吉林省光伏发电技术与企业发展调研成果

2023-11-28 理论教育版权反馈

【摘要】：光伏发电的市场前景吸引了一批国际知名企业或企业财团介入光伏电池制造业。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步,90年代中期进入稳步发展时期。

二、国内外光伏发电技术与重点企业

(一)世界光伏产业发展情况

1﹒世界光伏技术发展情况

晶体硅光伏电池仍然主导光伏发电市场,薄膜电池是未来太阳能电池发展的方向经过几十年的发展,人们先后研究过数十种材料的光伏电池。当前国际上最新的研发热点主要集中在低成本、高效率、高稳定性的光伏器件和光伏建筑集成应用系统等方面,并已取得了可喜的成果。但是,在光伏器件及制造技术方面,自光伏电池问世以来,晶体硅就作为基本的电池材料一直保持着主导地位,是目前国际光伏市场上的主流产品,2000年占世界光伏电池产量的80%以上。其实验室效率,单晶硅电池最高可达23﹒7%,多晶硅电池最高可达18﹒6%,工业化产品效率一般在13-15%。各种晶体硅电池技术发展情况如下:

1)澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率突破19﹒8%;

2)日本京都陶瓷公司多晶硅电池效率达到17﹒1%(12﹒5cm×12﹒5cm);

3)澳大利亚新南威尔士大学高效单晶硅电池效率已达23﹒7%;

4)德国ASE公司片状晶体硅电池效率为14﹒5%;

5)美国Astro Power(AP)公司的带状多晶硅电池效率为10﹒5%;

6)日本三洋公司的HIT晶体/非晶硅复合电池效率达18%;

7)美国、日本、德国多晶硅铸锭240kg/炉,已能规模化生产。

晶体硅太阳能电池的成本一般在2~3美元/WP,销售价格在3~4美元/WP。预计晶体硅太阳能电池的主导地位在相当长一段时期内,还将会继续保持。由硅材料加工出适合制造电池的硅片,要采用大容量的晶体生长或铸造装置和价格昂贵的多线切割机,因而硅片成本较高。研究人员正在探索用切薄硅片、扩大平面晶体或者使用聚光等方法,力争把硅片的成本降低到0﹒8美元/WP。据预测,在今后5~10年间利用这几种方法有望把硅片的成本降低到1美元/WP,并将在15~20年间将进一步降低到接近0﹒5美元/WP,这样,所生产的光伏电池组件的成本,就会从目前的3美元/WP降低到1﹒5美元/WP。随着光伏市场的发展,10年后光伏系统的价格将会降低到6美元/WP,30年之后可以进一步降低到接近3美元/WP。为实现这样的设想,高效率、低成本晶体硅光伏电池的研究开发是必须的。

薄膜电池是在廉价衬底上采用低温制备技术沉积半导体薄膜的光伏器件,材料与器件制备同时完成,工艺技术简单,便于大面积连续化生产;制备能耗低,缩短了回收期。太阳能电池实现薄膜化,大大节省了昂贵的半导体材料,具有大幅度降低成本的潜力,是当前国际上研究开发的主要方向。目前已实现产业化和正在实现产业化的有多晶化合物半导体薄膜电池(碲化镉、硒铟铜)、非晶硅薄膜电池,还有很有发展前景目前尚处于探索阶段的多晶硅薄膜电池。据估计,薄膜电池的生产成本可以随着其生产规模的扩大而降低,一旦技术上有重大突破,其成本可以降到1美元/WP以下。英国、美国和德国都在着手建设100MW规模的薄膜太阳能电池生产线。估计到2020年薄膜太阳能电池的市场份额在整个市场中的比例将超过50%。

2﹒世界光伏产业重点企业(www.chuimin.cn)

近几年全球光伏发电产业快速发展,截止到2008年底,全球太阳能发电总装量是15000兆瓦左右,我国是140兆瓦。2008年全球太阳能新装容量是5500MW(兆瓦),其中,按地区排名西班牙名列首位,新装量为2500MW,约占2008年世界新增安装量的一半。

近几年一些国际财团参与到光伏发电产业中,加速了光伏电池的产业化步伐光伏发电发展的初期主要是依靠各国政府在政策及资金方面的大力支持,现在已逐步商业化,进入了一个新的发展阶段。光伏发电的市场前景吸引了一批国际知名企业或企业财团介入光伏电池制造业。在20世纪90年代以前,介入光伏电池制造业的国际著名企业只有西门子,而现在进入该领域的大财团有荷兰壳牌石油公司、英国石油公司和美国阿莫科石油公司、阿科石油公司以及日本的京都陶瓷、夏普集团等,并且很快成为光伏发电领域的超级集团。2000年夏普的产量达50﹒4MW,居世界首位;京陶达42MW,居世界第二位;英国石油公司达41MW,居世界第三位;超过了具有20多年生产和经营光伏发电技术经验的西门子太阳能集团,成为光伏发电领域的龙头企业。这些大公司的介入,使产业化进程大大加快。预计今后10年光伏组件的生产将以每年增长20%~30%甚至更高的递增速度发展,到2010年将可能达到4 600MW/年的生产量,总装机容量将可能达到18GW。

(二)我国光伏技术与产业发展情况

1﹒中国光伏技术发展情况

我国的光伏电池技术是从60年代发展空间用太阳电池开发起步的,地面用光伏电池的生产是从七十年代初开始,主要的低成本技术及生产能力则在80年代中期建立起来。经过十多年的努力,我国光伏发电技术有了很大的发展,光伏电池转换效率不断提高,目前单晶硅电池实验室效率达20%,批量生产效率为14%,多晶硅实验室效率为12%。到1999年,我国光伏电池的主要产品是单晶硅电池和非晶硅电池,多晶硅电池只限于实验室和中试产品,但在2000年之后,多晶硅产品逐步走出实验室,开始形成规模生产,目前批量生产效率为11%。与发达国家相比,技术差距在不断缩小。

2﹒中国光伏产业发展情况

中国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步,90年代中期进入稳步发展时期。目前已进入了快速发展阶段。在“光明工程”等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下,中国光伏发电项目迅速增多,到2008年年底,全国光伏发电累计装机容量达到140兆瓦,预计2011年装机容量要达到2000兆瓦。

随着我国光伏产业的迅速发展壮大,不少地方和企业近年来积极建设兆瓦级并网光伏系统(目前主要是建筑屋顶光伏系统)和荒漠电站。据不完全统计,截止到2008年5月,全国已建和在建11个MW级并网光伏系统,大多将在2009年建成。一些光伏设备制造企业还积极探寻建设更大规模光伏发电站的机会,江苏等省份还提出制定“万个太阳能屋顶计划”。我国第十届中国太阳能光伏会议的《常州宣言》提出了非常积极的目标,力争在2015年前使光伏发电成本下降到1﹒5元/度(kWh),在10年内使光伏发电量占到全国总发电量的1%,这等于大约500亿度(kWh)的年发电量和超过4000万kW的装机量。(中国光伏发电远期规划详见下表)

表6-1　中国光伏发电中远期发展预测

数据来源:国家发改委能源研究所

3﹒我国光伏发电的发展趋势

中国新能源开发项目中,太阳能光伏发电方兴未艾。当前中国经济保持了持续增长的势头,能源动力供应仍然紧缺,而且可再生能源不足能源消费的10%。在可再生能源中,其中水电占8个百分点左右,风电、太阳能发电不足2%。预计未来10年中国政府一定会采取有力措施,加大财政扶持力度,加快光伏发电上网电价的调整,支持中国光伏发电技术的发展和产业建设,将光伏发电做为增加能源供给、提高新能源比例的重要手段之一。

吉林省光伏发电技术与企业发展调研成果

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