我國太陽能開發(fā)利用現(xiàn)狀

我國太陽能開發(fā)利用現(xiàn)狀

1太陽能產(chǎn)業(yè)的巨大潛力人類進(jìn)入21世紀(jì)后，國際傳統(tǒng)的石頭價(jià)格發(fā)生了變化，石頭燃料燃燒后的排放污染變得越來越突出。對于中國來說，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與資源需求之間的突出矛盾并不是一個(gè)新問題。如何尋找一種可再生的干凈能源作為補(bǔ)充品或局部替代品,是擺在每一個(gè)國家決策者和新能源制造商面前的重要課題。豐富的太陽輻射能作為取之不盡、無任何污染的廉價(jià)能源,無疑具有極大的發(fā)展?jié)摿?。太陽能既是一次能?又是可再生能源,可免費(fèi)使用,又無需運(yùn)輸,對環(huán)境也不會造成任何污染,具有無與倫比的自然優(yōu)勢。中國正在經(jīng)歷現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程中所無法避免的污染陣痛,自身固有的能源結(jié)構(gòu)也不盡合理,環(huán)境污染問題對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的副作用及社會醫(yī)療成本的影響也毋庸贅言。因此,從宏觀上講,發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)的首要價(jià)值即是對傳統(tǒng)發(fā)展模式的糾正,是對可持續(xù)發(fā)展道路的踐行,更是對中國自然環(huán)境利用、保護(hù)機(jī)制的深刻變革。從具體產(chǎn)業(yè)發(fā)展上講,太陽能產(chǎn)業(yè)是具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ年柟猱a(chǎn)業(yè),開發(fā)運(yùn)用的核心技術(shù)還有很大的可成熟空間,鼓勵企業(yè)對技術(shù)進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新是我們搶占新時(shí)代核心技術(shù)制高點(diǎn)的重要機(jī)遇。此外,國內(nèi)現(xiàn)有的1000余家太陽能企業(yè)每年完成總產(chǎn)值約120億元,在帶動社會就業(yè)、促進(jìn)上下游配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面都有顯著的作用,完全可以成為地方新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。2區(qū)域太陽輻射概況我國幅員廣大,有著十分豐富的太陽能資源。據(jù)估算,我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50×1015MJ,全國各地太陽輻射總量為3350～8370MJ/cm2,中值為5860MJ/cm2。從全國太陽年輻射總量的分布來看,西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣的西南部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大。青藏高原地區(qū)的太陽輻射總量最大,四川和貴州兩省的太陽年輻射總量最小。我國太陽能資源分布的主要特點(diǎn):太陽輻射總量的高值中心和低值中心都處在北緯22°～35°,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心;太陽年輻射總量,西部地區(qū)高于東部地區(qū),而且除西藏和新疆地區(qū)之外,基本上是南部低于北部;由于南方多數(shù)地區(qū)云、霧、雨多,在北緯30°～40°地區(qū),太陽輻射總量的分布情況與一般的太陽能隨緯度而變化的規(guī)律相反,太陽能不是隨著緯度的增加而減少,而是隨著緯度的增加而增加。按接受太陽能輻射量的大小,全國大致上可分為5類地區(qū),見表1。一、二、三類地區(qū)的年日照時(shí)數(shù)大于2000h,輻射總量高于5852MJ/cm2,是我國太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū),面積較大,約占全國總面積的2/3以上,具有利用太陽能的良好條件。四、五類地區(qū),雖然太陽能資源條件較差,但仍有一定的利用價(jià)值。3光伏發(fā)電技術(shù)目前太陽能的利用主要分為兩個(gè)方面:1)利用光熱效應(yīng),即把太陽光的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能,太陽能熱水器和太陽灶就是典型的例子。我國太陽能熱能利用發(fā)展較為成熟,已形成較完整的產(chǎn)業(yè)體系,太陽能光熱產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)遙遙領(lǐng)先于世界水平,其自主知識產(chǎn)權(quán)率達(dá)到了95%以上。我國已經(jīng)成為世界上太陽能集熱器最大的生產(chǎn)和使用國,2006年全國太陽能熱水器累積使用已達(dá)9000萬m3,占世界總量的76%。1000多家太陽能熱水器生產(chǎn)企業(yè),每年創(chuàng)造的總產(chǎn)值近120億元。在高速發(fā)展的同時(shí),由于許多地方政府對之寄予超高期望,太陽能熱水器行業(yè)的競爭非常激烈,山東、江蘇、北京是太陽能熱水器主要生產(chǎn)基地。我國的太陽能熱利用產(chǎn)業(yè),無論在規(guī)模、數(shù)量、市場成熟度方面,還是在核心技術(shù)、民族品牌方面,都領(lǐng)先于世界水平。2)利用光生伏特(PV)效應(yīng)(簡稱光伏效應(yīng),也稱為光生電動勢效應(yīng)),將太陽光的輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?太陽電池就是具有這種性能的半導(dǎo)體器件。由于太陽電池是利用光伏效應(yīng)的原理來工作的,所以太陽電池又稱光伏器件。太陽電池可以將太陽光的輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?應(yīng)用非常方便,所以受到全世界的重視。受國際大環(huán)境的影響和國際項(xiàng)目、政府項(xiàng)目的啟動與市場的拉動,我國光伏發(fā)電方面進(jìn)展明顯,形成了我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。全國光伏電池及組裝廠已有10多家,制造能力達(dá)10萬kW以上。到2006年年底,全國光伏發(fā)電的總?cè)萘考s為2000多MW,主要用于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)居民的用電問題。除偏遠(yuǎn)地區(qū)和特殊領(lǐng)域(通訊、導(dǎo)航和交通)供電項(xiàng)目外,我國也開始著手進(jìn)行屋頂并網(wǎng)光伏電示范項(xiàng)目。雖然中國的光伏發(fā)電技術(shù)不斷進(jìn)步,價(jià)格逐漸下降,但是由于發(fā)展時(shí)間短、經(jīng)驗(yàn)不足,從整體水平來看,中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還落后于國際水平。嚴(yán)格意義來講我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)只能屬于是一個(gè)加工產(chǎn)業(yè),光伏發(fā)電原材料90%以上至今仍然需要進(jìn)口,超過90%利用太陽能的產(chǎn)品出口國外,企業(yè)拿到的只是5%～6%的加工費(fèi)。4解決能源行業(yè)發(fā)展中存在的問題4.1光伏發(fā)電系統(tǒng)作為我國發(fā)展較為成熟的太陽能熱能利用,盡管在同類技術(shù)、市場上都處于世界領(lǐng)先地位,但是太陽能熱能利用主要集中在傳統(tǒng)的熱水器方面,在太陽能熱能發(fā)電、高分子材料、太陽能與建筑相結(jié)合等技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域沒有突破,與發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展相比,產(chǎn)業(yè)強(qiáng)而不大。在光伏發(fā)電方面,籠罩在“高科技”、“新能源”等諸多光環(huán)之下的中國太陽能光伏企業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中仍只是“加工廠”而已。多晶硅是一種太陽能發(fā)電所必需的電子材料,是制造太陽能電池、半導(dǎo)體、液晶顯示屏等所必需的基礎(chǔ)材料。我國的多晶硅生產(chǎn)只是一個(gè)提純過程,金屬硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅,再用氫氣進(jìn)行一次性還原,這個(gè)過程中約有25%的三氯氫硅轉(zhuǎn)化為多晶硅,其余大量進(jìn)入尾氣,同時(shí)形成副產(chǎn)品四氯化硅,每生產(chǎn)1t多晶硅,就產(chǎn)生4t以上的四氯化硅廢液。在這個(gè)過程中,如果回收工藝不成熟,三氯氫硅、四氯化硅、氯化氫、氯氣等有害物質(zhì)極有可能外溢,存在重大的安全隱患和污染隱患。四氯化硅一遇潮濕空氣即分解成硅酸和劇毒氣體氯化氫,對人體眼睛、皮膚、呼吸道有強(qiáng)刺激性,遇火星會爆炸,氯氣的外溢則可以使人出現(xiàn)咳嗽、頭暈、胸悶等病狀,并導(dǎo)致農(nóng)作物大面積減產(chǎn)或絕收。4.2光伏發(fā)電行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)在發(fā)展迅速的太陽能熱能利用方面,我國上千家相關(guān)產(chǎn)業(yè)廠家還大多集中在太陽能集熱器生產(chǎn)方面,用一句形象的話說“遍地是造真空管的”,而很少在環(huán)境保護(hù)、樓宇智能溫控系統(tǒng)、生物孕育與孵化等各領(lǐng)域進(jìn)行卓有成效的探索。結(jié)果造成集熱器生產(chǎn)企業(yè)競爭激烈,不能實(shí)現(xiàn)利潤效益最大化。在光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)方面只能說是用半條腿走路。近年來,雖然我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已初具規(guī)模,但在總體水平上同國外相比還有很大差距。太陽能企業(yè)自主研發(fā)能力很弱,關(guān)鍵技術(shù)基本掌握在外企手里,國內(nèi)企業(yè)目前還處在“來料加工”的組裝階段,僅承擔(dān)了產(chǎn)業(yè)鏈中污染高、耗能高的生產(chǎn)環(huán)節(jié),賺取的僅為5%～6%的加工利潤。同時(shí),光伏產(chǎn)業(yè)上游原料的技術(shù)壁壘高,主要由美、日等國控制,獲取技術(shù)困難。由于國內(nèi)企業(yè)目前技術(shù)水平較低,電池效率、封裝水平同國外存在一定差距,結(jié)果造成我國電池組件成本較高,缺乏市場競爭力。目前,我國電池組件成本約30元/W,平均售價(jià)42元/W,生產(chǎn)成本比國際同類產(chǎn)品高30%左右,轉(zhuǎn)換效率低1%～2%。5中國太陽能行業(yè)的一些建議5.1加快太陽能產(chǎn)品的利用標(biāo)準(zhǔn)化和國內(nèi)市場的發(fā)展與建筑結(jié)合是加速太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展并規(guī)范市場的重要途徑。由統(tǒng)一的國家太陽能行業(yè)管理協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計(jì)院、企業(yè)代表及有關(guān)專家加快其示范和推廣工作,把太陽能利用納入建筑設(shè)計(jì)規(guī)范,使太陽能產(chǎn)品成為建筑的配套部件之一。5.2國外太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展趨勢在全球經(jīng)濟(jì)一體化不斷深入的背景下,技術(shù)引進(jìn)與自主研發(fā)要雙管齊下。我國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚,與發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)較為成功的國家相比,存在著較大差距。為了盡快解決太陽能產(chǎn)業(yè)體系不完整的現(xiàn)實(shí)問題,積極引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備不失為明智之舉。但僅僅依賴技術(shù)和設(shè)備進(jìn)口不是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長遠(yuǎn)之計(jì),在向外尋求技術(shù)支持的同時(shí),政府也應(yīng)有效地引導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)的國產(chǎn)化。利用企業(yè)的資金實(shí)力,結(jié)合高?？蒲性核募夹g(shù)力量,引導(dǎo)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室快速走向市場,推動太陽能產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。5.3技術(shù)難點(diǎn)分析大膽引進(jìn)國外專業(yè)技術(shù)人員,提供一流技術(shù)平臺,做好技術(shù)保護(hù),集中力量,有計(jì)劃有步驟的突破各技術(shù)難點(diǎn)。積極探索國家技術(shù)與企業(yè)自主創(chuàng)新的結(jié)合形式,既不能粗放地任由企業(yè)在技術(shù)探索上自生自滅,或者畸形發(fā)展,也不要越俎代庖。要用經(jīng)濟(jì)手段刺激企業(yè)開發(fā)的積極性,又要引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的全面、平衡與協(xié)調(diào)。5.4積極探索太陽能消費(fèi)市場培育模式一方面通過制定系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策調(diào)動太陽能產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)者、投資者等供方的積極性,通過不斷的開發(fā)新技術(shù)增大太陽能產(chǎn)業(yè)的供給量和降低生產(chǎn)成本;另一方面政府政策還應(yīng)關(guān)注太陽能產(chǎn)業(yè)消費(fèi)市場培育,特別是在太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期,在其與傳統(tǒng)能源相比還處在劣勢的情況下,通過政策培育持續(xù)的太陽能產(chǎn)業(yè)的消費(fèi)市場,引導(dǎo)能源消費(fèi)市場做出指向性明確的選擇,才能保證供給方的投資信心和投資回報(bào),進(jìn)而才能確保太陽能產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。這方面國外已給我們探索出了一條成功的道路。如以色列就規(guī)定新建住宅必須全部使用太陽能熱水器,該國的太陽能熱水器的普及率現(xiàn)已超過80%,其法律措施為太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打造了很好的發(fā)展平臺。我國應(yīng)該通過財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、信貸支持、價(jià)格優(yōu)惠、研發(fā)資助等經(jīng)濟(jì)激勵手段,實(shí)現(xiàn)對太