光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用前景廣闊

光伏發(fā)電技術(shù)已有幾十年的發(fā)展歷史，全世界的光伏實驗室也有幾百家，一直處于一種高研究、低生產(chǎn)的狀態(tài)，不乏出色的科研人才。在國內(nèi)，雖然光伏產(chǎn)業(yè)在近幾年有了很大發(fā)展，但大多技術(shù)落后、設(shè)備陳舊，而且多數(shù)是直接引進技術(shù)和人才，這個局面直接限制了我國光伏科研水平的提高。
    日本從1995年開始就已經(jīng)實施了政府對光伏發(fā)電的補助計劃，從而促使日本的光伏產(chǎn)業(yè)在后來幾年的時間里，得到了長足的發(fā)展，太陽能電池產(chǎn)量幾乎占了全球總產(chǎn)量的1/2；德國也出臺了對光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)惠政策，使光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展壯大，目前德國太陽能電池的產(chǎn)量已經(jīng)超過全球產(chǎn)量的1/4。從日本、德國的例子來看，在這個領(lǐng)域，政府的推動非常重要。現(xiàn)在，西班牙、美國各州以及其他許多發(fā)達國家都開始用政策激勵的方式大規(guī)模發(fā)展本國的光伏產(chǎn)業(yè)。中國雖然是發(fā)展中國家，但政府歷來重視新能源的開發(fā)和利用，《可再生能源法》這時候能夠出臺也是順應(yīng)了時代要求，時機選擇非常準確，充分證明了中國政府在能源和環(huán)保問題上的態(tài)度是明智的。
    他山之石，可以攻玉
    作為屋頂光伏發(fā)電工程的主角，上海市政府、江蘇省政府等無疑為國內(nèi)各省的光伏普及做了表率。但有關(guān)專家們認為，光伏發(fā)電因為成本高而無法與常規(guī)能源競爭的時候，政府采用的補貼電價、規(guī)定電網(wǎng)企業(yè)收購比例等扶持辦法，對啟動光伏發(fā)電規(guī)模市場將起到很好的帶頭、促進作用。
    其實，此種方法在國外早就有了先例。2004年，德國實施“購電法”安裝了10萬個太陽能屋頂；日本采用“補貼法”安裝了近7萬個太陽能屋頂，并計劃到2010年，安裝100萬個太陽能屋頂；此外，美國加州50%的新建住宅都要安裝太陽能屋頂；西班牙、意大利等許多發(fā)達國家先后出臺高價收購太陽能光伏電力的政策，鼓勵居民安裝太陽能屋頂。據(jù)了解，“上海十萬太陽能屋頂計劃”很可能采用日本的模式---初裝“補貼法”，這正是“他山之石，可以攻玉”之所在。
    國外的實踐證明，光伏發(fā)電的成本在技術(shù)發(fā)展的推動下，正在努力突破高成本的制約瓶頸。如果在技術(shù)和規(guī)模上再有大的突破，中國的光伏產(chǎn)業(yè)趕超日本、歐洲等國家將大有可能。有專家預(yù)測，在“十一五”期間，很可能會出現(xiàn)國外光伏產(chǎn)業(yè)鏈大規(guī)模向中國轉(zhuǎn)移的浪潮，這無疑會給中國經(jīng)濟注入新的活力因素。光伏發(fā)電有望在30年內(nèi)成為中國重要的電力能源之一。
    中國光伏，由說到做
    2008年北京奧運會提出了“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的理念，光伏發(fā)電開始融入奧運建筑。目前，環(huán)保、健康已經(jīng)成為每個中國人關(guān)注的話題。
    清華大學(xué)BP清潔能源研究和教育中心主任李鉦認為，全球問題是氣候問題，但對中國來說，常規(guī)的污染是主要問題。據(jù)了解，我國雖然不是全球最大的汽車使用國，卻是全球第二大石油消耗國。從我國單車油耗量來看，我國平均單車所耗油的實際值是2.28噸，比美國高10%～20%，比日本高出1倍。不可否認，中國正在一天天地繁榮起來，但同時環(huán)境污染也在一天天加劇。全國大多數(shù)地區(qū)較差的空氣質(zhì)量就是我們依賴煤炭、石油等燃料的恒定指示物。
    上海等城市的太陽能屋頂工程，無疑在能源應(yīng)用方面邁出了很大一步。據(jù)了解，僅上海的“十萬屋頂”并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，每年至少發(fā)電4.3億千瓦時，這不啻為一個天文數(shù)字。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，每生產(chǎn)1千瓦時電，大約需要350克左右的煤，4.3億千瓦時電就相當(dāng)于給能源緊缺的中國每年節(jié)省2萬噸左右的煤炭資源。
    由深圳市政府投資6188萬元建設(shè)的太陽能光伏電站，是目前亞洲最大的并網(wǎng)太陽能光伏電站，它的建成昭示著我國利用太陽能發(fā)電的美好前景。該電站于今年2月開始承建，8月建成發(fā)電。電站采用國際上最先進而又成熟的技術(shù)，迄今運行狀況良好，并通過業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、質(zhì)檢、供電等相關(guān)部門的驗收。電站總?cè)萘窟_1兆瓦(即MWp，太陽能光伏發(fā)電專業(yè)術(shù)語)，年發(fā)電能力約為100萬千瓦時，運行20年后仍具發(fā)電能力。專家們稱，這一電站是我國并網(wǎng)光伏發(fā)電領(lǐng)域的成功典范，填補了我國在大型并網(wǎng)光伏電站設(shè)計和建設(shè)的空白，具有里程碑式的意義。
    從《可再生能源法》的頒布到“十萬屋頂工程”的啟動，再到太陽能光伏電站的建立，中國的光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從“說”走向了“做”，把建設(shè)“綠色城市”、“可持續(xù)發(fā)展”城市真正的第一次落在了實處，也是中國太陽能發(fā)電普及應(yīng)用的添彩之筆。
    政企結(jié)合，大力普及
    據(jù)了解，在江蘇無錫市40千瓦并網(wǎng)發(fā)電工程中存在一個“怪”現(xiàn)象：作為示范項目，它的資金來源一部分是無錫市科技部門的出資，而另一部分是由排名世界第六的太陽能電力企業(yè)---江蘇尚德太陽能電力有限公司提供。而且，由于目前中國太陽能電力收購價格政策還未出臺，所以它發(fā)出來的電將作為示范電力，無需電力公司收購，無償供入公共電網(wǎng)。
    從中不難看出，在我國的太陽能電力收購價格政策出臺之前，無錫市等政府部門采用這種與大型光伏生產(chǎn)企業(yè)合作的方式，一起來推動中國太陽能發(fā)電的大規(guī)模普及，可謂用心良苦。
    據(jù)了解，除無錫市政府的太陽能電力并網(wǎng)工程外，尚德太陽能電力有限公司作為中國太陽能行業(yè)的領(lǐng)頭羊，還是上海“十萬太陽能屋頂計劃”和江蘇“一千個太陽能屋頂計劃”的主角。有關(guān)專家分析指出：中國太陽能的發(fā)展是“萬事俱備，只欠東風(fēng)”。不過從上海、江蘇等地區(qū)的“太陽能屋頂工程”來看，中國太陽能光伏普及的“東風(fēng)”已經(jīng)刮起。
    錦囊妙計，助推發(fā)展
    在8月召開的“中國電力論壇”上，美國IEEE協(xié)會的高級會員趙建華博士針對目前我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了六點建議，以實現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)的高速增長，在國際新能源領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。
    一是有關(guān)部委聯(lián)手，整合各方面資源，制定我國光伏事業(yè)的科研、生產(chǎn)、應(yīng)用和推廣方針。
    二是在《可再生能源法》獲人大通過后，一些更加細化的實施細則應(yīng)盡早出臺。制定強有力的支持、激勵政策，扶持我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如稅收的優(yōu)惠政策、對研發(fā)投資的稅收減免政策、強制并網(wǎng)規(guī)定等等。
    三是加大對光伏科研的投入，開發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的光伏技術(shù)和新產(chǎn)品。國際光伏行業(yè)的競爭歸根到底是技術(shù)的競爭，而我國目前還沒有具有國際權(quán)威性的光伏研發(fā)中心或者實驗室，這對我們參與未來的國際競爭相當(dāng)不利。以現(xiàn)有的技術(shù)為基礎(chǔ)，成立一到兩個國家級的研發(fā)中心是當(dāng)務(wù)之急。同時，在國家的資金投入方面，我們也應(yīng)該注重投入的效率、目標和時限。
    四是培養(yǎng)自己的人才。建議以國內(nèi)水平比較高的光伏生產(chǎn)基地為基礎(chǔ)，加大投入的力度，在科研、生產(chǎn)、設(shè)備等方面注重年輕人才的培養(yǎng)，爭取在3～5年培養(yǎng)出一批高水平的人才。
    五是進一步拓展光伏技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，不斷開發(fā)出新型的光伏應(yīng)用產(chǎn)品。要加快光伏的并網(wǎng)應(yīng)用工程建設(shè)，要從發(fā)展互用系統(tǒng)逐步過渡到發(fā)展并網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)；光伏發(fā)電逐步取代部分常規(guī)能源，要有一定比例要求。
    六是目前太陽能電池產(chǎn)業(yè)鏈的瓶頸在于高純硅的生產(chǎn)。希望國家在這一方面建立政策，鼓勵投資，吸引外資。目前，投資硅材料生產(chǎn)的利潤還是比較可觀的，只是初始投資金額太大，加上其他風(fēng)險，使投資落后于需求。國家的鼓勵政策可以提高投資者的信心，從而解決國內(nèi)硅材料緊缺的問題。
    克服障礙，展望未來
    光伏發(fā)電技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用面臨的障礙有：技術(shù)問題、制造問題、電力部門的結(jié)構(gòu)、標準化、融資、安裝者的教育和培訓(xùn)及市場意識或公眾接受能力。當(dāng)前需要所有相關(guān)各方共同參與，以解決不同方面的障礙。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展僅僅依靠實驗室里的優(yōu)秀科研成果還是不夠的，所有開發(fā)的技術(shù)解決辦法必須能進行產(chǎn)業(yè)處理，并在實際中得到應(yīng)用。
    我國的光伏電池技術(shù)是從60年代發(fā)展空間用太陽能電池起步的，地面用光伏電池的生產(chǎn)是從70年代初開始，主要的低成本技術(shù)及生產(chǎn)能力則在80年代中期建立起來。經(jīng)過10多年的努力，我國光伏發(fā)電技術(shù)有了很大的發(fā)展，光伏電池轉(zhuǎn)換效率不斷提高，目前單晶硅電池實驗室效率達20%，批量生產(chǎn)效率為14%，多晶硅實驗室效率為12%。到1999年，我國光伏電池的主要產(chǎn)品是單晶硅電池和非晶硅電池，多晶硅電池只限于實驗室和中試產(chǎn)品，但在2000年之后，多晶硅產(chǎn)品逐步走出實驗室，開始形成規(guī)模生產(chǎn)，目前批量生產(chǎn)效率為11%。與發(fā)達國家相比，技術(shù)差距在不斷縮小。
    隨著科技發(fā)展，預(yù)計2030年以后發(fā)電成本會繼續(xù)降低。所有技術(shù)如晶體硅、薄膜及一些新概念將會在市場上大量涌現(xiàn)。如果新概念得以成功實施，模塊的轉(zhuǎn)換效率將進一步提高。最終，光伏模塊的能源轉(zhuǎn)換率將達到30%～50%，從而使太陽輻射能可以高效地使用。安裝在陽光充足地區(qū)的1平方米最高效的光伏模塊每年將發(fā)電1000千瓦時。到2030年，光伏系統(tǒng)組件將發(fā)展成建筑物通用的部件，可以實現(xiàn)大規(guī)模的標準化的具體應(yīng)用，幾乎所有新建筑都將安裝光伏陣列，把光能轉(zhuǎn)化為電能。
    未來幾十年，傳統(tǒng)能源仍將是主要的能源，但可再生能源的使用在不斷增加，將發(fā)揮重要作用。光伏發(fā)電、風(fēng)能、生物質(zhì)能、太陽能、水電和地?zé)崮軐⒁匝a充的形式配合供應(yīng)需求。由于光伏發(fā)電具有節(jié)約成本的優(yōu)勢，因此，被認為是太陽光照充分時期供應(yīng)電力的首選。