中国太阳能光伏发电面临的困难与前景

　　

一、前言

 

 

据预测，2050年世界人口将增至89亿，届时的能源需求将是目前的3倍，而可再生能源要占50%，绝对地说，2050年可再生能源供应量将是现在全球能耗的2倍。中国能源界的权威人士预测，到2050年，中国能源消费中煤只能提供总能耗电的30～50%，其余50~70%将靠石油、天然气、水电、核电、生物质能和其它可再生能源。由于中国自己的油气资源、核电和水力资源都十分有限，直接地大量燃烧生物质能也将逐渐淘汰。因此如何评价中国自己的可再生能源源与利用国外能资源，对中国的能源发展战略有举足轻重的关系，表1显示在2030年以前中国能源中长期需求。

 

 

国际上普遍认为，在长期的能源战略中，太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。这是因为光伏发电有无可比拟的优点

 

（1）充分的清洁性。

 

（2）绝对的安全性。

 

（3））相对的广泛性。

 

（4）确实的长寿命和免维护性。

 

（5）初步的实用性。

 

（6）资源的充足性及潜在的经济性等。

 

 

所以当世界上第一块实用的硅太阳电池与第一座原子能电站于1954年同时在美国诞生后，王会终受到世人瞩目。但由于太阳能本身的分散性、随机性和间歇性等特点，也由于太阳能光伏电池的理论、材料和器件研究的难度，使其在近50年的发展中与原子能发电拉开了距离。但是仅美国能源部每年投入约1亿美元光伏研究发展基金，日本"新阳光计划"，欧盟"可再生能源白皮书"都把光伏作为首先发展项目。世界经济研究所早在十年前就预言光伏是21世纪高新技术角逐的前居之一。

 

 

考虑到核能的不安全性，德国和美国以及欧盟中的7个国家声明自1999年开始不再兴建新的核电站，德国有计划地逐个关闭现有的20座核电站，欧洲一些高水平的核研究机构开始转向可再生能源，因而难怪有人认为世界已进入"核冬天"时代。1998年在维也纳召开了"第二届全球光伏大会"，世界著名太阳能专家施密特教授作为大会主席，面对2000多名与会代表，满怀信心地指出："太阳能将在21世纪中取代原子能作为世界性能源，唯一的问题是在2030年实现，还是在2050年实现。"

 

 

二、中国与国际光伏发展的比较

 

 

中国从1958年开始研究先伏电池，40多年已经在中国安装了1万多千瓦各类光伏系统，从空间卫星光伏系统到地面的光伏微波中继站，光伏航标灯塔电源系统到进入千家万户的家用人阳能光伏电源系统，已经为工农业和国防建设作出一定贡献，为边远无电地区人民实现初级电气化提供了示范，已有6个工厂年产约2MW单晶硅、多晶硅和非晶硅光伏电池（参见表2中国主要太阳电池生产厂及产量表），约有40多个研究所和大专院校从事光伏电池的材料、器件和应用研究。在国家"六五"、"七五"、"八五"、"九五"科技攻关各部委立项支持下，目前我国实验室光伏电池的效率已达21%，可商业化光伏组件效率达14一15%，一般商业电池效率10~13%，与国际蓬勃发展的光伏发电相比，中国落后国际发达国家10一15年，也已明显落后于印度、台湾。

 

 

1997年世界光伏销量达124MW，比前年增长47%。1998年总销量达157MW，比1997年增长37%，在世界各种能源增长速率中，光伏雄居第一（表3显示世界各种能源发展速（表4显示光伏销售情况）。更为有意义的是，1997年美国提出"克林顿总统百万个太阳能屋顶计划"即预计到2010年美国将为100万个家庭安装太阳能屋顶，每个光伏屋顶将有3一5KM光伏并冈发电系统，有太阳时屋倾向电网供电，电表倒转；无太阳时，电网向家庭供电表正转。每月只须交"净电费"。如此，美国到2010年将需要4600MW。

 

 

日本"新阳光计划"将光伏发电作为国策，计划到2010年生产光伏电池4700MW。

 

 

欧盟"可再生能源白皮书"规定到2010年生产3700MW（欧盟3．7亿人口平均人手10W）供欧盟地区使用，另有3000MW出口，欧盟共计需要6700MW。仅以上3项政府计划已有16000MW．加上世界其它地区如澳洲、印度、东亚、拉丁美洲、中国、非洲等。预计到2010年世界光伏容量将达20000MW。

 

 

与之相应，国际上高效聚光光伏电池效率已达32%，高效平板电池效率已达25一28人各国政府正在投入巨资研究进一步提高效率，扩大生产，降低成本。目前世界最大的光伏工厂年产36MW，价格为3一4美元／WP。现在正在设计制造年产500MW／年的大工厂，力求将光伏电池售价降至1美元/Wp，届时光伏发电的成本当达到6美元／KWH，可以与火电相竞争。

 

 

三、中国光伏面临的困难

 

 

与国际蓬勃发展的光伏事业相比，中国的光伏面临以下五方面困难：

 

 

1、全国没有一个统一的国家光伏规划，仅有一些部委或地区规划恐怕是不够的。鉴于光伏发电的特别重要性，没有一个统一的国家光伏计划，就没法全面考虑以下几个问题：

（1）光伏科学的基础研究、材料研究、发展研究、应用研究，产业化研究、市场开发研究；

 

（2）光伏产业的发展规模和原材料供应；

 

（3）光伏市场的培育及建设；

 

（4）促进光伏超速发展的鼓励政策等。

 

 

2、光伏研究单位缺少资金，设备老化，科研力量流夫严重，科研成果稀少，知识创新能力薄弱。

 

 

3、生产单位缺少资金、设备陈］日、工艺技术落后、成本高、品种少、缺乏竞争力。原材料如太阳级硅原料、封装材料和浆料等都依赖进口。

 

 

4、应用单位得不到廉价的、可靠的、性能优越的光伏产品。中国尚有6千万元电人口。西藏、新疆、内蒙古等许多地方的区域供电都有极大的困难，正好是光伏发电的巨大市场。

 

 

5、太阳能光伏的科普教育和人才培养薄弱，中青年光伏人才紧缺。

 

 

四，克服困难的对策建议

 

 

造成以上困难的原因是多方面的，有外部原因和内部原囚，有上面和下面的原因。但分析中国和国际光伏发展的经验教训之后，特提出以下克服囚难的对策、建议：

 

 

（1）加强领导，统一规划，提出明确的近期、中期和远期的国家目标，2010年争取达到MMW光伏电池销售总量，相当于当时世界总量20000W的百分之一。价格目标达8一10元/WP．配备高强度投资；全面支持太阳能光伏发电的基础研究，发展应用、产业化和市场开发。

 

（2）拟订稳定的优惠政策，鼓励大规模开发利用太阳能光伏发电，率先在阳光富集而常规能源紧缺的地区如西藏等地区建设5一50MW光伏电站，对光伏独立系统和光伏并网系统郝给予立项、贷款、税收及财政补贴等方面的支持。

 

 

（3）鼓励银行和光伏企业结合，创建数个大型光伙名牌企业（每个光伏工厂年产量达10一100MW／年）和名牌产品，创立可持续发展的光伏产业，参与国际竞争。

 

 

（4）重点扶持若干个研究开发、人才培训和检测基地。由政府牵头，建成若干个产学研、科工贸群体，将国家目标和企业利益结合在一起进行运作。

 

 

5．加强国际交流和合作，大力吸收境外资金、人才和信息进入中国相应的管理部门、科研教学部11和生产应用部门。

 

 

五、结论

 

 

太阳能光伏发电是一种完全零排放的清洁能源。也是一种接近规模应用的现实能源。政府和实业界若能象重视核能那样来重视太阳能光伏发电，则完全有希望在不久的将来在中国逐步实现"到处阳光到处电"的美好理想。