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我国太阳能光伏发电发展面临问题解读

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摘要:我国太阳能光伏发电发展面临问题解读

能源是人类社会发展的重要基础。经过工业革命以来100多年的变迁,全球已形成了以煤炭、石油等化石能源为主的能源结构。目前,化石能源消费占到全部能源消费的88%。这种以化石能源为主的能源消费方式,给人类社会的可持续发展带来了很大的隐患,突出表现为资源的有限性与消费的无限性之间的矛盾,以及化石能源生产和消费对环境的影响。开发利用可再生能源已成为应对日益严峻的能源环境问题的必由之路。

光伏发电是太阳能利用的重要形式

太阳就像一颗燃烧的火球,其能量来源于其内部的热核反应,每秒钟释放的能量相当于燃烧1.32亿亿吨标煤所发出的能量,它以辐射的形式传向距其1. 5 亿公里 的地球。据测算,经过沿途的损失以及大气的吸收和反射,每年到达地球表面的能量相当于目前全球能源消费量的3.5万倍,其中只有约0.02%的能量被各类植物所吸收,太阳能利用潜力很大,是人类最重要的可再生能源资源。

光伏发电是利用半导体的光电效应将太阳能直接转化为电能的固态发电技术。与常规发电技术相比,光伏发电没有中间转换过程,发电形式极为简洁,发电过程不消耗资源,不排放温室气体、废气和废水,环境友好;没有机械旋转部件,不存在机械磨损,无噪声,发电不用冷却水;发电设备既能在无水的荒漠地带安装,也可安装在城市的屋顶和墙面,不单独占地,模块化结构,规模大小随意,运行维护和管理简单,可实现无人值守,维护成本极低。特别是太阳能取之不尽,用之不竭,光伏电池制造所需的硅资源在地壳中的含量高达26%,没有资源短缺和耗尽问题。光伏发电是最具发展前景的发电技术,也是太阳能利用的重要形式。近年来,全球光伏产业发展很快,以年均30%以上的速度快速增长,到2009年年底,全球光伏发电容量已超过2000万千瓦,光伏发电的竞争力不断提高,已成为全球最受重视的新能源发电技术。

我国太阳能光伏产业飞速发展

在2002年“送电到乡”工程的支持下,我国光伏产业迅速起步。在欧洲光伏发电市场的拉动下,我国光伏产业在2004年后飞速发展。太阳能电池产量已连续5年翻番增长,2007年到2009年电池产量连续3年居世界第一。目前,国内已有12家海外上市光伏企业,13家国内上市企业,2009年太阳能电池产量已超过400万千瓦,占世界光伏电池产量的40%。目前,我国太阳能光伏产业已形成多晶硅生产、铸锭、硅片切割、电池制造、组件封装,电站集成的完整产业链,主要生产设备国产化率不断提升,电池生产技术水平和电池转换效率不断提高,为提高光伏发电的市场竞争力作出了重要贡献。

受多晶硅材料供不应求和价格高涨的影响,近年来,我国许多企业积极投资多晶硅材料生产。通过自主研发、系统集成创新等方式,在短短的3~5年内基本掌握了高纯多晶硅材料的生产技术,使我国多晶硅产业规模迅速扩大。据初步统计,我国已投产的多晶硅企业有24家,在建的有28家,已建成项目的设计产能为4万多吨,2009年实际产量约2万吨,在建项目的设计产能为6万多吨,全部建成后可满足年生产1000万千瓦以上电池的生产需要,打破了国外长期以来对我国高纯度多晶硅生产技术的封锁。

这是十分了不起的成绩,将为我国光伏发电产业健康发展提供重要的条件。

我国光伏发电面临的主要问题

光伏发电是目前技术最为成熟的太阳能利用技术,已经在分散、小规模用电方面,如通信、道路照明、偏远地区用电等,发挥了重要的作用,目前正在向大型并网发电方向发展。光伏发电技术成熟,光伏电站建设和运行管理简单,目前,制约光伏发电规模化发展的原因主要是成本。
近年来,随着多晶硅材料价格的大幅下降,以及电池生产技术的进步和效率提高,光伏发电成本已大幅下降,如敦煌1万千瓦光伏电站的招标电价已降到了每千瓦时1.09元,但发电成本仍大大高于常规电力。光伏发电要实现规模化发展,必须大幅降低光伏发电成本,做到基本平价入网。

此外,从我国能源分布和电力市场特点看,光伏发电的市场应优先在资源缺乏且用电量大的大中城市,特别是应发展与建筑结合的分布式太阳能光伏发电系统。但这种分布太阳能光伏发电系统的建设和运行还缺乏必要的并网技术标准和管理要求,尚未建立起分布式电源接入电网运行的政策体系和运行机制。分布式光伏发电并网运行难也是制约光伏发电发展的重要因素,这也与光伏发电成本高密切相关。

推动我国光伏发电发展的主要思路

光伏发电是最具发展前景的新能源发电技术,据国内外不同的机构预测,到本世纪末,太阳能将成为人类社会的主要能源,可占到全部能源消费的约80%,但目前还难以起到主要作用。当前光伏发电发展的主要任务,应是结合解决特殊地区和特殊行业用电问题,培育必要的光伏发电市场,开展必要的试验和示范项目建设,推动光伏发电技术进步和产业发展,提高光伏发电的市场竞争力,建立适应光伏发电技术特点的电力运行管理体制。

目前,我国太阳能光伏发电利用主要有三种形式:一是大型并网光伏电站,二是与建筑结合的并网光伏发电系统,三是独立光伏发电系统。根据三种形式的不同运行特点,在太阳能资源丰富、具有荒漠和闲置土地资源的地区建设适度规模的大型并网光伏电站;在广大城镇,推广与建筑结合的分布式并网光伏发电系统;在偏远地区,结合解决无电地区人口的用电问题,推广户用光伏发电系统或建设独立小型光伏电站。2010年将在总结2009年敦煌1万千瓦光伏电站特许权项目工作的基础上,在西部太阳能资源丰富地区,继续按特许权招标方式建设更大规模的太阳能光伏电站,总建设规模将超过20万千瓦。同时,将继续开展“金太阳工程”建设,抓紧研究制定分布式光伏发电技术标准,制定分布式光伏发电系统的建设和运行管理体制。此外,将结合解决西部无电人口用电问题,建设一批户用光伏系统和独立光伏发电站,加快解决无电人口用电问题。并鼓励在通信、交通、照明等领域采用光伏电源,分散能源分散利用。

总体来看,推动光伏发电发展的任务十分艰巨,面临的挑战和制约也很大,既有技术方面的问题,也有管理体制的制约,核心是建设成本比较高。今后,必须在推动光伏发电技术进步上下更大的力气,把提高光伏发电的市场竞争力作为着力点,按照积极、有序的方式,促进光伏发电产业的持续健康发展,为建设资源节约型和环境友好型社会作出积极的贡献。

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