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中國太陽能光伏發電面臨的困難與前景
時間：2010/1/24 11:08:25
一、前言 據預測，2050年世界人口將增至89億，屆時的能源需求將是目前的3倍，而可再生能源要占50%，絕對地說，2050年可再生能源供應量將是現在全球能耗的2倍。中國能源界的權威人士預測，到2050年，中國能源消費中煤只能提供總能耗電的30～50%，其余50~70%將靠石油、天然氣、水電、核電、生物質能和其它可再生能源。由于中國自己的油氣資源、核電和水力資源都十分有限，直接地大量燃燒生物質能也將逐漸淘汰。因此如何評價中國自己的可再生能源源與利用國外能資源，對中國的能源發展戰略有舉足輕重的關系，表1顯示在2030年以前中國能源中長期需求。 國際上普遍認為，在長期的能源戰略中，太陽能光伏發電在太陽能熱發電、風力發電、海洋發電、生物質能發電等許多可再生能源中具有更重要的地位。這是因為光伏發電有無可比擬的優點 (1)充分的清潔性。 (2)絕對的安全性。 (3))相對的廣泛性。 (4)確實的長壽命和免維護性。 (5)初步的實用性。 (6)資源的充足性及潛在的經濟性等。 所以當世界上第一塊實用的硅太陽電池與第一座原子能電站于1954年同時在美國誕生后，王會終受到世人矚目。但由于太陽能本身的分散性、隨機性和間歇性等特點，也由于太陽能光伏電池的理論、材料和器件研究的難度，使其在近50年的發展中與原子能發電拉開了距離。但是僅美國能源部每年投入約1億美元光伏研究發展基金，日本“新陽光計劃”，歐盟“可再生能源白皮書”都把光伏作為首先發展項目。世界經濟研究所早在十年前就預言光伏是21世紀高新技術角逐的前居之一。 考慮到核能的不安全性，德國和美國以及歐盟中的7個國家聲明自1999年開始不再興建新的核電站，德國有計劃地逐個關閉現有的20座核電站，歐洲一些高水平的核研究機構開始轉向可再生能源，因而難怪有人認為世界已進入“核冬天”時代。1998年在維也納召開了“第二屆全球光伏大會”，世界著名太陽能專家施密特教授作為大會主席，面對2000多名與會代表，滿懷信心地指出：“太陽能將在21世紀中取代原子能作為世界性能源，唯一的問題是在2030年實現，還是在2050年實現。” 二、中國與國際光伏發展的比較 中國從1958年開始研究先伏電池，40多年已經在中國安裝了1萬多千瓦各類光伏系統，從空間衛星光伏系統到地面的光伏微波中繼站，光伏航標燈塔電源系統到進入千家萬戶的家用人陽能光伏電源系統，已經為工農業和國防建設作出一定貢獻，為邊遠無電地區人民實現初級電氣化提供了示范，已有6個工廠年產約2MW單晶硅、多晶硅和非晶硅光伏電池(參見表2中國主要太陽電池生產廠及產量表)，約有40多個研究所和大專院校從事光伏電池的材料、器件和應用研究。在國家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”科技攻關各部委立項支持下，目前我國實驗室光伏電池的效率已達21%，可商業化光伏組件效率達14一15%，一般商業電池效率10~13%，與國際蓬勃發展的光伏發電相比，中國落后國際發達國家10一15年，也已明顯落后子印度、臺灣。 1997年世界光伏銷量達124MW，比前年增長47%。1998年總銷量達157MW，比1997年增長37%，在世界各種能源增長速率中，光伏雄居第一(表3顯示世界各種能源發展速(表4顯示光伏銷售情況)。更為有意義的是，1997年美國提出“克林頓總統百萬個太陽能屋頂計劃”即預計到2010年美國將為100萬個家庭安裝太陽能屋頂，每個光伏屋頂將有3一5KM光伏并岡發電系統，有太陽時屋傾向電網供電，電表倒轉;無太陽時，電網向家庭供電表正轉。每月只須交“凈電費”。如此，美國到2010年將需要4600MW。 日本“新陽光計劃”將光伏發電作為國策，計劃到2010年生產光伏電池4700MW。 歐盟“可再生能源白皮書”規定到2010年生產3700MW(歐盟3.7億人口平均人手10W)供歐盟地區使用，另有3000MW出口，歐盟共計需要6700MW。僅以上3項政府計劃已有16000MW.加上世界其它地區如澳洲、印度、東亞、拉丁美洲、中國、非洲等。預計到2010年世界光伏容量將達20000MW。 與之相應，國際上高效聚光光伏電池效率已達32%，高效平板電池效率已達25一28人各國政府正在投入巨資研究進一步提高效率，擴大生產，降低成本。目前世界最大的光伏工廠年產36MW，價格為3一4美元/WP。現在正在設計制造年產500MW/年的大工廠，力求將光伏電池售價降至1美元/Wp，屆時光伏發電的成本當達到6美元/KWH，可以與火電相競爭。 三、中國光伏面臨的困難 與國際蓬勃發展的光伏事業相比，中國的光伏面臨以下五方面困難： 1、全國沒有一個統一的國家光伏規劃，僅有一些部委或地區規劃恐怕是不夠的。鑒于光伏發電的特別重要性，沒有一個統一的國家光伏計劃，就沒法全面考慮以下幾個問題： (1)光伏科學的基礎研究、材料研究、發展研究、應用研究，產業化研究、市場開發研究; (2)光伏產業的發展規模和原材料供應; (3)光伏市場的培育及建設; (4)促進光伏超速發展的鼓勵政策等。 2、光伏研究單位缺少資金，設備老化，科研力量流夫嚴重，科研成果稀少，知識創新能力薄弱。 3、生產單位缺少資金、設備陳]日、工藝技術落后、成本高、品種少、缺乏競爭力。原材料如太陽級硅原料、封裝材料和漿料等都依賴進口。 4、應用單位得不到廉價的、可靠的、性能優越的光伏產品。中國尚有6千萬元電人口。西藏、新疆、內蒙古等許多地方的區域供電都有極大的困難，正好是光伏發電的巨大市場。 5、太陽能光伏的科普教育和人才培養薄弱，中青年光伏人才緊缺。 四，克服困難的對策建議 造成以上困難的原因是多方面的，有外部原因和內部原囚，有上面和下面的原因。但分析中國和國際光伏發展的經驗教訓之后，特提出以下克服囚難的對策、建議： (1)加強領導，統一規劃，提出明確的近期、中期和遠期的國家目標，2010年爭取達到MMW光伏電池銷售總量，相當于當時世界總量20000W的百分之一。價格目標達8一10元/WP.配備高強度投資;全面支持太陽能光伏發電的基礎研究，發展應用、產業化和市場開發. (2)擬訂穩定的優惠政策，鼓勵大規模開發利用太陽能光伏發電，率先在陽光富集而常規能源緊缺的地區如西藏等地區建設5一50MW光伏電站，對光伏獨立系統和光伏并網系統郝給予立項、貸款、稅收及財政補貼等方面的支持。 (3)鼓勵銀行和光伏企業結合，創建數個大型光伙名牌企業(每個光伏工廠年產量達10一100MW/年)和名牌產品，創立可持續發展的光伏產業，參與國際競爭。 (4)重點扶持若干個研究開發、人才培訓和檢測基地。由政府牽頭，建成若干個產學研、科工貿群體，將國家目標和企業利益結合在一起進行運作。 5.加強國際交流和合作，大力吸收境外資金、人才和信息進入中國相應的管理部門、科研教學部11和生產應用部門。 五、結論 太陽能光伏發電是一種完全零排放的清潔能源。也是一種接近規模應用的現實能源。政府和實業界若能象重視核能那樣來重視太陽能光伏發電，則完全有希望在不久的將來在中國逐步實現“到處陽光到處電”的美好理想。 轉載者：黃心熠 |
