中国可再生能源学会理事长、国务院参事 ■ 石定寰
编者按:《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》已经发布,其中涉及到了可再生能源发展的总目标,但只是一个“粗线条”。《可再生能源十二五规划》也即将发布,在新的形势下,尤其在日本大地震造成核电危机之后,重新审视核电与可再生能源发展规划十分必要。中国作为世界光伏产量第一大国和应用小国,光伏产业发展规划显得尤为重要。中国可再生能源学会理事长、国务院参事石定寰日前在国务院参事会议上向国务院领导汇报工作后,特撰此文,本刊独家发表,以飨读者。
2009年,我国向国际社会郑重承诺,到2020年,我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右,单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%~45%。这两个指标成为我国近中期国民经济社会发展的约束性指标,确定了未来10年我国所面临的对外争取发展空间、对内向低碳经济转型的双重艰巨任务,同时也对未来我国可再生能源的发展规模和节奏提出了更高的期望和要求。为了确保国民经济社会发展目标的实现,“十二五”将成为我国经济转型和能源结构调整的关键时期,也将成为我国新能源和可再生能源发展的关键时期。
太阳能光伏发电不受能量来源、制造材料和发展空间的限制,是我国未来非化石能源和替代能源的主体。世界上水能、风能和生物质能经济可开发资源是有限的,大约只有8TW,而太阳能的经济可开发资源高达600TW,是唯一能够保证人类未来需求的能量来源;太阳电池的制造材料硅在地壳中的含量高达26%,没有资源短缺和耗尽问题;光伏发电属于固态发电,没有转动部件,发电不用水,能够方便地与建筑结合,规模大小随意,建设周期短,可以直接安装在负荷中心,就地发电,就地使用;太阳能光伏发电无污染、零排放,不存在任何安全隐患,建设运行十分简单,可以做到无人值守;太阳能光伏发电的发展几乎不受安装空间、资源条件和远距离输电的限制,发展潜力巨大,是我国发展非化石能源和未来替代能源的主体,是我国能源可持续发展战略的重要组成部分,也是保障我国减排目标和非化石能源比例实现的重要途径。
光伏产业是资金和技术密集型产业,涉及基础材料、电子信息、装备制造、城市建设、荒漠改造和利用、新农村建设、国际贸易和海外出口等社会生产生活的诸多领域。光伏产业的发展可以带动大量资金、技术和劳动投入,能为相关装备制造和原材料工业创造很大的市场空间,能够增加众多的高端就业机会,是重要的战略性新兴产业,对经济发展和社会就业具有较强的拉动效应。
欧盟、美国和日本都制定了2020年和2050年太阳能发电技术和产业发展目标, 按照理想发展模式,到2020年光伏发电占欧洲电力需求量的比例将从目前的<2%提高至12%,累计光伏装机达到4亿千瓦, 美国计划到2020年光伏装机达到3亿千瓦,占美国电力需求的10%,德国国土面积仅有中国的3.7%,2010年当年光伏装机800万千瓦,累计装机已经达到1800万千瓦,光伏发电量占德国电力需求的2%,计划到2020年使光伏装机达到4200万千瓦,光伏发电将占德国总电力需求的10%。 2010年4月,欧盟发布了“可再生能源思考-2050”(RE Thinking 2050),提出到2050年欧洲的能源供给100%来自可再生能源(不包括核能),实现常规能源到可再生能源的全面替代,届时光伏发电量将占到欧洲电力需求的30%。 从世界范围看,光伏发电在未来会有持续稳定的增长。
在国际市场的拉动下,中国的光伏制造业近年来得到了快速发展,产业规模迅速扩大,生产成本世界最低,技术水平国际领先,产品广销国际市场。自2002年以来,连续多年以100%以上的年增长率快速发展, 2007~2010年连续四年产量世界第一,2010年产量为8000兆瓦,占到世界总产量的50%。 截止到2010年底,我国共有光伏电池生产企业123家,已有16家企业在海外上市,16家企业在国内上市,全行业产值3000亿元,全产业链就业人数30万。
产业发展带动技术进步,我国光伏生产设备也已经从过去全部引进达到现在70%的国产化率。我国高纯多晶硅生产也已经取得重大技术突破,2010年产量为45000吨,多晶硅材料自给率从2007年的10%提高到2010年的50%,预计在3年内我国多晶硅材料可以基本自给。
国内光伏市场的发展还比较缓慢,2010年国内新增光伏装机容量达到50万千瓦,累计装机达到80万千瓦。光伏产品主要依赖出口,连续多年出口额高达95%以上,对国际市场的依存度高。虽然预计全球的光伏市场仍会有一个持续稳定的增长,但国外补贴政策的波动和贸易保护的风险依然存在,需要国内市场快速启动,降低整个产业的风险。
随着太阳能发电(目前主要是光伏发电)应用规模的扩大,光伏发电的成本已经有了明显下降,根据国际权威分析机构的统计,2010年晶体硅光伏组件的国际平均售价为12元/瓦,光伏系统的单位投资约为1.8~2.0万元/千瓦, 在日照条件较好地区的光伏电价在1.2~1.5元/千瓦时,比2008年下降了大约50%。 光伏发电目前还没有达到同常规发电可竞争的水平, 无论是单位投资还是发电成本,仍然是火电的3~4倍, 是风力发电的2~3倍。
随着市场规模的扩大和技术的不断进步,预计到2015年,我国太阳能光伏发电系统初始投资有望降到1.5万元/千瓦以下,发电成本低于1元/千瓦时,可以在用户侧达到“平价上网”;到2020年初始投资有望达到1万元/千瓦以下,发电成本达到0.6元/千瓦时左右,在发电侧达到“平价上网”。
为了实现2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右的目标,我国政府已在“十二五”作出规划:规划“十二五”期间开工建设核电4000万千瓦;建设6个陆上和2个沿海及海上大型风电基地,新建装机7000万千瓦以上;建成太阳能电站500万千瓦以上;开工建设水电1.2亿千瓦。现实的情况是水能资源全部集中在中国西南部,大规模开发西南水电存在国际性河流、远距离输电、潜在的生态问题和开发成本等诸多问题;发展核电存在的选址、将来核废料的处理以及由自然灾害或战争引起的安全隐患等问题,此次日本地震加海啸引起核燃料泄漏的事故,更提醒我们要慎重发展核电;由于我国风力资源分布的特点,风力发电主要在远离负荷中心的西部发展,存在无法就地消纳,远距离输电的问题。只有太阳能光伏发电不受地域、资源条件、制造材料和远距离输电的限制,安全可靠,是发展空间巨大、理想的清洁能源。
因此,根据“十二五”规划中“建成太阳能电站500万千瓦以上”的目标,建议十二五可再生能源规划将太阳能发电的装机目标调整到1000万千瓦。
“十二五”期间应针对国内太阳能发电市场发展的主要矛盾,解决好政策和管理的问题,按照《可再生能源法》的原则,在全国推行太阳能发电的“上网电价”政策。 为了顺利推进“上网电价”政策,还必须解决好相关的技术和管理问题,落实补贴资金,建立起一整套兼顾各方利益的、操作性强、简单高效和可持续的商业化运行模式和管理办法。
“上网电价”政策的资金使用效率最高,开发商负责投资建设,国家对发电量进行差价补贴,既保证了开发商的收益,更有利于保证建设质量。 如果2020年光伏发电的累计装机量为1亿千瓦(相当于5个三峡的装机),2011~2020年的累计补贴资金只需要大约1000亿元(建设一个三峡的费用是2000亿元人民币)。
“十二五”期间政府应加大对光伏产业技术创新的支持力度,提高企业技术创新能力,在基础材料、制造工艺、生产装备的国产化以及系统集成和平衡部件等各个方面取得新的突破, 通过技术创新努力降低成本,巩固和发展核心竞争力,加强科技研发平台的建设,加快技术创新步伐,使我国光伏产业的技术水平始终保持国际领先地位。
在大力发展太阳能光伏发电的同时要注意太阳能热利用和太阳能热发电的产业发展和市场开发。我国是太阳能热水器的最大生产国,也是太阳能热水器的最大应用国。 “十二五”期间,不但要继续巩固我国太阳能低温热利用的世界领先地位,还要重视太阳能中温热利用(80℃~250℃)的技术开发和产业发展。太阳能中温热利用主要是太阳能采暖和热驱动制冷,被称之为“沉睡的巨人”,具有非常广阔的市场前景,欧盟预测到2050年欧洲的采暖和空调市场的40%来自太阳能。太阳能热发电由于可以采用廉价的储热系统,可以做到连续稳定发电,克服太阳能固有的缺点,成为类似火电站的基础电力,应当给以足够的重视。
2009年11月起,国家对电力消费市场提取4厘钱/千瓦时,作为可再生能源电力附加,用于补贴可再生能源发电。 目前的电力附加每年可以征集130亿元,到2020年可以累积征集大约2200亿元,但是这样的电力附加水平,2010年就已经不足以支付风力发电和生物质发电的电价补贴,今后几年的缺口将更大,更不用说用于太阳能发电了。 建议将可再生能源电力附加水平提高到1分钱/千瓦时,到2020年可以累积征集5000多亿元,这样就能够有足够的资金用于支持太阳能、风力和生物质等可再生能源发电的发展了。