1.全球能源形勢

    近百年來，全球能源消耗基本趨于穩(wěn)定增長態(tài)勢，呈3％指數(shù)增加(圖1，圖2)。盡管許多工業(yè)化國家能源消耗基本趨于穩(wěn)定，但大多數(shù)發(fā)展中國家工業(yè)化進(jìn)程加快(如中國)，能耗不斷增加。其次，世界人口是呈指數(shù)增加，因此預(yù)計(jì)全球未來能源消耗態(tài)勢仍將以3％的速度增長。

    能耗指數(shù)增長所帶來的后果十分嚴(yán)重，它愈來愈快地消耗掉地球上的能源儲量。計(jì)算結(jié)果表明[1]，就現(xiàn)已探明的儲量，耗盡時(shí)間從現(xiàn)在開始為90年。因此全球都在積極開發(fā)利用可再生能源。在今后的20－30年里，全球的能源供應(yīng)將發(fā)生根本性的變化。專家預(yù)測，在下50年里，可再生能源在整個(gè)能源構(gòu)成中會占到50％。

    我國能源工業(yè)面臨著經(jīng)濟(jì)增長、環(huán)境保護(hù)和社會發(fā)展的重大壓力。我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國，煤炭占商品能源消費(fèi)的76％，已成為我國大氣污染的主要來源。已經(jīng)探明的常規(guī)能源剩余儲量(煤炭、石油、天然氣等)及可開采年限十分有限(表1)，存在著十分危險(xiǎn)的潛在危機(jī)，比世界總的能源形勢更加嚴(yán)峻。因此開發(fā)利用可再生能源、實(shí)現(xiàn)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有應(yīng)該說更加迫切、更具重大意義。

    2.光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)和市場的發(fā)展現(xiàn)狀

    1).光伏產(chǎn)業(yè)和市場

    國際光伏工業(yè)在過去15年平均年增長率為15％。90年代后期，世界市場出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，發(fā)展更加迅速。1997年世界太陽電池光伏組件生產(chǎn)達(dá)122MW，比96年增長38％，是4年前的2倍，是7年前3倍，超出光伏界專家最樂觀的估計(jì)。1998年光伏組件生產(chǎn)達(dá)到157.4MW，比1997年增長29％,光伏發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到800MW 。

    在產(chǎn)業(yè)化方面，各國一直在通過改進(jìn)工藝、擴(kuò)大規(guī)模和開拓市場等措施降低成本，并取得了巨大進(jìn)展。以美國為代表，能源部自1990年起動(dòng)了 PVMaT(光伏制造技術(shù))計(jì)劃，旨在大幅度降低成本。計(jì)劃實(shí)施產(chǎn)生了非常明顯的效果：商品化電池效率達(dá)到12－15％；生產(chǎn)規(guī)模從過去的1－5MW/年發(fā)展到5－20MW/年，并正在向50MW擴(kuò)大；工藝不斷簡化，自動(dòng)化程度不斷提高；三年來；光伏組件生產(chǎn)成本降低了32％以上，降到3美元/Wp以下，售價(jià)降到4美元/Wp左右。美國的目標(biāo)是：2005年光伏系統(tǒng)安裝成本降到3美元/Wp(11美分/KWh), 2010年降到1.5美元/Wp(6美分/KWh以下)。歐洲和日本也有類似的計(jì)劃，競爭促使各發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)幾乎以大致相同的水平和速度向前發(fā)展。

    在光伏發(fā)電領(lǐng)域，印度在發(fā)展中國家處領(lǐng)先地位，現(xiàn)有80個(gè)公司從事光伏發(fā)電事業(yè)，其中有6個(gè)太陽電池制造廠，12個(gè)組件生產(chǎn)廠。1997－1998年，電池生產(chǎn)8.2MW,組件生產(chǎn)11MW，出口4MW。1998－2002年印度計(jì)劃安裝150MW。2002年生產(chǎn)將達(dá)到50MW/年。截止1998年低，印度光伏發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到35MW。

    98年7月正當(dāng)世界金融危機(jī)最瘋狂的時(shí)候，世界PV市場比1997年同期增長了50％。世界各大公司業(yè)紛紛制定和實(shí)施擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，98年初PVIR統(tǒng)計(jì)，將于2000年完成的擴(kuò)產(chǎn)新增能力為263.5MW/年, 比1997年高出2倍. 可以說，光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正在騰飛。

    歐盟科技局局長Wolfgang Palz博士在第二屆國際太陽能光伏會議(1998.7.6-10,Vienna)上，對目前光伏技術(shù)商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢發(fā)表了如下看法： 光伏技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)很明顯地結(jié)束了它的前期開拓(pioneer)階段, 并開始了它的蓬勃發(fā)展(explosion)階段。

    2)光伏技術(shù)的重大進(jìn)展

    為降低光伏發(fā)電成本的各種研究開發(fā)工作一直在發(fā)達(dá)國家中緊張地進(jìn)行著。澳大利亞新南威爾士大學(xué)高效單晶硅電池和多晶硅電池效率分別達(dá)到24.5％和19.8％，美國、日本、德國也分別達(dá)到20％以上和17％以上。非晶硅薄膜電池通過雙結(jié)、三結(jié)迭層和Ge-Si合金層技術(shù)，在克服光衰減和提高效率上不斷有新的突破，實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定效率已經(jīng)突破15％。CdTe電池效率達(dá)到15.8%，CIS電池效率18.8％。多晶硅薄膜電池的研究工作自1987年以來發(fā)展迅速，成為世界關(guān)注的新熱點(diǎn)。

    3)我國光伏發(fā)電技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀

    我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近二十年的努力已經(jīng)奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。目前有4個(gè)單晶硅電池及組件生產(chǎn)廠和2個(gè)非晶硅電池生產(chǎn)廠。1998年光伏組件產(chǎn)量達(dá)到2.1MW,裝機(jī)容量2.5MW(部分進(jìn)口品),累計(jì)總裝機(jī)容量達(dá)到12MW.

    在技術(shù)開發(fā)方面，先后開展了晶硅高效電池，非晶硅電池，CdTe、CIS電池，多晶硅薄膜電池以及應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究。近年來在國家科委，特別是北京市政府(科委)的支持下，對依托在北京市太陽能研究所的國家新能源工程中心和北京太陽能光電技術(shù)研究中心給予了強(qiáng)有力的支持，高效電池和多晶硅薄膜電池的研究開發(fā)取得可喜的成果:單晶硅高效電池效率達(dá)到19.79％，大面積(5×5cm2)刻槽埋柵電池效率達(dá)到18.6％，多晶硅電池效率達(dá)到14.5%。在多晶硅薄膜電池方面，采用快速熱CVD技術(shù)在非活性硅襯底上制備的多晶薄膜電池效率達(dá)到14.8%.建立了國內(nèi)一流的光伏技術(shù)研究開發(fā)實(shí)驗(yàn)室，形成了一支較強(qiáng)的光伏技術(shù)研究開發(fā)隊(duì)伍，成為我國太陽能光伏技術(shù)研究開發(fā)的重要基地。

    我國光伏發(fā)電技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在總體水平上同國外相比還有很大差距，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

    生產(chǎn)規(guī)模小。目前我國太陽電池生產(chǎn)廠基本上保持在1986－1990年引進(jìn)時(shí)的規(guī)模和水平
上,實(shí)際生產(chǎn)能力均在0.5MW/年左右。1998年我國太陽電池的產(chǎn)量為2.1MW，約占世界產(chǎn)量的1.3%。生產(chǎn)規(guī)模比國外5－20MW生產(chǎn)規(guī)模低一個(gè)多數(shù)量級。

    ②技術(shù)水平較低。我國太陽電池的效率較低，平均在10－13％；組件封裝水平低，工程現(xiàn)場證明，部分產(chǎn)品大約3－5年就出現(xiàn)發(fā)黃、起泡、焊線脫落、效率下降等問題，質(zhì)量同國外有一定差距。

    ③專用原材料國產(chǎn)化程度不高。專用材料如銀漿、封裝玻璃、EVA等尚未完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。國家曾將提高商業(yè)化電池效率和材料國產(chǎn)化列入“八五”計(jì)劃，并取得一定成果，但性能有待進(jìn)一步改進(jìn)，各廠家部分材料仍然采用進(jìn)口品。

    ④成本高。目前我國電池組件成本約35元/Wp(4.2美元/Wp)，平均售價(jià)44元/Wp(5.3美元/Wp)，成本和售價(jià)都高于國外產(chǎn)品。

    ⑤市場發(fā)展遲緩。我國地域廣大、人口眾多，7000萬人生活在無電地區(qū)，光伏發(fā)電的潛在市場非常巨大。但光伏發(fā)電成本高，目前還不能與常規(guī)發(fā)電相比。在市場開拓方面，缺乏相應(yīng)的支持政策、法規(guī)、措施，投入少，市場發(fā)展遲緩。對比之下，國外各大公司和世界銀行對開拓中國光伏市場表現(xiàn)出極大興趣和熱心。例如，世界銀行通過GEF(全球環(huán)境基金)項(xiàng)目向中國贈(zèng)款2500萬美元用于光伏市場開拓，總計(jì)10MW戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)；荷蘭政府向新疆贈(zèng)送近10萬套戶用光伏電源系統(tǒng)，價(jià)值1500萬美元；日本、美國、歐洲的一些公司也都有過類似的贈(zèng)送和示范項(xiàng)目，這對我國光伏事業(yè)的發(fā)展無疑是起著推動(dòng)和催化作用。面對將被開發(fā)出來的巨大市場，我國的光伏產(chǎn)業(yè)必須加快步伐迎接嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

    3.二十一世紀(jì)光伏發(fā)電發(fā)展趨勢和展望

    預(yù)測今后10年光伏組件的生產(chǎn)將以20－30％甚至更高的遞增速度發(fā)展。 快速發(fā)展的屋頂計(jì)劃、各種減免稅政策和補(bǔ)貼政策以及逐漸成熟的綠色電力價(jià)格為光伏市場的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。市場將逐步由邊遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村的補(bǔ)充能源向全社會的替代能源過渡。預(yù)測下世紀(jì)中頁，光伏發(fā)電成為人類的基礎(chǔ)能源之一。

    光伏的未來前景已經(jīng)被愈來愈多的國家政府和金融界(如世界銀行)所認(rèn)識。特別是97年以來許多發(fā)達(dá)國家和地區(qū)紛紛制定光伏發(fā)展規(guī)劃，如美國到計(jì)劃到2010年累計(jì)安裝4.6GW(美國能源部規(guī)劃,含百萬屋頂計(jì)劃)；歐盟累計(jì)安裝6.7GW(可再生能源白皮書),其中3.7GW安裝在歐洲內(nèi)部，3GW出口；日本累計(jì)安裝5GW(NEDO日本新陽光計(jì)劃)，預(yù)計(jì)其他發(fā)展中國家1.8GW(估計(jì)約10％)，世界累計(jì)安裝18GW。是1998年的200多倍，屆時(shí)世界光伏組件價(jià)格:1-1.5美元/Wp，安裝成本在2美元以下，發(fā)電成本6-8美份/KWh。

    1) 光伏發(fā)電成本降低趨勢

    PV系統(tǒng)安裝價(jià)格每年以9％速率降低。1996年平均安裝成本約7美元/Wp, 預(yù)計(jì)2005年可降到3美元/Wp, PV發(fā)電成本0.11美元/KWh，2010年降到6美分/KWh,相當(dāng)于系統(tǒng)安裝成本1.7美元/Wp。圖6是美國能源部1996年關(guān)于PV聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)市場價(jià)格降低的發(fā)展和趨勢。

    降低成本可通過擴(kuò)大規(guī)模、提高自動(dòng)化程度和技術(shù)水平、提高電池效率等技術(shù)途徑實(shí)現(xiàn)。可行性研究[ 2] 指出，500MW/年的規(guī)模,采用現(xiàn)有不同的商業(yè)化晶硅技術(shù)，可使PV組件成本降低到0.71-1.78歐元/Wp，如果加上技術(shù)改進(jìn)和提高電池效率等措施，組件平均成本可降低到1美元/Wp。在這個(gè)組件成本水平上，加上系統(tǒng)其他部件成本也在不斷改進(jìn)和降低，發(fā)電成本6美分/KWh, 是可能和現(xiàn)實(shí)的。考慮到薄膜電池，未來降低成本的潛力更大，因此，在下世紀(jì)前10－30年把PV系統(tǒng)安裝成本降低到與核電可比或更低是完全可能的。

    2) 光伏產(chǎn)業(yè)向百兆瓦級規(guī)模和更高技術(shù)水平發(fā)展

目前PV組件的生產(chǎn)規(guī)模在5－20MW/年，下世紀(jì)將向百兆瓦級甚至更大規(guī)模發(fā)展。同時(shí)自動(dòng)化程度、技術(shù)水平也將大大提高，電池效率將由現(xiàn)在的水平(單晶硅13％－15％，多晶硅11％－13％)向更高水平(單晶硅18％－20％，多晶硅16％－18％)發(fā)展,同時(shí)薄膜電池在不斷研究開發(fā)，這些都為大幅度降低光伏發(fā)電成本提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

    3) 光伏建筑將成為光伏應(yīng)用的最大市場

    光伏建筑集成及并網(wǎng)發(fā)電近年來獲得了快速發(fā)展。建筑物能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積，不需另占土地；能省去光伏系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)、省去輸電費(fèi)用；光伏陣列可代替常規(guī)建筑材料，節(jié)省材料費(fèi)用；安裝建筑施工結(jié)合，節(jié)省安裝成本；分散發(fā)電，避免傳輸和分電損失(5－10％)，降低輸電和分電投資和維修成本。集成設(shè)計(jì)使建筑更加潔凈、完美，更易被專業(yè)建筑師、用戶和公眾接受。

   太陽能光伏系統(tǒng)和建筑的完美結(jié)合體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理想范例，國際社會十分重視。國際能源組織(IEA)于1991和1997年相繼兩次年起動(dòng)建筑光伏集成計(jì)劃。許多國家相繼制定了本國的屋頂計(jì)劃，使得建筑光伏集成技術(shù)如旭日東升，蓬勃發(fā)展。例如，1997年6月美國宣布了“克林頓總統(tǒng)百萬屋頂光伏計(jì)劃”，2010年完成。該計(jì)劃旨在加速和促進(jìn)美國光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，把發(fā)電成本降到6美分/KWh以下，起到減排CO2、增加社會就業(yè)、保持和加強(qiáng)美國光伏產(chǎn)業(yè)在世界的領(lǐng)先地位和支配地位的作用。歐洲于大致相同的時(shí)間宣布了百萬屋頂計(jì)劃，于2010年完成。日本政府的計(jì)劃目標(biāo)是，到2010年安裝5000MW屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。德國聯(lián)合政府在歐洲百萬屋頂?shù)目蚣芟掠?8年10月份提出了一個(gè)PV工業(yè)20年來最龐大的計(jì)劃－在6年內(nèi)安裝10萬套PV屋頂系統(tǒng)，總?cè)萘吭?00－500MW,每個(gè)屋頂約3－5KW總費(fèi)用約9.18億馬克。該計(jì)劃提供10年無息信貸，政府提供37.5％的補(bǔ)貼，該計(jì)劃于1999年1月實(shí)施。該計(jì)劃在德國引起了很大反響，對德國的PV工業(yè)將產(chǎn)生不可估量的影響。

    建筑物能耗占世界總能耗的1/3，是未來太陽能光伏發(fā)電的最大市場。光伏系統(tǒng)和建筑結(jié)合將根本改變太陽能光伏發(fā)電在世界能源中的結(jié)構(gòu)中的從屬地位，前景光明。

    4) 下世紀(jì)前半期光伏發(fā)電將超過核電

    專家分析預(yù)測，未來PV發(fā)展的年增長率在20-30%之間.。按照指數(shù)增長規(guī)律，PV將很快發(fā)展成巨大的市場。以整機(jī)容量計(jì)，需要30－50年就可超過核能。第二屆世界太陽能光伏會議主席Jurgen Schmidt說:“作為全球一種能源,光伏發(fā)電在下世紀(jì)前半期將超過核電,是2030年還是2050年的最后幾年超過,只是個(gè)時(shí)間問題�！�

    1997世界發(fā)電總裝機(jī)容量約2000GW，其中核能約370GW，占17％。世界核電發(fā)展是呈收縮或維持趨勢，我國和許多發(fā)展中國家由于工業(yè)化速度加快，能源短缺，還會適當(dāng)?shù)匕l(fā)展核能。到下世紀(jì)30－50年代，核能將發(fā)展到500－600GW左右。1998年世界光伏發(fā)電總裝機(jī)容量0。8GW，以2040年計(jì)算，這要求從現(xiàn)在開始，光伏發(fā)電每年增長速度為16.5％。專家預(yù)計(jì)下世紀(jì)前半期的30－50年代光伏發(fā)電將超過核電，是一個(gè)有根據(jù)的預(yù)測，前提是光伏系統(tǒng)安裝成本能和核能相比。

    石油對能源的貢獻(xiàn)整整花了100年, PV從今天對能源的微小貢獻(xiàn)到未來的重大貢獻(xiàn)所需時(shí)間比石油要短得多。

    由此可以看出太陽能光伏發(fā)電未來具有重大的應(yīng)用背景，前景是十分光明的。降低太陽能光伏發(fā)電成本是發(fā)展太陽能光伏發(fā)電關(guān)鍵問題。

• · 2008-2010年中國太陽能工業(yè)發(fā)展趨勢預(yù)測
• · 太陽能發(fā)電系統(tǒng)狀況及發(fā)展趨勢(下)
• · 太陽能發(fā)電系統(tǒng)狀況及發(fā)展趨勢(上)
• · 未來全球能源發(fā)展趨勢
• · 2008節(jié)能減排行業(yè)發(fā)展趨勢分析
• · 新能源的種類和發(fā)展趨勢(下)

• · 能源局：將推進(jìn)天然氣電煤等價(jià)格改革
• · 增加電力能源供應(yīng)：孟新政府面臨5大挑戰(zhàn)
• · 經(jīng)濟(jì)衰退致韓國成品油和電力用量下降
• · 我國銅銦硒薄膜太陽電池中試開發(fā)取得重大進(jìn)展
• · 湖南首個(gè)晶體硅太陽能光伏示范電站建成
• · 長源電力出資3億元設(shè)立煤炭公司

• ·2008年1-10月湖南電力生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
• ·2008年1-10月湖北電力生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
• ·2008年1-10月河南電力生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
• ·2008年1-10月山東電力生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
• ·2008年1-10月江西電力生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
• ·2008年1-10月福建電力生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)