光伏產業的主要問題范文

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光伏產業的主要問題

篇1

關鍵詞:太陽能電池;光伏產業;主要特點;主要問題;對策建議

中圖分類號:F426.6 文獻標識碼:A

原標題:我國太陽能電池產業發展現狀、問題及對策淺析

收錄日期:2013年10月7日

盡管隨著全球各國對可再生能源利用的重視和規劃,世界太陽能電池需求不斷增加促進了太陽能電池行業的穩定發展,我國的可再生能源規劃及信息產業政策也對行業發展起到較強的穩定作用。但是,也應該看到我國太陽能電池行業仍然處于初期發展階段,有其自身的特點。

一、我國太陽能電池出口的主要特點

(一)月度出口量逐月攀升,出口均價持續回落。2013年以來,我國太陽能電池月度出口量環比持續增加,6月當月出口5,738萬個,同比增加34.2%,環比增加9.5%。與此同時,出口均價大幅回落,6月當月為每個14.5美元,同比下跌46.8%,環比下跌9.8%。

(二)主要以一般貿易方式出口。2013年上半年,我國以一般貿易方式出口太陽能電池2億個,增加65.7%,占同期我國太陽能電池出口總量的78.6%;以加工貿易方式出口4,962萬個,增加4.2%,占19.7%。

(三)外商投資企業出口占主導。2013年上半年,我國外商投資企業出口太陽能電池1.8億個,增加58.9%,占同期我國太陽能電池出口總量的73.1%;民營企業出口6,174萬個,增加28.2%;國有企業出口597.5萬個,減少23%。

(四)對歐盟出口大幅減少,對日本等新興市場出口倍增。2013年上半年,我國對歐盟出口太陽能電池5,522萬個,減少42.5%;對日本、加拿大、韓國、中國香港和印度分別出口3,825萬、3,012萬、2,892萬、2,699萬和2,641萬個,分別增加3.6倍、1.4倍、1.1倍、1.5倍和1.4倍;上述六者合計占同期太陽能電池出口總量的81.7%。

二、我國太陽能電池出口出現量增價跌的原因

(一)國際市場需求提升拉動出口增加。隨著光伏發電成本的下降以及對清潔能源需求的上升,光伏產業正從單純依賴歐洲市場轉向全球化,日本、韓國、印度等新興市場逐漸成為需求的主要驅動力。據太陽能市場研究機構NPD Solarbuzz預測,在新興市場的帶動下,2013年上半年全球光伏需求達到15GW,較去年同期提高9%。國際市場需求提升拉動我國太陽能電池出口增加。

(二)國際市場競爭激烈迫使企業低價競爭。來自彭博社的新能源調查數據顯示,2012年全球多晶硅組件產能為60.3GW,當年全球光伏的裝機容量僅30.5GW,預計2013年全球光伏需求僅35.1GW左右。全球光伏行業產能嚴重過剩,導致市場競爭日趨激烈,目前一些德國公司在歐盟的銷售價格已低于每瓦0.58歐元。激烈的市場競爭迫使國內企業不得不維持低價競爭態勢。

三、當前我國光伏行業值得關注的主要問題

(一)光伏產品低價競爭的國際市場開拓方式遭遇困境。隨著美國和歐盟相繼對我國光伏產品進行“雙反”制裁,我國太陽能電池開拓國際市場的難度越來越大,部分企業開始寄希望于潛力巨大的日本市場來彌補。但是,與其他市場將價格因素擺在重要位置不同,日本市場更看重的是產品質量與服務,進入日本市場的門檻非常高。企業只有獲得J-PEC認證才能承接住宅屋頂光伏發電項目,而獲得JET認證才能承接大型屋頂、地面電站項目。目前,國內只有尚德、英利、天合、賽維LDK、阿特斯等少數光伏企業獲得了J-PEC或JET認證。歐、美、日的市場情況從不同的角度表明單純依靠低價競爭已經越來越難獲得穩定的國際市場份額,光伏產品拓展國際市場最終還是要依靠技術和質量作為支撐。

(二)中歐光伏價格承諾談判前景難料,部分企業暫停對歐出口。歐盟2013年6月初公布了對華光伏產品“雙反”稅率后,我國相關部門繼續加強與歐委會的溝通和談判,爭取以價格承諾方式換取歐盟不采取反傾銷措施。6月中下旬中歐雙方已連續開展了兩輪價格承諾談判,但雙方在對我輸歐光伏產品提價幅度上存在很大分歧,談判前景難料。據了解,雖然一些德國企業在歐光伏組件售價已不到每瓦0.58歐元,但歐方仍要求我國輸歐光伏組件價格不得低于每瓦0.65歐元,而我方認為每瓦0.5歐元更易接受,雙方分歧過大導致談判困難重重。由于反傾銷稅率存在極大不確定性,晶澳、英利已停止向歐洲運輸組件,正泰太陽能也計劃停止對歐出口,是否重新供貨要看中歐雙方的談判結果。

四、產業發展建議

(一)統籌國內外兩個市場。大力開拓國內市場,盡快改變產品過度依賴國外市場的不利格局。在企業層面,應加大產品研發力度,提高太陽能光伏產品轉化效率,降低成本;在國家層面,應營造良好的鼓勵國內市場發展的政策環境,使國內光伏市場進入快速發展時期。

(二)盡快制定太陽能電池標準體系。完善標準體系,推動產品認證監測制度建設美國的UL標準以及歐盟的IEC標準一直是全球光伏產業的國際通用光伏模組檢驗標準,而我國光伏產業至今還沒有統一的國家行業標準和檢測機構,標準化進程已遠遠落后于產業發展速度,導致我國光伏產品在國際競爭力明顯降低,缺少應對競爭手段。所以,應重視光伏產品和系統標準體系建設:以我國自主知識產權為基礎,結合國內產業技術實際水平,積極參與或主導制定多晶硅、硅錠/硅片、太陽能電池等產品和光伏系統相關標準;實現行業的規范化標準化發展,積極的推動產品的認證監測制度,打造中國光伏產業的優質形象;完善光伏及相關產品的質量標準的行業監管,避免劣質貼牌產品流入國際市場,推動企業加強光伏產品組件回收,推動我國光伏產業持續健康發展。

(三)加大政策扶持,促進產業快速發展。盡快出臺發展光伏產業的持政策。把對光伏產業的扶持放到更加突出的位置。從政策、立項、土地、稅收、投入等方面。給予光伏產業重點傾斜,促進其健康快速發展。一方面向上積極申請,爭取國家、省級科技、能源、高新技術產業等專項資金的支持;另一方面整合創業創新要素資源,向光伏產業傾斜。

主要參考文獻:

[1]李雷,郭焱.中國光伏產業發展現狀及若干問題的思考[J].中外能源,2010.9.

篇2

Advanced Silicon Materials

for Photovoltaic Applications

2012,422p

Hardcover

ISBN9780470661116

Sergio Pizzini著

近幾年,在太陽能光伏產業高速發展的帶動下,硅材料在光伏發電領域應用越來越廣泛,整個產業也得到了很大發展。目前,硅材料及其產品已經成為光伏產業的重要基礎原材料,是光伏產業發展的“基石”。通過化學轉化手段大規模、低成本利用硅資源發展光伏發電及光伏儲能產業,對減緩和避免化石原料日益緊張的威脅、減少碳排放及溫室效應,都能起到積極的作用,因此日益受到各國的普遍關注?,F在制約光伏發電產業發展的仍是硅材料的技術、成本等問題。這其中,硅材料在太陽能光伏發電中的應用研究至關重要。本書描述了硅作為多用途材料在光伏應用中的潛力,討論了光伏應用中如何獲得低成本的硅原料等關鍵問題,涵蓋硅材料在光伏應用中的主要問題,如薄膜硅的制造工藝、低成本原料的質量問題,研究了硅的化學性能、結構性能和電學特性技術并用計算機進行模擬的方法。

本書主要內容分為10章:1.當前和未來的社會科技發展中硅科學與技術,討論了硅的物理、化學和結構特性,介紹了在各種環境下,硅的性能和各種結構形式,及作為光子器件、輻射探測器和納米器件基板的應用。硅在光伏應用中要解決的關鍵問題之一仍然是其生產成本和硅的雜質濃度,其雜質將顯著影響光電轉換效率;2.硅的處理過程,討論分析了幾個不同的硅處理過程的方法并比較了優缺點;3.太陽能電池中硅的雜質影響;4.制作工藝和缺陷的影響 ,這兩章介紹了雜質和缺陷對硅中電子行為的影響,以及如何最小化其對光伏設備的有害影響;5.表征技術,介紹了硅的缺陷的電子理論知識,以及運用現代實驗方法檢測缺陷和測量方法;6.太陽能電池原料的分析技術,討論并分析了硅中的金屬和非金屬雜質;7.薄膜沉積過程;8.薄膜沉積過程的建模;9.薄膜硅太陽能電池,這3章致力于介紹薄膜硅和薄膜太陽能電池,并對不同的薄膜沉積過程中存在的問題進行討論,深入理解發生在宏觀和微觀尺度上的沉積過程的動力學;10.光伏應用中的硅量子效應, 廣泛討論了物理和技術方面納米硅薄膜的量子效應,展望了未來將迅速發展的基于納米晶硅襯底的下一代太陽能電池,分析了將遇到的挑戰并提出可能的解決方案。

本書作者Sergio Pizzini為米蘭比可卡大學的物理化學教授,擁有化學和電化學博士學位,他的研究領域廣泛,從固態電化學到半導體中的物理缺陷,致力于解決在光伏應用中生產和提煉硅的先進工藝。

本書適用于在該領域的博士研究生、研究人員和工程師閱讀。

楊盈瑩,助理研究員

(中國科學院半導體研究所)

篇3

關鍵詞:光伏發電;現狀;發展措施

中圖分類號:TM61文獻標識碼: A 文章編號:

隨著人口數量的快速增長,傳統化石能源(以石油、天然氣及煤炭為代表)正面臨消耗殆盡的危機,能源危機問題已經發展成為一個世界性的難題。除此之外,在使用化石能源的過程中,將會產生一系列環境污染問題,給生態失衡造成了嚴重的影響,制約了人類社會的進一步發展。尋找并開發新能源已經成為世界各國的一項重要戰略任務。眾所周知,太陽能資源不僅豐富,而且分布廣泛,同時具有環保的特點,是各國公認的清潔能源。

1.光伏發電技術

1.1光伏發電技術原理

對于光伏發電而言,太陽能電池屬于核心部分。所謂的光伏發電指的是在太陽能電池的幫助下,實現光能到電能的一系列轉化過程。光伏發電的歷史可追溯到19世紀40年代末期,科學家在科研實驗的過程中發現了光生伏打效應,奠定了太陽能電池誕生的理論基礎。太陽能電池工作原理如下:在光照條件下,其芯片PN結中的電子將會吸收光能,進入自由電子狀態,并在晶體里高速移動,由此產生的空穴也會以晶體為中心按照一定的規則圍繞移動,最終自由電子完成在N 結的聚集,而空穴完成在 P 結聚集,此時,PN結之間將會存在一個電勢差,并發揮出電源的功用。[1]

1.2光伏發電系統

光伏發電系統包括以下幾個主要部分:1)太陽能光伏電池板;2)儲電裝備;3)控制器存;4)逆變器。利用太陽能光伏電池板可實現太陽能到電能的轉換,然后再利用逆變器進行相關轉化之后,便可輸送給用戶了。

2.光伏發電的現狀

2.1光伏發電系統設備生產狀況分析

前文提到,在光伏發電系統中,太陽能光伏電池板是核心組成部分。目前,有相當數量的企業在從事相關的生產以及銷售工作??v觀世界市場,太陽能光伏電池板的年均總產量已經多年保持在4000MW以上。中國在該領域所占的份額位居世界前列。以無錫尚德公司生產情況為例。該公司的產能在327.0MW/年(2007年數據),在中國排行第一,在世界范圍內位居第三。由此可見,我國在光伏發電系統設備生產方面的巨大優勢和潛力。[2]

值得一提的是,中國在光伏發電系統的裝機容量方面遠遜于光伏電池產業。2007年,中國光伏發電系統的裝機容量僅為世界當年累計安裝量的1%。

由以上信息可以看出,我國在光伏發電系統裝機容量方面有待提高。

除了太陽能光伏電池之外,光伏控制器也是相關廠家的關注焦點。在世界范圍內比較,我國在這一領域的生產方面并不占優勢,落后于歐洲以及日本等先進地區和國家。另外,在光伏控制器的自主創新及研發方面還有待提高。

2.2光伏發電系統在我國的應用

在我國,太陽能資源不僅豐富,而且分布廣泛,整體資源占有量超過 5000兆焦/(平方米·年)。所以,中國在發展太陽能光伏發電方面具備一定的先天優勢。在我國,光伏發電的應用主要集中在下列四個方面:1)農村以及邊遠地區;2)通信和工業;3)太陽能光伏產品;4)光伏并網發電系統。近些年來,國內陸續建成了一批示范性光伏發電系統。如600W光伏提水系統,其輸出電壓為220VAC,日發電量為1.8kWh,日提水量為30m³/(20m)。又如100kw并網型光伏供電系統,其輸出電壓為220VAC,日發電量達350kWh。光伏發電產業屬于政府推動的示范性工程,其商業化應用還有很長一段路要走。[3]

2.3我國光伏發電存在的主要問題

我國光伏發電存在的主要問題有:1)在太陽能的開發方面缺乏戰略意識。政府沒有將太陽能開發作為政府的日常工作的一部分。另外,相對于常規能源建設項目而言,太陽能開發項目缺少固定的資金投入又或者資金渠道不夠通暢,同時還缺乏科學、有效的激勵政策;2)相較常規能源產業而言,新能源的開發還處于起步階段。多元化、多層次的能源結構體系尚未建立。邊遠地區的能源緊張問題仍舊存在,生態環境的持續惡化短時間內難以改變。以上問題制約了邊遠地區的進一步發展;3)和太陽能光伏發電相配套的市場運行機制(包括管理和服務兩大方面)還不完善,該領域的競爭尚處于無序、混亂狀態;4)光伏發電市場的培育度不夠,沒有形成規模產業鏈。受經濟因素和技術因素的制約,表現出了高技術含量不足的問題;5)產品質量評價標準不統一,導致光伏產品在質量方面參差不齊;6)對綜合型能源系統的投入、開發力度不夠。[4]

3.光伏發電的發展措施

太陽能光伏發電可以向農村以及邊遠地區提供滿足日常需求的非聯網電力,且成本較低。結合當地的具體情況,加大對太陽能的開發力度,可將其轉化為高品質的生活用電和工業用電。推動光伏發電事業的發展,不僅有利于脫貧致富,而且有利于維持人和環境協調發展,這對于我國可持續發展的戰略而言具有非常重要的現實意義。[5]

光伏發電的相關發展措施:1)政府應加大投入,加強引導,從而推進太陽能這一新能源的應用進程;2)結合市場規則,促進新能源產業的市場化轉變,同時對現行產業結構中的不當之處進行大刀闊斧的整改,建立起科學、規范、高效的市場運行機制;3)完善光伏發電系統相關產品的質量檢測標準,使其規范化、規模化;4)建立完善的技術培訓體系,結合實際需要培養不同層次的新能源技術人才,提高加工、應用相關的技術水平,從而獲取更大的經濟效益;5)在推廣應用過程中,切忌急躁,要穩步發展。如根據當地情況,先推廣那些技術條件已經相對成熟的光伏發電設備,同時將維修、管理、宣傳等一系列基礎工作落實到位;6)政府應制定各項優惠政策,建立高效的投融資機制,營造良好的投資環境,以此吸引國內外的人才、技術以及資金,保證光伏發電產業的可持續發展。[6]

4.光伏發電技術發展前景展望

目前,我國光伏企業的市場重心集中在歐美等發達國家和地區,為改變這一現狀,我國相繼出臺了諸多光伏補貼政策,以促進國內市場的開放與發展,相信不久的將來,我國光伏企業大有希望擺脫當下這種生產過剩的局面。國家已經明確提出了,在中東部地區建設分布式光伏發電系統的計劃,并提出了結合城市建筑的理念,所以,我國光伏產業在未來的一段時間里將會致力于分布式光伏發電和建筑光伏一體化的研究。由此可以預見,光伏產業正在由高端市場轉戰下游市場,那些生產太陽能照明設備以及屋頂太陽能的相關企業將會迎來發展的契機。光伏企業應該將主要精力投入到更高層次技術的開發、研究與應用中去,例如以下幾個方面:1)光伏并網電路的拓撲結構;2)分布式光伏發電系統的能量管理問題;3)對系統的顯示以及遠程監控技術等。與此同時,還需要提供一系列安裝維護等方面的增值服務。就目前市場而言,晶硅太陽能板仍舊同類產品中主流,但是越來越多的企業開始將人力、物力投向了對薄膜太陽能板技術的研究。同晶硅太陽能板相比,薄膜太陽能板具備了更強的高溫潮濕適應能力,因此多見于下游的建筑幕墻,造價方面也具有優勢,在制造環節所消耗的能源還不到晶硅太陽能板的1/2。在全球經濟衰退的大環境之下,薄膜太陽能板市場不見頹勢,仍在穩定增長之中。[7]

5.結語

我國幅員遼闊,擁有大量的、可利用的太陽能資源。太陽能光伏發電技術不僅是一種清潔能源技術,而且在轉換率方面也在日益提高,相信光伏產業的未來發展前景將會更好。隨著電價補貼政策的落實以及光伏發電的使用時間增加,相信在不久的將來,太陽能發電成本將會大幅下降,甚至達到和常規電價極為接近的水平。我國石油、煤炭以及天然氣等化石能源的儲量正在減少,如果不采取有效的解決措施,將來必然會陷入能源危機之中。在此背景下,開發、利用太陽能等清潔能源已經成為能源領域的一個必然發展方向。

參考文獻:

[1] 熊燕,劉鑫,馬勝紅. 中國城市規?;夥l電應用條件分析[J]. 可再生能源. 2012(01).

[2] 鄧小南. 光伏發電的未來趨勢[J]. 價值工程. 2010(21).

[3] 張立文,張聚偉,田葳,張曉紅. 太陽能光伏發電技術及其應用[J]. 應用能源技術. 2010(03).

[4] 李芬,陳正洪,成馳,蔡濤,楊宏青,申彥波. 武漢并網光伏電站性能與氣象因子關系研究[J]. 太陽能學報. 2012(08).

[5] 陶文彪,萬利. 淺談太陽能發電[J]. 科技傳播. 2011(15).

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1當前我國新能源產業的發展現狀

伴隨著國際上低碳經濟的呼聲越來越高,我國新能源產業近兩年獲得了快速的膨脹,但由于擴張的速度太快,使得新能源產業的發展陷入無序的狀態,特別是近兩年快速擴張的風電、多晶硅等新興產業出現明顯的重復建設傾向,新能源產業這種“虛熱”的狀態,不得不引起我們高度的重視。

①風電產業——失衡的產業鏈。中國風電產業在2005年《可再生能源法》實施之后,連續4年實現新增裝機容量翻番,2008年中國風電裝機1221萬kW,已占全球總裝機的10%,已成為亞洲第一、世界第四的風電大國,僅排在美國、德國、西班牙之后。但是,在競相上馬的風電項目背后,卻是微不足道的經濟效益,風電產業陷入產能過剩的尷尬境遇。截至2008年底,風電裝機容量只占到全國電力總裝機容量的1.13%,而發電量更是只占區區0.37%。同時,內蒙古約有三分之一的風電并網項目處于閑置狀態;甘肅酒泉已經投運的46萬kW風電裝機最大發電出力只能達到65%左右。國內風電產業面臨的主要問題主要集中在產能過剩、成本過高、機組質量和電網模式制約等方面。

而從風電產業的產業鏈上來講,嚴重失衡。今年上的風電項目都集中在風機制造一端,這是因為我國目前風電場建設的高歌猛進,催生了風電設備的巨大需求,使得風機制造項目一哄而上,造成了風電產業鏈的結構性失衡,所以我們說風電過熱過剩其實指的是風電產業的這種結構性過剩。國內風電整機生產企業超70家,超過全球其他地區風電設備廠商總和。目前,不僅在整機市場上存在著過多企業涌入的狀況,在葉片市場也出現了一哄而上的現象。盡管風電大小企業如雨后春筍般成立,在核心技術和關鍵零部件等方面,生產企業走的卻是清一色的引進路線。

②光伏產業——國外環保事業的打工仔。國際上新技術的發展與應用,促使太陽能發電成本大大降低,美國工業體系大約在0.21美元左右,這一數值已經相當接近于火電價格的成本。而且成本還將進一步的下降,可以預期不遠的將來光伏產業將會迎來一個爆發的增長期。我國光伏產的發展也是隨著國外的需求而近年來得到了快速發展,最近5年的年平均增長率在40%以上,其擴展主要在海外市場。按照國家制定的發展計劃,至2010年,中國光伏發電的累計安裝量將不會超過300MW,因此目前光伏產業的主要市場仍將在海外。

目前國內光伏產業上游多晶硅產業擴張迅猛,價格回落預期強烈,多晶硅行業的暴利時代將逐漸走結束。而且由于金融危機影響了下游光伏需求,許多曾出臺龐大擴產計劃的多晶硅制造商必將推遲或取消其部分后期項目,近幾年將發生無情的洗牌。下游太陽能電池制造業將擺脫多晶硅原料產能瓶頸,行業毛利率將會有所回升。

但是,中國的太陽能電池生產最主要的原料晶體硅,我國礦產儲存很少,因此不得不從歐洲和日本高價進口。加工制成太陽能電池后,再返銷回當地,這種發展模式無疑等同于擔任著國外環保事業“打工仔”的角色。

③其他產業的發展。在新能產業領域,我國太陽能熱水器產業近幾年發展迅速,產品推廣很快,目前國內太陽能熱水器安裝總量達到13284萬m3,占全球安裝總量的70%以上,產業形態也逐步走向成熟。在國際生物燃料產業化風潮的促進下,我國生物燃料產業近年發展很快,2008年中國燃料乙醇產量達到190萬t,受糧食產量制約,我國近期不再擴大以糧食為原料的燃料乙醇生產。為了擴大生物燃料來源,我國已自主開發了以甜高粱莖稈為原料生產燃料乙醇的技術(稱為甜高梁乙醇),并開展了甜高梁的種植及燃料乙醇生產試點。另外,我國也在開展纖維素制取燃料乙醇的技術研究開發,如果農林廢棄物纖維素制取燃料乙醇或合成柴油的技術實現突破,生物燃料年產量可達到上億噸,從理論上講,我國生物燃料的發展潛力還是很大的,但目前還處于起步階段,其產業化的進程還很緩慢。總體來講部分新能源細分產業在國內市場仍未完全啟動,雖然目前發展態勢來看還不錯,但是如果不加快新能源產業領域核心技術的研發與應用,以及加強行業的規范與引導,新能源產業泡沫無疑將會發展成為中國經濟將來發展的又一隱患。

2我國新能源產業發展的技術瓶頸

我國新能源企業的大多規模小,核心技術對外依存度高,關鍵設備和零部件主要靠引進,企業自主研發能力薄弱。有數據顯示我國新能源技術的專利集中在高校和科研院所,這一方面說明我國對于新能源技術研發的投資重點在高校和科研院所,同時又從另一個方面說明我國新能源企業自主研發能力低下,從而制約了我國新能源技術產業化轉化的效率和能力。當前我國新能源產業發展的技術瓶頸主要有以下幾方面:

①戰略產品缺乏核心技術大幅縮減了產業的利潤空間??傮w來說我國新能源產品的技術水平偏低,而且核心技術多依賴國外。比較有代表性的是光伏產業,目前太陽能的利用的效率主要依賴于電池的性能,而我國太陽能電池生產的上游產品最重要的專用原材料單晶硅基本都靠進口,由于前期生產過快的擴大,競爭變得異常激烈,因為缺乏核心技術,使得我國這些企業的利潤大幅下降,后期的發展不容樂觀。

②設備與制造技術落后使得新能源產業發展缺乏后勁。這個問題在風電、核電等產業都很突出。風電機組制造技術是風電發展的核心,而目前我國風電整機總體設計和關鍵零部件設計制造仍是制約我國風電產業發展的瓶頸。目前我國風電建設遠遠落后于世界發展,其主要原因是,沒有加大力度依靠國內雄厚的機電制造業基礎,吸收引進國外先進技術對風電成套設備進行自主開發。隨著世界風力發電設備制造水平提高,更大的單機容量已經是全球風能技術發展的趨勢。據了解,國外風電機組目前已達到兆瓦級,如美國主流1.5MV,丹麥主流2.0~3.0MV,在2004年的漢諾威工業博會上4.5MV的風電機組也已面世。而迄今為止,我國在這一技術上處于落后位置,尚不具備自行開發制造大型風電機組的能力,且在機組總體設計技術,特別是槳葉和控制系統及總裝等關鍵性技術上落后于歐美發達國家,且機組質量普遍不高,易出現故障,這就使國產設備的競爭力面臨嚴峻的考驗。

③新能源并網應用技術滯后形成了新能源的消費瓶頸。我國風電、光伏電站一般處于偏遠地帶后,電網負荷小,不能滿足大規模風電接人的要求,特別是近幾年隨著新能源發電裝機容量的大幅提升必然對電網提出更高的建設要求。典型的例子便是,西北、東北和華北本是我國風電資源相對豐富的地區,但這些地區大部分處于電網產業的末梢,電網基礎設施建設較為薄弱,因而難以對當地的風電資源進行充分有效利用。就全國來看,如業內人士所言,我國風電裝機容量雖然在2008年底已突破1200萬kW,但其中僅有800萬kW的裝機容量入網發電。將來新能源的發展迫切需要在電網的系統接入、并網技術標準、并網管理等方面開展突破性工作。

3對策思路

①做好新能源產業發展戰略規劃,進行超前布局。新能源是一個新興的產業,我們應該做好超前布局和規劃,為新能源產業的發展建立良好的政策環境。政府應該提前進行新能源產業發展的關鍵技術、共性技術進行攻關從戰略上提前布局,只有這樣我們的新能源產業才能克服當前發展的核心技術不足的軟肋,迎頭趕上甚至超越發達國家。

②建立起行業標準,引導規范新能源產業的發展。逐步建立和完善新能源產品的標準體系,以及質量控制體系,選擇有特色的創新能力較強的地區,發展新能源產業基地,構建比較完善的產業鏈,促進新能源產業的積聚式發展。

③加強示范與應用,推進關鍵技術與產品產業化。氫能,以燃料電池為重點,燃料電池堆、燃料電池輔助裝置、燃料電池發動機等技術,開展產業化示范,推動氫能燃料在交通運輸方面的應用。重點包括太陽能系統集成和產業化應用,重點支持能夠促進光伏發電并網發電,光伏發電的系統技術和關鍵技術的產業化;圍繞成形燃料開展能源作物的育種、繁育等高科技產業化;實施新材料高技術產業化專項等。通過關鍵技術與產品的示范與應用,從而推動這些技術產品的規?;?、商業化,帶動新能源產業的發展。

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關鍵詞:光伏產業;產能過剩;技術創新;政府補貼。

1 光伏產業的困局。

近年來我國光伏產業快速發展,已形成較為完整的光伏制造產業體系。當前的主要問題是產能嚴重過剩,市場過度依賴外需以及企業普遍經營困難。

1。1 產能嚴重過剩。

據歐盟能源研究中心(JRC)和歐洲光伏工業協會(EPIA)統計,2011年全球光伏電池產量已達到33GW,實際產能達到63GW,產能過剩率約50%。由于今后幾年全球光伏發電市場會有所增長,但增速不會太快,產能仍將嚴重過剩。我國產能增加是推動全球產能持續增長的主因,而產能過剩導致光伏組件價格大幅下跌,企業盈利薄弱甚至虧損。

1。2 市場過度依賴外需據。

2011年國際能源機構(IEA)的數據表明,我國光伏產品有近90%出口海外,銷往美國市場的產品占比約15%,而歐盟市場占比約60%[1]。受到歐洲債務危機影響,歐洲各國對光伏產業削減政府補貼,歐洲市場需求大幅下降。為了保護國內企業,2012年美國和歐盟對我國光伏產品實施“雙反”調查,在征收高額反補貼和反傾銷稅后,出口量明顯下滑。

2012年第二季度,對美國市場的出口量下降到287MW,同比下降了18。23%,較第一季度(766MW)下降了62。53%。

2012年歐盟對中國光伏產品的反傾銷調查立案范圍更廣,包括了光伏產業幾乎全部產品,其不利影響會更大。

1。3 企業普遍經營困難。

受產能過剩和國外多晶硅企業低價競爭策略影響,多晶硅市場價格快速下滑,致使我國90%以上的多晶硅企業停產,仍在維持生產的企業產能利用率也不高,虧損較為嚴重。

2011年度在美國上市的我國光伏企業凈利潤普遍由盈轉虧,同比出現大幅下滑。

2012年第一季度,在境外上市的光伏企業全部虧損。

2013年3月,因無力償還71億元巨債,全國最大的光伏公司無錫尚德太陽能公司正式宣告破產。

2 光伏產業陷入困局的原因。

2。1 過度投資是產能過剩的根本原因。

光伏產業不僅屬于戰略性新興產業,符合國家的戰略導向,而且還具有解決就業、增加稅收、拉動GDP等一系列顯著效益,這導致地方政府紛紛出臺扶持政策及補貼措施,推動光伏產業發展。

目前,我國31個省市自治區的600個城市中有300個發展光伏太陽能產業,100多個建設了光伏產業基地。地方政府為光伏產業發展提供的電費、土地和投資等補貼模式以及對環境污染的容忍,破壞了市場規律,導致企業經營風險高。

2。2 風險管理能力不足放大了行業危機。

國內光伏企業的風險管理意識薄弱、缺乏科學化的風險管理手段,導致企業的決策缺乏前瞻性,在風險來臨時企業生存受到威脅。特別是在市場需求快速回落的成長放緩期階段,重規模、輕效益、好風險的擴張模式導致光伏企業的負債率超過90%,使得企業陷入借貸危機,加劇了經營風險。無錫尚德、江西賽維、超日太陽、向日葵等光伏企業陷入困境,既有市場突變、產能過剩的外因,又有企業激進擴張而風險管理失控等累積的內因。在銀根緊縮的情況下,企業現金流吃緊。

為了?,F金流,上下游之間的應收賬款周期也在不斷拉長,相互拖欠賬款的現象較為嚴重,一旦有企業倒閉,將引發其他企業相繼倒閉,影響我國光伏產業的可持續發展。

2。3 技術水平低對外依存度高。

我國光伏產業于20世紀末興起,但原材料和市場都在國外,并且產業鏈各個環節的核心技術和關鍵設備需要依靠國外。雖然我國已成為世界最大的太陽能電池生產基地,但是光伏產業下游的發展極為緩慢,形成了與節能減排完全背離的“新能源出口、碳排放自留”現象。這導致我國光伏企業不得不選擇國際化道路,并且深受國際市場變動的牽制,存在生產成本明顯偏高,市場競爭力不強等問題。

2。4 國內市場尚未全面啟動。

我國光伏企業長期依賴國外市場,國內市場仍然沒有啟動,并且光伏發電市場缺乏政策支持,造成我國光伏產品制造與應用脫節,產業發展缺乏穩定的市場基礎。

目前,我國新能源產業發展的思路局限于對傳統能源的替代,忽視了新能源與其他產業的融合發展,造成國內有效需求不足。通過特許權招標方式啟動大型光伏發電站建設的模式不符合風電及光伏發電的特性和目前的技術水平,使得電網購買這些新能源電力極不經濟。雖然政府補貼直接給了光伏企業,有力地支持了身處困境的光伏企業,但并未有效地拉動光伏產品需求。另外,我國的智能電網建設還比較滯后,光伏市場缺少智能電網技術的有效支撐,制約了光伏產品在國內的使用。

3 中國光伏產業的發展方向。

3。1 加速啟動國內市場。

光伏企業要充分利用發達國家貿易保護形成的倒逼機制,著力擴大國內光伏發電市場,適度降低對外依存度。目前,我國光伏市場還很狹小,主要集中于西部地區部分城市和其他邊遠地區,國內市場潛力巨大。

2012年下半年,國家出臺了一系列政策支持光伏產業發展,意圖快速釋放國內需求市場,光伏企業也應該利用此次危機發展國內市場。2012年4月,財政部、科技部、國家能源局聯合了《2012年金太陽示范項目實施方案》,確定2012年金太陽示范工程總規模為1 709MW;9月,國家能源局《太陽能發電發展“十二五”規劃》,明確“十二五”期間我國太陽能發電裝機容量達到2 100萬kW,其中分布式光伏發電總裝機容量目標為1 000萬kW;國家電網在2012年10月26日《關于做好分布式發電并網服務工作的意見》,承諾免費提供分布式光伏發電接入服務,允許多余電力上網,并且全額收購多余電量。此項政策標志著光伏產業將逐漸由大型地面站建設轉向獨立、分布式工程。

2012年,我國光伏發電新增裝機量中大型荒漠電站的裝機占比為73。4%,遠高于其他類型的系統裝機量,但是西部新能源并網消納能力仍然較為薄弱。分布式光伏的應用客觀上使電能直接在用戶側消納成為可能,遠比從西部荒漠向外輸電更為經濟,尤其是符合作為補充性能源定位的光伏電能屬性。分布式發電市場容量和項目回報率均高于大型地面電站。因此,分布式示范項目是未來國內發展的重心,待分布式補貼細則出臺后,行政力量的推動將促使國內分布式市場迅速崛起。

3。2 適度多元化來降低風險。

針對多元化的光伏市場需求開發相關產品,提高產品和服務質量,實現多元化價格互補。

1)拓寬產業鏈隨著分布式光伏工程的增多,光伏企業開始嘗試往下游延伸,通過開發光伏電站來銷售產品,以商業模式創新來尋求脫困。

2)優化產品結構積極開拓薄膜電池、新概念電池等高性價比的高端光伏電池市場,從銷售光伏面板和充電器為主,轉為推出更多的光伏應用產品,如太陽能水泵、太陽能家庭供電設備等。

3)經營模式的轉變通過嘗試電子商務拓展業務,直接開通面向海外消費者的網上零售[2]。

由過去單一的產品制造商轉變成為大型工業企業及公共建筑等提供能源項目咨詢、設計、融資、建造與運營一體化的服務商,改變傳統的產業發展模式,形成新型的產業發展模式,實現節能減排、傳統能源的高效利用和可再生能源利用等綜合目標。

3。3 轉變商業模式尋找新的利潤增長點。

合理商業模式的探索是大規模發展的關鍵因素。光伏租賃是美國光伏企業一種比較成功的經營模式(以Solarcity、Sungevity為代表),可以為用戶提供光伏系統的設計、安裝和維護,通過收取客戶的租賃費,在未來20年內獲得持續穩定的現金流。租賃模式創新貫穿融資、安裝和運營環節,合理地顧及各方利益訴求。銷售電價高于光伏發電成本、日照條件好、完善的政策配套和金融體系是租賃模式在美國得以推廣的重要原因。由于光伏發電產業鏈上各個環節的成本都很高,對發電設備生產商方面來說,原材料的多晶硅、太陽能電池、光伏發電系統的制造成本高昂;對電力生產終端太陽能發電廠或是獨立的個體光伏發電系統用戶來說,設備采購、安裝、維護費用太高。利用變售為租的新商業模式可以解決下游企業的初次設備采購的成本,減弱電廠或系統使用客戶的壓力,先保證開工生產或使用,分期付款;同時形成配套的安裝維護系統,費用依然可以分期付款,以此達到雙贏的目的。

3。4 技術進步與應用創新并舉。

以技術進步推動應用創新,同時利用應用創新拉動技術進步,實現雙螺旋式的協調創新,最終化解光伏產業的發展瓶頸。

1)在技術創新方面光伏企業應加強同學校、科研機構合作,建立“產學研”合作開發平臺,共同投入資金開發更經濟、電能轉換率更高和發電成本更低的光伏產品生產技術,走集成創新和原始創新之路。

2)在應用創新方面加強應用創新,在新產業或新領域中尋找產品的新用途,從而提高效用[3]。許多光伏產品企業開始研究、生產家庭小型太陽能發電系統來代替高額的遠距離傳輸。但光伏產品不能僅局限于發電,更需要通過創新來拓寬光伏發電的應用渠道,降低太陽能路燈、太陽能交通信號燈、太陽能移動基站等產品的成本;或將光伏發電與其他營收方式相結合來降低發電成本,這種應用方式包括光伏發電與蔬菜大棚、制冷采暖、大型化工企業結合等。

4 光伏產業應對危機的對策。

4。1 加快轉變光伏企業“走出去”方式。

1)積極應訴,爭取有利結果我國政府應該積極斡旋,并對歐美“雙反”進行合理反擊。光伏企業應當在政府和行業協會的支持下,積極應訴,合理利用WTO爭端解決機制保護自身合法權益,爭取對我方有利的結果。力爭在訴訟過程中獲取市場經濟地位,同時要從規模經濟和勞動力成本兩個方面進行不存在傾銷的抗辯,在判決中爭取獲得不存在傾銷、只存在輕微傾銷或者無實質性損害的裁定。

2)到海外設廠或投資海外光伏電站這是我國光伏企業短期內規避貿易壁壘,消化龐大過剩產能的主要途徑之一。目前,我國有約20GW的產能處于過剩狀態,導致企業庫存巨大,關閉產能已成為光伏企業的無奈選擇。轉移部分產能到海外,雖然會增加企業的生產成本,但短期內可以規避貿易壁壘,也可以解決部分產能過剩的問題。

由于歐美等發達國家對于光伏產業的補貼金額較高,因此投資海外光伏電站的收益率要高于國內;同時,處于產業鏈下游的光伏電站建設和運營環節的利潤率也高于位于產業鏈中游的光伏電池生產環節;更重要的是,在海外投資和運營光伏電站可以 更 好 地 樹 立 光 伏 企 業 在 海 外 的 品 牌 和形象[4]。

3)轉戰新興光伏市場每瓦光伏產品的單價已經從2007年的超過4美元下降到現在的0。6~0。8美元,大批發展中國家也逐步具備了使用光伏產品的基礎和發展光伏產業的能力,中東、非洲和南美采購商開始涌現,東亞、東南亞、澳洲等地的新興太陽能市場也在迅速崛起。新市場的出現,一方面引發了美國、歐盟對光伏業主導權的激烈爭奪,并為此想方設法不斷打壓我國光伏企業;另一方面也給未來發展提供了契機。在此大背景下,我國光伏企業應轉變發展戰略,積極開拓新興太陽能市場以消化國內過剩的產能。

4。2 有序推進兼并整合。

我國光伏行業經過萌芽、緩慢發展和迅猛發展階段后,開始進入反思整合階段。目前,大部分企業仍在苦撐待變,大規模的兼并整合還未出現。但是隨著危機的逐步深入,不少光伏企業將面臨資金鏈斷裂、成本居高不下以及庫存難以消化的問題,部分企業破產在所難免,光伏產業的大規模整合是必然趨勢。

當前,我國已有多家企業產能在吉瓦(GW)量級以上,企業主要以組件生產制造為主,并且都是民營企業,每家企業都沒有把握能夠在市場整合中握有競爭優勢。如若僅靠企業之間的競爭進行優勝劣汰,則此過程勢必漫長且殘酷,即使勝出者也會元氣大傷,甚至可能有損我國光伏產業在全球的競爭力。特別是由于當前組件產品價格大幅下滑,企業普遍存在虧損,并且這些企業負債率較高。因此,在這個過程中,政府作為配角,在稅收、資金等方面可以提供必要的協調支持。

4。3 加快技術創新能力。

與發達國家相比,我國的光伏產業還相當落后,尤其是技術難度最高的上游產業發展比較緩慢、產業規模小,產業鏈各環節中所涉及的一些專用原材料、關鍵制造設備和標準檢測設備國產化水平很低。因此,光伏企業需要提高自主研發能力和核心競爭力,改變單純比拼價格的競爭方式,力求在復雜的國際、國內競爭環境下取得優勢。

1)建立技術創新體系。

應該重視研發平臺的建設,以新型企業、科研機構、高等院校為基礎,依據產業發展的實際情況,培育與扶持具有自主知識產權、自主知識品牌和持續創新能力的企業、科研院所,攻克當前制約產業發展的多晶硅制備的核心技術與裝備,形成以企業主體市場為導向,產學研結合的產業技術創新體系。

2)增加核心技術投入。

依照國外的成功經驗,我國在推廣分布式光伏發電行業的同時,也很可能逐漸以度電補貼替代初裝補貼模式。這就要求光伏產品組件在有限的安裝面積內實現更多的電力穩定輸出。光伏行業市場需求已經開始向高效率、大功率和低衰減率的方向轉變,這對光伏企業精細化經營、工藝升級、產品質量把控和高規格組件的設計開發能力提出了更高的標準和要求。

在具體技術方面,要重點研發清潔高效、低成本、新型的高純硅和太陽能電池生產技術,通過改進現有的制造工藝,設計新的電池結構、開發新型電池材料等方式,降低制造成本,提高光電轉換效率;還要積極發展各類薄膜太陽能電池和其他新型太陽能電池,以大幅度降低太陽能電池成本,提高電池效率。硅片企業可以把重點放在單晶、準單晶上,爭取在增加有限的成本下,較大幅度的提高電池效率。電池環節應關注開發高效電池技術,具有產業化前景的新結構電池包括選擇性發射極電池、異質結電池和背面主柵電池等。

5 完善光伏產業發展的外部環境。

5。1 優化行業競爭環境。

為避免光伏企業間的惡性競爭,必須優化光伏行業的環境。應當加強產業發展的科學管理,維護光伏行業的發展秩序;加強行業的有效引導,規避產業風險。產業主管部門應規范光伏市場,提高準入門檻,避免盲目投資,形成公平公正的市場環境[5]。

作為《扶持太陽能光伏產業若干意見》中的最重要組成部分,涉及硅棒、硅片、電池組件及薄膜太陽能等光伏全產業鏈產品的市場準入條件可能將要出臺。準入條件將從技術研發、生產規模和環保水平等多角度提出一系列量化數據,作為引導未來光伏行業良性發展的硬性指標。未來,不符合準入條件的企業或項目,將受到銀行貸款、土地審批和環評等多個方面的政策嚴控。在全行業引入準入標準,將加速光伏產業整合的步伐,并且有效推進產業升級,對光伏行業整體將產生長遠以及積極的影響。

5。2 完善光伏補貼政策。

1)改進我國的補 貼政策。

我 國應該 依據WTO反補貼規則,制定對有關行業地區或部門的法律或法規,使補貼有依據,更加公平合理。我國目前還有多種不規范的補貼類型或方式,其中一些與WTO反補貼規則相悖,或與其他國家存在明顯的差異。正是因為我國政府對光伏企業提供補貼的方式與歐美國家存在明顯的差異,造成了誤解與分歧。因此,我國光伏產業應改變補貼方式,不必局限于資金上的補貼,可以運用稅收抵免、分攤電價等補貼方式。

2)轉變補貼方式。

為提高國家投入的經濟性并使光伏發電投資者擁有合理回報,必須轉變現有光伏補貼方式,逐漸將從產品銷售、安裝等供給端進行補貼,轉向對光伏的應用端進行補貼。

如“金太陽”工程發電項目應從“事前裝機補貼”,即國家對光伏發電項目的初始投資進行的補貼,改為“事后度電補貼”,即根據實際發電量采取度電補貼的“先發電后結算”模式;分布式光伏發電項目應從補貼發電端,即每度電的補貼為光伏標桿上網電價與當地火電上網標桿電價的差值,改為補貼用戶端,即每度電的補貼為光伏標桿上網電價與當地銷售電價的差值;大型光伏電站項目從“最低價中標”模式,即通過競標將合同授給要求最低補貼的企業,改為借鑒第二價格密封拍賣理論的“低價中標次低價合同”模式,即在評標中出價最低的投標人中標,但以投標中次低價確定為補貼額[6]。

6 結語。

發展光伏產業對調整能源結構、推進能源生產和消費方式變革方面具有重要意義。我國光伏產業當前遇到的困難,既是產業發展面臨的嚴峻挑戰,也是促進產業調整升級的契機。面對光伏產業的危機,我國有關部門也出臺了一些政策和措施來拯救光伏產業,從長遠發展的角度看光伏行業的前景仍值得期待。

參考文獻:

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[2] 李鋼.基于價格競爭力的我國光伏業“雙反”對策研究[J].價格月刊,2013(1):45-47。

[3] 王維成,朱欣民.創新雙螺旋理論對我國戰略性新興產業開發的啟示[J].四川大學學報(哲學社會科學版),2012(4):128-131。

[4] 史丹,白旻.美歐“雙反”情形下中國光伏產業的危機與出路[J]。中國經貿,2012(12):15-20。

[5] 朱晉偉,孫江濤.中國光伏行業發展中的新問題及對策[J].企業經濟,2012(3):125-128。

篇6

關鍵詞:太陽能;光伏發電;應用

隨著人類對能源需求的不斷提高,近年來,人類開采不可再生能源的腳步日益加快,使得這些化石能源的存量不斷減少,以現在的這種開采狀態,在不遠的將來地球上的化石能源就會被人類消耗殆盡。在消耗能源的同時,在使用的過程中,還會排放大量的溫室氣體,對大氣造成的嚴重污染。導致全球氣候變暖,南北極冰山融化,使得海平面上升,對人類和生物的生命安全造成威脅。由此可見,開發、利用并推廣高效環保的綠色可再生能源是當務之急,太陽能作為一種可再生資源,對環境和能源的可持續發展具有重要的意義。

1、太陽能光伏發電技術發展現狀

隨著我國出臺了一系列光伏補貼政策,國內市場將逐漸被打開,光伏企業有望擺脫生產過剩的現狀。國家已經明確提出鼓勵在中東部地區建設和建筑相結合的分布式光伏發電系統,所以分布式光伏發電和建筑光伏一體化將是我國未來光伏產業的重要發展方向。雖然晶硅太陽能板仍然是市場的主流,但是很多企業也將目光投向了薄膜太陽能板技術。薄膜太陽能板相對于晶硅太陽能板而言,更能適應高溫潮濕的條件,在我國大多用于下游的建筑幕墻,生產成本低,在制造過程中使用的能源也在晶硅太陽能板的一半以下。全球經濟衰退影響時,薄膜太陽能板市場仍然穩定增長,美國的FirstSolar公司也因此成為全球最大的太陽能板生產商之一。目前,MiaSole公司將CIGS薄膜的光能轉化率提高到17%,改變了以往薄膜太陽能板轉化率低的狀況,對晶硅太陽能板提出了挑戰。

2、太陽能光伏發電技術

2.1太陽能電池

太陽能光伏發電系統由太陽能光伏電池板、儲電裝備、控制器存和逆變器構成,包含了電能變換系統和發電系統。太陽能通過太陽能光伏電池板被轉換為電能,并通過逆變器轉換后可以提供給負載用戶使用。電池和化學電池是目前商業化最成熟的太陽電池。硅基太陽電池分為晶體硅和非晶硅電池,晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池,單晶硅光伏電池雖然轉換效率高,穩定性好但是成本也比較高,多晶硅電池雖然轉換率低些,但是以其較高的性價比成為市場上最主要的光伏太陽能電池。

2.2太陽能光伏發電系統

并網光伏發電系統是指將光伏發電設備與電網連接在一起的發電系統。太陽能光伏發電設備與其他類型的發電站一樣能為公共電網提供有功電能和無功電能。光伏電池在陽光照射下產生的是直流電,需要經過相關設備變換成與公共電網頻率相同的交流電,之后再以電流源、電流源等方式把電能送入電網,所以并網系統不需要蓄電池,系統運行成本低于獨立光伏發電系統。另外,并網光伏發電系統的轉換率比獨立光伏發電系統高很多,所以發電系統的供電比較穩定,是太陽能光伏發電產業的比較合理發展方向。

3、太陽能光伏發電技術的應用

3.1 太陽能電池的功能結構

太陽能光伏技術是利用電池組件將太陽能直接轉變為電能的技術。通常所說的光伏技術也可以說是太陽能電池技術。太陽能光伏系統主要包括:太陽能電池組件、蓄電池、控制器、逆變器、照明負載等。當照明負載為直流時,則不用逆變器。太陽能電池根據所用材料的不同,還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池,其中硅太陽能電池是目前發展最成熟的,在應用中居主導地位。常用太陽電池按其材料可以分為:晶體硅電池、硫化鎘電池、硫化銻電池、砷化鎵電池、非晶硅電池、硒銦銅電池、疊層串聯電池等。太陽能電池重量輕,無活動部件,使用安全。單位質量輸出功率大,既可作小型電源,又可組合成大型電站。目前其應用已從航天領域走向各行各業,走向千家萬戶,太陽能汽車、太陽能游艇、太陽能自行車、太陽能飛機都相繼問世。然而對人類最有吸引力的是太空太陽能電站,它的建立無疑將徹底改善世界的能源狀況,人類都期待這一天的到來。

3.2 光伏發電的產品用途

光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源可以無處不在。目前,光伏發電產品主要用于三方面:為無電場合提供電源,主要為廣大無電地區居民生活生產提供電力,以及微波中繼電源等,另外,還包括一些移動電源和備用電源;太陽能日用電子產品,如各類太陽能充電器、太陽能路燈和草坪燈等;并網發電,這在發達國家已經大面積推廣實施。我國并網發電還未起步,不過2008年北京“綠色奧運”部分用電由太陽能發電和風力發電提供。我國太陽能電池應用領域在不斷擴大,已涉及農業、牧業、林業、交通運輸、通訊、氣象、石油管道、文化教育及家庭電源等諸多方面,光伏發電在解決偏僻邊遠無電地區供電及許多特殊場合用電上已起到引人注目的作用。但從總體的應用技術水平和規模上看,與工業發達國家相比還有很大的差距,主要問題是光伏系統造價偏高、系統配套工程裝備沒有產業化、應用示范不夠和公眾對太陽電池應用的巨大潛力缺乏了解,以及系統應用僅限于獨立運行,還沒有并網運行和與建筑業結合。因此,有必要加強太陽能電池應用技術研究和示范,推進產業化,拓寬應用領域和市場。

4、結束語

我國幅員遼闊,可利用的太陽能多,太陽能光伏發電技術已經大大提高了轉換率,因此光伏產業的發展前景看好。隨著電價補貼和光伏發電的使用時間增加,未來太陽能發電成本有可能降到和常規電價相近的水平。另一方面我國石油、煤炭、天然氣等不可再生能源不斷減少,太陽能等清潔能源的開發利用是未來能源發展必然的方向。

參考文獻:

篇7

西北地區應優化光伏發電布局

1.光伏產業有望成為西北部地區產業健康發展的重要支撐。光伏被越來越多的國家認定為最具發展潛力的可再生能源,也是中國能源向綠色轉型的重要產業。西北地區光伏資源豐富,大型光伏并網容量大約占全國總量的3/4。西北多數地區工農業發展滯后、經濟資源貧乏、增收渠道少。雖然風能、水能等清潔能源豐富,但分布不均,且具有較強的季節性和g歇性,因而充沛的光伏資源有望成為地方扶貧主渠道。由于水電受低溫影響大、風能不穩定性高,造成西北部這些能源資源豐富的地區反而缺電頻發。大力發展光伏發電可以實現風光互補、水光互補,穩定用電以保障落后地區充分利用當地資源優勢,加大能源密集型產業發展,促進西北地區健康發展。

2.全國光伏發電存在嚴重的結構性問題。截至2015年底,全國光伏發電累計裝機容量4318萬千瓦,“十二五”期間實現年均增長177%,已居全球第一。特別是西北地區光伏資源稟賦優異,甘肅、新疆、青海、寧夏均居前列。然而,中國光伏發電占比不及國際平均水平的1/10,不及歐洲的1/50;與此同時,“棄光”現象也十分嚴重。2015年,全國棄光電量約46.5億千瓦時,全部集中在以上四省,平均棄光率為12.6%,甘肅、新疆尤為嚴重,棄光率分別高達31%、26%,棄光電量占總量的近90%。

“棄光”現象反映了中國光伏產業發展的結構性矛盾:快速擴張的產能受到消納能力、電網建設、外送通道容量等制約,尚未實現與消費需求的有機銜接,局部產能過剩與總體供給不足并存。總體來看,這在很大程度上與中國光伏資源稟賦和生產力的逆向分布格局有關。西北地區光伏發電條件優越,卻遠離負荷中心,又難以實現就近消納。更重要的是,光伏發電規模增長過快、與電網接入規劃銜接不夠、項目布局與電力負荷分布不協調等實際問題,在客觀上加劇了這一矛盾,成為導致棄光愈演愈烈的直接原因。

3.優化西北部地區光電發展刻不容緩。第一,西北地區發電空間嚴重不足與屋頂質量差和空地少密切相關。西北地區人少且多游牧,房屋數量少,經濟落后導致房屋質量難以滿足光伏發展的需要;另外,西北地區發展光伏的空地少與中國土地資源稀缺及土地政策有關。中國耕地占比約10%-13%,林地和草地占比約50%左右,但優質草地僅占10%左右。西北是中國重要的林地和牧草地資源儲備地區,大量土地質量差且利用率低。而根據相關政策,發展光伏應主要使用未利用地,林草地轉建設用地審批非常困難;且禁止在林地和牧草地上同時建設光伏項目,要求確保盡量不毀壞原有林草植被。但實際情況是,許多光伏資源豐富的地方未利用地極少甚至沒有,而大量性質為林草地的土地已荒廢甚至寸草不生。如果不因地制宜大力發展光伏發電,土地資源和光伏資源將被大量浪費。西北地區大面積林地和牧草地由于缺少水分已處于退化或荒廢狀態,如果在這類土地上建設光伏項目,不僅能保持這些廢棄地的生態質量不下降,還可以實現廢棄土地的充分利用。如果能進一步改良生態環境,實現促進經濟發展和保護生態的共贏,將是對土地綜合利用進行的一次有益探索。

第二,自身消納能力差和電網建設滯后是西北地區棄光嚴重的主要原因。一方面,西北部地區經濟發展落后、用電量低,自身對電能的消耗能力弱;另一方面,雖然西部地區充足的光伏資源稟賦及優厚的國家扶持政策吸引了諸多發電企業,但是電網規劃及建設卻沒有跟上,導致發電建設與電網建設嚴重脫節??陀^上說,雖然加快特高壓建設對西北部經濟社會發展及全國能源轉型非常重要,應盡早規劃布局,但無論其規劃、審批還是施工建設都需要較長時間,短期內難以完成。如果能盡快在西北部地區高電能消納地加大光伏建設,實現就地消納,不僅能突破電網建設滯后的障礙,也能及時解決嚴重棄光現象,促進當地及周圍區域經濟社會發展。但西北部電能高消納地大都經濟較發達、人口多、未利用地少。在造成這些地區發電空間不足的原因中,屋頂質量和數量受經濟發展水平、人口數量、游牧生活方式等因素扭轉難度較大。但是,一些地區林草地相對占比較高,存在大量的荒廢或退化的牧草地或林地,合理利用土地空間可以成為短期內扭轉的一個突破口。因此,應該在西北部地區嘗試合理突破用地限制,合理利用廢荒的林地或牧草地發展光伏發電,促進光伏產業鏈的發展壯大,推動區域內電網基礎設施建設和運營,探索一條 “光伏+生態”共贏的發展之路。

青海海東發展光伏的重要意義

1.促進電能本土化消納,構建光伏產業鏈。青海地區光伏產業發展在全國遙遙領先,海東地區也潛力巨大。這主要歸因于其得天獨厚的資源優勢:第一,海東地區日照時間長,輻射量大,是全國太陽能資源最豐富的地區之一。年平均日照達到2708-3636小時,全年輻射量約為6200MJ/m2,是中國太陽能資源最豐富地區。第二,并網條件具有優勢。目前,海東具有750千瓦變電站2座,330千瓦變電站4座,330輸電線路23條,共1053.5公里,110千瓦變電站40座,公網110千瓦線路41條,線路長度774.6公里,35千瓦公網線路38條,線路長度443.78公里,并網優勢明顯。但是,青海地區光伏項目主要集中在海西、海南、海北等偏遠地區,在具有巨大資源優勢且消納潛力更強的海東地區并沒有得到大規模發展,以致于目前青海必須通過遠距離高壓線路將電能輸送至西寧、海東等負荷中心;而受系統調峰能力嚴重不足、電網結構相對簡單以及穩定性要求強等因素制約,遠距離輸電能力嚴重受限。如果海東能大力發展光伏本土化則可以明顯改善該現象。

從促進當地產業發展看,發展光伏發電必將帶動其他相關產業,形成比較完整的光伏產業鏈,能有效改善目前光伏配套產品遠距離運輸帶來的高成本問題;光伏產業鏈的本地化還將滋生大批制造企業,提高海東地區的電能消納能力,促進就業,增加稅收,形成經濟社會發展的良性循環。另外,海東屬于蘭西城市群,是青海的主要經濟地區,城市群一體化發展必將打破傳統行政區域間隔,實現跨省經濟聯合,增加區域內電量需求,擴大清潔電能的消納潛力。由于光伏遠距離輸電損耗比煤電還大,就近消納效益更高,像海東這類清潔能源豐富且并網條件好的地區,可以充分發揮資源優勢,就近為自身及城市群等負荷中心提供大量清潔綠色電能。

2.推動光伏扶貧政策落實,實現地區脫貧。目前,全國貧困縣592個,西部占據375個,為重點扶貧地區。而海東全區6個縣中有5個縣是國家扶貧開發重點縣,一個縣是省級扶貧開發重點縣,農村貧困人口73.87萬,占農村總人口的54%,是青海省貧困山區面積最大、貧困人口最多的地區。雖然海東地區自然條件惡劣、資源缺乏、工商業發展弱、農產品發展環境差、農民依靠農產品及其他方式增收困難、扶貧渠道少,但該地區日照條件好,具有發展光伏的資源優勢,光伏發電有望成為精準扶貧脫貧的主渠道。目前,青海光伏扶貧試點建設光伏電站共15萬千瓦,海區分配6萬千瓦。由于光伏電站投資額高,成本回收期長,技術水平要求高,青海根據本地情況,探索采用村企共建模式。即國家安排光伏資源,貧困村安排建設用地,企業負責投資。但由于青海貧困地區住房條件差,大部分地區電能消納能力弱,采用屋頂分布式發電條件有限,經濟效益差,難以吸引企業投資。如果能拓寬利用荒山荒坡、草場陽坡廢棄空地規?;l展光伏的空間,海東地區光伏產業發展潛力將十分巨大。

從實踐來看,海東地區發展光伏可以擴大扶貧脫貧經濟來源,有利于實現精準扶貧:一是獲得企業提供的土地補償款。按照目前政策,使用土地補償農牧民一次性給付約1800元/畝,海東農牧民土地擁有數量在2-20畝之間,按照每戶平均5-6畝,預計可增收1萬元左右,約相當于目前人均貧困人口5年的收入,扶貧力度相當大。二是隨著光伏產業鏈的不斷成熟,農牧民能通過在相關產業就業實現增收。三是由于在林草地上發展光伏,并不會改變原有土地的性質,牧民仍然可在該草地上放牧;而太陽能電池板的遮陽作用可提高牧草覆蓋率,改善牧草生長環境,從而增加牧業收入。四是條件和時機成熟時,農牧民可以入股合作企業,獲得穩定持續的收入來源。

3.可改善陽坡生態環境,實現土地高效利用。多個研究結果顯示:水分條件,尤其土壤水分是影響高原山地不同坡向草地分布和生長的主要因素。海東與鄰近地區海南和海西具有相似植被及自然條件特征,因此,海西、海南陽坡建設光伏的生態效果對海東地區具有參考價值。具體如下:

一是太陽能電池板遮陽后減少蒸發量可大幅提高植被覆蓋率。根據青海大學對海南州共和縣、海西州德令哈市太陽能光伏電站調查結果,電站建成后當地的日較差和年較差減少,蒸發率減少,空氣相對濕度和降水量有微量增加,土壤含水量增加10%以上;再輔以人工綠化措施,海南州示范基地植被覆蓋度由30%提高到了60%以上。二是具有防風固沙的作用。植被覆蓋度增加對于降低風速和輸沙率具有一定的作用,從而起到防風固沙、治理荒漠化的目的,光伏電站周圍也就變成了優良牧場,牧草株高和產量均比未建設光伏電站前增加了50%以上。三是減緩氣候變暖。根據對上述兩地區太陽能光伏電站對當地植被影響的調查,由于能將部分太陽能轉化成電能,使地表接收的太陽輻射降低,地表日平均溫度降低了0.049℃,這對于減緩氣候變暖具有積極的作用。

面臨的問題及政策建議

1.主要問題。第一,土地政策阻礙其高效利用。西北部地區很多地方適合發展光伏產業的土地類別多為林地和牧草地,極少有符合國家鼓勵發展光伏產業的大面積荒山荒坡等未利用地,而牧草地是禁止同時另作他用的。然而,實際情況是同類土地特征各有不同。例如,陽坡和陰坡生態特征差別很大,由于土地用途受限,這些地區的牧草地陽坡大面積退化甚至荒廢,而大量豐富的太陽能資源又因為缺少用地未被充分利用,沒有創造出應有的經濟和社會效益。該類情況不僅存在于青海|部地區,在其他一些地區也普遍存在。例如,我們在河北曲陽縣考察項目用地時,發現一片退化嚴重的草地荒地,光照資源非常適合開發建設光伏電站,但是,最終由于這塊土地性質屬于草地而被迫放棄。

第二,電網建設滯后制約電能跨省遠距離外送,造成資源浪費嚴重。西北部一些地區電網建設相對較好,但多數僅限于本地區及附近周邊地區電能消納。雖然“十二五”期間加大了電網建設,初步形成東接甘肅、南聯和西引新疆的電網,但仍難以解決區域及各省內部的電能調配問題。另外,西北部大部分地區主要依靠太陽能、風能、水能等不穩定資源發電,電網穩定性低,經常出現“發電資源豐富時期用不完,匱乏期不夠用”的現象。因此,應繼續加強該地區電網建設。一方面,西北部及周邊地區盡快實現電能互補需要遠距離輸送。水電、風電和光伏資源具有較強的季節性和時段特征,尤其是水電,在西北部地區占比極高,裝機容量占比高達70%-80%。在豐水季節,大量電能需要外送;在枯水季節,又需要從外地調配電能補充。而光伏目前在大部分西北部地區開發尚且不足,不能形成有效的水電、光電互補自調。事實上,即使未來光伏實現了長足發展,“水光互補”仍需外調煤電等穩定電能來補充;另一方面,未來大規模光伏電能外送同樣需要遠距離輸送。近年來,西北部地區新能源發展速度非???,但就地消納能力有限,如果不能有效解決電能遠距離跨省外送問題,未來將造成更多的“棄光”、“棄風”現象。電網建設相對落后導致新能源浪費的現象在西北多個地區都存在,例如,在甘肅,光伏和風能都有50%電量被棄。

第三,缺乏對光伏設施造成山坡水分影響的系統研究。盡管實地調研發現發展光伏發電對山坡陽面牧草地改善明顯,但是到目前為止,尚未獲取到關于陰陽坡蒸發量的權威數據,也沒有電池板遮陰后減少蒸發量的系統數據,以及坡度對蒸發量影響的公認數據。目前,光伏對牧草地改良作用的數據是根據少量實地調研的測算估計所得,缺少該部分更為精細化的數據支撐。

2.政策建議。一是探索土地綜合利用,合理解決光伏發展用地問題。中國牧草地主要分布在干旱、半干旱的西北區、西南區和華北區,該范圍內的多個地區太陽能資源豐富,卻有大面積陽坡由于缺水,牧草地廢棄或植被覆蓋率非常低。建議在至少不損害甚至還能改善生態的前提下,允許在退化或廢棄牧草地上進行光伏建設,合理解決規模化發展光伏需要的用地問題。探索在不改變土地原有類別基礎上,實現土地綜合高效利用的解決方案,通過提供補償、租賃或入股等方式實現牧民和光伏企業的合作。即牧民不僅可以在原有牧草地上放牧,還能額外獲取企業使用土地的補償,并可以使植被質地更加優化。但在此項工作的推進過程中,一方面,要加強對農用地的保護,嚴格把好用地轉建的審批關;另一方面,必須注意與土地所有權的農牧民充分溝通協調,避免后期利益紛爭。主要包括:土地使用方式、補償金額及補償方式等。

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關鍵詞:新能源;產業化;路徑

新能源又稱非常規能源,是指傳統能源之外的各種能源形式。常規能源即指技術上比較成熟且已被大規模利用的能源,而新能源通常是指尚未大規模利用、正在積極研究開發的能源。因此,煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規能源,而把太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能以及核能、氫能等作為新能源。我國正處于工業化進程的關鍵時期,對能源的需求逐年上升,為滿足不斷增長的能源需求、應對全球氣候變化、保證經濟可持續發展,須盡快開發和利用新能源,盡早實現新能源的產業化。

一、我國新能源產業的發展現狀

(一)我國新能源發展雖較快,但仍未形成產業化規模

近年來,我國從財政、稅收、產業政策等方面對新能源產業給予了大力扶持,使其獲得了較快發展,但與真正的產業化還相距甚遠。從總量上看,新能源的產量和消費量跟傳統能源相比仍較小,主要常規能源――煤炭的主導地位仍未改變,跟世界能源消費結構相比還有很大的提升空間(見圖1)。據國家發改委提供的資料,目前我國核電發電量只有910萬千瓦,僅占總發電量的1.9%,國際上這一比例平均在16%左右,生物質能的商品化率僅占一次能源消費的0.5%左右。

(二)部分新能源產業存在低水平重復建設現象

近年來,新能源企業雖發展迅速,但由于發展目標不明確,市場顯得無序,有些產業出現了重復建設的傾向,其中風能和光伏產業尤為嚴重。有數據顯示,目前國內企業的風機產能可達3500萬千瓦-4000萬千瓦,而國內風電場的建設速度僅能維持在年裝機容量1000萬萬千瓦-1500萬千瓦,現有整機制造企業70余家,風葉生產企業50多家,塔筒生產企業近100家,其產能遠遠超過國內市場容量。在光伏產業的多晶硅生產方面,2009年國內廠商有效供貨能力將達8萬噸-11萬噸,而預期全球有效需求只有6萬噸。2007年之前,我國只有3家多晶硅生產企業,產量不過600噸,2008年上半年有近20家企業生產多晶硅,產能高達5萬噸以上,幾乎占全世界90%以上的產能。在光伏產業鏈中,組件封裝是資金、技術門檻低、低廉勞動力密集的環節,而我國恰是在這方面發展迅速。若不及時扭轉這種低端產能的重建現象,將嚴重影響我國新能源的產業化進程。

二、我國新能源產業化面臨的主要問題

(一)核心技術缺位導致新能源運營成本居高不下,難以市場化

近年來,新能源在我國雖發展較快,但由于我們沒能掌握新能源的關鍵技術,導致該產業不具備價格優勢,使之無法市場化、產業化。以我國發展最快的風能來說,近十年來風力發電雖取得了較大進展,但風力發電所用核心部件(如當前流行的MW級風電機組)仍需進口,使得風力發電成本無法進一步降低,也在根本上阻礙了風能發電的進一步發展。此外,生物質直燃發電的鍋爐、太陽能光電所需要的多晶硅原料等高技術含量、高附加值的設備和材料基本依賴進口;新能源汽車所用的電機、電池和電控系統等核心技術也與發達國家有較大的差距,需進一步突破,由于這些關鍵零部件技術的缺失導致新能源產業規模化程度不高,使該產業的運營成本較傳統能源居高不下。居高不下的運營成本再加上市場容量的狹小嚴重阻礙了新能源產業的進一步發展。

(二)有關新能源的政策法規及協調機構缺失

目前,我國雖在太陽能、風能和氫能等新能源的開發利用方面得到較快的發展,但產業發展與政策的制度保障方面與發達國家還存在一定的差距,相關的政策相對滯后。近年來雖出臺了一系列政策,但還沒有形成體系,且政策間缺乏配套性、銜接性,特別是缺乏細則。以風能發電為例,在應用層面上,至今入網政策還不明確,所發電是入國家網還是地方網,電價如何確定等問題一直處于討論階段,沒有定論。而此類現象在太陽能發電領域也不乏存在,如不盡快解決諸如此類問題,將很難使新能源正常步入產業化軌道。在新能源的管理和推廣利用方面,我國與發達國家相比缺乏一個完善的協調機構,這也是影響我國新能源產業化不容忽視的一個重要因素。我國各地區雖設有新能源行業協會和市場中介機構,但這些機構在協調政企關系、技術推廣、關注行業動態及經驗交流等方面作用有限,沒有形成合力,需要其他組織或部門的介入,形成一個完善的協調機構。

(三)發展新能源所需資金和人才短缺

新能源產業化的關鍵在于大量資金的投入和專業化人才的儲備。從各國新能源領域的投資來看,我國的投資力度明顯低于美、日等發達國家。近年來我國在這方面的投資雖不斷加大,但仍缺口很大。造成資金短缺的主要原因之一是我國投融資體制本身存在弊端,新能源的投、融資渠道較單一,在民間和國際資本市場上的融資能力較低,影響了新能源的產業化發展。目前我國尚未建立起新能源各領域專門人才培養體系,尤其是新能源產業中涉及到材料學、電噴學、分子物理學和工業設計學及新能源管理等方面的基礎人才奇缺,這使得我們在新能源的核心技術、節能降耗及能源綜合利用等方面與歐美等發達國家還存在很大的差距,進而導致我國的新能源難以實現市場化和規?;?/p>

三、新能源產業化的路徑分析

綜上所述,新能源產業化受多種因素制約和影響,其主要因素可歸結為核心技術、資金和人才、政府政策法規及新能源的協調機構等,不難看出,這四個因素之間既相互緊密聯系,又各自發揮著獨特的舉足輕重的作用,共同推動新能源的產業化(見圖2),其中哪一方面出現問題,都將影響產業化進程。

因此,實現新能源的產業化,必須從上述四個因素著手,統籌兼顧、協同推進。具體路徑如下:

(一)加強新能源核心技術的自主研發,盡快擺脫技術受制于人的局面

核心技術的缺位已成為新能源產業化的主要掣肘,突破新能源的核心技術已成當務之急。因此,國家應首先要強化對基礎理論和基本技術研發領域的傾斜,建立國家戰略技術儲備庫。對風電產業,應盡快攻克核心零部件(如軸承、變流器、控制系統、齒輪箱等)的生產技術;對太陽能光伏產業,要盡快突破多晶硅的提純技術;對新能源汽車領域,要注重電機、電池和電控系統等核心技術及提高動力電池能量密度與充放電性能等關鍵技術的突破;對預建的智能電網領域,要加強電網調控和調度技術的研究等。我國只有突破了新能源核心技術的路徑依賴,才能從根本上降低新能源的運營成本,提高能源的綜合利用效率,使新能源盡早實現產業化。

(二)進一步加大對新能源的投、融資力度和人才引入力度

1、分步、有序地加大對新能源的投、融資力度。作為一個新興產業,新能源在研發、制造、宣傳、引進技術及推廣應用等領域,都需要投入大筆的資金,單靠企業本身很難籌集這筆資金。首先,政府要明確新能源發展的方向和重點,分步、有序地給予財政支持,同時要理清政府與企業的職責,完善財政補貼政策。其次,要進一步完善新能源產業投融資制度,促進商業銀行貸款投入,吸引民間資本進入,設立新能源投資基金,爭取風險投資基金支持,開辟國際融資渠道等。

2、強化基礎學科和基本技術領域的人才引入力度。目前我國發展新能源產業所需的基礎理論和基礎技術方面的人才十分奇缺,急需培養或引進。一是涉及到能源材料學、電噴學、分子物理學、能源化學、能源生態和工業設計學及新能源管理等方面的基礎理論人才奇缺。表現在汽車研發方面,缺乏跨行業的數據共享,各種鋼材的用料配比、鋼材耐用性和硬度,都沒有共享的平臺,風能、太陽能都需要這些基礎數據測試新能源材料的耐用性,企業只能按圖索驥,效率很低。二是涉及到新能源基本技術方面的人才奇缺,包括能源收集技術、轉換技術、儲能技術、原材料提純技術及智能電網的建設和維護等技術人才。這些基礎人才的缺乏已成為影響新能源產業化的重要瓶頸,只有建立起上述發展新能源所需的基礎人才培養體系,才有望突破這種瓶頸。

(三)盡快完善有關政策法規體系,為實現新能源產業化提供政策和制度保障

在政策法規方面,無論是發達的市場化國家還是發展中國家均制訂了各級各類以促進新能源和節能產業發展為目標的政策法規且已形成體系。借鑒國外的經驗,我國應從國家戰略高度盡快建立新能源的政策法規體系,針對各新能源企業的生產方式、工藝流程和應用推廣程度等差異應分別施以不同的政策法規。在新能源推廣方面,我國可適當借鑒德國的購電法、日本的初裝補貼法和美國的抵稅法,制定一個有利于我國新能源應用的政策規范。

(四)充分發揮新能源協調機構的作用,為促進新能源產業化搭建平臺

新能源的產業化單靠企業恐怕難以完成,如果沒有專門的機構從全局上予以協調,產業化過程很容易出現脫節的現象。因此,政府應設立專門的協調機構,從總體上協調各部門之間的關系,促進各部門、各單位協調一致的參與到新能源產業化過程中。協調機構要加強企業間及企業與科研機構間的產學研聯系,推動建立產學研、大中小企業緊密結合的技術合作創新體系,為關鍵技術攻關、分工合作開展基礎研究、技術推廣應用及經驗交流等搭建平臺,確保新能源企業風險同擔、資源共享,這樣不但可以避免各企業間無序、低水平的競爭,降低各企業研發與生產成本,還可以集中有限資源進行關鍵技術研發,不斷推動新能源的產業化進程。

參考文獻:

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[關鍵詞]太陽能;光伏發電;項目選址

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.41.067

近年來,由于經濟發展帶來的能源需求不斷增加,能源的利用形式呈現多樣性發展。日本福島核泄漏事故對核電的發展造成了嚴重的打擊,核電發展的爭議甚囂塵上,而內陸核電更是備受爭議,新能源迎來前所未有發展機遇。世界許多國家都加大了對太陽能光伏發電技術的研究,并制定了相關的法律和政策鼓勵太陽能產業的發展。然而,國內光伏產業的迅速擴張給新能源的發展帶來新的挑戰,歐美的雙反使光伏產業產能過剩的問題雪上加霜。國家雖然出臺了一系列的利好于光伏發展的政策,以促進國內的光伏發電建設,但是光伏產業的發展仍需謹慎。反觀國內光伏發電建設,特別是大型并網光伏電站的建設更應該謹慎對待,那么電站的選址工作更應該做得扎實。

1 光伏發電的特點

光伏發電項目具有無污染、占地面積大、建設周期短、系統簡單、設備占投資比例大、資源決定收益、電能質量低等特點。光伏發電無污染,對環境影響小,對于電力供應緊張、污染較嚴重的地區,適合開發光伏發電項目。但是其建設開發往往受土地和資源限制,在經濟發達地區一般很少有適合的場址,主要是因為在這些地區不但很難找到較大面積的場地,同時光資源情況也不盡如人意,達不到最低投資收益的要求。最近國家加大了對分布式光伏發電的支持力度,實現了在城市中建設光伏的愿望。而在較為偏遠的地方開發建設光伏項目,電力送出就成為光伏電站建設需要解決的首要問題,由于光伏發電電能質量較低,在電網不健全的地方常常會出現棄光伏限電的現象,影響光伏電站的效益。光伏發電項目雖然系統簡單,但是其設備約占總投資的80%,因此光伏發電項目的質量管理不容忽視。光伏發電站在選址過程中應充分結合其自身的特點,對影響電站收益的主要因素進行詳細的調查和分析。根據行業內經濟評價要求,或是本企業的測算要求,對項目進行初步測算。

2 光伏發電站開發過程

光伏發電項目的開發可分為選址階段、預可研階段、可研階段、電站建設四個階段,光伏發電項目的選址工作,按照國家及地方政府要求,并結合其本身的特點,包括光資源、現場情況勘查、土地情況、氣候資料、區域電力情況、送出線路、地方政策等方面內容的調查和分析。從而初步確定電站建設方案,進行投資估算和經濟性分析。在進一步項目論證階段,根據以上內容在核準或是備案前完成可行性研究報告、環境影響評價報告、水土保持報告、接入系統報告、土地預審、地災報告、壓覆礦情況報告等項目情況的分析報告,此階段需要對項目用地進行測繪及巖土初勘。由于光伏發電項目系統簡單、建設周期短等特點,通常項目可行性研究報告編制達到初步設計的深度,項目省略初步設計,直接開展施工圖設計配合電站建設。

3 影響光伏發電站選址的因素

光伏電站選址應該結合各要素有序進行,依次可分為三步,即決定性因素分析、邊界條件分析、固有要素分析。決定性因素包括光資源、土地情況,邊界條件包括送出條件、電力消納、交通情況、附近遮擋物等,固有因素包括地面附著物、環境要素等。首先對場址的光資源、土地等決定性因素進行調查分析,對場址初步判斷,判定場址是否可以建設光伏發電項目。其次對廠址的周邊條件進行實地踏勘,收集資料進行詳細分析,進行投資估算及經濟初評價,判定場址是否符合投資方對投資及收益的要求。最后進行場址固有信息的收集,結合前兩個階段的分析,確定光伏發電的技術方案、送出方案,制定投資概算并進行經濟評價,完成項目選址工作。

3.1 資源分析

光資源情況是場址是否有開發價值的先決因素,太陽總輻射受地理緯度、日照時數、海拔高度和大氣成分等因素的影響,太陽能資源分布特征對于電站系統的布局和太陽能利用效率非常重要。根據國家氣象局的日照輻射數據,全國大致上可分為五類地區,根據目前光伏電站建設單位投資水平,三類以上地區較適宜太陽能資源的開發,四類地區為較難開發地區,五類地區幾乎為不可能開發地區。但是如果有特殊的地方補貼政策,可以考慮開展進一步工作。

3.2 土地情況

光伏發電項目占地面積較大,土地是否可以合法使用是項目的決定性因素。光伏發電項目用地采取征地和租賃兩種形式,對于青海、新疆等西北地區的荒山、戈壁,由于土地補償費用較低,光伏發電區可采用征地方式,對于其他地區為了降低工程的前期投入成本,可探索采用租賃國有未利用土地的供地方式。光伏發電項目要求地質穩定,對于可能出現塌陷等潛在的地質災害的場址,則需慎重考慮開發光伏發電項目。

3.3 邊界條件

邊界條件包括送出條件、電力消納、交通情況、附近遮擋物、水源等。

按照國家“合理布局、就近接入、當地消納、有序推進”的總體思路,根據當地電力市場發展和能源結構調整需要,與當地電網公司(或供電公司)溝通,落實市場電力消納條件,避免電站運行中出現棄光現象。并且通過水光互補、風光互補的方式提高電能質量,以減少電網的負擔,提高電站的等效利用小時,保證項目收益。

3.4 環境要素

環境要素包括水文、大氣質量、濕度、氣象因素等。水文因素包括短時最大降雨量、積水深度、洪水水位等,直接影響光伏系統的支架系統、支架基礎的設計以及電氣設備安裝高度。大氣質量因素包括:空氣透明度、空氣內懸浮塵埃、空氣濕度等因素。前兩者主要影響實際日照輻射量,空氣內懸浮塵埃量影響光伏組件的清洗頻率,空氣濕度除了對金屬設備的腐蝕外,還存在誘發組件的PID效應,加速組件的衰減,嚴重影響發電量。氣象因素應充分考慮冰雹、沙塵暴、大雪等災害性天氣光伏發電站的影響程度。

3.5 地方政策

除了上述因素外,正確把握地方政府對光伏發電項目的鼓勵政策會使光伏發電項目的開發事半功倍。地方政府對光伏發電項目的補貼,能夠有效地提高項目本身的收益,使光資源較差的地區具備了開發價值,增加光資源稍好的地區執行的靈活度。

4 光伏電站的選址方法

光伏發電站選址可以采用以要素定點的方法,影響光伏發電項目選址的決定因素為資源和土地情況,可分為以資源定點和以土地定點兩種方法。光伏發電項目的選址可以結合兩種方法,在收集資料信息的同時,進行實地踏勘,對項目場址要素綜合分析。另外,可以根據地方政府對光伏項目的鼓勵政策,開發水光互補、風光互補、漁光互補、農光互補等特色項目,采取“以特色要素定點”的方法,在水電、風電項目附近進行選址,提高并網光伏項目的電能質量;在魚塘、特色經濟作物種植區進行有效論證,滿足光伏發電項目對土地的要求。

5 結 論

大型并網光伏發電項目的選址雖然沒有火電、核電項目的選址復雜、時間長,但是其各要素的調查分析也是一件繁復的工作。光資源和土地情況的分析是選址工作的重點,光資源決定項目收益,土地情況決定項目是否可行,邊界條件決定項目實施難度,固有要素影響項目投資,針對各要素材料的收集并結合實地踏勘,全面細致的分析是順利完成項目選址的保障。

參考文獻:

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【關鍵詞】碳中和;生態綠地;產業園

1何謂“碳中和”與“碳中和產業園”

1.1何謂“碳中和”

2020年,中國承諾將采取有效措施和政策,在2030年前實現二氧化碳的排放量達到峰值,2060年前努力實現碳中和[1]。國內許多學者研究碳中和也給出一些結論,鄧旭[2]表示“將全球的溫升穩定在一個給定的水平,即在進入大氣的溫室氣體排放與吸收的匯之間達到平衡,謂之中和”;劉磊[3]明確說碳中和的實質是應對和解決工業化過渡排放的溫室氣體所造成的氣候變化問題,其核心是關注產業園區的“節碳”和“耗碳”的中和;陳秋平[4]根據以上學者的觀點,總結出實現碳中和的方向:①力爭減低人為造成的溫室氣體的排放量;②對產業園區無法減低的碳排放量,通過研發建筑新技術等科學手段進行排除。

1.2碳中和產業園

在“碳中和”愿景下,建設“碳中和”產業園區將會成為國家重點關注的對象。因此,設計師要統籌考慮從規劃階段為園區整體設計實現“碳中和”,同時兼顧綠色生態與和諧發展的規劃理念。從設計階段提高建筑節能標準,發展光伏發電、太陽能建筑一體化,推動新技術、新模式、新業態的快速發展。本文所指碳中和產業園區是在繼承傳統產業園布局規整、功能復合、空間靈活、生態環境多樣化的基礎上,園區企業或者個人在一定時間段控制住二氧化碳的排放量,實現“節碳”和“耗碳”的中和,達到相對的“零排放”。

2碳中和目標下產業園區規劃設計策略的提出

碳中和目標下產業園作為物質上的空間場所,承載著各種創新創業活動,如何在不影響產業園持續發展的基礎上,最大限度地減少碳排放量,成為建設低碳城市和低碳經濟的重要環節,將引領未來園區建設發展的新方向。因此,在規劃設計階段,碳中和產業園應遵循四個主要策略(見圖1)。①產業園區的總體布局和功能方面,強調“圍”合式的方式,土地利用科學規劃,綜合考慮交通、服務、生產、居住和邊界等要素,提倡資源共享,優化產品結構,打造健康舒適、生活便利、資源節約和環境宜居的碳中和產業園。②產業園區的交通體系方面,以“自成網格、人車分流、相互協調”為基本理念,設計適宜步行和人行的街巷空間強化綠色步行系統,完善機動車行車路徑,在步行可達范圍內設置高品質公共生態空間,打造有趣、有留的步行系統。③產業園區的生態環境方面,提升綠地中喬木的比例,獲取最大固碳效益;選擇本地植物,降低綠地維護碳排放量;鼓勵采取屋頂綠化、垂直綠化等措施,豐富綠植形式,提升場地綠植的固碳效益;降低場地熱島強度,利用水系優化場地空間布局,形成有效的通風廊道,改善通風效果,降低建筑空調能耗。④產業園的建筑新技術方面,加強建筑技術的創新研究,如裝配式建筑、光伏建筑一體化等,著手提升綠色建筑的標準,有效減少能源消耗,降低溫室氣體排放量。

3碳中和目標下產業園區規劃設計策略的應用

本項目用地西鄰蕪湖高鐵站,東側與神山公園相望,為城市的門戶所在,基地毗鄰城市主干道弋江北路以及三條站前路,西側與軌道2號線及高鐵站地下通道相連,區位優勢得天獨厚(見圖2)。總用地面積約241畝,擬打造以視覺科技為主導產業的新型園區,以前沿科技引領行業發展,為蕪湖打造一個具有國際影響力的數字經濟新高地和互聯網科技樞紐。

3.1總圖布局

整體規劃采用圍合式布局(見圖3),設置南北兩側為生活和辦公兩個庭院,將集中公共綠地采用建筑組團串聯起來。建筑呈院落式布局,多層建筑布置在基地西側,與蕪湖站廣場形成開闊空間,擴大視線范圍;高層建筑布置在弋江北路,六棟高層辦公建筑形成序列而不統一的形態,以便科學留白增綠,保證城市有序發展。沿中央主軸線規劃公共服務核心區,連接高鐵站廣場,將這個“公共服務區域”設計成人員活動量最大的綠色出行區域,通過低碳式出行滿足園區多路徑交通方式。同時,通過對建筑群朝向的精心布置,園區取得了良好的被動節能效果,能有效利用自然通風和采光節省園區能耗。

3.2交通體系

以TOD發展模式為導向,蕪湖產業園致力于推動交通系統與土地開發協調發展,打造多層次的公共交通系統,多模式的慢行系統,以高鐵站為重點的智能交通系統,與軌道交通站點和公交站點形成無縫銜接,滿足園區市民的交通出行(見圖4)。同時結合神山公園和赭山公園的生態綠地,系統配置休閑健康設施、公共設施、景觀節點等,展現出綠色慢行的休閑生態系統,為周邊市民呈現更加綠色舒適的休閑慢道空間場所。

3.3生態綠地

生態綠地是蕪湖產業園碳中和建設中重要的生態空間和碳匯空間,它對加強城市通風、降低城市熱島效應、增加生物多樣性有顯著的作用,還能多方面提升產業園的碳匯能力和生態價值功能。蕪湖產業園以公共生活區、科研辦公區和公共服務區三者為“版塊”(見圖5);以中央綠軸為“廊道”;以北側生活庭院、南側辦公庭院、中央下沉庭院和園區口袋公園為“基質”,聯合神山公園和赭山公園,建立多源公園綠地體系,呈集合而又分散的形式,依托這一生態碳匯網絡,形成綠核、綠廊和園區口袋公園三級體系,全面提高園區高質量公共空間品質,優化景觀系統的生態效益。

3.4建筑技術

產業園區實現碳中和碳達峰,必然離不開“綠色建筑+新型技術體系及產品”,本文重點探討一下光伏玻璃在產業園區中的運用。光伏玻璃運用在建筑立面上具有美觀、透光、節能發電的優點,同時后期運營比其他能源更具優勢。蕪湖產業園公共核心區域的建筑屋頂空間(見圖6)受太陽輻射的外表面安裝光伏玻璃共2.5萬m2,通過這種分布式光伏發電的形式,公共核心服務區域每平方米能夠提供50W~60W的電量。根據《中國各地區全年太陽日照時間表》中安徽省全年日照時數為1400h~2200h,運用太陽能薄膜發電系統,每年能發電286萬kW·h,占本園區全年耗電量的10%。這種玻璃體系能夠在很大程度上解決大規模園區發展光電的時間、空間資源不足問題。

4結語