我國太陽能光伏發(fā)電面臨的困難與前景

一、前言

　　據(jù)預(yù)測，2050年世界人口將增至89億，屆時(shí)的能源需求將是目前的3倍，而可再生能源要占50％，絕對地說，2050年可再生能源供應(yīng)量將是現(xiàn)在全球能耗的2倍。中國能源界的權(quán)威人士預(yù)測，到2050年，中國能源消費(fèi)中煤只能提供總能耗電的30～50％，其余50~70％將靠石油、天然氣、水電、核電、生物質(zhì)能和其它可再生能源。由于中國自己的油氣資源、核電和水力資源都十分有限，直接地大量燃燒生物質(zhì)能也將逐漸淘汰。因此如何評價(jià)中國自己的可再生能源源與利用國外能資源，對中國的能源發(fā)展戰(zhàn)略有舉足輕重的關(guān)系，表1顯示在2030年以前中國能源中長期需求。

　　國際上普遍認(rèn)為，在長期的能源戰(zhàn)略中，太陽能光伏發(fā)電在太陽能熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、海洋發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等許多可再生能源中具有更重要的地位。這是因?yàn)楣夥�發(fā)電有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)

　　（1）充分的清潔性。

　　（2）絕對的安全性。

　　（3））相對的廣泛性。

　　（4）確實(shí)的長壽命和免維護(hù)性。

　　（5）初步的實(shí)用性。

　　（6）資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等。

　　所以當(dāng)世界上第一塊實(shí)用的硅太陽電池與第一座原子能電站于1954年同時(shí)在美國誕生后，王會(huì)終受到世人矚目。但由于太陽能本身的分散性、隨機(jī)性和間歇性等特點(diǎn)，也由于太陽能光伏電池的理論、材料和器件研究的難度，使其在近50年的發(fā)展中與原子能發(fā)電拉開了距離。但是僅美國能源部每年投入約1億美元光伏研究發(fā)展基金，日本“新陽光計(jì)劃”，歐盟“可再生能源白皮書”都把光伏作為首先發(fā)展項(xiàng)目。世界經(jīng)濟(jì)研究所早在十年前就預(yù)言光伏是21世紀(jì)高新技術(shù)角逐的前居之一。

　　考慮到核能的不安全性，德國和美國以及歐盟中的7個(gè)國家聲明自1999年開始不再興建新的核電站，德國有計(jì)劃地逐個(gè)關(guān)閉現(xiàn)有的20座核電站，歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)開始轉(zhuǎn)向可再生能源，因而難怪有人認(rèn)為世界已進(jìn)入“核冬天”時(shí)代。1998年在維也納召開了“第二屆全球光伏大會(huì)”，世界著名太陽能專家施密特教授作為大會(huì)主席，面對2000多名與會(huì)代表，滿懷信心地指出：“太陽能將在21世紀(jì)中取代原子能作為世界性能源，唯一的問題是在2030年實(shí)現(xiàn)，還是在2050年實(shí)現(xiàn)。”

　　二、中國與國際光伏發(fā)展的比較

　　中國從1958年開始研究先伏電池，40多年已經(jīng)在中國安裝了1萬多千瓦各類光伏系統(tǒng)，從空間衛(wèi)星光伏系統(tǒng)到地面的光伏微波中繼站，光伏航標(biāo)燈塔電源系統(tǒng)到進(jìn)入千家萬戶的家用人陽能光伏電源系統(tǒng)，已經(jīng)為工農(nóng)業(yè)和國防建設(shè)作出一定貢獻(xiàn)，為邊遠(yuǎn)無電地區(qū)人民實(shí)現(xiàn)初級電氣化提供了示范，已有6個(gè)工廠年產(chǎn)約2MW單晶硅、多晶硅和非晶硅光伏電池（參見表2中國主要太陽電池生產(chǎn)廠及產(chǎn)量表），約有40多個(gè)研究所和大專院校從事光伏電池的材料、器件和應(yīng)用研究。在國家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”科技攻關(guān)各部委立項(xiàng)支持下，目前我國實(shí)驗(yàn)室光伏電池的效率已達(dá)21％，可商業(yè)化光伏組件效率達(dá)14一15％，一般商業(yè)電池效率10~13％，與國際蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比，中國落后國際發(fā)達(dá)國家10一15年，也已明顯落后子印度、臺(tái)灣。

　　1997年世界光伏銷量達(dá)124MW，比前年增長47％。1998年總銷量達(dá)157MW，比1997年增長37％，在世界各種能源增長速率中，光伏雄居第一（表3顯示世界各種能源發(fā)展速（表4顯示光伏銷售情況）。更為有意義的是，1997年美國提出“克林頓總統(tǒng)百萬個(gè)太陽能屋頂計(jì)劃”即預(yù)計(jì)到2010年美國將為100萬個(gè)家庭安裝太陽能屋頂，每個(gè)光伏屋頂將有3一5KM光伏并岡發(fā)電系統(tǒng)，有太陽時(shí)屋傾向電網(wǎng)供電，電表倒轉(zhuǎn)；無太陽時(shí)，電網(wǎng)向家庭供電表正轉(zhuǎn)。每月只須交“凈電費(fèi)”。如此，美國到2010年將需要4600MW。

　　日本“新陽光計(jì)劃”將光伏發(fā)電作為國策，計(jì)劃到2010年生產(chǎn)光伏電池4700MW。

　　歐盟“可再生能源白皮書”規(guī)定到2010年生產(chǎn)3700MW（歐盟3．7億人口平均人手10W）供歐盟地區(qū)使用，另有3000MW出口，歐盟共計(jì)需要6700MW。僅以上3項(xiàng)政府計(jì)劃已有16000MW．加上世界其它地區(qū)如澳洲、印度、東亞、拉丁美洲、中國、非洲等。預(yù)計(jì)到2010年世界光伏容量將達(dá)20000MW。

　　與之相應(yīng)，國際上高效聚光光伏電池效率已達(dá)32％，高效平板電池效率已達(dá)25一28人各國政府正在投入巨資研究進(jìn)一步提高效率，擴(kuò)大生產(chǎn)，降低成本。目前世界最大的光伏工廠年產(chǎn)36MW，價(jià)格為3一4美元／WP。現(xiàn)在正在設(shè)計(jì)制造年產(chǎn)500MW／年的大工廠，力求將光伏電池售價(jià)降至1美元/Wp，屆時(shí)光伏發(fā)電的成本當(dāng)達(dá)到6美元／KWH，可以與火電相競爭。

　　三、中國光伏面臨的困難

　　與國際蓬勃發(fā)展的光伏事業(yè)相比，中國的光伏面臨以下五方面困難：

　　1、全國沒有一個(gè)統(tǒng)一的國家光伏規(guī)劃，僅有一些部委或地區(qū)規(guī)劃恐怕是不夠的。鑒于光伏發(fā)電的特別重要性，沒有一個(gè)統(tǒng)一的國家光伏計(jì)劃，就沒法全面考慮以下幾個(gè)問題：

　　（1）光伏科學(xué)的基礎(chǔ)研究、材料研究、發(fā)展研究、應(yīng)用研究，產(chǎn)業(yè)化研究、市場開發(fā)研究；

　　（2）光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和原材料供應(yīng)；

　　（3）光伏市場的培育及建設(shè)；

　　（4）促進(jìn)光伏超速發(fā)展的鼓勵(lì)政策等。

　　2、光伏研究單位缺少資金，設(shè)備老化，科研力量流夫嚴(yán)重，科研成果稀少，知識(shí)創(chuàng)新能力薄弱。

　　3、生產(chǎn)單位缺少資金、設(shè)備陳］日、工藝技術(shù)落后、成本高、品種少、缺乏競爭力。原材料如太陽級硅原料、封裝材料和漿料等都依賴進(jìn)口。

　　4、應(yīng)用單位得不到廉價(jià)的、可靠的、性能優(yōu)越的光伏產(chǎn)品。中國尚有6千萬元電人口。西藏、新疆、內(nèi)蒙古等許多地方的區(qū)域供電都有極大的困難，正好是光伏發(fā)電的巨大市場。

　　5、太陽能光伏的科普教育和人才培養(yǎng)薄弱，中青年光伏人才緊缺。

　　四，克服困難的對策建議

　　造成以上困難的原因是多方面的，有外部原因和內(nèi)部原囚，有上面和下面的原因。但分析中國和國際光伏發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之后，特提出以下克服囚難的對策、建議：

　　（1）加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一規(guī)劃，提出明確的近期、中期和遠(yuǎn)期的國家目標(biāo)，2010年?duì)幦∵_(dá)到MMW光伏電池銷售總量，相當(dāng)于當(dāng)時(shí)世界總量20000W的百分之一。價(jià)格目標(biāo)達(dá)8一10元/WP．配備高強(qiáng)度投資；全面支持太陽能光伏發(fā)電的基礎(chǔ)研究，發(fā)展應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化和市場開發(fā).

　　（2）擬訂穩(wěn)定的優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)大規(guī)模開發(fā)利用太陽能光伏發(fā)電，率先在陽光富集而常規(guī)能源緊缺的地區(qū)如西藏等地區(qū)建設(shè)5一50MW光伏電站，對光伏獨(dú)立系統(tǒng)和光伏并網(wǎng)系統(tǒng)郝給予立項(xiàng)、貸款、稅收及財(cái)政補(bǔ)貼等方面的支持。

　　（3）鼓勵(lì)銀行和光伏企業(yè)結(jié)合，創(chuàng)建數(shù)個(gè)大型光伙名牌企業(yè)（每個(gè)光伏工廠年產(chǎn)量達(dá)10一100MW／年）和名牌產(chǎn)品，創(chuàng)立可持續(xù)發(fā)展的光伏產(chǎn)業(yè)，參與國際競爭。

　　（4）重點(diǎn)扶持若干個(gè)研究開發(fā)、人才培訓(xùn)和檢測基地。由政府牽頭，建成若干個(gè)產(chǎn)學(xué)研、科工貿(mào)群體，將國家目標(biāo)和企業(yè)利益結(jié)合在一起進(jìn)行運(yùn)作。

　　5．加強(qiáng)國際交流和合作，大力吸收境外資金、人才和信息進(jìn)入中國相應(yīng)的管理部門、科研教學(xué)部11和生產(chǎn)應(yīng)用部門。

　　五、結(jié)論

　　太陽能光伏發(fā)電是一種完全零排放的清潔能源。也是一種接近規(guī)模應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)能源。政府和實(shí)業(yè)界若能象重視核能那樣來重視太陽能光伏發(fā)電，則完全有希望在不久的將來在中國逐步實(shí)現(xiàn)“到處陽光到處電”的美好理想。