1.全球能源形勢(shì)

    近百年來(lái)，全球能源消耗基本趨于穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，呈3％指數(shù)增加(圖1，圖2)。盡管許多工業(yè)化國(guó)家能源消耗基本趨于穩(wěn)定，但大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家工業(yè)化進(jìn)程加快(如中國(guó))，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(lái)能源消耗態(tài)勢(shì)仍將以3％的速度增長(zhǎng)。

    能耗指數(shù)增長(zhǎng)所帶來(lái)的后果十分嚴(yán)重，它愈來(lái)愈快地消耗掉地球上的能源儲(chǔ)量。計(jì)算結(jié)果表明[1]，就現(xiàn)已探明的儲(chǔ)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(cè)，在下50年里，可再生能源在整個(gè)能源構(gòu)成中會(huì)占到50％。

    我國(guó)能源工業(yè)面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境保護(hù)和社會(huì)發(fā)展的重大壓力。我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，煤炭占商品能源消費(fèi)的76％，已成為我國(guó)大氣污染的主要來(lái)源。已經(jīng)探明的常規(guī)能源剩余儲(chǔ)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(shì)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(shuō)更加迫切、更具重大意義。

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

    1).光伏產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)

    國(guó)際光伏工業(yè)在過(guò)去15年平均年增長(zhǎng)率為15％。90年代后期，世界市場(chǎng)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(yáng)電池光伏組件生產(chǎn)達(dá)122MW，比96年增長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)一直在通過(guò)改進(jìn)工藝、擴(kuò)大規(guī)模和開拓市場(chǎng)等措施降低成本，并取得了巨大進(jìn)展。以美國(guó)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(guò)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(jiǎn)化，自動(dòng)化程度不斷提高；三年來(lái)；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(guó)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(jìng)爭(zhēng)促使各發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)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(yáng)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(chǎng)比1997年同期增長(zhǎng)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(shuō)，光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正在騰飛。

    歐盟科技局局長(zhǎng)Wolfgang Palz博士在第二屆國(guó)際太陽(yáng)能光伏會(huì)議(1998.7.6-10,Vienna)上，對(duì)目前光伏技術(shù)商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢(shì)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(guó)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(guó)、日本、德國(guó)也分別達(dá)到20％以上和17％以上。非晶硅薄膜電池通過(guò)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(lái)發(fā)展迅速，成為世界關(guān)注的新熱點(diǎn)。

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

    我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)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(lái)在國(guó)家科委，特別是北京市政府(科委)的支持下，對(duì)依托在北京市太陽(yáng)能研究所的國(guó)家新能源工程中心和北京太陽(yáng)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(guó)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(guó)太陽(yáng)能光伏技術(shù)研究開發(fā)的重要基地。

    我國(guó)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(guó)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(guó)太陽(yáng)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(guó)太陽(yáng)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(guó)外5－20MW生產(chǎn)規(guī)模低一個(gè)多數(shù)量級(jí)。

    ②技術(shù)水平較低。我國(guó)太陽(yáng)電池的效率較低，平均在10－13％；組件封裝水平低，工程現(xiàn)場(chǎng)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(guó)外有一定差距。

    ③專用原材料國(guó)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(guó)產(chǎn)化。國(guó)家曾將提高商業(yè)化電池效率和材料國(guó)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(guó)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(guó)外產(chǎn)品。

    ⑤市場(chǎng)發(fā)展遲緩。我國(guó)地域廣大、人口眾多，7000萬(wàn)人生活在無(wú)電地區(qū)，光伏發(fā)電的潛在市場(chǎng)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(chǎng)開拓方面，缺乏相應(yīng)的支持政策、法規(guī)、措施，投入少，市場(chǎng)發(fā)展遲緩。對(duì)比之下，國(guó)外各大公司和世界銀行對(duì)開拓中國(guó)光伏市場(chǎng)表現(xiàn)出極大興趣和熱心。例如，世界銀行通過(guò)GEF(全球環(huán)境基金)項(xiàng)目向中國(guó)贈(zèng)款2500萬(wàn)美元用于光伏市場(chǎng)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(wàn)套戶用光伏電源系統(tǒng)，價(jià)值1500萬(wàn)美元；日本、美國(guó)、歐洲的一些公司也都有過(guò)類似的贈(zèng)送和示范項(xiàng)目，這對(duì)我國(guó)光伏事業(yè)的發(fā)展無(wú)疑是起著推動(dòng)和催化作用。面對(duì)將被開發(fā)出來(lái)的巨大市場(chǎng)，我國(guó)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(shì)和展望

    預(yù)測(cè)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(chǎng)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。市場(chǎng)將逐步由邊遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村的補(bǔ)充能源向全社會(huì)的替代能源過(guò)渡。預(yù)測(cè)下世紀(jì)中頁(yè)，光伏發(fā)電成為人類的基礎(chǔ)能源之一。

    光伏的未來(lái)前景已經(jīng)被愈來(lái)愈多的國(guó)家政府和金融界(如世界銀行)所認(rèn)識(shí)。特別是97年以來(lái)許多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)紛紛制定光伏發(fā)展規(guī)劃，如美國(guó)到計(jì)劃到2010年累計(jì)安裝4.6GW(美國(guó)能源部規(guī)劃,含百萬(wàn)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(yáng)光計(jì)劃)，預(yù)計(jì)其他發(fā)展中國(guó)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(shì)

    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(guó)能源部1996年關(guān)于PV聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)格降低的發(fā)展和趨勢(shì)。

    降低成本可通過(guò)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)�？尚行匝芯縖 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(lái)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(jí)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(jí)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(chǎng)

    光伏建筑集成及并網(wǎng)發(fā)電近年來(lái)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(yáng)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(guó)際社會(huì)十分重視。國(guó)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(guó)家相繼制定了本國(guó)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(guó)宣布了“克林頓總統(tǒng)百萬(wàn)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(guó)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(huì)就業(yè)、保持和加強(qiáng)美國(guó)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(wàn)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(guó)聯(lián)合政府在歐洲百萬(wàn)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(lái)最龐大的計(jì)劃－在6年內(nèi)安裝10萬(wàn)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(wú)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(guó)引起了很大反響，對(duì)德國(guó)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(lái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最大市場(chǎng)。光伏系統(tǒng)和建筑結(jié)合將根本改變太陽(yáng)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(guò)核電

    專家分析預(yù)測(cè)，未來(lái)PV發(fā)展的年增長(zhǎng)率在20-30%之間.。按照指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律，PV將很快發(fā)展成巨大的市場(chǎng)。以整機(jī)容量計(jì)，需要30－50年就可超過(guò)核能。第二屆世界太陽(yáng)能光伏會(huì)議主席Jurgen Schmidt說(shuō):“作為全球一種能源,光伏發(fā)電在下世紀(jì)前半期將超過(guò)核電,是2030年還是2050年的最后幾年超過(guò),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(shì)，我國(guó)和許多發(fā)展中國(guó)家由于工業(yè)化速度加快，能源短缺，還會(huì)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(zhǎng)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(guò)核電，是一個(gè)有根據(jù)的預(yù)測(cè)，前提是光伏系統(tǒng)安裝成本能和核能相比。

    石油對(duì)能源的貢獻(xiàn)整整花了100年, PV從今天對(duì)能源的微小貢獻(xiàn)到未來(lái)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(yáng)能光伏發(fā)電未來(lái)具有重大的應(yīng)用背景，前景是十分光明的。降低太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本是發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電關(guān)鍵問題。

• · 2008-2010年中國(guó)太陽(yáng)能工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)
• · 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)狀況及發(fā)展趨勢(shì)(下)
• · 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)狀況及發(fā)展趨勢(shì)(上)
• · 未來(lái)全球能源發(fā)展趨勢(shì)
• · 2008節(jié)能減排行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析
• · 新能源的種類和發(fā)展趨勢(shì)(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(guó)成品油和電力用量下降
• · 我國(guó)銅銦硒薄膜太陽(yáng)電池中試開發(fā)取得重大進(jìn)展
• · 湖南首個(gè)晶體硅太陽(yáng)能光伏示范電站建成
• · 長(zhǎng)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)