太陽能光伏產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的思考

1、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的思考 文章來源：本站原創(chuàng) 作者：未知 點(diǎn)擊：11次 時間：2010-9-7 8:49:32隨著人類使用能源特別是化石能源的數(shù)量越來越多，能源對人類經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的制約和對資源環(huán)境的影響越來越明顯。探索利用化石能源之外的新能源，加快發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，已成為全人類需要共同面對的一項(xiàng)重要課題。近年來，由于技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和突破，發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)已成為實(shí)現(xiàn)全球碳減排與替代化石能源的主要途徑和手段之一，展露出較大的發(fā)展?jié)摿ΑＫ拇ㄊ侨珖嗑Ч璁a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)源地，已形成包括高純多晶硅制造、硅錠/硅片生產(chǎn)、太陽能電池制造、光伏組件以及系統(tǒng)應(yīng)用等環(huán)節(jié)比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)方面

2、擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，理應(yīng)順應(yīng)時代要求，加快發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)，在全國起到應(yīng)有的示范和帶動作用。但目前省內(nèi)對發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的各種爭論此起彼伏，一些制約產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的矛盾和問題也逐步顯現(xiàn)，需要對產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的能耗污染、技術(shù)創(chuàng)新、政策扶持等問題作進(jìn)一步思考。一、太陽能是未來新能源發(fā)展的主導(dǎo)方向新能源即傳統(tǒng)化石能源之外的各種能源形式，指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源。新能源的各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內(nèi)部深處所產(chǎn)生的熱能。相對于傳統(tǒng)能源，新能源普遍具有污染少、儲量大的特點(diǎn)，對于解決當(dāng)今世界嚴(yán)重的環(huán) 1境污染問題和資源（特別是化石能源）枯竭問題具有重要意義。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使人

3、類對能源的需求急劇增加，21世紀(jì)國與國之間的戰(zhàn)略競爭，核心就是能源之爭。目前世界各國使用的能源主要是化石能源，但全球化石能源面臨枯竭，據(jù)專家預(yù)測，按照目前的能源消耗速度，全球已知儲量的石油大約可開采40年，天然氣約可開采50年，原煤約可開采200年。同時，化石能源的大量使用產(chǎn)生溫室效應(yīng)和酸雨污染，嚴(yán)重破壞了人類賴以生存的環(huán)境。因此，通過發(fā)展新能源來逐步取代化石能源，解決全球氣候變化和能源危機(jī)，是當(dāng)今世界各國必然的現(xiàn)實(shí)選擇，正成為世界經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。目前人類可利用的新能源主要有太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核能等。由于海洋能和地?zé)崮苤挥刑囟ǖ胤娇梢岳?，我們只對太陽能、風(fēng)能、核能、生物

4、質(zhì)能的成本、效率、優(yōu)缺點(diǎn)等方面作一對比。一是資源最豐富。地球每秒鐘所接受的太陽能高達(dá)81013千瓦，中國地表每年接受的太陽能，相當(dāng)于2.4萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量，是2008年全國能源消耗總量的800多倍。而且太陽能取之不盡、用之不竭，不用運(yùn)輸，這是其他幾種新能源不可比擬的。二是轉(zhuǎn)化最直接。太陽能發(fā)電是將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，是所有清潔能源中一次性轉(zhuǎn)換效率最高、轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)最少、利用最直接的方式，目前晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換率應(yīng)用水平在15-20%之間。風(fēng)能、生物質(zhì)能都是太陽光能的各種間接轉(zhuǎn)換形式，其轉(zhuǎn)換率只有太陽 2光能的幾十到幾百分之一。目前核能轉(zhuǎn)化率高于太陽能，但原材料選擇面窄、標(biāo)準(zhǔn)高，對建設(shè)環(huán)境

5、的要求也非常高。三是最清潔環(huán)保。對一個地區(qū)來說，太陽光的輻射總是相對穩(wěn)定的，太陽能電站在長達(dá)25年的發(fā)電時間里，沒有二氧化碳和任何污染物排放，其設(shè)備也不會對環(huán)境造成任何破壞?？梢哉f，太陽能是我們目前可使用的能源中一次性轉(zhuǎn)換效率最高，使用最簡單、最可靠、最經(jīng)濟(jì)的新能源。二、晶硅電池在較長時間內(nèi)仍是太陽能光伏的主流目前太陽能光伏電池主要有晶硅電池和薄膜電池，晶硅電池又分為單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池，薄膜太陽能電池基本上分為非/微晶硅薄膜電池、銅銦鎵硒薄膜電池和碲化鎘薄膜電池三類。（一）晶硅太陽能電池的特點(diǎn)。目前，晶硅太陽能電池是發(fā)展速度最快、技術(shù)最成熟、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模最大的一種太陽能電池。德國

6、費(fèi)萊堡太陽能研究所制得的晶硅電池轉(zhuǎn)化效率超過23%；印度物理研究所提出一種內(nèi)部光陷作用的高效硅太陽電池模型可將轉(zhuǎn)換效率提高到28.6%；北京太陽能研究所研制的刻槽埋柵電極2cm2cm晶體硅電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.79%。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，但對硅的純度要求高，且復(fù)雜工藝和材料價格等因素致使成本較高。多晶硅太陽能電池材料在結(jié)晶的質(zhì)量、純度等方面要求較低，生產(chǎn)成本低于單晶硅，而且在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到了1520%的水平， 3因此多晶硅成為目前采用最廣泛的太陽能電池制造原料?？傮w來看，晶硅電池是目前光伏電池的主流，主要應(yīng)用于太陽能屋頂電站、太陽能商業(yè)電站和太陽能城市電站，是目前技術(shù)

7、最成熟、應(yīng)用最廣泛的太陽能光伏產(chǎn)品，占據(jù)世界光伏市場的份額超過80%。（二）薄膜太陽能電池的特點(diǎn)。非/微晶硅薄膜電池的轉(zhuǎn)換率偏低，提升轉(zhuǎn)換率的技術(shù)難度也較大，銅銦鎵硒薄膜電池原材料昂貴，碲化鎘薄膜電池雖然轉(zhuǎn)換率較高，但受到材料來源和安全性限制，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化也存在局限。目前薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率平均在10%以內(nèi)，售價約在10元/瓦，單價雖低于晶硅電池，但由于轉(zhuǎn)化率低，綜合成本還是要高于晶硅電池。薄膜電池相比晶硅電池生產(chǎn)線的一次性投入要高，由于主要依靠進(jìn)口設(shè)備，動輒數(shù)億元的投資是晶硅電池的78倍，再加上在生產(chǎn)過程中同步產(chǎn)生的技術(shù)成本、設(shè)備成本、運(yùn)輸成本，其整體成本相比晶硅電池并不具有明顯優(yōu)勢。而且由于

8、使用壽命較短，占地過多，普及速度因此受到影響。（三）正確看待晶硅電池與薄膜電池之爭。2005年，全球多晶硅供不應(yīng)求，售價被持續(xù)爆炒，最高達(dá)到500美元公斤，導(dǎo)致晶硅電池的生產(chǎn)成本居高不下，薄膜電池在這樣的背景下迅速發(fā)展起來，國內(nèi)不少光伏企業(yè)先后投身到薄膜電池的投資熱潮中，包括無錫尚德、江西賽維、新奧等都從國外購買薄膜電池設(shè)備并建立了薄膜電池生產(chǎn)線。隨著多晶硅價格接連走低，晶硅電池成本也大幅下降，薄膜電池的成本優(yōu)勢受到挑戰(zhàn)，不少薄膜電池生產(chǎn)商的訂單量也受到較大沖 4擊，國內(nèi)不少光伏企業(yè)擴(kuò)張薄膜電池生產(chǎn)線的計劃也因此出現(xiàn)不同程度的擱淺，不少項(xiàng)目仍未有實(shí)質(zhì)性突破。數(shù)據(jù)顯示，2009年，我國薄膜電池的

9、產(chǎn)量只占到太陽能電池總產(chǎn)量的2%，全球范圍內(nèi)薄膜電池的市場份額也僅有19%，晶硅電池仍占據(jù)絕對優(yōu)勢。國家發(fā)改委能源研究所有關(guān)專家認(rèn)為，薄膜電池在未來的確有前景，但短期內(nèi)還很難與晶硅電池競爭，預(yù)計到2030年，薄膜電池市場份額有望上升到30%，另外的70%仍需要晶硅電池來支撐。三、多晶硅在較長時間內(nèi)仍將是太陽能光伏的主要原料多晶硅是制備晶硅太陽能電池的主要材料，占整個電池最終價格的30%左右。隨著多晶硅生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和提高，其高昂的價格將逐步降低，進(jìn)而降低晶硅電池成本。（一）多晶硅生產(chǎn)工藝比較成熟。現(xiàn)有的多晶硅生產(chǎn)工藝技術(shù)主要有改良西門子法、硅烷法、流化床法和冶金法等。改良西門子法利用氯氣和氫氣

10、合成氯化氫，氯化氫和工業(yè)硅粉在在250350的溫度下合成三氯氫硅，然后對三氯氫硅進(jìn)行分離精餾提純，提純后的三氯氫硅在氫還原爐內(nèi)進(jìn)行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)得到高純多晶硅。改良西門子法制備的多晶硅純度高、安全性好，與硅烷法、流化床法相比，沉積速率最高，有利于連續(xù)操作，是當(dāng)今生產(chǎn)多晶硅的主流技術(shù)，工藝最為成熟、投資風(fēng)險最小、最容易擴(kuò)建，所生產(chǎn)的多晶硅占當(dāng)今世界生產(chǎn)總量的80%。我國現(xiàn)有的多晶硅絕大部分采用改良西門子法制備。（二）多晶硅并不是“高耗能”、“高污染”產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)在人們常用“提煉1噸多晶硅要消耗16萬度電”來認(rèn)定多晶硅產(chǎn)業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，這種觀點(diǎn)是片面的。權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，從單位產(chǎn)值能耗看，在現(xiàn)有技術(shù)條件

11、下，我國每萬元光伏組件產(chǎn)值能耗（含多晶硅提煉環(huán)節(jié)）約900度電（如果僅以多晶硅計算，當(dāng)多晶硅售價為300萬元/噸時，萬元產(chǎn)值能耗是533度電，當(dāng)多晶硅售價為45萬元/噸時，萬元產(chǎn)值能耗是3550度電），而鋼鐵行業(yè)每萬元產(chǎn)值能耗約為3900度電，電解鋁每萬元產(chǎn)值能耗約為6000度電，光伏產(chǎn)業(yè)的單位產(chǎn)值能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼鐵和電解鋁行業(yè)，目前多晶硅的單位產(chǎn)值能耗也低于鋼鐵和電解鋁。（目前，高耗能產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品認(rèn)定是各地根據(jù)萬元GDP和工業(yè)增加值能耗確定的。沒有絕對數(shù)，是相對概念，是認(rèn)識問題）更為重要的是，光伏產(chǎn)品是一種在生產(chǎn)過程中耗能而在使用過程中產(chǎn)能的能源產(chǎn)品，其產(chǎn)能遠(yuǎn)大于耗能。根據(jù)測算，在我國中等光照條

12、件的地區(qū)，安裝一個1兆瓦的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，年發(fā)電量約為130萬度；按生產(chǎn)安裝1瓦太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合耗電2.67度計算，1兆瓦的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)安裝需耗電267萬度，只需約2.04年的時間即可回收平衡其自身的耗電量，而太陽能組件的使用平均年限為25年，太陽能組件在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能耗回收后，還可發(fā)電約23年。換句話說，用267萬度的電量生產(chǎn)安裝的多晶硅太陽能電池系統(tǒng)，最終可發(fā)電3250萬度，也就是說：多晶硅光伏生產(chǎn)耗電與產(chǎn)品發(fā)電比為1：12.2，經(jīng)濟(jì)和社會效益都非?？捎^。因此，單純以多晶硅的能耗來認(rèn) 6定多晶硅產(chǎn)業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)是不科學(xué)的，更是不客觀的，應(yīng)盡快取掉多晶硅光伏是高耗能產(chǎn)業(yè)的帽子

13、。另外，人們常說的多晶硅產(chǎn)業(yè)的污染問題主要是指在多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)要產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物四氯化硅，而四氯化硅具有強(qiáng)腐蝕性。目前多晶硅生產(chǎn)廠普遍采用的改良西門子法已做到對四氯化硅完全回收利用，一些多晶硅生產(chǎn)企業(yè)之所以造成污染，與環(huán)境監(jiān)管不力和企業(yè)投入不夠有很大的關(guān)系，從技術(shù)上說四氯化硅不僅可以處理，而且可以環(huán)循利用，以它為原料可生產(chǎn)白炭黑有機(jī)單體等產(chǎn)品，通過循環(huán)利用可以解決污染問題，隨著生產(chǎn)多晶硅技術(shù)工藝的不斷提高和改進(jìn)，大量四氯化硅完全可以回收利用（三）光伏發(fā)電成本還有較大下降空間。目前，光伏發(fā)電成本過高是光伏電站難以大規(guī)模推廣的關(guān)鍵因素，而多晶硅生產(chǎn)成本較高又是導(dǎo)致光伏發(fā)電成本高企的重要原因之一。國

14、內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)1公斤多晶硅的成本多在4050美元，而國外七大多晶硅生產(chǎn)企業(yè)的成本在2030美元之間，國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)成本還有較大的下降空間。實(shí)現(xiàn)閉環(huán)生產(chǎn)是多晶硅生產(chǎn)中大幅降低能耗物耗的關(guān)鍵，可通過尾氣、副產(chǎn)物、余熱的回收綜合利用來降低生產(chǎn)成本，同時達(dá)到節(jié)能減排的目的。國外多晶硅企業(yè)的建廠，大多是與化工企業(yè)結(jié)合，在“化工集團(tuán)”內(nèi)循環(huán)經(jīng)營，容易實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)部的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”，并可做到廢物“零排放”。樂山“國家硅材料及副產(chǎn)物利用產(chǎn)業(yè)化基地”除了把四氯化硅氫化成三氯氫硅加以回收利用外，還利用四氯化硅制成氣相白炭黑、 7硅酸乙酯、有機(jī)硅產(chǎn)品、人造石英等材料，通過延伸產(chǎn)業(yè)鏈來降低多晶硅生產(chǎn)成本。而隨著太陽能電池組件

15、生產(chǎn)和建設(shè)大規(guī)模太陽能電站技術(shù)水平的提高，尤其是逆變器和智能電網(wǎng)的升級換代，降低整個太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本還有很大空間。目前國際上一些權(quán)威機(jī)構(gòu)對未來光伏發(fā)電成本的預(yù)測都持很樂觀的態(tài)度，其中最為樂觀的預(yù)測認(rèn)為，到2015年光伏發(fā)電成本會降到1.00.7元/度，達(dá)到傳統(tǒng)電力的價格水平。2009年敦煌太陽能電站上網(wǎng)中標(biāo)價為1.09元，今年8月16日，2010年國家能源局280兆瓦光伏電站特許權(quán)項(xiàng)目正式開標(biāo)，13個項(xiàng)目共有50家企業(yè)遞交了135分標(biāo)書，截止8月17日，參投企業(yè)的最低價位已經(jīng)探底到0.7288元/度，這說明太陽能發(fā)電更接近傳統(tǒng)能源電價，商業(yè)推廣的時間為時不遠(yuǎn)了。四、四川具備發(fā)展太陽能光

16、伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是目前世界上發(fā)展最快的能源產(chǎn)業(yè)之一，近年來每年以45%的復(fù)合增長率加速發(fā)展。四川作為全國多晶硅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)源地，擁有一批知名多晶硅及太陽能電池組件的生產(chǎn)企業(yè)，而且省內(nèi)很多地方日照條件非常適合建設(shè)太陽能電站，在整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上、中、下游都有很大的發(fā)展空間。目前我省應(yīng)充分利用國際、國內(nèi)市場快速發(fā)展的機(jī)遇，加快推進(jìn)我省光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。（一）產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚。四川是國內(nèi)多晶硅技術(shù)的“鼻祖”，全國首條百公斤級、百噸級、千噸級多晶硅生產(chǎn)線均由峨嵋半導(dǎo)體材料廠（739廠）研制成功并投運(yùn)。目前國內(nèi)絕大多數(shù)采用改良西門子法的 8多晶硅生產(chǎn)企業(yè)，技術(shù)和人才都源自峨半廠。新光硅業(yè)采用自主創(chuàng)

17、新的“改良西門子法”生產(chǎn)多晶硅純度達(dá)到11個9，即電子級多晶硅，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平；永祥硅業(yè)3000噸多晶硅項(xiàng)目采用氫化還原一體化技術(shù)，有效控制生產(chǎn)成本，可實(shí)現(xiàn)四氯化硅全部回收循環(huán)利用，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平；樂電天威加大技術(shù)創(chuàng)新力度，節(jié)能降耗取得新突破；福華、吉必盛采用燃燒法制備氣相白炭黑，科立鑫采用醇解法制備高純烷氧基硅烷，均填補(bǔ)了國內(nèi)多晶硅副產(chǎn)物利用的空白。2007年，省政府將樂山硅材料產(chǎn)業(yè)化基地列為全省八大高新技術(shù)基地（園區(qū)）之一；2008年省委、省政府將硅材料產(chǎn)業(yè)列入四川省“7+3”重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，有效助推了太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2009年，全省多晶硅產(chǎn)能達(dá)到14060噸，產(chǎn)量3027

18、噸，分別占全國的30%和20%。（二）產(chǎn)業(yè)鏈配套能力強(qiáng)。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈較長，包括從硅礦開采、工業(yè)硅冶煉、多晶硅生產(chǎn)和切片到太陽能電池片、電池組件，其中還涉及氯堿化工以及副產(chǎn)物的開發(fā)利用等。四川有豐富的高氧化含量石英和硅石資源，其中樂山和廣元儲量較大，兩地工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)較多，能滿足多晶硅生產(chǎn)需求。樂山境內(nèi)已經(jīng)形成了完整的硅材料生產(chǎn)鏈：峨邊、金口河生產(chǎn)工業(yè)硅，峨眉、五通和市中區(qū)生產(chǎn)多晶硅，高新區(qū)和峨眉生產(chǎn)太陽能電池組件，五通提供氯堿化工并開發(fā)利用副產(chǎn)物。成都雙流縣近年來引進(jìn)了天威新能源、阿波羅太陽能科技、超磊實(shí)業(yè)等多家有實(shí)力的光伏企業(yè)，初步形成了產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展態(tài)勢。按照四川光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展建設(shè)規(guī)劃，全省將形成以樂山、眉山、成都 9和雅安為主的國內(nèi)最大的硅材料生產(chǎn)基地，以成都和樂山為主的多晶硅太陽能電池組件生產(chǎn)基地，以成都、攀枝花、涼山、甘孜