競爭
作者:劉國忱
世界各國在新能源發展的進程中規模化地開發利用太陽能並將其進行光電轉換加以輸送、存儲和消費則要複雜得多,若形成太陽能發電的巨大產業鏈還需突破一係列技術和財務瓶頸乃至思維的約束。
陽光普照大地,催生萬物形成。作為太陽係的驕子,地球上幾乎所有的重要能源均直接或間接來源於太陽之能。即使在未來的進程中,當貪婪而無節製的人類將地球上的石油、天然氣、煤炭等化石能源消耗殆盡的時候,神聖的太陽仍會無私地提供源源不斷的光能。
為迎接未來能源危機的挑戰,世界各國都製定了雄心勃勃的太陽能開發規劃。美國、歐盟,日本對太陽能發電技術的研發走在了世界前列;澳大利亞國家太陽能中心,規劃到2020年太陽能開發形成的光電轉化,可以供應整個澳大利亞的用電。毫無疑問,人類未來能源需求會主要依賴於太陽能和類似於太陽能生成的核聚變能。從本能意義上看,地球上的植物比動物和人類會更聰明地利用太陽能——它們神奇的光合作用直接將太陽能轉化為自身生存所需的生物能而無需付出任何“成本”。世界各國在新能源發展的進程中規模化地開發利用太陽能並將其進行光電轉換加以輸送、存儲和消讚則要複雜得多,若形成太陽能發電的巨大產業鏈還需突破一係列技術和財務瓶頸乃至思維的約束。資源與技術路徑
太陽能資源惠及全球。我國區域廣闊,擁有豐富的太陽能資源。全周2/3的國土麵積,每平方米太陽能輻射總量達到3350兆焦~8400兆焦,平均值為5860兆焦。每年地表(不包括水域)吸收的太陽能,約合2.4萬億噸標準煤,相當於2010年全國能耗總量30億噸的800倍!我國沙漠、沙漠化土地和潛在沙漠化土地麵積105萬平方公裏,適宜大規模地開發上網式的太陽能發電產業。有專家測算,若拿出1%的上述國土麵積,每平方公裏安裝100MWp太陽能電池,就可以安裝10億千瓦的發電規模,相當於目前全中國發電裝機的總容量。另外,隨著城市化進程的加快,我國建築物資源已穩居世界第一,全國現有建築麵積400多億平方米,屋頂麵積40多億平方米,再加上向陽的南立麵牆體10億平方米,共計約有50億平方米的可利用麵積可以作為建設安裝光伏發電之用,如果能開發利用其中的30%就可以安裝1.5億千瓦的光電容量。相當於125座2X60萬千瓦火電機組的裝機容量。
目前太陽能發電的技術路線主要有光伏發電和光熱發電。光伏發電是指利用半導體界麵的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術成本占比較高的部分是太陽能電池,作為關鍵元件的太陽能電池,經過串聯後進行封裝保護可形成大麵積的太陽電池組件,再配合上功率控製器等部件就形成了光伏發電裝置。太陽能電池分為晶體矽電池、非晶體矽電池以及化合物電池。晶體矽電池又分為單晶矽電池和多晶矽電池,適用於建造獨立的光伏電站。研製光電轉換效率較高、用材成本較低的太陽能電池,一直以來是太陽能發電的核心技術。
光熱發電是指利用太陽能聚集熱量。通過熱轉換裝置提供的蒸汽驅動汽輪機發電的技術。光熱發電的核心設備為太陽能收集裝置、集熱蓄熱裝置、特製的蒸汽發動機等。光熱發電建廠條件要求嚴格,即要光照充分、無風沙,又要有一定的水資源,以保證設備冷卻用水和清洗用水的需要。與光伏發電相比,光熱發電電力送出穩定,不存在間歇發電問題,可以規模化建設,能夠擔當電網的基礎電力負荷。造價與電價的抗爭
理論上的資源儲量令人欣喜,現實中光電轉換產業的初始成本與電價確定之間的矛唇令人憂慮。在我國,太陽能發電“成本高,獲利難”的財務瓶頸一直是光電轉換的強大攔路虎,
我國太陽能光伏發電產業發展較快,往規模上走在全球前列,但核心技術落後、產品附加值低、盈利水平弱等問題十分突出。光伏產業鏈包括矽料、矽片、電池片、電池組件、應用係統五個環節,在整個產業鏈中,矽料尤其是高純度(99.9999%以上)的矽料附加值最高。我國企業生產出口的多是純度較低的工業矽(98%~99%),價格極為低廉,在生產過程審更是高耗能、高耗水、高汙染!美國、德國和日本的公司從中國進口工業矽料,經過提純後得到的高純度多晶矽,價格昂貴並向全球出口獲取暴利。由於我國光伏產業末端光伏發電市場剛剛啟動,光伏電池組件多依賴向國外出口,這與我國風電行業形成鮮明反差,影響了光伏電池業的平衡發展和價格穩定。