光伏發(fā)展現(xiàn)狀與展望

1姚建曦電話件:jianxiyao@太陽光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展2新能源是指包括核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能以及煤的潔凈高效利用等在內(nèi)的能源形式；2006年開始征集的<<能源法>>草案到2008年2月1號征集結(jié)束.在第一百三十九條“術(shù)語的法律解釋”中對新能源的解釋是：“新能源，是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)利用的非常規(guī)能源。包括風(fēng)能、太陽能、海洋能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、氫能、核聚變能、天然氣水合物等?！笨茖W(xué)發(fā)展的2030年《國家能源戰(zhàn)略》（征求意見稿）2020年：新能源占我國國內(nèi)一次能源供應(yīng)的比重達(dá)到18%2030年：新能源占我國國內(nèi)一次能源供應(yīng)的比重達(dá)到23%2050年：清潔能源占我國國內(nèi)一次能源供應(yīng)的比重達(dá)到35%2020年:風(fēng)電裝機(jī)1.3～1.5億千瓦2020年:太陽能發(fā)電裝機(jī)2000萬千瓦2020年:核電裝機(jī)8600萬千瓦污染少、儲量大

3根據(jù)歐盟的預(yù)測：到2030年太陽能發(fā)電將占總能耗10%以上可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占30%到2050年太陽能發(fā)電將占總能耗20%

可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占50%以上42004年歐盟聯(lián)合研究中心預(yù)測5我國的太陽能資源總體而言：我國位于北半球中緯度地區(qū)，太陽資源總體較豐富，年平均太陽輻射總量約為5.9kJ/m2·a，西藏河谷地區(qū)的太陽輻射總量高達(dá)7.5-7.9kJ/m2·a，最低的地區(qū)也達(dá)3.3-4.2kJ/m2·a（四川盆地西部）；地域分布規(guī)律：西部地區(qū)高于東部地區(qū),北部地區(qū)高于南部地區(qū)，高原地區(qū)高于平原地區(qū)。6中國太陽能資源分布圖除貴州高原部分地區(qū)外中國所有地域均為高太陽能資源區(qū)域目前開發(fā)利用量還不到可開發(fā)量的1/1000我國的太陽能資源7類型

地區(qū)

年日照時數(shù)

1

西藏西部

新疆東南部

青海西部

甘肅西部

3200-3300

2

西藏東南部

新疆南部

青海東部

寧夏南部

3000-3200

甘肅中部

內(nèi)蒙古

山西北部

河北西北部3

新疆北部

甘肅東南部

山西南部

陜西北部

河北東南部

山東

河南

吉林

遼寧

2200-3000

云南

廣東南部

福建南部江蘇北部

安徽北部4

湖南

廣西

江西

浙江

湖北

福建北部

廣東北部

陜西南部

1400-2200

江蘇南部

安徽南部

黑龍江5

四川

貴州

1000-1400

8太陽能開發(fā)利用方式：太陽能光－熱轉(zhuǎn)換：接受和聚集太陽能使之轉(zhuǎn)換為熱能，然后進(jìn)行利用（太陽能熱水系統(tǒng)、采暖、制冷、干燥、蒸餾、溫室、烹飪等）。太陽能光－電轉(zhuǎn)換：①光－電直接轉(zhuǎn)化；②光－熱－電轉(zhuǎn)換；

利用光生伏打效應(yīng)太陽能光－化學(xué)轉(zhuǎn)換：利用太陽能分解水制氫。尚處于研究試驗階段光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展光伏發(fā)電歷史:1839年，法國物理學(xué)家A.E.貝克勒爾(Becqurel)

用兩片金屬浸入溶液構(gòu)成伏打電池，光照時會產(chǎn)生額外的伏打電勢－“光生伏打效應(yīng)（photovoltaiceffect）”1873年英國科學(xué)家WiloughB.Smith

觀察到了對光敏感的硒材料，并推斷出在光照射下硒導(dǎo)電能力的增加正比于光通量。1880年CharlesFritts

開發(fā)出以硒為基礎(chǔ)的光伏電池。

以后人們即把能夠產(chǎn)生光生伏打效應(yīng)的器件稱為“光伏器件”。其中，半導(dǎo)體P－N結(jié)器件在陽光下的光電轉(zhuǎn)換效率最高，通常稱這類光伏器件為“光伏電池”（SolarCell）WPN++++++－－－－－+－+－h(huán)νWPN+++－－+－EiEiEph光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展光伏發(fā)電歷史:20世紀(jì)50年代初，美國貝爾實驗室

在為遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)尋找可靠電源時，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過雜質(zhì)處理的硅對光敏感，可產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓。1954年貝爾實驗室第一次做出了光電轉(zhuǎn)換效率為6％的實用單晶硅光伏電池。1961年到1971年研究重點放在提高抗輻射能力及降低成本方面。1972年到1976年

研制出各種空間用單晶硅光伏電池。20世紀(jì)70年代中期，研制出超薄單晶硅光伏電池

1976年，諾貝爾物理獎授予莫特教授－在非晶態(tài)固體中的電子過程。隨后在單晶硅和多晶硅的基礎(chǔ)上，又探索出非晶硅光伏電池

1958年首顆以太陽電池作為信號系統(tǒng)電源的人造衛(wèi)星美國先鋒I號（Vanguard-I）衛(wèi)星發(fā)射上天，從此開始了太陽電池作為空間電源應(yīng)用的新紀(jì)元。1997年京都協(xié)議的簽訂，更是將光伏發(fā)電的應(yīng)用推向另一個高峰。太陽電池在地面的應(yīng)用非常廣泛，主要集中在照明、通信、交通等領(lǐng)域。而光伏發(fā)電與建筑物的結(jié)合（BuildingIntegrated/AttachedPhotovoltaic）以及并網(wǎng)發(fā)電是當(dāng)今光伏應(yīng)用新的趨勢。光伏技術(shù)應(yīng)用1、太陽電池在太空的應(yīng)用哈勃望遠(yuǎn)鏡兩個長11.8米，寬2.3米，能提供2.4千瓦功率的太陽電池帆板，兩個與地面通訊用的拋物面天線。鏡筒的前部是光學(xué)部分，后部是一個環(huán)形艙，在這個艙里面，望遠(yuǎn)鏡主鏡的焦平面上安放著一組科學(xué)儀器；太陽電池帆板和天線從筒的中間部分伸出。

光伏技術(shù)應(yīng)用2、太陽能燈太陽能燈是一種利用太陽能作為能源的燈，只要陽光充足就可以就地安裝，不受供電線路的影響，不用開溝埋線，不消耗常規(guī)電能，是一種綠色環(huán)保型產(chǎn)品光伏技術(shù)應(yīng)用3、太陽能車和游艇光伏技術(shù)應(yīng)用太陽能電動車中山大學(xué)太陽能系統(tǒng)研究所的一輛太陽能電動車，外觀上，跟公園的電瓶車一個樣，可以搭乘6名乘客，但是國產(chǎn)的時速最高卻只有48公里，持續(xù)行駛時間也就1個小時。

光伏建筑一體化是國際發(fā)展主流方向

尚德光伏研發(fā)中心德國，遮陽擋雨，14.2kW德國，光伏幕墻9kW，光熱幕墻100kW德國，光伏幕墻9.2kW德國，光伏幕墻10kW英國，光伏幕墻73kW德國，光伏走廊10kW荷蘭，裝飾性光伏屋頂意大利，外強(qiáng)裝飾，21kW2008-2015年世界光伏系統(tǒng)的安裝量2011年全球太陽能光伏安裝量在2010年19GW的基礎(chǔ)上增長70%至27.7GW。歐洲繼續(xù)統(tǒng)領(lǐng)全球光伏市場，占全球市場的75％，較2010年下降5%（2010年歐洲占全球市場的80%）。全球累積光伏裝機(jī)總?cè)萘砍^67GW。2012年全球光伏新增裝機(jī)容量約30GW，較2011年上漲2%，累計安裝量為91GW。世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況展望未來全球光伏市場，在2010年表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長態(tài)勢后，未來幾年仍將保持15%以上的高增長態(tài)勢，但增速將有所會放緩。272012年光伏市場世界前10占全球安裝量比例光伏產(chǎn)業(yè)及市場28我國光伏產(chǎn)業(yè)及市場2011年我國太陽電池產(chǎn)量13GW，2011年安裝總量3GW，居于美國之后，全球第四，并網(wǎng)裝機(jī)總量2.12GW，占73.4%。2012年我國太陽電池產(chǎn)量23GW，2012年安裝總量4.5GW，仍為全球第四。29名稱電池（單位：MWp）組件（單位：MWp）產(chǎn)量排序產(chǎn)量排序晶澳146012409尚德1350215871英利1098310982天合950410603ATS55058105林洋50069004億晶35073506南京中電32083207寧波太陽能27092708浙江金科2501050浙江向日葵2201122010小計73186905小計其他682(薄膜～120)2095(薄膜～120)其他總計80008000總計2010年世界光伏企業(yè)情況302010年排名*電池廠商1

(并列)尚德電力1

(并列)晶澳太陽能3第一太陽能4Q-Cells5臺灣茂迪6臺灣昱晶能源2010年世界光伏企業(yè)情況31技術(shù)不斷提高、成本不斷降低碲化鎘效率18.7%，銅銦鎵硒效率20.3%。單晶硅電池效率24.7%；多晶硅電池效率20.3%；非晶硅薄膜穩(wěn)定效率16.6%；32我國光伏產(chǎn)業(yè)四大產(chǎn)業(yè)集群我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況33長期規(guī)劃中的大型光伏電站分布34電池效率35TypeofsolarcellsChina(%)World(%)Si(mono-crystalline)20.124.7Si(multicrystalline)1620.3a-Si(3junctions,stable)1013Sithinfilm1016.6Siμ-Cthinfilm10.2913CdTe13.3816.4CuInGaSe12.119.2GaInP/GaAs/Ge(bifacial)28.332GaInP/GaAs（double-junction）23.530.3HIT(heterojunctionwithintrinsicthin-layer)14.9621.5PhotochemicalMonocrystallinedye911目前我國太陽電池的水平36技術(shù)發(fā)展趨勢太陽能電池發(fā)展低成本、高效率、長壽命、薄膜太陽電池并網(wǎng)光伏電站發(fā)展超大型（百MW甚至GW級）并網(wǎng)光伏電站集成技術(shù)研發(fā)大型并網(wǎng)逆變器建立高效聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏建筑一體化新型光伏建材與建筑構(gòu)件建筑光伏接入方式與運行模式光伏調(diào)峰電力模塊3737中國光伏產(chǎn)品現(xiàn)狀

國內(nèi)光伏企業(yè)的產(chǎn)品90％以上銷往國外，銷往美國大概10％，歐洲的銷售量最大達(dá)到70％。38歐美的雙反調(diào)查

2011年10月18日，美國SolarWorld聯(lián)合另外6家并未公布身份的光伏企業(yè)向美有關(guān)部門提出申訴，要求對中國輸美光伏電池、組件等太陽能產(chǎn)品展開反傾銷和反補(bǔ)貼調(diào)查；

11月9號，美國商務(wù)部決定，“雙反”正式立案；2012年5月17日，美國商務(wù)部初裁決定對中國光伏產(chǎn)品征收31.14%至249.96%的反傾銷稅率。2012年9月6日，歐盟委員會發(fā)布公告，對中國光伏電池發(fā)起反傾銷調(diào)查。這是迄今對我國最大規(guī)模的貿(mào)易訴訟，涉案金額超過200億美元，折合人民幣近1300億元，影響40萬人就業(yè)。這是中國貿(mào)易史上最大的訴訟案39歐美的雙反調(diào)查從今年8月6日到2015年年底，共有90多家承諾企業(yè)按照協(xié)議要求對歐盟出口硅片、電池、組件將可免征反傾銷稅。未承諾企業(yè)如果對歐盟出口上述產(chǎn)品仍需向歐盟繳納高達(dá)47.6%的反傾銷稅。出口價格下限0.56歐元/瓦，年出口總額7GW待執(zhí)行期滿后，歐盟還將就中國光伏產(chǎn)品的準(zhǔn)入與我國展開新一輪談判，而這卻意味著，從此以后，中國光伏的‘命門’（價格、總量），將長久掌控于他人之手

2015年再談判時，若向中國開放更大的市場（7吉瓦/年以上），則僅限于具有先進(jìn)性、創(chuàng)新性的新一代光伏電池”40

面對雙反，我們應(yīng)該怎么辦？完善太陽能發(fā)電的政策體系和發(fā)展機(jī)制，加快技術(shù)研發(fā),發(fā)展自主技術(shù)，盡快啟動國內(nèi)市場。412011年7月1日以前核準(zhǔn)建設(shè)、年底前建成投產(chǎn)、但尚未核定價格的太陽能光伏發(fā)電項目，上網(wǎng)電價統(tǒng)一核定為每千瓦時1.15元(含稅)。今年7月1日及以后核準(zhǔn)的太陽能光伏發(fā)電項目，以及今年7月1日之前核準(zhǔn)但截至今年年底前仍未建成投產(chǎn)的太陽能光伏發(fā)電項目，除西藏仍執(zhí)行每千瓦時1.15元的上網(wǎng)電價外，其余各地上網(wǎng)電價均按每千瓦時1元執(zhí)行。光伏發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價2011年末，國家能源局宣布，正在制定的可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃中提出，到2015年末，國內(nèi)太陽能發(fā)電裝機(jī)為1500萬千瓦，年發(fā)電量200億千瓦時。與之前透露的1000萬千瓦的目標(biāo)相比，提高了50%。42《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》到2015年底，我國太陽能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到2100萬千瓦以上，這意味著未來3年我國光伏發(fā)電裝機(jī)容量有望擴(kuò)大6倍以上，也是最早規(guī)劃的4倍；年發(fā)電量250億千瓦時。其中，分布式光伏發(fā)電總裝機(jī)容量目標(biāo)為1000萬千瓦，并網(wǎng)光伏電站總裝機(jī)容量目標(biāo)為1000萬千瓦，光熱發(fā)電總裝機(jī)容量目標(biāo)為100萬千瓦；目前光伏電站建設(shè)成本約為每千瓦1萬元，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)每千瓦約為1.5萬元。依此計算，要完成2015年目標(biāo)，總投資需求約2500億元。如果按照此前坊間盛傳的4000萬千瓦的目標(biāo)計算，其總投資將達(dá)到5000億元?！镀渌嚓P(guān)政策》國務(wù)院總理李克強(qiáng)先后多次批示，要解決中國的光伏產(chǎn)業(yè)危機(jī)。中電聯(lián)、國家電網(wǎng)、工信部、國家發(fā)改委、國家能源局以及財政部都接到了批示，正在啟動相關(guān)項目。國家電網(wǎng)公司承諾，10千伏及以下電壓、單個項目容量不超過6MW(1MW=1000KW)的分布式發(fā)電項目可免費入網(wǎng)，富余電量也將全額收購這意味著國家電網(wǎng)從壟斷到接受分布式入網(wǎng)，是中國新能源最具有歷史意義的進(jìn)展，標(biāo)志著越來越多投資者將會從消費者向生產(chǎn)者轉(zhuǎn)變，可以定期給電網(wǎng)發(fā)賬單，定期收款了

432013年7月15日，出臺了《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》，提出2013－2015年，我國年均新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量10ＧＷ左右，到2015年總裝機(jī)容量達(dá)到35ＧＷ以上?！镀渌嚓P(guān)政策》4445歐洲發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價政策變化

英國政府計劃下調(diào)上網(wǎng)電價補(bǔ)貼（FiT），降幅達(dá)到55%。此舉主要是為了抑制不斷上漲的電價和適應(yīng)太陽電池板成本下降的需要。2011年捷克能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)ERU表示，在2011年并網(wǎng)的大型太陽能電站的電力保證價格將在2012年略有提高。

大于100kW的太陽能項目的電力購買價格將由2011年的5500捷克克朗/兆瓦時上升到5610捷克克朗/兆瓦時。規(guī)模在30-100kW的太陽能電站的電力購買價格將由5900捷克克朗增加到6020捷克克朗。30kW以下的電站的價格標(biāo)準(zhǔn)為7650捷克克朗。

德國Bundesnetzagentur已制定2012年太陽能光伏發(fā)電裝置上網(wǎng)電價，其上網(wǎng)電價降低15%。德國太陽電池發(fā)電鼓勵政策：太陽電池發(fā)電并入電網(wǎng)企業(yè)（居民）安裝太陽電池發(fā)電系統(tǒng)國家補(bǔ)貼一半太陽能發(fā)電輸入電網(wǎng)價：0.5歐元/kWh民用電網(wǎng)電價：0.27歐元/kWh太陽電池發(fā)電系統(tǒng)從業(yè)利潤：8%47太陽能是支撐我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前瞻性、戰(zhàn)略性能源：我國太陽能資源可開發(fā)量為17000億噸標(biāo)煤，“太陽能可能是解決中國能源（包括能源環(huán)境問題）的最終有效解決方案”--麥肯錫/中國科學(xué)院2008.4但是，我國太陽能利用起步較晚，缺乏核心關(guān)鍵技術(shù)迫切需要發(fā)展大型實驗設(shè)施，開展基礎(chǔ)研究及關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)

重大需求專家預(yù)測：2020年，太陽能電池累計用量將達(dá)到30000兆瓦，將每年減排2820萬噸二氧化碳，就業(yè)人數(shù)將超過300萬人。太陽能發(fā)電的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，由此可見一斑。面向大規(guī)模光伏發(fā)電的電力系統(tǒng)49面臨重大問題大規(guī)模太陽能光伏電站輸出功率的隨機(jī)波動性及不可準(zhǔn)確預(yù)測性，造成電力系統(tǒng)調(diào)度運行困難。光伏電站輸出功率隨機(jī)波動特性50P51華北南方東北西藏西北上海華東新疆華中金沙江水電晉陜寧蒙煤電基地負(fù)荷中心送電至華中華東送電至華北華中華東新疆煤電基地四川水電西藏水電送電至華中華東送電至華中大規(guī)模西電東送煤電、水電、風(fēng)電、光電面臨重大問題資源與需求逆向分布大容量遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膹?fù)雜性與困難度大大增加51運行電壓等級最高直流線路世界第一(12條)北、中、南三大西電東送通道2010年送電將達(dá)到6630萬千瓦，2020年送電將超過1億千瓦大規(guī)模新能源并網(wǎng)，將給這樣復(fù)雜的電力系統(tǒng)帶來新的問題與挑戰(zhàn)！面臨重大問題52長三角京津唐珠三角

外受電比例外受電比例外受電比例受端系統(tǒng)外受電比例大，內(nèi)部電源支撐不夠，電壓崩潰的風(fēng)險將大大增加大容量、遠(yuǎn)距離輸電的大量出現(xiàn)將給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來巨大的挑戰(zhàn)大電網(wǎng)安全面臨威脅53受能源、環(huán)境等因素制約，受端系統(tǒng)增加裝機(jī)的難度將越來越大，未來外受電比例還將增大電網(wǎng)安全關(guān)系國家安全。近年來，國外大停電事故頻發(fā)，造成了巨大的社會影響和經(jīng)濟(jì)損失。序號國家發(fā)生時間事故名稱停電規(guī)模（MW）停電時間1以色列1995-06-08以色列大停電3,1574h24min2美國1996-07-02美國西部大停電11,8501.5～3h3美國1996-08-10美國西部大停電28,000約8h4馬來西亞1996-08-03整個馬來半島停電5,700約16h5美國2003-08-14美國東北和加拿大東部61,800約29h6英國2003-08-28倫敦及英國東南部分地區(qū)7240.5～1h7瑞典和丹麥2003-09-23瑞典南部及丹麥東部1,800約7h8意大利2003-09-28意大利全國大部分地區(qū)5,400萬人失電約8h9俄羅斯2005-5-25莫斯科及周邊地區(qū)約3,5002h30min～26h10印度尼西亞2005-8-18雅加達(dá)至萬丹地區(qū)1億人失電約7h30min11UETC2006-11-4西歐大部分地區(qū)133501h～1.5h12巴西2009-11