向樹民 唐海濤 周兵

（西安蘭石重工機械有限公司 陜西西安 710054）

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，作為動力載體的能源成為了21世紀世界各國重點發(fā)展和關(guān)注的對象之一。伴隨各國工業(yè)發(fā)展的同時，環(huán)境污染日益嚴重并影響到了人類的生活，煤炭、石油、天然氣等化石燃料也緊隨日益枯竭，對各國發(fā)展產(chǎn)生了很大的制約。世界各國鑒于能源問題，提出了開發(fā)可再生清潔能源來替代化石燃料的重要戰(zhàn)略思想，而太陽能作為此種能源順理成章的成為了重點開發(fā)利用的對象之一。太陽能具有普遍、無害、巨大和長久等優(yōu)點，是人類開發(fā)利用的理想能源之一，當然，其分散、不穩(wěn)定、效率低和成本高的缺點也給其開發(fā)利用帶來了一定的挑戰(zhàn)性和難度。目前可再生能源（包括太陽能、風能、地熱、現(xiàn)代生物能和生物燃料等）在世界一次能源中僅占2%左右[1]，而太陽能發(fā)電僅占可再生能源發(fā)電的3.2%[2]，但太陽能發(fā)電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)在近十年來發(fā)展迅速，平均每年增長率達30%左右[3]，所以未來太陽能在可再生能源中將占有一定的地位。

太陽能發(fā)電主要有太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電兩種基本方式[4]。本文主要探討太陽能光伏發(fā)電的相關(guān)問題。太陽能光伏發(fā)電是國家重點開發(fā)的可再生能源發(fā)電項目，其潛力巨大，對解決國家能源問題具有重要的作用。

1 太陽能光伏技術(shù)簡介

1839年，法國科學家貝克雷爾（Becqurel）發(fā)現(xiàn)“光伏效應”，1954年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了光電轉(zhuǎn)換效率為4.5%的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(fā)電技術(shù)[5]。此后太陽能光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴大。在1990-2006年這十幾年里，全球太陽能電池產(chǎn)量增長了50多倍。隨著全球能源形勢趨緊，太陽能光伏發(fā)電作為一種可持續(xù)的能源替代方式，于近年得到迅速發(fā)展，并首先在太陽能資源豐富的國家，如德國和日本，得到了大面積的推廣和應用。在國際市場和國內(nèi)政策的拉動下，中國作為后起之秀光伏產(chǎn)業(yè)逐漸興起，涌現(xiàn)了無錫尚德、常州天合和天威英利等一大批優(yōu)秀的光伏企業(yè)，帶動了上下游企業(yè)的發(fā)展，中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展起來。

太陽能光伏技術(shù)（Photovoltaic）是利用太陽能電池直接將太陽光轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，其核心是可釋放電子的半導體物質(zhì)。最常用的半導體材料是硅材料，而地殼中硅的儲存量非常豐富，可以說是取之不盡、用之不竭，所以當前硅材料在太陽能光伏行業(yè)中占有一定的主導地位。在太陽能光伏電池結(jié)構(gòu)中有正負兩層半導體，當陽光照射在半導體上時，正負兩極交界處會產(chǎn)生電流。陽光強度越大，電流就越強。其工作原理為：太陽光照在半導體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜，太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備組成。其不僅只在晴天強光下運作發(fā)電，在陰天同樣也能發(fā)電。光伏系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：(1)具有免費的燃料；(2)系統(tǒng)中活動的部件磨損、毀壞或需替換的情況較少；(3)保持系統(tǒng)運轉(zhuǎn)僅需很少的維護；(4)可快速在任何地方安裝；(5)具有無噪聲、無有害排放和污染氣體的特點。

2 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國際光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

據(jù)相關(guān)報道指出，2012年，全球光伏新增裝機量達到29.7GW，同比增長3.6%，增速比2011年回落近66個百分點。其中歐洲光伏新增裝機量達到18.2GW，占據(jù)2012年全球新增裝機量新增裝機量的56.9%，占比相較于2011年下降約13個百分點。從裝機分布看，德國以7.6GW的裝機容量重回全球首位，但同比僅增長2%；而我國則以4.5GW 的裝機容量上升至全球第二，同比增長66.7%；美國以3.3GW 的裝機容量位居全球第三，同比增長78.6%；意大利則由去年的全球第一下滑至全球第四，裝機量3.0GW。截止到2012年底，全球光伏累計裝機容量突破100GW。

2012年，全球太陽能電池片產(chǎn)能超過70GW（含薄膜電池），產(chǎn)量達到37.4GW，與2011年的35GW相比，仍有個位數(shù)的增長，2005-2012年全球電池片產(chǎn)量情況如表1所示。

表1 2005-2012 年全球太陽能電池片產(chǎn)量（MW）

全球前十家企業(yè)電池片產(chǎn)量達到14.6GW，約占全球總產(chǎn)量的39%，同比增長2個百分點。在電池類型上，九家為晶硅電池生產(chǎn)企業(yè)，只有美國FirstSolar一家薄膜電池企業(yè)（CdTe薄膜電池）。中國大陸和中國臺灣地區(qū)共占據(jù)8席，另外兩家分別為美國FirstSolar和韓國韓華集團（韓華集團2012年收購德國最大電池片生產(chǎn)企業(yè)Q-Cells的晶硅電池業(yè)務，其總產(chǎn)能達到2250MW），其中中國英利以2GW的產(chǎn)量位居全球首位，其晶硅電池片產(chǎn)能也已達到2450MW，美國FirstSolar公司則以1.9GW的產(chǎn)量位居第二（主要是CdTe薄膜電池），而中國晶澳則以1.8GW 的產(chǎn)量位居全球第三，其產(chǎn)能也已達到2.8GW，具體詳見表2。

表2 2012 年全球主要電池片企業(yè)產(chǎn)能/產(chǎn)量情況（MW）

2.2 國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

2012年，為保障光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，我國加大了對光伏應用的支持力度，先后啟動兩批“金太陽”示范工程，發(fā)布《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，啟動分布式光伏發(fā)電規(guī)?；瘧檬痉秴^(qū)等舉措。再加上光伏系統(tǒng)投資成本不斷下降，我國光伏應用市場一片繁榮，當年新增裝機量達到4.5GW，同比增長66.7%，累計裝機量達到8020MW。其中青海新增裝機量達到1160MW，繼2011年突破GW后再創(chuàng)新高，繼續(xù)位居全國第一。

2012年我國新增光伏裝機量達到創(chuàng)紀錄的4.5GW，但增幅同比2011年顯著下滑。根據(jù)國家能源局的預計，2013年新增裝機約10GW，一舉躍居成為全球最大光伏應用市場。到2013年底，中國累計光伏裝機將達到16.5GW，其中分布式光伏項目為5.7GW，地面光伏電站約10.8GW。目前看來，地面電站和分布式電站是在共同發(fā)展的，地面電站的裝機容量還遠高于分布式。

中國光伏發(fā)電裝機分布在30個省、直轄市、自治區(qū)，累計裝計容量排在前五位的省級地區(qū)依次為青海、甘肅、新疆、寧夏、內(nèi)蒙。其中青海累計裝機為3.21GW，甘肅累計裝機為2.83GW，新疆累計裝機為1.28GW，寧夏累計裝機為1.26GW，內(nèi)蒙累計裝機為910MW，而這些項目也主要集中在國家五大發(fā)電集團等企業(yè)。

3 國內(nèi)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)存在的問題及建議

在國家出臺的相關(guān)激勵政策促進下，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，在全世界也占有一定的市場份額。然而光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，也暴露了產(chǎn)業(yè)中存在的問題：(1)行業(yè)補貼機制方面：雙軌并存的補貼機制為規(guī)劃發(fā)展目標、管理光伏發(fā)電市場增加了難度；補貼程序復雜、周期過長，增加了企業(yè)的財務成本。(2)光伏并網(wǎng)方面：太陽能豐富地區(qū)與電力負荷需求區(qū)距離遠，導致輸送能力制約了光伏發(fā)電的發(fā)展；同時，分布式發(fā)電機制有待梳理，例如上網(wǎng)電價、交易機制、收益分配機制等問題都是限制其發(fā)展的主要因素。(3)行業(yè)質(zhì)量與標準方面：光伏標準制修訂進展緩慢；光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)為多行業(yè)合作綜合性產(chǎn)業(yè)，其相關(guān)標準協(xié)調(diào)工作不到位；國際標準制定參與不積極；實驗室重復建設(shè)但高端測試能力不足，技術(shù)標準研發(fā)能力低；沒有太陽電池標準測量與標定平臺。(4)行業(yè)兼并整合方面：光伏產(chǎn)業(yè)供需關(guān)系不平衡，產(chǎn)業(yè)鏈中上下游產(chǎn)能過剩；光伏產(chǎn)業(yè)整合重組困難，如強勢光伏企業(yè)以低成本爭奪市場逆勢擴張、地方利益與光伏產(chǎn)業(yè)捆綁阻礙了其破產(chǎn)整合和地方政府非市場行為的干預，使得光伏企業(yè)破而不倒等。

我國光伏行業(yè)發(fā)展中暴露的問題主要有以上四個方面，建議：(1)對光伏發(fā)電部分的補貼雙軌可以統(tǒng)一為電價補貼，補貼資金全部通過可再生能源電力附加解決；簡化補貼發(fā)放流程，權(quán)利下放地方相關(guān)電網(wǎng)企業(yè)。(2)國家通過相關(guān)措施應盡快打通西部地區(qū)向東部缺電地區(qū)電力輸送的通道，以解決西部光伏電力消納問題；完善分布式光伏發(fā)電機制。(3)認清光伏發(fā)電相關(guān)標準與國際的差距，積極參與國際光伏行業(yè)的標準制定工作，盡快完善行業(yè)標準；建立高端光伏實驗室，積累和提煉相關(guān)經(jīng)驗，使得國家具有新標準的研發(fā)能力；建立太陽能標準測量和標定平臺，使得光伏行業(yè)具有與世界太陽電池測量標準相對應的標準測量與標定體系,從而填補國內(nèi)這方面的空白。(4)國家應該加大光伏行業(yè)破產(chǎn)整合力度，使得行業(yè)有利平穩(wěn)的發(fā)展。

4 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景

據(jù)歐洲光伏工業(yè)協(xié)會EPIA預測，太陽能光伏發(fā)電在21世紀會占據(jù)世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30%以上，而太陽能光伏發(fā)電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上；到21世紀末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位。

而我國在“十二五”規(guī)劃的發(fā)展目標中，國家能源局也對光伏發(fā)展目標進行了多次調(diào)整，從最初的5GW上調(diào)到10GW，而2012年5月上調(diào)至15GW，緊接著7月又將該目標調(diào)整為21GW，并在9月正式公布。可到了2013年1月，這一目標再次被上調(diào)到35GW，可見國家能源局對規(guī)劃目標的多次調(diào)整是和國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展是分不開的。由此可見，光伏行業(yè)的發(fā)展前景還是十分可觀的。

5 結(jié)語

綜上所述，我國太陽能光伏行業(yè)作為可再生能源發(fā)電中的一部分，在政府大力支持下發(fā)展迅速潛力巨大，其具有非常重要的意義和戰(zhàn)略地位。然而，其發(fā)展中也存在一定的問題，這就需要我們不斷的認識問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，使得光伏行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展。同時，硅原料“兩頭在外”格局瓶頸的突破、光伏技術(shù)和科研實力瓶頸的突破以及標準化和人才瓶頸的突破，都需要國家大力支持發(fā)展。分層次、多方位培養(yǎng)一批可以全面掌握先進光伏技術(shù)的人才和重點扶持一批研究開發(fā)、人才培訓和檢測基地，都有利于這些關(guān)鍵性瓶頸的突破，對于國內(nèi)光伏行業(yè)的發(fā)展也具有重要的意義。

[1]]Eric Martino.t Renewables.Global Status Report,Renewable Energy Policy Network for the 21st Century,2005,8.

[2]Eric Martino.t Renewables.Global Status Report—2006 update,Renewable Energy Policy Network for the 21st Century,2005,6-7.

[3]陸維德.太陽能利用發(fā)展趨勢評述[J].世界科技研究與發(fā)展，2007,29(1):95-99.

[4]于靜，車俊鐵，張吉月.太陽能發(fā)電技術(shù)綜述[J].世界科技研究與發(fā)展，2008,30(1):56-59.

[5]趙爭鳴,劉建政,孫曉英,等.太陽能光伏發(fā)電及其應用[M].北京:科學出版社,2005.