到乡项目以及其它农村电气化项目将在近期对我国光伏发电的技术发展、生产和市场开拓等起到积极的作用。
但是必须看到~光伏发电的农村电气化市场总的容量~仅相当于目前世界上一年光伏电池的生产量。在电网不能吸纳光伏发电的电量之前~我国光伏发电系统的市场是十分有限的。
一(慨况
太阳能发电是指将太阳辐射转化为电能的技术。其中一类~是利用半导体pn结器件的光伏效应~把太阳能直接转换成电能~称为太阳能光伏发电。另一类~把太阳辐射转换成热能~再利用热能进行发电~称为太阳能热发电。
太阳能发电的历史~最早可追塑到19世纪末光电效应的发现~和其后1905年爱因斯坦所做的量子化解释。“太阳电池”(Solar
Cells)一词出现在50年代初~1954年美国贝尔实验室研制出第一只扩散pn结单晶硅太阳电池~其转换效率达到6,(这是继晶体管发明之后~晶态固体理论结出的又一硕果(由于太阳能发电拥有无污染~安全~长寿命~维护简单~资源水不枯竭和资源分布广等特点~太阳能发电被认为是二十一世纪最重要的新能源(太阳屯池的发明~为人类空间科学技术的发展提供了一项重要的能源(从五十年代至今~太阳电池作为空间能源~起着不可替代的作用(空间应用首先要求电池的高效率(功率重量比)和可靠性~空间应用单晶硅太阳电池组件的效率(AM0)已从最初的a,提高到现在的16-18%,近几年发展的高效砷化镓基系(GalnP,GaAs,Ge)叠层电池组件效率(AMO)已达26-27,。
太阳电池的地面应用~长期受到价格昂贵的制约(它的发展大体可以分为三个阶段:
? 起步:从70年代至80年代中期~世界光伏发电累积装机容量只有30MW左右~主要 用于无电网地区和特殊场合作为独立电源系统。
? 成长:80年代末一1996年在世界各国大规模国家光伏发展计划的推动下~世界光伏工
业平均年增长率达到13%(在太阳电池效率不断上升的同时~随着制造规模的扩大~成本持续下降。
?
大发展:1997年以后(2002年)~受到日、德、美等西方发达国家屋顶计划的刺激~世界光伏工业的发展加速~平均年增长率达到36,~发电方式也从离网应用发展到并网发电(目前世界光伏发电累积装机容量已经超过1500MW,太阳电池商用组刊:效率达到15--18,商用发电成本在o(15~0(25美元仟瓦时之间~在不少领域和地区已经具有相当强的竞争力。2002年世界光伏工业产量已达595
MWp~相当于]5亿美元~正在形成规模宏大的产业。
2002年8月Mr(HarryShimp(BPSolar总裁)宣称:世界最终将走向可再生能源(在20-25年后液态碳氢化合物的储量开始下降(我们现在正处于这样的一段时间窗口~从传统能源转变到可再生能源。
为了使光伏发电能够替代相当一部分传统能源~使能源结构发生重大的变化~成为二十一世纪最重要的基础能源之一~还需要光伏工业和技术有20-30年持续的加速发展(光伏界任重而道远(然而~只要不断引入新工艺~进行深入的基础研究~这是可以实现的(日本、欧洲和英国不同地区的市场开拓计划~增加了太阳电池的市场需求~光伏将长期保持高速度增长~即便有时由于经济环境的影响~暂时有些波动~也不会改变这一长期发展趋势(RoyalDutch,Shell认为~未来儿十年~将迎来可再生能源的高速增长(图1给山预计的从2000—2030年日本~欧洲、美国太阳电池装机容量的大幅度增长。
二(产业竞争
目前光伏工业已度过幼年时代~而进入羽翼串满的大规模工业生产(这一发展带来了机遇~也带来了风险~并伴随着激烈的竞争~燕井和集中。图2示出日本、欧洲、美国和整个世界光伏产量从1983年到现在呈指数式增长的情况~以及预计到2010年的发展趋势(世界光伏制造业和市场主要由美国、日本和德国所主导。世界十大光伏制造商中有8家来自这三个国家~2000年三国光伏安装容量约占世界的75,。
? 美国的优势和日本的堰起
长期以来~美国的光伏技术和产量是相对领先的(美国先后发明了单晶硅太阳电池(美国贝尔实验室)、非晶硅太阳电池(美国RCA公司)、高效GaInP/GaAs叠层太阳电池(美国可再生能源实验室~NREL)(从70年代中期起~美国高度重视新能源发展~提出了多个新能源发展计划(1986年以后~美国光伏产量一直保持每年20,的速度增长(
然而~日本和欧洲在1997年后加速发展~日本的平均年增速达到52,~欧洲的平均年增述达到32,。
日本和欧洲先后在1999年和2002年左右赶上和超过美国。
欧盟联合研究中心、可再生能源局的Mr(AmulfJ~ger-Waldau评论指出:欧洲正在实现自己2010年的目标~尽管不那么雄心壮志(然而~如果日本、美国和欧洲目前这种光伏生产能力的增加趋势得以继续下去~而欧洲又没有做出额外的努力~那么~到2010年日本将在世界光伏市场上占支配地位~拥有超过75,的市场份额(
光伏产业的竞争趋势在所参与的公司之间袁现为产业的集中和兼并(图3示出光伏电池产量世界排名最大的10家公司所占的市场份额(他们总共占世界市场83,(在这10家公司中~日本有4家:Shap~Kyocera~Sanyo~Mitsubishi
(EIectrio和Heavy)(其中Shap公司产量最大~占市场份额22,。
? Sharp公司
Sharp公司的发展是根典型的。Sharp公司1997年6月宣布~到1998年将建立20MW生产厂~并且根据需求~还可扩大获悉~到150MW(2002年2月~又宣布2002财政年度末扩大到200MW(Sharp在1997年作上述宣布时~是引起怀疑的~因为它当时的生产能力只有51010MW,年(然而~2001年Sharp销售达到75MW变成世界第一~占19,的份额~2002年7月23日Sharp在新闻发布会上宣布~生产能力达到148MW~完成了1997年预定的目标(日本光伏公司在实践自己宣布的时间表方面比较美国和欧洲公司更为可靠。
这种发展趋势将影响到中、小公司的生存和发展。如果大公司利用他们的成本优势向消费者提供更廉价的产品~
消费者将买更多太阳电池系统~Pv市场将加速发展(为抵抗大公司的价格压力~小公司需要有自己的特色~或能提供更先进、更廉价的太阳电池技术(
PV工业的发展和评价的变化~还吸引了一些传统的重工业公司开始投资于太阳电池产业。如Mitsubishi Heavy
2002年秋建立了10Mwa-Si电池生产线(
现在~PV制造业已被日本工业界视为关键工业~提出日本不应向中国和亚洲其他国家转移。
三(美国、日本、欧盟PV工业路线图
3(1 羹国光伏工业路线图(2 0 O O—2 O 2 O)
美国PV工业路线图(图4~表1)的宗旨是帮助美国光伏工业取得成功——保持美国 光伏技术在国际上的领先地位~使之成为主要的盈利力量。为此~
? 计划要求PV产量保持25,年增长率。
?
到2020年~PVL业年产?000MWp~其中3200MWp用于美国国内~并成为150亿美元,年的产业。图4为路线图计划的美国PV32(业的生产能力和产量的增长。
? 同时~降低PV系统的终端用户成本(包括运行和维持费,到2010年3美元,瓦(Ac)~2020年1(5美元,瓦,AC)(
? 2030年满足10,美国峰电生产能力。25年内~美国PV工业提供15万人就业。
然而~美国PV工业路线图计划大部分PV产量用于出口(不像日本有一个加速膨胀的国内市场~这可能是美国为什么失去了保持多年的市场领先地位~而落后于日本和欧洲。而且~美国最大5家制造商(BPSolar~ShellSolar~AstroPower~ASE
Americas和UnitedSolarSystems)中3家属欧洲公司。
在未来20年~为使美国PV工业发展为世界领先(计划要求国家实验室、大学和Pv。公司合作~遵循熟知的国家范例。PV计划帮助建立全国的努力~支持在基础和应用研究和发展(R&D)~制造技术(Manufacturing
Technology)~系统工程和市场应用(Systems
Engineering&Applications)之间建立合作关系(参加的单位有,国家光伏中心(NCPV)相关国家实验室(NREL~Sandia,Bmokhaven)和来自美国40个州的180个领先PV公司、大学和单位。
美国PV公司完成合同~分担完成合同经费50,~集成研究成果和他们自身的努力~并应用于制造工艺和产品。
工业界一般对基础、应用研究和发展(R&D)起支持作用~但当技术发展到制造利商业化阶段时~则以工业界为首。
美国大学同国家实验室和工业界紧密合作~从事先进的R&D~揭示基础科学现象~产生创新概念~为明天的PV科学和工程提供丰富的学习基地。
NCPV相关国家实验室(NREL~Sandia,Brookhaven)对PV界进行合同管理~提供技术支持~对材料和器件特性分析~研究基本概念~以及对材料、器件和工艺进行创新性研究。
国家实验室在技术发展早期阶段起领导作用~而技术接近商业化阶段时提供手段上的帮助。
研究计划联邦经费~由国会每财政年度拨款~经能源部光伏中心和NREL组织分配~将公司、大学和研究所统合在三个层次工作中:RAD,Manufacturing
Technology,Sys~msEngin~ring&Applications。联邦经费的分配~以1999年为例~在0(722亿美元的联邦支持经费中~三个层次各占47,~26,和27,(PV公司在R&D工作中占29,~而在制造技术和系统工程方面起支配地位。
过去10多年~美国花费17亿美元公共基金发展光伏技术(2001年美国支持PV计划4(7亿美元~其中联邦政府支持0(66亿美元(33个州采取了措施~促进PV发电公平联网。
目前~主要还是离网应用~市场潜力很大。联网PV近年来发展也很快(主要在传统电价高于4(5—7美元,W的15个州。
美国Clinton总统1997年提出了PV系统百万屋顶计划~以促进户用PV联网系统的发展(从1997年以来~已安装了15万个产用PV系统。联邦政府和许多州~通过减免税收等促进PV联网系统的发展。然而~由于美国政治形势(如退出京都议定书等)~对百万屋顶计划缺乏专门的预算支持~所以它对美国Pv工业发展所起的加速推动作用不像在日本那样显著。
3(2日本光伏工业路线由 (2000—2030)
日本计划的基本目标是将新能源作为国家的能提供始(这是由1993年“新阳光计划”(NewSumhin~Project)确定的~“新阳光计划”是1974年第一次石油危机期间日本制定“阳光计划”的延续。在新阳光计划成功的基础上~2001年制定了”先进的PV发电计划(AdvancedPVGeneration)(优先考虐降低对进口石油的依赖(占日本能源消耗53,)和本在京都议定书(KyotoProtoc01)中减排温室气体的承诺(2008-2012年比1990年减排6,拟通过发展新能源、节能和核能来实现。然而~最近有些问题使核发电受到愈来愈大的反对日本温室气体排放同1990年相比~1999年增加了6(8,~估计2010年将增加7(4,。也就是说按京都议定书中减律温室气体的承诺~日本需要降低13.
4,的温室气体排放(在2010年使新能源供应占日本总能源供应的9(2,(
计划纲要提出45条措施(征收环境税等)~要求能源公司实现一定的新能源份额:自己建新能源发电或购买~以促进光伏发电和风力发电等可再生能源和节能技术的发展。
日本新能源计划的另一特点是提出明确的“繁荣市场”目标~为新能源发展提供依据。这是有竞争力的、成功的。如2000年计划在日本安装400MWp~基本实现了~只延后一年,2010年4.8SGWp的目标~从生产和市场的增长看~也将会实现(
日本提山第一个PV魔顶计剃(94-96年~7万户用)~每套(3.5—3.7
kWp)安装经费补贴50,。使成本从1994~g2百万日元,kWp降到1996年I百20万日元凡Wp。通过增加产量和PV建筑集成~1997-2001年平均系统的价格从l百万降低到75万日元kWp~虽然补贴率逐渐下降。到2010~30-50万日元/kWp~
kWp价格目标也应当可以实现。日本还有一些地方政府增加额外补贴~PV系统增长速度明显加快(由于这一计划~日本到2001年底己安装PV系统441MWp~其中屋顶系统309MWp(为实现低成本PV系统的大规模生产~建筑公司起着重要的作用。
在日本每年建大约奶万新楼~约50,PV系统是随新楼出售的。PV集成建筑的成本降低~使成本返问只需要]4-15年~而PV系统的寿命为20-25年~促进了市场的发展和公司投资。
经过NEDO计划30多年的PV发展~市场上只剃5-6家日本制造公司(Sharp~Kyocera
Sanyo Electric~ KanekaSolartech~
MitsubishiHeavylndustries等)~集中形成了PV:工业相关产业链(几乎占世界生产能力的50,(200
MW)(2001年世界市场太阳电池销售45,(176MW)在日本。这一份额还会上升。在对“新阳光计划”评价的基础上~日本NEDO提出了30
年PVR&D和开发市场路线图(图6)(比较“新阳光计划”~参加单位减少。除增加产量外~更着重降低PV系统的成本~以30日元,Wp为目标。支持产业化、工业化技术(支持50,)和新PV技术的研究(支持100,)。包括:
(1)发展先进太阳电池组件:
? a-Si/μ-Si:Kanaka and Mitsubishi Heavy lndustries:2005年η=12,
组件面积3600gmcm2,100Y,Wp(按照100MWp,年计算)
? CIS:Showa Shell Sakiyuki(玻璃衬底)and Matsushita Electric(不锈钢卷衬底,:2005年:
η=13,~组件面积3600cm2,100元人民币,WP
? 超高效化合物电池Galnp,GaAs 3结叠层电池~目前效率32%(聚光电池:Sharp(cell)~ Daido
Steel(module,concentrator)andDaidoMetal(2005年:η=40,;1OOY,Wp
? 多晶Si电池:KawQkiSteel~SumitomoMe山~Sharp~ 支持太阳能级硅的研究~ 2003 年:η=13,
15×15cm2,147元人民币/WP
? CdTe:停止
(2)发展评价~再循环和其他系统构成技术:AIST,JET~ Sharp~ShowaShell~Asahi Glass~ AIST,PVTE
(3)新一代PV系统
? 电镀CulnS2薄膜电池:Sinko Electric
? 纳米结构Si薄膜电池:AISt Kyushu Uniersity, Toppan Printing
Stanley, Nippon
SheetGlass
? SIGe基电池:TohokuUniversity
? 固态染料敏化电池:University of Tokyo~RITE~TIT
? 低成本制造工艺CAT-CVD:JAISt Osaka University~ GifuUniversiy
? β-FeSi2电池:System Engineers~AIST
? 超效率限制:Asahi Glass
? si球电池:Clean Venture21(Hamakawa,Wada,Matsushita Electric)
? 低成本、高效率染料敏化电池:AiSt Sumitomo Osaka Cemen,
Furukaw Macninery,
HaYashibara~Biochemicai Lab~Sharp
3(3欧盟光伏工业路线图
欧盟的白皮书“EnergyfortheFuture,Renewablesources Of energy”和绿皮书“Towardsa European
strategy for the security of energy supply”提出的目标是~为达到京都议定书(Kyoto
Protoc01)中减排温室气体的要求和减少对能量进口的依赖~总能量消耗的12,和电能的22,必须由可再生能源产生~如图7中的红线所示(应当承认~欧盟在可再生能源的利用和环境保护方面的进展~是世界领先的。
欧洲议会将在2004--2006每年10月发表评估报告(到2010年光伏系统总安装生产能力达到3000MW~为1995年100倍(图8示出欧盟可再生能源发电量的增长(1997--2010年)~主要PV公司有:lsofoton~
RWESolar~ Photowati~ Eurosolare~(
欧洲国家之间光伏市场条件差别很大~类似于美国各洲~从而各国采取不同措施促进其发展(如德国计划2003年完成10万屋顶计划(减息贷款):2000年颁布可再生能源法案,实施投资补贴~对新PV系统减少关说5,。2001年德国安装PV系统75MWp~相当于世界市场20,~成为最大的进口国。
RWE Solar和Deutsche Cell新增加的生产能力可以弥补这一情况。到2002年8月10日KfW银行宣布还有41 MW
PV系统新贷款。德国联邦议会财经委员会支持将太阳电池系统安装计划从350MWp增加到1000MWp。
意大利提出1万屋顶计划~实施经费补贴。屋顶PV系统联网~以促进集成建筑应用。
2001年欧盟销售93(7MW~占世界市场23(6,。除晶体硅外~还发展薄膜电池。继日本公司成功发展a-Si电池后~也开发窄带隙材料~发展a-Si,μc-Si叠层电池。到2020年~欧盟计划将安装太阳发电54GW~提供290
000就业机会。实现这些发展的条件是~太阳发电可以公平的进入电网。
四(第二代太阳电池——薄膜太阳电池
2001年世界光伏工业产量为396MWp~其中约85,源自晶体硅电池(所谓第一代太阳电池)(晶体硅屯池效率高、寿命长、投资风险小。今后~除发挥规模效益外~捉高效率、降低成本仍然是晶体硅电池组件研发的重要课题。如发展:廉价的太刚能级硅衬底:非晶硅/多晶硅异质结构(HIT),陷光结构:以及等离子~吸杂~快速热处理等低成本工艺。
然而~问题是如要保持高速增长~廉价的太阳能级硅材料是否供应得上。如果假定光伏电池年增长率为27,~到2010年晶硅电池达到1500
MWp,年~需要12000吨硅材料~相当于现在世界硅总产量的一半。
薄膜光伏电池(所谓第二代太阳电池)工艺~经过多年的研究利发展~现正从试生产线转变到工业规模(主要包括非晶硅(a-Si)~碲化镉(CdTe)和铜铟(镓)硒(Cl(O)Se)。
这些薄膜电池~不用硅片做原材料(>300微米厚)~而是在玻璃等廉价衬底上沉积压微米到微米量级的半导体有源层~因此可望大幅度降低材料成本。薄膜电池在制造上还有很大优点~它采用低温工艺~成目倍增加电池制造面积(从硅片约100平方厘米增加到玻璃基片1平方米)(随着PV市场的扩大~薄膜光伏电池的增长会加速。多种迹象表明~年产50
MWp的薄膜光伏电池生产线不久将实现(然而~为在2010年达到50,的光伏产量份额~薄膜光伏电池必须年增长40,。
非晶硅电池
薄膜光伏电池中~非晶硅基系电池发展比较成熟(从80年代规模试生产以来~经过材料性能和器件结构的改进~从单结a-Si到a-Si,a-SiGe叠层~再到a-Si,pc-Si(微晶硅)叠层~非晶硅基系电池组件的稳定效率已达到10,。
例如日本KanekaSolarteeh发展非晶硅电池有20多年了。1999年达到规模生产。
该公司Yvanamoto发现~可在200?淀积a-S,μc-Si叠层屯池~申请了专利。而以前的一些重~专利(a-Si:Hsolarcell~Carlson~RCAl976,pina-Sisolarcell~Hamakawa~OsakaUniv(1978,Illlt~aleda-Sisolarcell~Kuwano,Sanyo
1979和a-SiC,a-Si heterojunction
solarcell。Tawada(KANEKa1981)到2002年到期~所以a-S,μc-Si叠层电池有重要的经济前景。
按40Mwp,年计算~这种a-S,μe-Si叠层电池的成本为晶体硅(c-Si)电池的1,2(现在Kaneka生产能力达到25MWp,年~2002年出口15MWp(
2003年起将要增加到40MWp。
Kaneka生产的a-Si组件效率为8,~20年之内效率保有80,以上。
2001年Kaneka生产的a-S,pc-Si叠层屯池效率1O(5,~1O年之内保证效率不低于9(8,。该公司计划:
?2005年~a-S,μc-Si叠层组件效率12,~系统价格1百20万日元,3kWp。2006年~a-Sμc-Si叠层组刊:效率13,~系统价格1百万日元/3kWp(
? 2010年~a-S,μc-Si叠层组件效率16,~系统价格60万日元门kWp(值得注意的是~叠层电池的效率取决于所接受的太阳光谱(在标准太阳模拟2S条件下测试a-S,μc-Si叠层组件(3738em2)效率11.57,~功率输出43(24W:而在Otsu
Shiga户外ft=31(80)测试效率12(3,~功率输出46(0W。
~itsub}abi Heavy
lndustriee新进入PV(]2业。计划2002年秋投产a-Si电池10MW,年。Mitsubishi的a-Si单结电池效率8,
(初始效率10,~约3—4月后光致退化趋于饱和~稳定效率8,)(长期在JQA户外实验表明~稳定效率不变~寿命可达20—25年(
Mitsubishi正利用μc-Si,a-Si叠层结构改进效率达到12,~Mitsubishi组件有50—looV高电压~功率输出24--100Vp。
日本NEDO计划Kaneka Sola-tech和Mitsubishi Heavy lndustries
2005年a-Si,μc-Si叠层电池η=12,~组件面积3600em2,100日元,Wp (按照1OOMWp,年计算)(
Sanyo Eleotrio在1975~始研发a-Si太阳电池。
1980年规模生产a-Si电池应用于计算器等~目前Sanyo的a-Si组件生产能力为5MWp年 。
美国United Solar SystellaS公司是Energy Conversion Devices~Inc,(EC0)和N(V(Bekaer
S(A(BESS Europc)合资经营的。2001年销售3(8
MW不锈钢柔性衬底a-Si,a-SiGe,a-SiGe三结叠层电池(目前年产5MW(2002年6月24日开典的新厂年产30MW(
生产线是高度自动化的~可同时在6卷不锈钢上淀积非晶硅~每卷不锈钢长1(5英里(铜锗硒电池
CIS电池组件具有比较高的转换效串和稳定性~实验室效率达到18,8,。现己开始小规模试生产(如美国Shell
Solar拥有世界第一条CIS薄膜电池生产线~组件效率11,(2001年销售CIS组件0(4MW。
日本计划:2005年~玻璃村底 (Showa Shell Sekiyuki)和不锈钢卷衬底 (Matsushita
Electric)CIS电池组件面积3600cm2η=13,~组件成本100日元,Wp(按照100MWp年计算)(还计划发展电镀CIS薄膜电池(Shinko
Electric)(
? 碲化镉电池(CdTe)
CdTe薄膜电池组件效率达到9,~实验室效率达到16,4,(美国First
Solar建立了5MW,年生产线~并酝嚷用快速热蒸发技术扩建100Mw,年生产线。由于cdTe电池效率较高~生产技术比较简单~美国NREL薄膜光伏计划中包含了CdTe电池项目。
然而~Cd足有毒组分元素~日本NEOO在新光伏计划中己停止了CdTe电池项目(去年欧盟已禁止含Cd的电子元器件进口(所以~去年日本松下电器公司的一条计算器用CdTe电池组件生产线已停产(
总之~对CdTe电池的前景~看法不一~见仁见智。对于CdTe电池毒性问题~美国有专家认为~生产过程中的污染已经解决(电池产品散布污染问题~可以通过回收破损电池来解决。而澳大利亚UNSW的M(Green教授认为:利用毒性材料的电池技术~不管它有多少优点~终将在商业竞争中桩淘汰~而代之以对环境友好的工艺(最近~国际绿色和平组织给美国California能源当局的一份通报显示了该组织对PV毒性问题的关切。通报指出~“有许多PV技术术(CdTe电池除外)
对环境都没有什么不利影响~可以满足Califomia能源当局的投标要求”。有些公司对此问题已有所洞察~据报道Matsushffa公司将停止COTe屯池组件:的生产。
五。第三代太阳电池
在第二代太N1电池的基础上~将会发展第三代光伏太阳电池(M(Green教授提出~它们应当拥有以下的特征~薄膜化、高效率(高于单结电池的效率)、源材料丰富和无毒性。
从热力学观点看来~太阳电池Carnot极限效率可高达95,(考虑到辐射捐失及转换过程的不可逆性~得到Landsberg极pd效率为93
3,。考虑到吸收刚光过程中墒的增加~极限效率为86。8,(这也就是无限多结叠层电池的理论效率。对于单结太阳电池~Shockley-Quelsser极pH效率为40(7,(这些理论计算结果表明~太阳电池效率的提高还有很大的潜力。如S[和GaAs单结电池员高效率现达到27,左右~为理论极限效率的66,。
可望实现第三代太阳电池效率的途径包括:多阈值2S什~如叠层电池~多带光伏电池:量子倍增器什~如碰撞离化~光子下转换,热载流子电池,热方法~如热离化~热光伏电池等(下面介绍几项相关的研究进展。
叠层电池
将不同能带隙的电池~依带隙的宽窄顺序~从上到下叠放在一起~可构成叠层电池。如果叠层数目足够大(电池的极限效率可达86(8,。然而~为避免操作的复杂性~叠层:电池通常具有电流匹配的串联结构。这种限制降低了可获得的效率。而且~
使得叠层电池对于太阳光谱的构成非常敏感。
双结和三结GalnP,GaAs,Ge:U池已广泛应用于空间科学~其地面效率己达30,。目前正在发展效率近40,的四结电池(其聚光电池组件~成本与薄膜电池相当~具有广阔的地面应用前景。
三结叠层a-si,a—SiGe:H薄膜屯池稳定效率已达12,。但地球上Ge元素是不丰富的。Kaneka公司发展的a-Si,μc—Si叠层屯池似乎更具有工业应用前景。
上转换和下转换
对于单带隙太阳电池材料~限制屯池效率的因素主要有两个。一是能量低于带隙的光子不能被有效吸收,二是能量远高于带隙的光子一般也只能激发山一个屯子空穴对~经过热驰豫释放出多余能量后~以略低于带隙的能量被收集。因此~提高电池效率就是要把不能被有效吸收的低能光于和能量远高于带隙的高能光子的能量充分利用起来。
如果高能光子激发的高能电子空穴对不是将能量驰豫给晶格~而是激发山多个电子空穴对~即产生碰撞离化~那么就可以大幅度提高电池的效率。目前~己观察到碰撞离化效应~包倍增效率只略大于一(
上转换和下转换是一种有效的光子能量转换技术~在光屯子领域已得到实际应用。上转换是将两个低能光子通过一个中间能级激发为一个高能光子。而下转换正相反。下转换器臵于电池的正面~对于入射的低能光子基本上是透明的~而且能发射出高密度的低能光干~从而提高了电池性能~只要辐射效率超过50,。上转换器臵于屯池的背面~俘获次带隙光子后转换并发射高能(火于带隙)光子~不影响电池正常操作。只要有百分之儿的辐射效率就可显著改善屯池性能(对于中间能级的耦合也没有苛刻的要求~这就大大改善了上转换的效率(
多能带电池
标推电池材料的光伏效应基于:载流子在价带和导带之间的激发。最近的分析表明~在带隙中引入第三个带或N个带会扩大吸收长波光于的能量范闹。这第三个带可以是在宽带隙半导体中引入的稀十杂质带~或某些多量子阱结构。N个带电池的极限效率为86(8,。值得指出~第三个带的引入不应带来额外的复合损失。
热光伏
热光状是光伏技术的一个分支。它利用一个热源(而非太阳)作为光源。又称为热光子技术("thcrmophotonics")。这种技术特别适用于燃料电池和废热利用。在转换太阳光时~与一个吸热体相结合~其极限效率可达85(4,。
纳米结构薄膜电池
染料敏化Ti02纳米薄膜电池,纳米si镶嵌构薄膜电池等。
六(展望——它山之石~可以攻玉
作为在我国光伏领域国家研究所工作的一名科研人员~我想对中国PV32业发展计划提一些看法和建议。
1(我国PV工业发展计划的宗旨应当是~将我国光伏工业发展成规模宏大的产业~以逐步改变我国能源结构。为此~全国需要有统一的国家新能源(包括光伏发电)发展规划~统一的新能源指导和管理机构~统一的管理每年经费的公平~竞争分配。
2(“以市场为导向”
是新能源和可再生能源产业发展规划的指导思想(见2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划要点)(为此~要将光伏企业作为国家规划光伏工业发展的主体~而国家研究所和大学主要起帮助作用(
? 提出光伏工业具体市场规划、项目和规模。
? 在发展制造技术上光伏企业起主要作用(国家支持50,经费)
? 光伏企业同样参加承担研究和发展项目的申请和竞争(国家支持100,经费)
国家研究所和大学在光伏发电领域如何起帮助作用~美国“新千年光伏计划”的一些做法可供参考:
“美国大学同国家实验室和工业界紧密合作~从事先进的R&D~揭示基础科学现象~产生创新概念~为明天的PV科学和工程提供丰富的学习基地。”
“美国国家PV中心相关国家实验室(NREL~Sandia
Bmokhaven)对PV界进行合同管理~提供技术支持~对材料和器件特性分析~
研究基本概念~以及对材料、器件和工艺进行创新性研究。国家实验室在技术发展早期阶段起领导作用~而技术接近商业化阶段时提供手段上的帮助。”
3(我国光伏工业~将像家电业和汽车业一样~面临大发展、或更大发展的机遇。我国太阳舱光照资源丰富~有近6000万无电缺电人口~光伏集成建筑联网发电在我国几平还是空白~我国光伏工业发展前景十分广阔。同时~我们还应当凭借我国在劳动密集型产业上的优势~参与国际光伏市场的竞争~占据相当的份额(
近两年来在国家实施西部大开发战略和“光明工程”的推动下~中国光伏工业保持了较快的增长势头~可以预计~我国光伏工业也将迎来长期的指数式增长。
如果我们按保守的估计~假定今后我国年增长率为32,~与欧盟的相当~低于日本的52,年增长率~而高于英国的20,年增长率~那么我国的光伏生产能力将达到,
? 2010年140 MWp, ,2003年20MWP)
? 2020年2240 MWp,
? 2030年36000MWp(
这一目标应当是可以实现的。
4.知识产权
前面提到Kanaka公司对知识产权的重视~在建大规模a-Si,he-Si生产线之前~首先考察专利权的状况。这确是明智之举。美国在90年代初期~围绕非晶硅电池曾发生了严重的知识产权之争~导致美国AdvancedPhotovoltaicSystem公司(Chronar公司)新建的当时世界上最人的10MWp非晶硅电池生产线关闭和公司倒闭(1994年)。我们要引以为戒~特别是在形成生产规模~日显效益的时候。
5(技术发展的重点~包括:
? 高效低成本晶硅电池
? 薄膜电池
? PV建筑集成和联网技术
? 太阳能制氢
? 太阳能制淡水
6(新一代PV系统
范文四:中国光伏产业发展现状
第十二届中国光伏会议及国际光伏展,2012.9.5-7.北京
China Photovoltaic Industry development Status and prospects
Yuwen Zhao
CRES- China Photovoltaic Society
No.3.Huayuan road Haidian district, Beijing,100083
zhaobts@public.bta.net.cn
Abstract: This paper with the domestic and global solar cells and modules of the growth reflects China ( ML ) PV industry development status and the position in the global PV industry. From the view of global renewable energy development roadmap and development strategy, China PV industry development prospects are discussed. The solar cell and module production in China has ranked first in the world for 5years since 2007. PV module shipment in China was 21GWp in 2011 , toke more than 60% share of global, and with obvious cost-effective competitive advantage; PV market growth rate of China in 2011was big, PV system installed capacity reached 2.7GWp, become the largest PV markets outside Europe, also be the third largest country of PV system installation. But compared with manufacturing, the total volume of PV market is still too small, the PV modules used in domestic only shared 12.5% of the output. The over-reliance on world market is the main reason of Chinese PV industry suffered a great impact by international sovereign debt crisis since 2011. In addition to solar cells and PV modules, the other parts of PV industry chain, such as raw & auxiliary materials, equipment manufacturing etc., also got full-scale development, which has played a great role for comprehensive development of PV industry in China, but compared with the international advanced level, there is a considerable space and potential for promotions.
Keywords: PV industry ,Solar cells, PV modules, PV market, prospects
中国光伏产业发展现状与前景
赵玉文 赵玉文
中国可再生能源学会光伏专委会
北京,海淀区花园路3号,100083,
zhaobts@public.bta.net.cn
摘 要 要:本文以国内外太阳电池及组件的增长情况反映我国(ML)光伏产业的发展现状及其在全球光伏产业中的地位。从全球可再生能源发展路线图和发展战略的视野讨论了我国光伏产业发展前景。我国太阳电池及组件产量已连续5年位居全球第一, 2011年光伏组件达到21GWp,占全球的60% 以上,且性价比有明显优势和竞争力; 2011年我国光伏市场增长幅度大,光伏系统安装量达到2.7GWp,成为欧洲之外的最大光伏市场,也是继意大利和德国之后的第三大光伏系统安装国。但与制造业相比,光伏市场的开发量仍然太小,国内使用的光伏组件只占生产量12.7%。对国外市场的过分依赖是我国光伏产业2011年至今因国际债务危机受影响惨重的基本原因之一。除了太阳电池和光伏组件外,光伏产业链的其他部分,如原辅材料、设备制造等也都得到了全面发展,对我国光伏产业全面发展起到重要支撑作用,但与国际先进水平相比还有相当大的提升潜力。 关键词:关键词:光伏产业,太阳电池,光伏组件,光伏市场,发展前景
1 引言 引言
我国光伏产业近10年发展迅速,特别是太阳电池和组件制造已连续5年位居世界榜首。相比之下,我国
1
市场发展相对滞后,市场总量太小,不但与制造业不平衡,也与我国能源和环境可持续发展不匹配。依法治国,全面和科学地实施“上网电价法”是解决制造业和市场平衡发展最根本的措施。
光伏发电等可再生能源(RE)已经向全人类展示其技术成熟性和强大生命力,在此基础上,欧洲,美国以及联合国气候变化组织等,纷纷提出新的RE发展路线图或发展战略,为光伏产业发展展示出无限广阔的前景,尽管发展的道路是不平坦的,发展大趋势不会改变。
2.2 .2 光伏组件 光伏组件 光伏组件
表2中的组件厂商与表1电池厂商基本相同,
只是排序稍有变化。2011年全国共计生产21.265 GWp 光伏组件(其中薄膜组件0.565GWp),占世界总光伏组件总量34.788GWp的61.1%。前11家厂商生产了12.467GWp组件,占全国组件总量的58.63%,占全国晶硅组件的60.2%。大厂商是我国光伏制造业的主力。
表2 2011年我国前11家光伏组件厂商的组件产量 光伏组件厂商的组件产量 Name Name
Suntech Power Yingli Green Energy
Trina Solar Canadian Solar Tianwei New Energy Hanwha-solar One
Hareon Solar JA Solar Jinko Solar Jiawei Solar China
Subtotal Total
PV modules, PV modules,MWp MWp
2,010 1,684 1,510
1,386
964 938 855 820 792 598 12467 21,265
2 中国太阳电池及组件历年来的发展中国太阳电池及组件历年来的发展 及组件历年来的发展
2.1太阳电池 太阳电池
图1 2000~ 2000~2011中国(中国(ML)ML)太阳电池产量的历年增长情况 太阳电池产量的历年增长情况
在世界光伏市场拉动下和国家对发展新兴产业的支持和促进下,我国光伏制造业从小到大,从弱到强,已经成为全球太阳电池和组件的最大制造国。2000~2011中国太阳电池及组件历年增长情况如图1所示。图中蓝色柱部分为晶硅电池,红色为硅基薄膜电池。2011年我国太阳电池总产量达到21.157GWp,占世界产量约56.16%,其中晶硅电池20.592GWp,占世界晶硅电池总量(33.1GWp)的62.2%,硅基薄膜电池0.565GWp,占我国电池总量的2.67%,占世界硅基薄膜总量1.647GWp的34.3%。 表1为我国前11家太阳电池厂商的电池产量,均为晶硅电池,共计12.623GWp,占全国晶硅电池总量的61.3%。PV制造业已经形成规模化的格局。
表1 我国前1 我国前11家太阳电池厂商电池产量,家太阳电池厂商电池产量,MWp MWp Name
Suntech Power JA Solar
Yingli Green Energy
Trina Solar Canadian Solar Hareon Solar Jinko Solar Hanwha-solar One Changzhou Eging PV
Tianwei New Energy
Subtotal Total
Solar cells,MWp 2,070 1,775 1,684 1,604 1,058 855 840 788 700 569 12623 21157
3我国太阳电池及组件生产与世界主要国家我国太阳电池及组件生产与世界主要国家 太阳电池及组件生产与世界主要国家 和地区的比较 和地区的比较
3.1太阳电池 太阳电池
图2 为2004~2011年全球主要国家和地区太阳电池产量增长情况。图中最后一排浅蓝色柱为全球太阳电池的增长情况,2011年全球太阳电池产量从2010年的24GWp增长到37.675GWp,同比增长57.64%,虽比上一年增长率下降一半以上,但仍属于高速增长。图中倒数第二排棕褐色柱为中国(ML)的太阳电池增长情况。2011年中国(ML)太阳电池产量达到21.157GWp,同比增长95.9%,占世界总产量的56.2%。图中柱形排依次往前是中国
图2 2004~2004~2011年世界主要国家和地区太阳电池产量 年世界主要国家和地区太阳电池产量 2
台湾(蓝色)、欧洲(紫色)、日本(绿色)、美国(紫红)和其他(深蓝)。2011年中国大陆加台湾(约4.5GWp)共计占全球总产量的68.1%,已名副其实地为全球太阳电池的制造中心。
2011年全球晶硅太阳电池共计33.1GWp[1],同比增长60%,其中标准晶硅电池31.593GWp,高效晶硅电池(包括Sunpower电池和HIT电池等)1.057 GWp,晶硅电池技术继续保持其强劲的主导地位;薄膜电池共计4.575GWp,同比增长42.5%,其中硅基薄膜电池1.647GWp,CdTe电池2.062GWp,CIGS电池0.866 GWp,如图3 所示。薄膜电池的市场份额虽然由2009年的18%下降到2011年的12%,并且遇到晶硅电池成本快速降低的严峻挑战,但仍然保持其成长期的特点和生命力。
2011年中国(ML)晶硅电池产量达到20.592 GWp,占全球晶硅电池的62.2%。薄膜电池产量约0.565GWp,占全球薄膜产量的12.3%(主要为硅基薄膜)。中国一些大公司,如尚德、天合、英利、晶澳,ATS等在积极研发诸如“SE电池”、“MWT电池”和“N-型电池”等高效电池和组件,并已有少量产品投放市场。表3为2011年全球前21家太阳电池厂商的产量及排序,中国的尚德等14家公司(大陆11家,台湾3家)列于其中,体现出中国制造商的优势。
3.2光伏组件 光伏组件
2011年全球共计生产了34.788GWp光伏组件,图4为主要国家和地区的生产分布。中国共计生产21.265GWp,占全球产量的61.1%;其余依次为亚洲其他(包括韩国、印度、马来西亚、泰国等)(5.399 GWp,15.5%)、欧洲(4.815GWp,13.8%)、日本(1.59GWp,4.6%)、美国(1.333GWp,3.8%)和世界其他(0.386GWp,1.1%)。
图3 2011年全球不同年全球不同技术不同技术太阳电池技术太阳电池的太阳电池的产量及份额 产量及份额 表3 2011年全球前21家太阳电池厂商产量及排序 家太阳电池厂商产量及排序 Name
Suntech (CN-ML) First solar (U.S.) JA Solar (CN-ML) Trina (CN-ML) Motech(CN-TW) ATS (CN-ML) Sun Power(U.S.) Gintech(CN-TW) Hareon (CN-ML) Neo Solar (CN-TW) Hanhwa (CN-ML)
REC(U.S.) Q-cells(Germ.) Eging PV (CN-ML) LDK Solar (CN-ML)
Kyocera(JP) Sharp(JP) Solar World(GERM.) Tianwei (CN-ML)
Cells 2070 1981 1775 1604 1120 1058 922 882 855 805 788 765 717 700 680 660 637 605 569
Tech. C-Si CdTe C-Si
C-Si C-Si C-Si SuperC-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si
Rank 1 2 3 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
3
图4 2011 2011年全球主要国家和地区光伏组件的年全球主要国家和地区光伏组件的产量 产量
2011年光伏组件厂家与太阳电池略有不同,如表4所示,尚德、英利、天合、ATS持续靠前,其次是天威、韩华、LDK、晶澳、晶科、珈伟和亿晶。 薄膜电池和组件是一体的。2011年前11家薄膜厂商的产量和排序如表5所示。First solar 持续排在首位,其CdTe电池产量占薄膜电池和组件总量的43.3%。中国的金石(GS solar)、创意(trony)、汉能(hanengy)、天威(Tianwei)4家公司位列其中,且均为硅基薄膜电池。4家产量457MWp,占全国565MWp的81%。从表5可以看出,我国薄膜电池技术还不具备晶硅电池那样的优势,特别是CdTe和CIGS 电池还没有出现在前10家厂商中。总体上讲,我国薄膜电池的研发水平和规模
化生产技术与国际先进水平相比还很大的提升空间和发展潜力。
表4. 2011. 2011年全球前20家光伏组件厂商产量和排序 Name
Suntech (CN-ML) First solar (U.S.) Trina (CN-ML) ATS (CN-ML) Sun Power(U.S.) Tianwei (CN-ML) Hanwha (CN-ML) Sharp(JAPAN) LDK Solar (CN-ML) Hareon (CN-ML) JA Solar (CN-ML) Jinko (CN-ML) Kyocera(JAPAN) REC(U.S.)
Solar World(GERM.) Jiawei CN-ML) Eging PV (CN-ML) Aide Solar(CN-ML)
Modules 2010 1981 1510 1386 986 964 938 928 880 855 820 792 660 644 605 598 525 497
Tech. C-Si CdTe C-Si C-Si SuperC-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si C-Si
C-Si
Rank 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20
在性价比上具有明显的优势和竞争力。这是我国光伏制造业未来发展的重要着力点和方向之一。
5中国光伏市场的中国光伏市场的发展 发展
5.1中国光伏市场历年来的发展 中国光伏市场历年来的发展
我国光伏发电系统安装量近几年发展迅速,这得益于2009年3月国家财政部、科技部等颁布实施的《金太阳示范工程》以及2011年发改委颁布实施《上网电价政策》。在上述政策的推动下,2011年我国完成了2.7GWp[3]光伏系统的安装,其中并网发电位2.2GWp,使我国同年底的累计安装量达到3.5GWp,如图5所示。
表5 2011年全球前10家薄膜组件厂商产量和排序薄膜组件厂商产量和排序 组件厂商产量和排序 Name Film/Modules First solar (US.) 1981 Solar frontier(JP) 453
Sharp(JP) 220 GS Solar(CN) 165 Trony Solar(CN) 146 NexPower(JP) 97 Hanergy(CN) 82 Solibro(Germ.) 66 Tianwei Films(CN) 64 Solyntra(US) 60 Tech.
CdTe CIGS Si-base Si-base Si-base Si-base Si-base CIGS Si-base CIGS Rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
图5 我国2000~000~2011年光伏系统年安装量和累计安装量 年光伏系统年安装量和累计安装量
从图5数据表中看出,2011年安装量与2010年0.5GWp相比,同比增长了440%。国内使用的光伏组件量首次突破10%,达到12.7%,较小程度上缓解了过度依赖国际市场的压力,而此前国内安装量一直在生产量的5%以下。
5.2中国光伏发电系统年安装量中国光伏发电系统年安装量与全球年安装量与全球的比较与全球的比较 的比较 光伏市场是拉动光伏产业发展最基本的动力。自2000年德国首次实施“上网电价法”以来,世界光伏市场进入高速发展时代。在德国带动下,“上网电价法”很快在欧盟国家普遍推广和实施,欧洲也因此成为世界光伏市场的领军地区。自2004年以来,欧洲一直保持着全球63%~83% 的市场份额。2011年全球共计完成了30.165GWp[4]光伏发电系统,与2010年的17.5 GWp相比,增长了72.4%,虽然比上年的增长率143%降低了50%,仍然是高增长率市场。
2011年欧洲安装了21.939GWp[2]光伏发电系统,占全球市场72.7%。在主权债务危机异常严峻
4光伏制造业产业链其他环节的发展 光伏制造业产业链其他环节的发展
我国光伏制造产业链的其他环节同样得到了快速、协调发展。掌握了产业链各环节的关键技术,并有所创新和发展。特别多晶硅制造业的兴起和发展,不但支撑了我国光伏制造业的健康发展,而且对整个世界光伏发电成本的快速降低产生了重要影响;其他原辅材料制造、生产设备制造等同样得到相应快速发展,对提高我国光伏制造业的竞争力以及降低光伏发电成本起到了重要作用。 同时应当看到,不管是多晶硅制造还是其他原辅材料和设备制造,就整体而言,我们同国际先进水平相比还有一定差距,不像晶硅电池和组件那样
4
情况下,依然保持如此高的市场份额,其发展RE的执行力和决心令世人敬佩。
图6给出了2011年全球主要国家光伏市场分布情况。意大利安装了9.248GWp,占全球市场的30.78%,首次超过德国,成为全球最大的市场;德国安装了7.485GWp,占全球市场的24.81%,全球第二;中国安装了2.7GWp,占全球市场8.95%,成为继意大利和德国之后的全球第三大市场,也是欧洲以外的最大市场。
2011年安装量超过1 GWp的国家除意大利、德国、中国外,还有美国(1.855 GWp,6.15%)、法国(1.671GWp,5.54%)、日本(1.296 GWp,4.30%);安装量超过0.5GWp的国家依次为比利时(0.794 GWp,2.63%)、英国(0.784GWp,2.60%)、澳大
利亚(0.774GWp,2.57%)。
截至2011年底,全球光伏发电累计安装量达到70GWp[4],其中欧洲为51.716GWp,占全球的73.78%; 其他依次为美国(5.053GWp,7.21%)、日本(4.914GWp,7.01%)、中国(ML)(3.5GWp,5%),亚太其他(2.855GWp,4.07%),世界其他(1.717GWp,2.45%),中东(0.366GWp,0.48%),如图7所示。 2011年我国光伏发电累计安装量只占全球的5%,与我国总能耗占全球20%相比,光伏的安装量显然太小,加速光伏发电市场开拓是我国今后的迫切任务。
6中国光伏市场的中国光伏市场的发展前景发展前景 前景
6.1近期 近期
(1)国际市场预测 国际市场预测
我国光伏产业的市场目前还主要在国外。2011年是国内市场发展最快的一年,仍然有87%以上光伏产品依赖国际市场。因此近期国际市场发展趋势仍然是我国光伏产业持续发展的前提和关键因素。 EPIA在2011年基础上给出了2012-2016未来5年全球市场预测,如图8所示。按照适中速度和政策驱动速度两种情景,2016年全球光伏市场累计安装量分别达到207.946GWp和342.810GWp。尽管每次预测都显得保守,但预测仍然给出了未来发展的大趋势。显然,光伏市场依然是持续或持续高速
发展的。
图6 2011年主要国家光伏系统安装量主要国家光伏系统安装量及市场份额国家光伏系统安装量及市场份额 及市场份额
5.3中国光伏发电累计安装量中国光伏发电累计安装量与全球安装量与全球的比较与全球的比较 的比较
图8 EPIA EPIA 2012-2012-2016 全球光伏市场累计安装量预测2016 全球光伏市场累计安装量预测[2]全球光伏市场累计安装量预测[2] [2]
(2)我国光伏我国光伏发电光伏发电2015及2020年发展目标年发展目标 目标 我国 “十二五”及2020年光伏发电规划发展
目标为累计安装量分别达到20p和50GWp,如图9所示。图中2007-2011为实际累计安装量。2011年实际完成的安装量为2.7GWp,累计安装量达到3.5GWp。实现目标后,2015和2020年光伏发电对我国总发电量的贡献分别为0.4%和0.87%,如表6所示,比例仍然很小,发展潜力巨大。
5
图7 2000-7 2000-2011全球主要国家和地区光伏发电累计安装量 全球主要国家和地区光伏发电累计安装量
?2050目标-RE替代总能源100%, RE对电力的贡献为100%。在零碳电力基础上,实现CO2减排80%。
图10中用不同彩色分别表示不同RE各自的贡献。图中灰色代表传统能源和和核能。
图9我国2015、2015、2020光伏发电规划 光伏发电规划 表6我国2015、2015、2020光伏发电规划 光伏发电规划 年
总发电装机,GW 总发电量﹡,GWh PV累计安装,GWp PV发电量﹡,GWh 占总发电量比例
2011 1000
2015 1265
2020 1660
(1)RE对总能源的贡献
5000000 6072000 7470000 3.5GWp 20GWp 4550 0.09%
26000 0.4%
50GWp 65000 0.87%
﹡由于可再生能源比例的增大,总的当量发电小时会相应减少,此处设
定当前为5000H/a,2015年
4800H/a,20204500H/a,光伏发电平均为
1300H/a.
(2)RE对电力的贡献
6.2 中远期6.2 中远期(2050) 中远期
(至2050)
(1)几个国际上2050 路线图的范例2050 路线图的范例 路线图的范例 1)欧盟2050年100% 100% RE替代路线图 替代路线图
欧盟2050年路线图项目于2009年8月启动,历经8个月于2010年3月完成。该项目的研究结论为:①利用现有技术,在各种低碳/ 零碳技术路线中 (即40%RE、60%RE、80%RE和100% RE四种替代情景),未来电力成本均可与现有富碳能源电力成本相竞争;②低碳路线所带来的利益远超过经济负担;③低碳能源路线将使欧洲最终赢得低碳财富和经济竞争力,在经济上赢得战略胜利。在此结论基础上制定出2020、2030和2050三个时段的目标如下(图见10):
? 2020目标-总能耗节降低20%,RE替代总能源20%、减排20%(约束性指标), RE对电力的贡献为44%。
?2030目标-RE替代总能源43%(约束性指标), RE对电力的贡献为66%。
6
图10 欧盟2050 100%RE 替代路线图三时段目标2050 100%RE 替代路线图三时段目标 替代路线图三时段目标 欧盟2050RE100%替代路线图出台后引起全球的积极反响。不少国家从本国资源和环境的可持续发展出发,纷纷制定RE发展战略,如美国、日本、澳大利亚、印度等。加速发展RE已经成为全球的大趋势。
2)联合国最新报告联合国最新报告-最新报告-2050年RE替代80% 80% 联合国气候变化专委会(IPCC),5月9日在阿布扎比发布《可再生能源特别报告》。在长达1000页的研究报告中,评估了164种开发方案。 报告的结论称:“在政策支持下,本世纪中期,可再生资源可供应全球能源的80%(现为12.9%-包括水电 )” 。“报告用压倒性的科学证据证明:可再生能源在满足世界不断增加的能源需求、减少排放及改善全球人类生活方面是不可替代的。” 我国是IPCC成员之一,并派专家参与了《可再生能源特别报告》的工作。报告的结论应该是适合我国情况并对我国具有同样的指导作用。
(2)我国正在开展我国正在开展2052050年高比例RE 的RE 的研究 研究 国家可再生能源中心在国家能源局支持下正在开展我国2050高RE 比例研究。在研究大纲中明确提出,要树立100%接受RE 的理念。
如果说欧盟发达国家的代表,那么联合国则是全球所有国家的代表。“80% RE替代”是全球的平均值,也是联合国向全球发出的指导性意见。作者认为,中国是全球第二大经济体,又是“金砖四国”之一,结合我国实际情况,取全球平均值作为思考问题的参照点是适宜的。
以上事实说明,加快发展RE已经成为全球共同要求和行动。我国发展光伏产业前景广阔,潜力巨大。尽管发展的道路尽管是不平坦的,但发展大趋势不会改变。
美元。我国现有一部分多晶硅制造企业由于成本高于国际平均售价而不得不停产。如何能在太阳级多晶硅的性价比上取得国际竞争优势是我国多晶硅制造业的奋斗目标。
◆原辅材料及设备制造。有些材料,如封装玻璃、切割液,密封胶等,基本满足了国内市场需求;但有些材料,如银奖、组件封装材料EVA和背板材料TPT等与国外还有定差距;设备制造为满足国内需求做出了重大贡献,但高端设备与国际相比还有一定差距。高端原辅材料及高端设备制造技术水平的全面提升是我国光伏产业的重要战略任务之一。 7.3法规政策有待进一步完善、法规政策有待进一步完善、整合 整合
当前我国光伏产业发展最迫切、最需要解决的关键问题是科学有序的开拓国内光伏市场。而科学有序开拓国内市场的关键是如何完善和整合现有的法规政策。建议如下:
① 完善“上网电价法”实施细则,按照不同资源
制定不同的上网电价,在电价上体现各利益攸关方的权益,使法规在全国有效实施; ② 加强和完善“上网电价法”的实施监管制度,
防止法规行政化或“以政代法”发生,“依法治国”,确保“上网电价法”切实贯彻和执行; ③ 加强RE发电与电网接口建设,保证RE发电及时上网;贯彻“RE发电优先上网”的原则,当RE上网与常规发电上网冲突或影响到电网安全而需要“弃电”时,根据“RE优先上网”的原则,弃常规电; ④ 把“金太阳”和“光伏建筑”示范工程的补贴
政策一并提升到“上网电价法”体系中,学习和借鉴欧洲经验,是我国光伏市场的发展更加科学、健康。
7讨论 讨论
7.1制造业与市场发展失衡 制造业与市场发展失衡
我国光伏产业近10年的快速过程中始终存在
着制造业与市场极端失衡的问题。2010年前国内市场使用的光伏组件只占我国产量的5%以内,95% 以上依赖出口。2011年首次突破10%,达到12.7%,仍然严重失衡。
从需求来看,我国是以煤碳为主(约70%)的世界耗能大国,环境问题异常严峻(2011年CO2排放约90亿吨,约是世界总量的1/4 ,约是美国和欧洲之和),大力发展光伏发电是迫切需求,而非奢侈。国内市场需求量保持在产量的50%左右是一个合理的比例。2011年意大利在国家主权债务危机十分严重情况下安装量达到9.25GWp,由此衡量,我国保持供销基本平衡是完全合理和能够做到的。一旦做到供求平衡,可显著提高我国光伏产业抵御国际贸易保护主义的能力,促使光伏产业更加健康发展。
7.2我国光伏产业国际竞争力我国光伏产业国际竞争力不均衡竞争力不均衡 不均衡
◆晶硅电池/组件在性价比上具有国际竞争优势。 ◆多晶硅制造对我国光伏产业发展和国际光伏发电快速降低成本做出了重大贡献。但就我国多晶硅材料性价比而言,不具晶硅电池/组件那样的竞争优势,特别是成本处于劣势。据光伏产业联盟资料,我国太阳级多晶硅每公斤成本平均比国外高出10
参考文献 参考文献
[1] Shyam Mehta,PV News Volume 31, Number 5, May2012 [2] EPIA,,globle Market outlook for Photovultaics until 2016 [3]中国光伏产业联盟,中国光伏产业年度报告(2011-2012)
[4]赵玉文,CPVS/CRES,中国光伏产业发展现状及趋势,2012.6.
7
中国光伏产业发展现状
作者:作者单位:
赵玉文
中国可再生能源学会光伏专委会北京 ,海淀区花园路3 号 ,100083
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_7741680.aspx
范文五:我国光伏产业发展现状分析
我国光伏产业发展现状分析
2016-03-31 08:37中国投资咨询网
光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合产生的可再生能源产业,也是我国战略性新兴产业的重要发展方向。近年来,我国光伏产业加快发展,充分利用自身产业配套及技术成本等优势,不断获得国际竞争先机。2014年,我国多晶硅产量13.2万t,占全球总产量比例47%;电池组件产量35GW,占全球比例达到70%;全年新增光伏并网装机10.6GW,累计装机量达到26.5GW。我国已成为全球最重要的光伏产品制造国和发展最快的光伏应用市场。
与此同时,我国光伏产业也面临产能阶段性过剩、关键技术与国外先进水平仍有差距、配套体制机制尚不健全等问题,2011年以来产业发展陷入困境。2013年下半年起,受政策引导和市场驱动等因素影响,我国光伏产业发展有所回暖,企业运营状况明显好转,然而产业发展各种深层次问题尚未解决。对正处于深度调整期的我国光伏产业,如何正确认识当前发展面临的形势和问题,对“症”下“药”,推动产业顺利跨过无序发展、产能过剩等阶段性障碍,迎来健康持续发展的新阶段,已成为业内关注的焦点。
1、我国光伏产业具有广阔的发展前景
1)技术的普适性
首先,任何技术产业化的先决条件便是原料来源的充足。作为光伏技术基础的半导体材料地壳储量丰富,硅(Si)材料储量丰度约为28%,镓(Ga)约为19ppm,通过现有晶硅和薄膜太阳能技术可满足全人类用电需要。其次,光伏技术受益于太阳辐射,不同于水电、风电、核能等其他新能源对资源、地域等的需求限制,因此可称为未来近地能源中的重要组成部分。
2)应用市场潜力
2013年,全球发电总量约23万亿kWh,我国发电总量5.3万亿kWh,如按光伏满负荷发电占用电总量的5%计算,全球潜在光伏应用市场近1000GW,我国潜在市场也达200GW以上。2009——2014年,我国年新增光伏装机量从160MW增至10GW以上,年复合增长率超过100%。截至2014年底,我国累计光伏装机总量26.5GW,预计2015年底可达约44GW,已成为全球最重要的光伏应用市场之一。此外,社会各界对于发展太阳能、风能等可再生能源,以缓解化石能源危机及雾霾等环境问题的呼声日益强烈,也有利于国内光伏应用的快速发展。
3)产业发展综合优势
我国对半导体、集成电路等行业的长期投入,推动了光伏产业等大半导体分支行业的产业配套不断完善。目前,我国光伏产业已形成从多晶硅提纯、太阳电池制造、组件封装到系统集成的完整产业链体系,辅料、设备等配套产业相对完善,土地、人力等成本较欧美主要光伏国家偏低,且政策层面支持日益增大,产业发展综合比较优势明显。
2、我国光伏产业面临形势分析
1)行业发展无序,产能过剩问题仍然突出
据统计,我国从多晶硅到组件的光伏制造企业总数已超千家,其中组件企业数量约占2/3,光伏组件建成产能达70GW以上,2014年平均产能利用率不足50%,半数以上组件生产企业仍陷于亏损状态。另一方面,2014年我国市场多晶硅需求量超过20万t,除自产外仍进口10万t;组件需求量超过40GW,产量亦无法满足需求,且满足工信部《光伏制造行业规范条件》相关技术要求的产品数量占比更少。总体而言,光伏行业阶段性产能过剩仍然严重,且主要为低端产能过剩,
特别是组件环节技术集中度低、设备折旧慢,通过市场自发淘汰难度较高。在当前国内市场快速启动中,部分地区光伏产业扩产冲动已有所显现,部分已停产或减产的落后产能恐死灰复燃,引起新一轮的盲目扩张,应引起有关部门及业界的高度关注。
2)技术创新受限,关键工艺差距明显
一方面,如同我国多数传统产业,光伏产业关键技术发展延续了“引进”加“国产化”的老路,底层技术鲜有创新,丝网印刷机、高纯银浆等关键设备和材料仍高度依赖进口,国内电池制造环节丝网印刷机约七成为意大利Baccini公司生产,而杜邦等国外公司对我国部分光伏辅料也进行垄断。另一方面,作为现代工业基础的半导体物理学、材料化学等基础科研与产业技术创新严重脱节,技术改造成为企业提高技术水平的主要途径,而具前瞻性和开创性的基础科学及方法论发展不足,政府及企业均不愿对“价值”不可预见的长期研究项目大量投入。 短视行为及基础薄弱导致产业在技术层面一直追赶国外步伐。目前,晶硅组件在我国光伏产品产量占比中超过99%,大规模产业化转换效率(多晶平均15.5%,单晶平均16%)远低于SunPower等技术领先企业水平(单晶平均约22.5%),同时薄膜、异质结等其他技术路线发展不利,过强的技术单一性致使产业发展风险剧增。
3)资金支持失衡,政策引导对制造业推动不足
光伏制造业是推动光伏产业技术革新、降低光伏发电成本的核心环节,但目前我国光伏相关政策及资金扶持等仍偏重于下游应用环节,对上游制造业支持不足,对产业发展推动作用有限。国内光伏应用政策繁多,中央、地方多种补贴政
策冗乱、不成体系,在对光伏发电集中补贴的同时,忽略了上游制造业作为技术创新和推动成本下降的核心地位。
2013年起,我国已超过德国成为全球第一大光伏市场,但骨干企业生产运营情况未有根本改变,至2014年底,我国在美上市10家企业平均资产负债率仍超过80%,部分企业财务负担过重,如英利绿色能源在毛利率达到17%的同时仍净亏损约12亿元;即使实现盈利的企业,利润也多数集中于下游应用环节,制造业本身盈利情况恶化,显现出产业发展根源性病痛仍未缓解。
4)市场发展不健全,应用体系有待完善
《2012-2017年中国太阳能光伏发电行业市场供需与投资前景预测深度研究报告》数据显示,目前我国光伏电站建设仍以集中式电站为主,2014年新增装机中集中式电站占比超过80%,分布式应用推广受阻。特别是目前采用的光伏电站路条审批、分省区配额等制度带有较强的计划经济性质,不利于形成全国统一市场。与此同时,国际上对于光伏应用的市场化推广已成熟,而我国部分地区还在通过示范项目加以推广。适合我国实际情况的光伏应用商业模式仍未建立,国网对于光伏系统的入网检测形成实际垄断,电站不能及时并网、电价补贴发放滞后等问题尚未得到缓解,以上问题都制约了国内光伏市场的进一步发展。
5)配套体系薄弱,标准检测认证等机制有待健全
现有光伏标准体系在电池及组件环节布局相对完善,但在产业链其他环节仍有大量标准缺失。不到200项的现有标准中,超过半数为老旧标准,对于国际上严格限制的氢氟酸(HF)等危险化学品的保存、运输、使用、处理等标准及相关管理工作仍有较大欠缺。标准化工作对产业的引导规范作用尚未显现,更未得到决策层应有的重视。同时,检测平台建设加速开展,但落后于行业发展需要,国家
级产品及应用检测服务平台数量有限。此外,各界对于标准、检测、认证是标准化工作3个独立环节的认识尚不清晰,有关部门及部分业内机构将检测、认证混为一谈,不但有失政策专业性,也阻碍了相关标准化机制的健全。
6)组织管理混乱,部门及地区利益阻碍行业健康发展
光伏行业管理涉及投资、财政、产业、能源等多个部门,部门利益冲突,特别是对行业管理职能的争夺,在有关政策制定及实施中已有显现,严重影响了政策联动性及实施效率。各地对于光伏制造项目的备案、环评、环保竣工验收等工作的管理缺乏统一标准,行业规范与投资备案、财政税收、电站建设、补贴发放等政策尚未形成联动,各方政策实施效果均未得到体现。此外,部分地方主管部门不以行业发展全局及当地工商业基本情况为行业管理出发点,单纯考虑税收、就业等政绩,推动当地企业扩大产能规模,或要求电站建设方注册成立当地企业,阻碍了全国统一市场的形成。
3、关于化解光伏产业发展困境、推动产业健康发展的思考
针对上述问题,结合行业管理、运行及应用推广等工作情况的分析,就化解光伏产业发展困境、缓解行业发展内在负面因素、推动产业持续健康发展提出以下几点思考和建议:
1)应持续采取措施,规范光伏产业发展秩序
有关部门及企业应深入落实《光伏制造行业规范条件》,引导企业提高经营管理规范化水平及产品技术指标,同时规范光伏发电项目招标、建设,将规范条件、信贷授信、电站建设、补贴发放等工作挂钩,加强政策联动,规范产业发展。同时,加强产业、金融、能源等的综合施策,对光伏企业关键技术研发、技术改
造、兼并重组、电站集成技术研发及项目建设等加强支持,并完善相关税收政策,及时清理兼并重组中涉及的不合理税目。
2)支持企业技术创新,加强基础科研投入
充分发挥财政支持对市场投资的带动作用,统筹利用多种资金渠道,支持企业技术创新,特别是基础工艺及关键理论研究。同时,加强对大学、研究机构与企业合作研究项目的持续、滚动支持,特别是对具有开创性的长期基础科研项目加大支持力度,对相关项目细化前期评估、延长支持年限、降低劳务支出、严格验收标准,做到专款专用、务求实效。
3)合理扩大内需市场,完善电价补贴机制
充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,取消或削弱光伏应用项目审批或类审批机制,完善光伏并网接入、电力运行及金融投资等服务体系,推动扩大内需市场。同时,建立并完善光伏发电补贴额度随装机量变化的调节机制,鼓励企业通过技术创新降低发电成本。
4)加强配套体系建设,优化行业服务平台
制定发布统一的光伏产业标准体系,确立标准化机构在光伏标准化工作中的核心作用,加快相关标准制修订及国际标准转化。推动建立多家国家级光伏检测服务平台,提高全产业链产品检测能力。加强行业组织在产业发展中的引导作用,推动行业加强联合。
5)深入落实部门责任,加强政策贯彻联动
有关部门应按照国务院“三定方案”确定的部门分工切实做好本职工作,在国务院统一领导下,加强沟通协作,增进政策联动,杜绝部门工作交叉及重复性政策制定等现象。对相关政策的制定应加强前期调研论证,减少政策数量并提高
稳定性、持久性、系统性,减轻企业负担。清理取消地方保护性政策法规,推动建立全国统一的光伏市场。
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