中国光伏产业发展现状与前景

2012-08-04 08:29中国可再生能源学会光伏专委会赵玉文
太阳能 2012年18期
关键词:晶硅太阳电池薄膜

中国可再生能源学会光伏专委会 ■ 赵玉文

一 引言

我国光伏产业近10年发展迅速,特别是太阳电池和组件制造已连续5年位居世界榜首。相比之下,我国光伏应用市场发展相对滞后,市场总量太小,不但与制造业不平衡,也与我国能源和环境可持续发展不匹配。依法治国,全面和科学地实施“上网电价法”是解决制造业和市场平衡发展最根本的措施。

光伏发电等可再生能源(RE)已经向全人类展示其技术成熟性和强大生命力,在此基础上,欧洲、美国以及联合国气候变化组织等纷纷提出新的RE发展路线图或发展战略,为光伏产业发展展示出无限广阔的前景,尽管发展的道路是不平坦的,发展大趋势不会改变。

二 中国太阳电池及组件历年来的发展

1 太阳电池

在世界光伏市场拉动下和国家对发展新兴产业的支持和促进下,我国光伏制造业从小到大,从弱到强,已经成为全球太阳电池和组件的最大制造国。2000~2011年中国太阳电池及组件历年增长情况如图1所示。图中蓝色柱部分为晶硅电池,红色为硅基薄膜电池。2011年我国太阳电池总产量达到21.157GWp,占世界产量约56.16%,其中晶硅电池20.592GWp,占世界晶硅电池总量(33.1GWp)的62.2%,硅基薄膜电池0.565GWp,占我国电池总量的2.67%,占世界硅基薄膜总量1.647GWp的34.3%。

表1为我国前11家太阳电池厂商的电池产量,均为晶硅电池,共计12.623GWp,占全国晶硅电池总量的61.3%。PV制造业已经形成规模化的格局。

表1 我国前11家太阳电池厂商电池产量

2 光伏组件

表2中的组件厂商与表1电池厂商基本相同,只是排序稍有变化。2011年全国共生产21.265 GWp光伏组件(其中薄膜组件0.565GWp),占世界总光伏组件总量34.788GWp的61.1%。前11家厂商生产了12.467GWp组件,占全国组件总量的58.63%,占全国晶硅组件的60.2%。大厂商是我国光伏制造业的主力。

表2 2011年我国前11家光伏组件厂商的组件产量

三 我国太阳电池及组件生产与世界主要国家和地区的比较

1 太阳电池

图2 为2004~2011年全球主要国家和地区太阳电池产量增长情况。图中最后一排浅蓝色柱为全球太阳电池的增长情况,2011年全球太阳电池产量从2010年的24GWp增长到37.675GWp,同比增长57.64%,虽比上一年增长率下降一半以上,但仍属于高速增长。图中倒数第二排棕褐色柱为中国(ML)的太阳电池增长情况。2011年中国(ML)太阳电池产量达到21.157GWp,同比增长95.9%,占世界总产量的56.2%。图中柱形排依次往前是中国台湾(蓝色)、欧洲(紫色)、日本(绿色)、美国(紫红)和其他(深蓝)。2011年中国大陆加台湾(约4.5GWp)共计占全球总产量的68.1%,已成为名副其实的全球太阳电池的制造中心。

2011年全球晶硅太阳电池共计33.1GWp[1],同比增长60%,其中标准晶硅电池31.593GWp,高效晶硅电池(包括Sunpower电池和HIT电池等)1.057GWp,晶硅电池技术继续保持其强劲的主导地位;薄膜电池共计4.575GWp,同比增长42.5%,其中硅基薄膜电池1.647GWp,CdTe电池2.062GWp,CIGS电池0.866 GWp,如图3 所示。薄膜电池的市场份额虽然由2009年的18%下降到2011年的12%,并且遇到晶硅电池成本快速降低的严峻挑战,但仍然保持其成长期的特点和生命力。

2011年中国晶硅电池产量达到20.592 GWp,占全球晶硅电池的62.2%。薄膜电池产量约0.565GWp,占全球薄膜产量的12.3%(主要为硅基薄膜)。中国一些大公司,如尚德、天合、英利、晶澳,ATS等在积极研发诸如“SE电池”、“MWT电池”和“N-型电池”等高效电池和组件,并已有少量产品投放市场。表3为2011年全球前21家太阳电池厂商的产量及排序,中国的尚德等14家公司(大陆11家,台湾3家)列于其中,体现出中国制造商的优势。

表3 2011年全球前21家太阳电池厂商产量及排序

2 光伏组件

2011年全球共计生产了34.788GWp光伏组件,图4为主要国家和地区的生产分布。中国共计生产21.265GWp,占全球产量的61.1%;其余依次为亚洲其他(包括韩国、印度、马来西亚、泰国等)(5.399 GWp,15.5%)、欧洲(4.815GWp,13.8%)、日本(1.59GWp,4.6%)、美国(1.333GWp,3.8%)和世界其他(0.386GWp,1.1%)。

2011年光伏组件厂家与太阳电池略有不同,如表4所示,尚德、英利、天合、ATS持续靠前,其次是天威、韩华、LDK、晶澳、晶科、珈伟和亿晶。

表4 2011年全球前20家光伏组件厂商产量和排序

薄膜电池和组件是一体的。2011年前11家薄膜厂商的产量和排序如表5所示。First solar 持续排在首位,其CdTe电池产量占薄膜电池和组件总量的43.3%。中国的金石、创益、汉能、天威4家公司位列其中,且均为硅基薄膜电池。4家产量457MWp,占全国565MWp的81%。从表5可以看出,我国薄膜电池技术还不具备晶硅电池那样的优势,特别是CdTe和CIGS 电池还没有出现在前10家厂商中。总体上讲,我国薄膜电池的研发水平和规模化生产技术与国际先进水平相比还很大的提升空间和发展潜力。

表5 2011年全球前10家薄膜组件厂商产量和排序

四 光伏制造业产业链其他环节的发展

我国光伏制造产业链的其他环节同样得到了快速、协调发展。掌握了产业链各环节的关键技术,并有所创新。特别多晶硅制造业的兴起,不但支撑了我国光伏制造业的健康发展,而且对整个世界光伏发电成本的快速降低产生了重要影响;其他原辅材料制造、生产设备制造等同样得到相应快速发展,对提高我国光伏制造业的竞争力以及降低光伏发电成本起到了重要作用。

同时应当看到,不管是多晶硅制造还是其他原辅材料和设备制造,就整体而言,我们同国际先进水平相比还有一定差距,不像晶硅电池和组件那样在性价比上具有明显的优势和竞争力。这是我国光伏制造业未来发展的重要着力点和方向之一。

五 中国光伏市场的发展

1 中国光伏市场历年来的发展

我国光伏发电系统安装量近几年发展迅速,这得益于2009年3月国家财政部、科技部等颁布实施的《金太阳示范工程》以及2011年发改委颁布实施《上网电价政策》。在上述政策的推动下,2011年我国完成了2.7GWp[3]光伏系统的安装,其中并网发电位2.2GWp,使我国同年底的累计安装量达到3.5GWp,如图5所示。

从图5数据表中看出,2011年安装量与2010年0.5GWp相比,同比增长了440%。国内使用的光伏组件量首次突破10%,达到12.7%,较小程度上缓解了过度依赖国际市场的压力,而此前国内安装量一直在生产量的5%以下。

2 中国光伏发电系统年安装量与全球的比较

光伏市场是拉动光伏产业发展最基本的动力。自2000年德国首次实施“上网电价法”以来,世界光伏市场进入高速发展时代。在德国带动下,“上网电价法”很快在欧盟国家普遍推广和实施,欧洲也因此成为世界光伏市场的领军地区。自2004年以来,欧洲一直保持着全球63%~83% 的市场份额。2011年全球共计完成了30.165GWp[4]光伏发电系统,与2010年的17.5 GWp相比,增长了72.4%,虽然比上年的增长率143%降低了50%,仍然是高增长率市场。

2011年欧洲安装了21.939GWp[2]光伏发电系统,占全球市场72.7%。在主权债务危机异常严峻情况下,依然保持如此高的市场份额,其发展RE的执行力和决心令世人敬佩。

图6给出了2011年全球主要国家光伏市场分布情况。意大利安装了9.248GWp,占全球市场的30.78%,首次超过德国,成为全球最大的市场;德国安装了7.485GWp,占全球市场的24.81%,全球第二;中国安装了2.7GWp,占全球市场8.95%,成为继意大利和德国之后的全球第三大市场,也是欧洲以外的最大市场。

2011年安装量超过1 GWp的国家除意大利、德国、中国外,还有美国(1.855 GWp,6.15%)、法国(1.671GWp,5.54%)、日本(1.296 GWp,4.30%);安装量超过0.5GWp的国家依次为比利时(0.794 GWp,2.63%)、英国(0.784GWp,2.60%)、澳大利亚(0.774GWp,2.57%)。

3 中国光伏发电累计安装量与全球的比较

2011年我国光伏发电累计安装量只占全球的5%,与我国总能耗占全球20%相比,光伏的安装量显然太小,加速光伏发电市场开拓是我国今后的迫切任务。

六 中国光伏市场的发展前景

1 近期

(1)国际市场预测

我国光伏产业的市场目前还主要在国外。2011年是国内市场发展最快的一年,仍然有87%以上光伏产品依赖国际市场。因此近期国际市场发展趋势仍然是我国光伏产业持续发展的前提和关键因素。

EPIA在2011年基础上给出了2012~2016未来5年全球市场预测,如图8所示。按照适中速度和政策驱动速度两种情景,2016年全球光伏市场累计安装量分别达到207.946GWp和342.810GWp。尽管每次预测都显得保守,但预测仍然给出了未来发展的大趋势。显然,光伏市场依然是持续或持续高速发展的。

(2)我国光伏发电2015及2020年发展目标

我国 “十二五”及2020年光伏发电规划发展目标为累计安装量分别达到20GWp和50GWp,如图9所示。图中2007~2011为实际累计安装量。2011年实际完成的安装量为2.7GWp,累计安装量达到3.5GWp。实现目标后,2015和2020年光伏发电对我国总发电量的贡献分别为0.4%和0.87%,如表6所示,比例仍然很小,发展潜力巨大。

2 中远期(至 2050)

(1)几个国际上2050 路线图的范例

表6 我国2015、2020光伏发电规划

欧盟2050年100% RE替代路线图:欧盟2050年路线图项目于2009年8月启动,历经8个月于2010年3月完成。该项目的研究结论为:①利用现有技术,在各种低碳/ 零碳技术路线中 (即40%RE、60%RE、80%RE和100% RE四种替代情景),未来电力成本均可与现有富碳能源电力成本相竞争;②低碳路线所带来的利益远超过经济负担;③低碳能源路线将使欧洲最终赢得低碳财富和经济竞争力,在经济上赢得战略胜利。在此结论基础上制定出2020、2030和2050三个时段的目标见图10。

刑事立法政策的最终目的之一是注重人文关怀,保障公民的自由。新时期公民的自由一个重要的考量指标就是网络舆情表达机制。网络的迅速发展从某种程度上颠覆了刑事立法方式和政治过程的隐秘性和封闭性,因此,公众利用网络可以了解到从未有过的知情幅度,也享受到从未有过的表达自由。利用网络民意调查刑事立法政策的得与失是一种理念,是一种方法,也是一种工具。网络可以为我国刑事立法政策评判提供专业、科学的方法手段了解群众的看法、意见和要求,获取第一手资料,建立量化的评价指标,可以为刑事立法政策制定的科学化奠定基础,有利于促进我国刑事立法工作的开展。

· 2020目标:总能耗降低20%,RE替代总能源20%、减排20%(约束性指标), RE对电力的贡献为44%。

· 2030目标:RE替代总能源43%(约束性指标), RE对电力的贡献为66%。

· 2050目标:RE替代总能源100%, RE对电力的贡献为100%。在零碳电力基础上,实现CO2减排80%。

图10中用不同彩色分别表示不同RE各自的贡献。图中灰色代表传统能源和核能。

欧盟2050年RE100%替代路线图出台后引起全球的积极反响。不少国家从本国资源和环境的可持续发展出发,纷纷制定RE发展战略,如美国、日本、澳大利亚、印度等。加速发展RE已经成为全球的大趋势。

联合国最新报告2050年RE替代80%:联合国气候变化专委会(IPCC),5月9日在阿布扎比发布《可再生能源特别报告》。在长达1000页的研究报告中,评估了164种开发方案。 报告的结论称:“在政策支持下,本世纪中期,可再生资源可供应全球能源的80%(现为12.9%,包括水电 )”、“报告用压倒性的科学证据证明:可再生能源在满足世界不断增加的能源需求、减少排放及改善全球人类生活方面是不可替代的。”

我国是IPCC成员之一,并派专家参与了《可再生能源特别报告》的工作。报告的结论应该是适合我国情况并对我国具有同样的指导作用。

(2)我国正在开展2050年高比例RE 的研究

国家可再生能源中心在国家能源局支持下正在开展我国2050高RE 比例研究。在研究大纲中明确提出,要树立100%接受RE 的理念。

如果说欧盟发达国家的代表,那么联合国则是全球所有国家的代表。“80% RE替代”是全球的平均值,也是联合国向全球发出的指导性意见。作者认为,中国是全球第二大经济体,又是“金砖四国”之一,结合我国实际情况,取全球平均值作为思考问题的参照点是适宜的。

以上事实说明,加快发展RE已经成为全球共同要求和行动。我国发展光伏产业前景广阔,潜力巨大。尽管发展的道路是不平坦的,但发展大趋势不会改变。

七 讨论

1 制造业与市场发展失衡

我国光伏产业近10年的快速过程中始终存在着制造业与市场极端失衡的问题。2010年前国内市场使用的光伏组件只占我国产量的5%以内,95% 以上依赖出口。2011年首次突破10%,达到12.7%,仍然严重失衡。

从需求来看,我国是以煤碳为主(约70%)的世界耗能大国,环境问题异常严峻(2011年CO2排放约90亿吨,约是世界总量的1/4 ,约是美国和欧洲之和),大力发展光伏发电是迫切需求,而非奢侈。国内市场需求量保持在产量的50%左右是一个合理的比例。2011年意大利在国家主权债务危机十分严重情况下安装量达到9.25GWp,由此衡量,我国保持供销基本平衡是完全合理和能够做到的。一旦做到供求平衡,可显著提高我国光伏产业抵御国际贸易保护主义的能力,促使光伏产业更加健康发展。

2 我国光伏产业国际竞争力不均衡

①晶硅电池/组件在性价比上具有国际竞争优势。

②多晶硅制造对我国光伏产业发展和国际光伏发电快速降低成本做出了重大贡献。但就我国多晶硅材料性价比而言,不具晶硅电池/组件那样的竞争优势,特别是成本处于劣势。据光伏产业联盟资料,我国太阳级多晶硅成本平均比国外高出10美元/kg。我国现有一部分多晶硅制造企业由于成本高于国际平均售价而不得不停产。如何能在太阳级多晶硅的性价比上取得国际竞争优势是我国多晶硅制造业的奋斗目标。

③原辅材料及设备制造。有些材料,如封装玻璃、切割液,密封胶等,基本满足了国内市场需求;但有些材料,如银浆、组件封装材料EVA和背板材料TPT等与国外还有一定差距;设备制造为满足国内需求做出了重大贡献,但高端设备与国际相比还有一定差距。高端原辅材料及高端设备制造技术水平的全面提升是我国光伏产业的重要战略任务之一。

3 法规政策有待进一步完善和整合

当前我国光伏产业发展最迫切、最需要解决的关键问题是科学有序地开拓国内光伏市场。而科学有序开拓国内市场的关键是如何完善和整合现有的法规政策。建议如下:

完善“上网电价法”实施细则,按照不同资源制定不同的上网电价,在电价上体现各利益攸关方的权益,使法规在全国有效实施;

加强和完善“上网电价法”的实施监管制度,防止法规行政化或“以政代法”发生,“依法治国”,确保“上网电价法”切实贯彻和执行;

加强RE发电与电网接口建设,保证RE发电及时上网;贯彻“RE发电优先上网”的原则,当RE上网与常规发电上网冲突或影响到电网安全而需要“弃电”时,根据“RE优先上网”的原则,弃常规电;

把“金太阳”和“光伏建筑”示范工程的补贴政策一并提升到“上网电价法”体系中,学习和借鉴欧洲经验,使我国光伏市场的发展更加科学健康。

[1]Shyam Mehta,PV News Volume 31, Number 5, May2012.

[2]EPIA,,globle Market outlook for Photovultaics until 2016.

[3]中国光伏产业联盟,中国光伏产业年度报告(2011-2012).

[4]赵玉文,CPVS/CRES,中国光伏产业发展现状及趋势,2012.6.

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