① 我國光伏太陽能產業的現狀、存在問題及發展前景
太陽能發電,太陽能LED照明節能減排,實現能源替代,效果顯著。經過兩年多的實踐,人們認識到太陽能熱利用是投資少、見效快、經濟實用、節能減排,實現我國能源替代的一個好產業,國家也正大力扶持和支持,學校、賓館、飯店、洗浴中心,廣場,農村道路,市政要道等等紛紛建設太陽能照明系統,太陽能發電照明系統的市場存在擴大空間。新農村建設與建築節能也為太陽能照明的應用推廣帶來機遇。 我國雖號稱世界生產第一大國,但中國太陽能發電LED照明市場不容樂觀。伴隨著中國太陽能LED照明產業的急速發展,行業內競爭者極劇增加,大量小規模生產企業和無品牌小作坊混雜其中。雜牌企業因為規模小、質量差、服務弱,只能依靠價格戰生存,給真正高投入進行產品研發、推廣和生產的優秀企業帶來困難,進而影響了太陽能LED照明的產業形象,阻礙了太陽能發電LED照明系統的推廣使用。目前全國太陽能發電LED照明企業已達5000多家,然而,實際年產值過億元的企業只有20家,前十名品牌市場份額相加起來也不超過20%。散、亂、差已經成為行業健康發展的瓶頸。
目前,照明消耗約占整個電力消耗的20%左右,降低照明用電是節省能源的重要途徑。為實現這一目標,業界已研究開發出多種節能照明器具,並取得了一定的成效。但是,距離「綠色照明」的要求還較遠,開發和應用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源勢在必行。
到2006年底,我國可再生能源利用量總計為2億噸標准煤(不包括傳統方式利用生物質能),約佔0.5個百分點,為2010年實現可再生能源佔全國一次能源消費總量10%的目標邁出了堅實的一步。目前,我國正在從以下幾個方面來推動光伏發電的國內市場發展:一、啟動送電到村工程;二、在特殊工程上運用光伏發電,如世博會、奧運會等;三、在沙漠地區建光伏電站;四、動員一些城市啟動屋頂計劃;五、研究制定提高光伏發電競爭力的電價政策(光伏產品90%的出口以及國內市場的缺失,都可能限制中國光伏產業的長遠發展。一旦國外光伏產業政策有變或者為保護本國產業採取限制進口的措施,中國近年來大量上馬的光伏項目將面臨困境)。
a. 太陽能照明的技術創新
LED以低功耗、超常的使用壽命被廣泛應用到信號指示、數碼顯示等弱電領域。然而,由於傳統LED光源開光角小,點面積的亮度高,光的散射具有極強的方向性,光源易形成光點,光均勻度不好等因素,束縛了其在照明領域的應用。
通過對傳統太陽能照明燈具結構、智能控制器、反光燈角度的更新和技術改進,進行最佳傾斜角設計,使平頭和圓頭優勢互補,從而使其發光更均勻、整體亮度更高、成本更低、更有利於應用推廣。
平頭LED的柱式和炬式組合光源結構,通過合理控制平頭超高亮度白光LED安裝傾斜角度,使LED組合光源所發出照明光的均勻度及照度得到大幅提升。該技術不但能使光效加強,而且組合光源耗能僅4W左右,所發出光的亮度可達20W節能燈或40W白熾燈的亮度,可以更有效利用太陽能。只需要12W太陽能電池的容量,12V/24Ah的蓄電池組就能夠保證此種LED發光源在5個陰雨天持續有效工作,並且,使用壽命在10萬個小時以上,為節能燈的10倍以上。
為路燈領域專門研製的組合發光源——十字型和矩形組合發光源,充分發揮平頭LED開光角度大光均勻度好和圓頭LED點面積亮度高的優點,使兩者取長補短,發揮最大的光效,克服了平頭LED點面積亮度不如圓頭LED,而圓頭LED光均勻度不如平頭LED的缺點。
在控制器方面,利用太陽能光電轉換技術,實現電能的最大化收集,在電能的儲備完成後,蓄電池向發光源提供12V直流電源,使發光源產生6500K的白光。同時,通過精簡智能控制器結構,使結構更加簡單,故障率更低,為進一步降低成本做好了技術准備。而且,通過檢測太陽能電池輸出和蓄電池電量,從而確定系統工作狀態,實現了整個系統的自動控制和智能管理。
b. 太陽能照明燈具的推廣應用
太陽能作為一種新興的綠色能源,以其無可比擬的優勢得到迅速的推廣應用。作為第四代新光源,在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室內照明以及其他各領域的照明和應用中得到了有效的利用。尤其是在偏遠無電地區,太陽能照明燈具更具有廣泛的應用前景。
一般人認為,節能燈可節能4/5是偉大的創舉,但LED比節能燈還要節能1/4,這是固體光源偉大的革新。除此之外,LED還具有光線質量高,基本上無輻射,可靠耐用,維護費用極為低廉等優勢,屬於典型的綠色照明光源。
超高亮LED的研製成功,大大地降低了太陽能燈具使用成本,使之達到或接近工頻交流電照明系統初裝的成本報價,並且具有保護環境、安裝簡便、操作安全、經濟節能等優點。由於LED具有的光效率高,發熱量低等優勢,已經越來越多地應用在照明領域,並呈現出取代傳統照明光源的趨勢。
在我國西部,非主幹道太陽能路燈、太陽能庭院燈漸成規模。隨著太陽能燈具的大力發展,「綠色照明」必將會成為一種必然趨勢
節能發電照明下太陽能的機會:
2010年,中國道路照明市場預期達2800多萬盞路燈,每年約新增及更換路燈達300-400萬盞,呈現出龐大的LED大功率路燈市場。
2011年LED路燈增長約800多萬盞,產值達21.5億美元。隨著LED光效的提高與價格的下降而大面積應用,由此LED照明市場需求的潛力將會迸發。
行業背景:LED照明中南市場潤含商機無限我國經濟建設情況好轉,城市化基礎建設進程加快,使LED照明產業得到了迅猛發展。中部崛起戰略的實施,文明城市創建,將促使湖南經濟不斷發展,城市基礎設施建設不斷加快,城市道路照明設施數量大幅劇增
2010年的春季燈飾展共有9個國家和地區的381家商號參展,吸引了22,784名業內買家參觀,較2009年增加40%。專區大放光芒大會設置不同專區,以突顯燈飾業主要的業務領域,除了LED照明專區及環保照明專區,還有迎合市場對節慶及裝飾燈具需求的裝飾照明專區,其他專區包括燈飾配件及零件專區,燈飾管理丶設計及技術專區,以及專業照明專區。
太陽能燈展會說明:美國和中國內地是最大的市場,分別佔23%及20%份額。春季燈飾展在4月舉行,國際買家都在這個采購旺季匯聚亞洲,觀摩最新產品,發掘新穎意念。促進資訊交流照明科技持續向前邁進,推動燈飾業蒸蒸日上,業者必須追上業界步伐,留意市場最新動態。加大高效照明產品推廣力度,增強居民使用高效照明產品意願,加快綠色、節能光源產品的開發推廣和應用,打造自己的優勢品牌已成為我國燈具行業結構調整的重點和燈具行業持續發展的目標。
另外,從技術的角度來說,太陽能充電站既是充電站,也是發電站,也是儲能電站,三位一體,看上去很美。但是從商業的角度來說,如果只是經營這三項業務,很可能是長期虧損的。太陽能充電站首先必須是電動自行車、電動摩托車和電動汽車的銷售和服務網點,這樣才能保證從開始營運就有一定的現金收入。其次,太陽能充電站必須建設咖啡店、雜貨店、茶餐廳之類的服務設施,因為充電和維護的時間比加油的時間要長,客戶正好利用這段時間休閑購物。因為太陽能充電站既沒有汽油和柴油的異味,也沒有油庫起火的恐懼,來往均是零排放的車輛,如果規劃設計和管理得法,它們完全可以成為城市沙漠里的綠洲,成為農村綠洲里的宮殿,成為城鄉結合的靚麗風景線。
設想中國的高速公路(甚至非高速的公路)旁建滿了太陽能充電站會是一番什麼樣的景象……,這便是我們夢寐以求的城鄉一體化,因為城市延伸到了鄉村,而鄉村延伸到了城市;這便是我們夢寐以求的低碳經濟,因為太陽能充電站完全沒有碳排放;這便是我們夢寐以求的拉動內需,因為太陽能充電站的投資與消費都在國內,既不需要出口,也不需要進口;這便是我們夢寐以求的經濟結構轉型和產業升級,因為太陽能充電站既是高科技,又是服務業,完全沒有重復建設和產能過剩的問題;這便是我們夢寐以求的能源安全,因為太陽能不需要進口,不怕索馬裏海盜,不經過馬六甲海峽,也不擔心核輻射。
能源供應是制約中國增長和崛起的根本問題,而太陽能是地球的終極能源。與其花幾百億幾千億到塔里木建太陽能電站再花幾千億幾萬億許輸送到萬家億戶,不如花幾萬億在全國各地建幾百萬幾千萬個太陽能充電站。如果全國能夠比較均衡地發展,大家也就不會擠在北京上海深圳幾個大城市,把樓價炒到幾十萬一平米讓億萬百姓望樓興嘆畢生戮力為一蝸居而不可得。太陽能充電站是中國人的機會,是中國人投資的機會,就業的機會,改善居住環境和提高消費水平的機會。
2). 風險研究:
1. 硅原料供應緊張
今天這個行業面臨的最重要的問題就是硅原料供應。一年前,在第一份太陽能行業報告中,我們預測對硅原料的強勁需求增長伴隨著有限的產能擴張,將導致非常高的硅料價格,以及硅料利用率的迅速提高,在過去的一年裡,這個故事變成現實。下面是對供應緊張情況的描述以及這個緊張市場帶來的正面和負面影響的仔細分析電子和太陽能兩個行業使用的高純度硅從2009 年的31000 噸增長到2010 年的35000噸左右,這個增長是由電子行業5%的年用量增長和太陽能行業20%的年用量增長推動的。許多太陽能公司要使用大量的硅料,如Evergreen Solar,京磁,茂迪,夏普,SolarWorld,Suntech(無錫尚德)等,如果原料充足,太陽能行業可以消耗更多的原料,因為太陽能終端用戶的需求增長遠超過目前可得到的硅原料。我們預計明年使用的硅料將增長到39000噸,增長速度僅受限於硅料供應。
2. 太陽能行業硅料用量
供應跟不上飈升的需求的原因是新的硅料生產線(即使是熟地工廠)需要18 到24 個月的建設期,而5000 噸的產能需要2.5 億到5 億美元的投資。短期的措施是消除生產薄弱環節,生產線滿負荷運作,降低庫存。去年以上情況都發生了,但只起到有限的作用。我們的調查顯示,全球產量將從2009 年的61000 噸增長到2010 年的65000 噸和2007 年的52000噸(產量和用量之間的差額是約1000 噸廢料),總體而言,這些短期措施僅使年供應量增加了12%,如果全部用於太陽能相當於300 兆瓦,雖然這些增長已相當可觀,但是它是遠遠不能滿足快速增長的太陽能行業的需求。由於來自太陽能行業的需求增長超過了產能的增長,導致硅料的價格大幅上升,在過去的兩年,太陽能級的硅料價格上漲了67%,從2009 年的每公斤24 美元到2010 年的32 美元及今年的40 美元,而2012 年很可能進一步上漲到每公斤50 美元。電子級硅料的價格也跟隨同樣的上漲步伐(通常電子級硅的成本比太陽能級的硅高10 美元/公斤)。值得指出的是對太陽能級硅料價格的預估超出了我們在去年報告中的預估,同時值得注意的是我們看到價格還有上漲的潛力,因為太陽能和電子公司雙方都在繼續爭奪硅料的供應。
a. 硅料緊張的正面影響
1、促進了上業的利潤增長
緊張的硅料市場對這個行業里的公司具有正面的影響,隨著科技泡沫的破滅,硅料生產商經歷了數年的損失,而如今Hemloack,Wacker,Tokuyama,Rec 和MEMC 等公司正享受一段非常有利可圖的時期。兩年中,太陽能級和電子級硅料全球平均價格都上漲了大約15美元/公斤,這個結果導致它們的稅前利潤率從盈虧平衡上升到30%,我們預期2012 年會進一步上升到40%。面對飈升的需求和高漲的價格,所有原料生產商的一致反應是擴大產能。 從硅料的長期展望來看,到2010 年硅料產量將有非常大的增長。根據已經投資和很可能投資的產能擴張計劃,我們回首硅料產量從2005 年的32000 噸增長到2006 年的36000 噸,2007 年的42000 噸,2008 年的52000 噸,2009 年的61000 噸,2010 年的65000 噸。2010年的預測中包括中國、台灣和韓國等東亞地區的約10000 噸。
2、減少了中游的價格競爭壓力
與硅料短缺對很多太陽能公司是不利的觀點相反,我們認為價格上漲對很多公司是一個好消息。在通常情況下,緊張的硅料市場意味著下游的價格競爭在減弱,因為能獲取原料比價格更重要。實際影響是,硅原料價格的上漲已傳導到整個供應鏈,在供應鏈的每個層面都可以看到價格的上漲。我們預計硅料價格從去年的每公斤32 美元上漲到今年的40 美元和2012 年的50 美元,這意味著太陽能電池每瓦的硅料成本在2009 年上升了0.06 美元,2010年上升了0.07 美元。硅料成本的上升已經被矽片、電池片和組件價格的上漲
所抵消,簡而言之,硅料價格的上漲對許多太陽能公司都是一個好消息。
3、硅料利用率的持續提高
隨著供應緊張和價格上漲,供應商和下遊客戶都有非常大的動力來提高硅料的使用效率,在整個生產供應鏈的各個步驟都取得了一定進步。在上游,硅料生產商減少廢品率,大型硅料生產商的廢品率占整個產量的比重由一年前的10%下降到2010 年的5%。同樣,硅錠製造商在利用更多的可循環原料,矽片製造商在切割更薄的矽片並減少切割的損耗,電池片製造商在生產轉換效率更高的電池。例如,夏普生產的部分電池的厚度已低於200 微米,2009年行業平均厚度約為300 微米,Sunpower 公司生產的電池的轉換效率達到21%,2009年行業平均轉換效率為17%。所有這些努力都對減少硅原料的每瓦用量產生了可觀的作用,根據眾多調查,硅原料的每瓦用料從2009 的12 克減少到2010 年的11克,2012 年將進一步下降到10 克。這等於在相同的硅料用量下2010 年新增了100MW 的產量,2011 年新增了225MW產量(相當於2009 年全年產量的20%)
4、鼓勵成本的節約
因為價格競爭有限,任何成本的節約直接增加了利潤空間,這產生了減少成本的強大動力。減少成本通常集中在提高硅料的使用效率上,例如減少切割損耗,切出更薄的矽片和提高太陽能電池的轉換效率。利潤增加的一個事例是,REC 的子公司ScanWafer 生產的矽片約佔全球的13%(2009 年為300MW),盡管硅料價格在上漲(ScanWafer 是按市場價從REC 子公司SGS 內部獲取硅料的),ScanWafer 的EBIT 利潤率從4%提高到13%,增長了3 倍,同樣的事例也發生在電池和組件身上(註:中國的企業在組件生產具有巨大的人工成本優勢)。在所有中游製造商都在努力大幅降低成本的情況下,我們預期那些沒有受到硅料供應緊張影響的公司的利潤率,在未來的18 到24 個月將進一步提高。
5、促使市場集中度的提高
可能有一打的中游的優勢公司將會從緊張的市場中獲益,這包括那些與原料供應商有很強戰略關系的大型矽片、電池片和組件公司,如Sharp,SolarWorld,REC,Q-cells,以及那些在硅料使用效率處於行業領先因而能支付較高的硅料價格的公司,如EvergreenSolar,Sunpower,RWE Schott,另外投資擴張於非硅技術的公司如ECD,First Solar,Wurth
也有可能擴大市場份額。總之,我們預期領先的太陽能電池製造商的市場份額在2010 和2011年將繼續擴大。
6、促進非晶硅技術的發展
硅料供應緊張和價格上漲促使非晶硅技術的產出在上升,我們預計基於非晶硅技術的太陽能電池的產量將從2009 年的90MW 提高到2010 年的140MW 和2011 年的240MW,這些增長主要來自於CSG-Solar,Fisrt Solar,ECD,Kaneka,Mitsubishi Heavy,Fuji Electric,Antec Solar,Shell,Wurth,Daystar 以及其它公司。
總結:我們對硅料供應自下而上的估算表明,盡管存在原料供應緊張的問題,整個太陽能電池行業在2010 和2011 年產量將持續快速增長,我們預期2012 年產量至少增加0.35GW,從2009 年的1.15GW 增加到1.5GW 以上。這種增長是由硅料產量的增加,硅料庫存的減少,硅利用率的提高以及非硅技術的新增部分等幾個因素共同促成的。在2010 年,以上因素會促使太陽能電池產量增加到2.0GW。這意味2005 年產量至少增長30%,2006 年至少增長35%。
b. 硅料緊張的負面影響
緊張的硅料市場當然具有負面的作用,尤其是它增加了所有公司的波動和風險。甚至是有可靠原料供應和產能利用率高的公司也可能出現盈利的波動。硅料供應緊張可能造成更高波動和風險的幾個原因如下:
1、原料庫存水平降低
許多公司的硅原料庫存(指多晶硅和矽片)已經降至極低,一家大型電池和組件公司的原料庫存從2004 初的50 天下降到只有不到5 天的原料庫存。許多小公司根本沒有硅料和矽片庫存,這些小公司面臨缺少原料而被市場擠出的風險,硅料供應商傾向於供給那些他們認為有很大機會生存以及履行長期合約的大客戶。很低的原料庫存增加了產量和盈利波動的風險,例如台灣茂迪2005 年第一季由於矽片短缺,銷售收入月環比出現了9%的負增長(同比則增長了164%)。
2、發生工廠事故的可能
硅料市場的另一個風險來自於硅料工廠可能發生事故,表面看,這種風險是真實存在的,因為為了滿足需求,這些工廠都在超負荷運轉,幾乎沒有維護。經管如此,對大型硅料生產商的調查說明,根據歷史紀錄判斷發生大的事故的可能性很小。但是現在,這種風險值得牢記在心,因為它會對中游生產商的產量和利潤帶來波動。例如,一座年產5000 噸的工廠由於事故關閉了一周,將減少100 噸的硅料供應,相當於8MW 的光伏產量。雖然8MW 只是全球年產量的0.5%,它是夏普月產量的25%,佔小公司產量的比例就更高,而小公司可能會因事故而被完全中斷原料供應。
3、電子需求的復甦
還有一個風險來自於電子工業需求增長速度的大幅提高。我們預計在2010 和2011 年電子工業硅料用量的年增長率為5%,在目前的訂單和電子工業下游增長速率的情況下,大部分被調查者認為這樣的用量增長是現實的。但是如果電子產品的需求超過了這個水平,它將會對太陽能行業的硅料供應造成擠壓,從而產生更大的波動。
4、傳統硅料供應鏈關系的混亂
傳統上,太陽能行業使用的大部分硅都是由硅錠和矽片製造商購買的,這些硅料來自於硅料生產商、再循環的硅料以及電子工業的晶片生產商手中。隨著硅料市場變得越來越緊張,下游的公司如電池片公司、組件製造商,甚至零售商和系統安裝公司也在與硅料公司聯系,期望為他們的上游公司獲取硅料。緊張的市場和傳統銷售渠道的混亂造成快速膨脹的大量客戶湧向所有可能的供應商那兒尋找硅料,這個結果產生了人為需求和甚至蜂搶的短缺心理。
5、產能利用率下降
表面上看,太陽能電池產量的增長似乎是強勁的,但是它遠遠不能滿足終端客戶的需求以及太陽能生產商的需求,根據調查,全球硅錠、矽片、電池片和組件公司的產能利用率只有70-80%。許多公司的產能利用率更低,例如在中國,硅錠和矽片公司的產能利用率通常低於50%。隨著下半年新增產能的釋放,這個數值可能會繼續下降。顯然,低的產能利用率對利潤率有很大的沖擊。
以上對整個行業是個壞消息,但這只是故事的一部分,因為緊張的硅料市場會給優勢企業帶來暴利。對硅料產能制約的總結。我們認為在未來兩年硅料供應緊張是太陽能行業最主要的風險,如果其中某些公司無法獲取足夠的原料供應,將會造成盈利增長波動的風險。但是,緊張的硅料市場也有積極的一面,尤其對那些能夠成功獲取硅料的公司,例如上游企業高額的利潤率,減少了中下游企業的競爭,成本節約帶來的利潤增長,市場集中度的提高等,總體而言,硅料緊張提高了盈利空間但也帶來了很大的波動,為了平衡原料供應給公司帶來的風險,我們建議投資者對太陽能採取組合投資的方式。
② 光伏行業的現狀和將來
先說我周圍的實例吧:去年有兩個同學進入這個行業,據他們說是打版了一年的醬油。 另外兩權個同學讀研就是這個方向,馬上可以拿到小專利了。
但是。。。再看看現在的行業大背景:
1、產能過剩;前期的光伏產業發展蓬勃,利潤優厚,大家看來算作國內的高端產業,於是商家蜂擁而至,大量生產導致利潤陡降,更甚的是生產過剩,競爭加劇,扛不住的就要犧牲。
2、太依賴出口;難以想像的是,如此龐大的產業竟然90%依賴出口,人家不買了,提高關稅了,你理所當然就死了!
3、政府制度;政府投入大量資金扶持光伏生產,有甜頭啊,這必將吸引一眾人入行,由此也導致了1中所說的狀況;你想當初的國企為什麼那麼柔弱?俗話說「孩子還是自己的親」!不是自己的企業,我管你生死呢!我拿到好處就行!現在的光伏也有這傾向,由最初的利潤豐厚到薄利多銷再到產能過剩!而國內對光伏應用稀少! 難道中國的太陽不夠大?生產了那麼多,自己又不用。。。
現在的狀況是,買家提高關稅,你就充當了別人的廉價勞動力!又陷入了中國製造的圈子!
如果你想從事這行業,請關注如何開發國內市場。那將錢途無量! 否則只是勞工,與工業革命時代的紡織工人無異!
③ 太陽能光伏的發展前景
近年來各國都將太陽能光伏發電擺在利用可再生能源的首位。特別是從 20 世紀末,在一些國家實施「太陽能屋頂計劃」的推動下,1997 年以後全球太陽電 池產量每年以 30%以上的速度上升,自 2004 年以來,產品始終處於供不應求的狀 態。2004 年世界產量達到 1256MW, 2005 年 1817.7MW,預計 2010 年 4GW,2020 年 15GW 以上;歐洲光伏工業協會預測 2020 年可達到 40GW,系統總裝機容量將達到 195 GW,屆時太陽能光伏發電量將達到 274Twh,占當時全球發電量的 1%[12-13]。 在太陽能光伏發電領域,德國、日本、美國一直保持著世界領先的位置。與發達 國家相比,我國的光伏產業還處於初級階段,2006 年我國太陽能電池僅佔世界總 產量的 6%左右。依照目前的經濟發展趨勢和中國的資源情況,到 2020 年的電力 供應單靠傳統的煤、水是不夠的,電力供給在 2020 年的缺口將達到 l0.70%,這部 分缺口將通過可再生能源來補充。因此,光伏發電將在中國未來的電力供應中扮 演重要的角色,預計到 2020 年累計裝機將達到 30GWp;2050 年將達到 100GWp。隨 著光伏電池技術的進步,其發電成本將會進一步降低,並能夠和常規的化石能源 發電技術相競爭。
④ 中國的太陽能光伏行業前景怎麼樣
前景不錯。在全球氣候變暖、生態環境惡化及常規能源日漸短缺的背景下,光伏產業利用太陽能發電的可再生能源行業的發展紛紛獲得各國政府的重視和支持,在技術的驅動和各國政府利好政策的推動下,2015年以來全球光伏新增裝機容量不斷提升。
從總體來看,全球光伏產業裝機容量不斷提升。全球光伏產業裝機容量由2010年的50GW上升至2016年的305GW。2016年全球光伏新增裝機容量為70GW,以美國、中國、日本、印度、英國和德國為代表的幾個國家2010-2016年光伏新增裝機容量不斷提升。
當前我國光伏產業發展迅速,已呈現區域化、集群化,臨近企業之間形成產業鏈互補和經濟合作,產業競爭力實現了整體提高。據前瞻產業研究院數據顯示,2011-2016年,我國光伏產業銷售收入逐年遞增。由2011年的1519.47億元,增長至2016年的5483.27億元,年均復合增長率高達29.26%。隨著國家政策對光伏產業支持力度的不斷加大,產業市場規模仍將保持高幅度增長趨勢。前瞻研究院估算,2017年行業銷售收入將超過6000億元。
⑤ 太陽能發展趨勢及其前景
我國太陽能發展的前景
國際能源組織對太陽能產業的發展前景進行預測,認為2010-2020年間太陽能光伏發電發展速度復合增長率達到35%,預計2020年太陽能光伏發電量將達到280TWh以上,占當年總發電量的1%,2040年占總發電量的20%,未來太陽能產業的發展前景光明. 2009年我國推出了太陽能屋頂計劃和金太陽示範工程,對國內光伏電站投資提供補貼。太陽能屋頂計劃是對太陽能建築進行補貼,標准為20元/Wp。據測算,該補貼標准大約可以覆蓋相關企業生產成本的30%-50%,大大降低了太陽能光伏發電成本。金太陽示範工程提出對並網光伏發電項目原則上按光伏發電系統及其配套輸配電工程總投資的50%給予補助,偏遠無電地區的獨立光伏發電系統按總投資的70%給予補助。
太陽能發展現狀及其發展前景
摘要:能源是現代社會存在和發展的基石。隨著全球經濟社會的不斷發展,能源消費也相應的持續增長,但是化石能源是不可再生的,所以,在化石能源供應日趨緊張的背景下,大規模的開發和利用可再生能源已成為未來各國能源戰略中的重要組成部分。本文旨在介紹我國太陽能發展的現狀及其發展方向。
關鍵詞:太陽能;清潔能源;化石能源;光伏發電;光熱轉換
0 引言
化石能源是千百萬年前埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的,所以。隨著時間的推移,化石能源的稀缺性越來越突顯,且這種稀缺性也逐漸在能源商品的價格上反應出來。而且,化石能源在利用的過程中還會帶來一系列的諸如溫室效應,粉塵,酸雨等環境問題。而在全球的能源消費結構中化石能源的比例達到87%,在我國,化石能源的比例竟然達到了92%![1]所以,在化石能源供應日趨緊張的背景下,大規模的開發和利用可再生能源已成為未來各國能源戰略中的重要組成部分。
1. 太陽能的優點
在諸如風能,水利能,潮汐能,太陽能等各種新型清潔能源中,有很多專家學者都對太陽能青眼有加。
首先太陽能具有普遍性:太陽光普照大地,沒有地域的限制無論陸地或海洋,無論高山或島嶼,都處處皆有,可直接開發和利用,且勿須開采和運輸。其次太陽能有無害害性,開發利用太陽能不會污染環境,它是最清潔的能源之一,在環境污染越來越嚴重的今天,這一點是極其寶貴的。
其次太陽能總量十分巨大:每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當於130萬億噸煤,而據世界能源會議統計,世界已探明可採煤炭儲量共計15980億噸,預計還可開采200年,全世界可開採的化石能源總量相當於33730億噸原煤,所以可以說太陽能其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。
還有最重要的長久性:根據目前太陽產生的核能速率估算,氫的貯量足夠維持上百億年,而地球的壽命也約為幾十億年,從這個意義上講,可以說太陽的能量是用之不竭的。因此,太陽能的大規模開發利用是面向未來,實現可持續發展的必然選擇。
2 我國太陽能資源的現狀
我國土地遼闊,幅員廣大,在中國廣闊富饒的土地上,有著十分豐富的太陽能資源。全國各地太陽年輻射為3340MJ/m2~8400MJ/m2,中值為5852MJ/m2。從中國太陽能總量的分布來看,西部地區由於地理位置較好,太陽輻射總量很大。我國各省的太陽能資源分布如下表一所示。[2]
3 我國太陽能的發展現狀
目前,我國利用太陽能的方式大多都是太陽能光熱轉換和光電轉換兩大種類,例如,太陽熱水器、太陽灶、太陽房、太陽能乾燥、太陽能溫室、太陽能製冷與空調、太陽能發電及光伏發電系統等。
太陽能光熱轉換
太陽能光熱轉換是指將太陽光直接或通過聚光照射於集熱器上,使光能直接轉化為熱能。目前主要用於太陽能熱水器和太陽熱能發電。
在光熱轉換方面,截至2007年底,中國太陽能熱水器產量達2300萬平方米,總保有量達億平方米,佔世界的55%,成為全球太陽能熱水器生產和使用第一大國,且擁有完全自主知識產權,技術居國際領先水平。這種跡象表明,我國正在向太陽能時代邁進!為了促進太陽能熱水系統的推廣應用,國家制定的可再生能源發展規劃明確提出了太陽能熱水系統發展目標,2010年太陽能熱水系統運行保有量要達到1.5億平方米,2020年要達到3億平方米。[3]
表1 中國太陽能輻射量分布
分 類
輻射量
分布
一類地區
6 680 - 8 400MJ / m2
寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等
二類地區
5 850 - 6 680MJ / m2
河北西北部、山西北部、內蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等
三類地區
5 000 - 5 850MJ / m2
山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、雲南、陝西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、蘇北、皖北、台灣西南部等
四類地區
4 200 - 5 000MJ / m2
湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陝南、蘇北、皖南以及黑龍江、台灣東北部等
五類地區
3 350 - 4 200MJ / m2
四川、貴州兩省
但是,太陽能熱水器的發展也存在諸多問題。大部分的使用為用戶自發行為,其系統的安裝基本上沒有經過設計,完全由產品供應商負責處理,結果是各自為陣,雜亂無章,在影響建築外觀的同時存在各種不安全隱患。由於上述原因,大面積推廣受到嚴重阻礙,有些城市甚至由政府出面禁止在建築物上安裝。我國太陽能利用長期處於較低水平,制約了發展,不規范安裝破壞了建築結構和功能,對防水和承重等問題留下隱患,屋頂所有權存在爭議,後期物業管理,維護也很不方便,自行安裝的不規范,造成防風與避雷等安全隱患很多。
太陽能光電轉換
太陽能的光電轉換是指太陽的輻射能光子通過半導體的光伏效應原理進行光電轉換,通常叫做「光生伏打效應」,太陽電池就是利用這種效應製成的。在光電轉換方面,我們人類大多採用
1.改善環境
通過使用新能源來替代化石能源,可以減少因燃燒化石能源而造成的二氧化碳和煙塵排放量,給環境造成的損失。光復發電不產生傳統發電技術帶來的污染物排放和安全問題,沒有廢棄或噪音污染。
2.節省空間
光復發電是一種簡單的低風險技術,集合可以安裝在任何有光的地方。這意味著在公共、私人和工業建築的屋頂和牆面上都有廣泛的安裝潛力。在運行中,這個系統還可以降低建築的受熱,增加通風。光復還可以作為隔聲板裝在公路兩側。光復在提供大量電力供應的同時,避免佔用更多的土地。
3.增加就業
光伏發電能夠提供重要的就業機會。安裝階段創造大量的就業產生在(安裝工人、零售商和服務工程師),租金地方經濟發展。根據歐洲光伏發電行業信息顯示,生產每兆瓦光伏產品大約產生10 個就業機會,安裝每兆瓦光伏系統創造大約33 個就業機會。批發和間接供應可提供3-4 個就業崗位,研究領域提供1-2 個就業機會。所以在整個產業鏈中可提供50 個就業機會。在未來幾十年,隨著規模的擴大,自動設備的使用,這些數據會有所降低。但是,光伏發電產業不僅僅是一個資金密集型產業,同時也是一個勞動密集型產業。目前我過光伏技術及產業的就業總人數近萬。到2020 年將達到10 萬人左右。按照中或電力專家的研究,2050 年,光伏發電行業將達到裝機容量10 億KWp,年生產和安裝1 億KWp,就業人口將超過500 萬人。[4]
4提供農村電力
光伏發電系統結實耐用,易於安裝和具有靈活性等特徵,使其可滿足世界任何地方的農村電力需求。
我國太陽能光電轉換方面的成就
光伏產業出現了較快發展,太陽能電池組件的生產 能力和實際產量有了較快增加,性能也不斷提高。近幾年,隨著科研能力的提升和政府對光伏發電的深 入認識,在國際光伏市場巨大潛力的推動下,我國光伏產業正以每年30%的速度增長,2005年底國內光伏電池生 產能力已達200MW以上,實驗室光伏電池的效率已達21%,可商業化光伏組件效率達14—15%,電池效率10—13%。太陽能光伏電池生產成本隨之逐年大 幅下降,這對國內太陽能市場走向壯大與成熟起到了決定作用。到2005年,國內光伏發電的總裝機達到了7萬千瓦。 建成商業化的兆瓦級太陽能電站作好准備。2007年5月,國家先進能源技術領域「十一五」863重點項目「太陽能熱發電技術及系統示範」課題在河海大學宣告啟動。該項目由中科院電工所、河海大學等單位聯合承擔,分「太陽能塔式熱發電系統總體設計技術及系統集成」等五個研究課題。中科院電工所、河海大學等單位將在5年內突破一系列關鍵技術,建成擁有自主知識產權的l兆瓦太陽能熱發電示範工程。[5]
1.多晶硅瓶頸
在太陽能發電設備生產量高速增長的拉動下,太陽能發電設備的主要原料多晶硅需求也快速增長。由於太陽能產業目前每年超過30%的增長效應對多晶硅的強勁需求,加上技術門檻較高,限制多晶硅產量,多晶磚供需缺口較大。我國電子行業和光伏行業每年需要的多晶硅在3000~5000噸之間,然而我國自己生產的多晶硅只能滿足其中的l0%左右,另外的90%要依靠進口來解決。由於各廠家在國際市場上搶購多晶硅,使得多晶硅的價格幾倍於正常價格,造成國際市場多晶硅價格飛漲,其價格已完全背離了它的實際價值,這是一個極不正常的現象,極大地制約了我國太陽能光伏產業和電子產業的相應發展。供應緊張帶來的是多品種價格高企,這種情況在2010年前都難以改變。[6]
2.政策扶持瓶頸
盡管我國的《可再生能源法》早已在2006年1月1日正式生效。法令明確提出,「國家鼓勵單位和個人安裝和使用太陽能光伏發電系統等太陽能利用系統」,也已原則性地規定了「國家財政設立可再生能源發展專項資金」、「金融機構可以提供有財政貼息的優惠貸款」等鼓勵政策,但相應的具有可操作性的措施,如《上網電價法》遲遲不能出台,以至於各地提出的太陽能光伏發電計劃大多為示範項目,離市場化的大規模推廣還很遙遠。目前電網公司只接受風電和生物質發電。《上網電價法》可以法規形式把可再生能源的「潛在市場」變成「現實市場」,使可再生能源發、電因成本過高而不具市場競爭力的技術,變成一種具有市場競爭能力的產業,引進市場機制,起到促進快速發展、快速降低成本,形成良性循環,最終實現能源的可持續發展。
3.成本仍然太高
限制國內應用的主要問題還是太陽能發電的成本太高.目前太陽能發電每度成本約3.5元,與生物質發電(沼氣發電)、風電、水電以及傳統煤電相比確實昂貴,制約了中國太陽能發電市場增長。目前天威英利的產品90%以上出口到國外,只有不到l0%在國內,主要應用於通信基站、西北地區的戶用系統及高速公路交通警示燈等。太陽能光伏電池以及原材料多晶硅的生產,都屬於高污染、高能耗行業。污染、能耗在國內,清潔、低能耗在國外,這難免讓不少人感覺中國光伏產業有些尷尬。可在國內真正要使用清潔能源,又覺得太貴,太陽能發電至今不能並入電網。如果國內市場能做起來,無論對硅材料、新型高效太陽能電池的研發企業還是生產企業都是一個好消息。畢竟單單依靠國外市場的風險很大。
4 促進我國太陽能產業更好發展的措施
雖然,上文提到我國太陽能產業發展迅猛,取得了可喜的成績,但是我們仍然要高度重視阻礙我國太陽能事業發展的障礙,並努力去解決它。具體的,針對上述提到的問題,我提出以下方案:
太陽能目前僅僅只能應用於通信、信號電源和偏遠地區的電力供應,如果技術瓶頸進一步突破,則很可能使光伏能源被更大規模推廣,這樣對太陽能電量需求將很難用常規增長去估量。作為太陽能光伏電池的主要原料,我國95%的高純多晶硅材料依賴進口,而且其技術基本上被國外壟斷,這一問題已經成為我國發展太陽能光伏產業的最大瓶頸。這是因為我們沒有重視多晶硅技術的自主研發,科技投入的機制不合理,造成了現在的被動局面。
太陽能發展與這種技術瓶頸很不相稱的是,我國卻是石英砂礦的出產大國,在海南島等地擁有大量的礦產資源,在世界冶金級硅的產量中我國就佔了三分之一,而這些原始的硅材料卻大部分出口到了國外。目前,我國多晶硅材料的年產量僅60噸左右,硅材料的短缺就造成了太陽電池生產成本居高不下,成了制約我國光伏產業發展的「攔路虎」。
目前國內太陽能市場之所以難以得到政策和民眾的支持,其根本原因還在於太陽能發電的高昂成本,而這則與我國多晶硅技術的落後有著直接的因果關系。根據這種認識,技術瓶頸已經成為制約中國整個太陽能行業的根本因素。
太陽能發展在我國長期以來對科技自主創新的支持力度不夠,科研投入太少,政府往往認為這個產業已經出現了產品,走向了市場,就不需要國家再繼續投入科研經費了。其實,由於硅材料嚴重短缺的制約,缺乏國家的相關政策支持,光伏發電產業並沒有真正與市場接軌,而企業看不到利潤空間也不會積極支持這個產業。因此,國家要加大對光伏發電的科研投入,出台相關的政策來支持其發展。
⑥ 中國的太陽能產業未來的發展趨勢是什麼呢
電網就受不了,大量的不可控電源並網提高對電網的軟硬體要求。短時間內分布式能源處於研究試驗階段。