薄膜光伏为何重获青睐?

2015-10-26 14:46王高峰
能源 2015年10期
关键词:晶硅化石薄膜

王高峰

在相对小众的薄膜光伏领域,近期吸引了包括央企在内的多家企业大手笔资金,其背后是怎样的商业逻辑?

尽管光伏行业当前的发展势如破竹,增长旺盛,但薄膜光伏市场的份额却始终较为有限。2014年,相比晶硅电池,薄膜电池不足10%的市场占有率,始终扮演的是一个配角。

然而,2015年之后,这一形势可能出现较大的改观。随着技术的进一步发展,业界对薄膜光伏的投资热情正在高涨。

近几个月来,就有几个大手笔的投资让人咂舌。

2015年9月1日,云南龙宫光伏集团斥资20亿元人民币,计划在云南建设薄膜组件生产厂,投产后年生产规模将达240MW。而有着央企头衔的中建材集团,在年初更是豪掷10亿美元,拟在江苏投建年生产能力高达500MW的薄膜电池生产线。此外,广西地凯、山东孚日等也都对薄膜看好,甚至煤炭巨头神华集团也在开展薄膜太阳能的研发。

当然,国内薄膜产业的投资走在最前列的还属汉能集团,尽管负面新闻缠身,但这家公司不仅在国内投资了多个研发制造基地,还陆续并购了多家海外薄膜光伏企业,很大程度上增强了其在薄膜方面的技术实力和市场布局。

看好薄膜,源于技术进步

在光伏领域,晶硅和薄膜的技术之争由来已久。在晶硅的支持者看来,该技术路线不仅技术成熟度高,而且转化效率优于后者。当前,晶硅(包括单晶和多晶)电池被广泛应用于大型地面电站,占整个光伏发电市场的九成以上,该技术的光电转化效率在18-21%之间,高于薄膜3个百分点左右。

另一方面,晶硅太阳能的主要生产原料为晶体硅,属于一般性资源,地壳中晶体硅的占比超过了27%,这为晶硅太阳能产业化发展,以及未来的大规模普及,提供了原材料的支撑

相比之下,薄膜电池的原料主要为铬、镓、铟、硒等稀有元素,可能会制约该路线的发展规模。以镓为原材料的砷化镓电池,甚至被誉为“皇帝的女儿”,价格高昂难以民用,因此主要用于不计成本的航空和军工领域。

既然如此,为何还会有大笔资金投向薄膜行业?

事实上,随着技术的不断进步,薄膜电池的上述劣势正在逐步下降。在几天前召开的中国光伏技术与装备论坛上,清华大学材料学院常务副院长庄大明就声称,他所研发的铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池已取得“突破性进展”,其转化效率可达到18.9%,为国内最高水平,且在年内可能投入产业化。

而被“晶硅派”所诟病的成本方面,薄膜电池和晶硅电池的差距近年来也在进一步缩小。按照中国能源学会新能源研究中心秘书长茅建生的计算,目前,晶硅组件成本约为3.6元/瓦,而薄膜组件约为3.8元/瓦。

清华大学庄大明教授对薄膜的成本下降非常有信心,他认为当前薄膜电池成本高企,很大程度上源于进口设备价格的高昂,如果按照目前他所研发的技术路线,采用国产设备生产,在150MW生产规模以上的情况下,可以将成本降至2.2元/瓦的水平。

随着技术的进步,无论薄膜还是晶硅,成本的下降是必然的。

而薄膜的支持者,之所以对这个技术的未来更有信心,还来自于薄膜更加广泛的应用。由于薄膜电池在柔韧性、弱光性、高温性及环境适应性方面都优于晶硅电池,因此,薄膜可以满足更加广泛和个性化的清洁能源需求。尤其是随着人们生活方式的多元化,这种个性化的需求更加强烈。汉能集团此前就曾推出很多生活化产品,对于其品牌推广起了一定的积极作用。

优势互补,而非零和博弈

晶硅和薄膜尽管是两个不同的技术路线,但二者并非是竞争关系。

晶硅电池和薄膜电池各有特色,且优势互补,前者适用于中国大部分地面电站,后者除更加广泛的应用之外,在高温和气候恶劣的地区还更具优势,二者并非是对立关系,而“它们共同的对手是化石能源。”

近三年来,在国家政策的大力支持下,我国光伏产业获得了突破性的发展,但在整个能源消费占比中,还不值一提。截至2014年底,我国累计光伏装机总量为28GW,仅占我国电力装机总量1360GW的2%,再加上光伏发电小时数较低,因此从发电量上计算,光伏还是一个十足的补充能源。

随着全球经济的下行,几乎所有的大宗商品价格一落千丈,煤炭、石油等化石能源更是跌幅超过了一半,因此,在以价格为导向的能源市场中,化石能源的竞争力随着价格的下跌迅速上升,这也直接导致了化石能源与光伏等非化石能源的竞争进一步激烈。

但是随着环境容量的越来越小,化石能源消费会受到进一步约束,在京津冀、长三角等地区,国家已经严控煤炭的消费总量,以山东省为例,未来两年内,该省的煤炭消费总量要在2012年的基础上下降2000万吨。

在我国一次能源消费中,煤炭、石油和天然气依然是绝对主力,可再生能源占比虽然有所增加,但分量还相对有限,因此,光伏未来的发展空间非常广阔,需要不同技术路线相互促进,相互补充。

按照专家的测算,如果将全球的太阳能资源充分利用,太阳能发电在理论上完全能够满足人类的电力需求。目前的制约因素中,生产成本、储能技术、输送技术等都有待技术的进步,若“太阳能+储能+智能电网=完美电能”的公式能够在低成本的状态下成立,那么未来太阳能的发展空间将没有天花板。

因此,现有条件下,光伏企业应当取长补短,共同为技术进步和成本下降而增加研发投入,共促技术提升,而不是相互攻击揭短,打击对手,因为在未来的光伏市场中,无论晶硅还是薄膜,都会有广阔的发展空间。endprint

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