光伏产业我国应抓住机遇实现良性发展(精)
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光伏产业:我国应抓住机遇实现良性发展
顾永强
近几年来,我国光伏产业主要是通过国家政策、国际市场拉动和依靠民间资本催生了市场,带动了产业发展,包括十几个在国外上市的公司。
这些企业利用国际资本,带动了产业发展。
其中,光伏产业技术进步加快,经济性得到持续改进,但是,目前我国在光伏产业发展发也面临一些的突出问题,自主创新能力不足,需要进一步增加科技投入,开展基础研究,抓住机遇,在政策上加大配套力度,共同推动、加强协调,推动光伏产业实现良性发展。
光伏产业:国内方兴未艾
光伏产业目前在国内方兴未艾,从能源紧缺与环保的角度来讲光伏发电将实现从补充常规能源到部分替代常规能源再到替代常规能源的角色转变,各国根据这一趋势也纷纷出台了有力政策或制定发展计划,世界光伏市场正呈现一派蓬勃发展的格局。
国内大小企业不胜枚举,但不乏一些企业有盲目跟风的趋势,就目前市场形式而言,一体化的模式更具竞争力。
企业若想立于不败之地还需要真正掌握材料和设备的技术主动权以及规范的运营模式。
在多晶硅材料方面,据了解,目前国内有近50家公司正在建设、扩建和筹建以西门子改良法为技术路线的多晶硅生产线,已经破土动工建设并陆续建成的近20家,总能力超过10万吨,总投资超过1000亿,其中一期规模超过4万吨,投资超过400亿。
一期建设基本上都会在2010年前建成投产,预计到2010年产量将达到20000~30000吨。
在过去的两年中我国在光伏领域又取得了一些重要突破,如:
(1)单晶硅电池的产业化生产线上的平均效率超过17.5%,在选择发射极(SE)电池制备技术、掺Ga和掺锗硅晶体制备技术等方面有所突破。
(2)CdTe和CuInSe化合物薄膜电池的中试线建设完成。
CdTe电池993.6cm2组件的效率达到8.25%,CuInSe 1cm2薄膜电池的效率达到13.9%,100 cm2集成组件的效率达到8.9%,在1cm2柔性不锈钢衬底上电池的效率达到10.6%。
(3)硅薄膜电池的效率再创新高,其中单室沉积非晶硅/微晶硅叠层电池的效率达到10.6%,单室高速沉积的单结微晶硅电池的效率达到9.3%,叠层电池的效率达到11.3%,在柔性不锈钢衬底上非晶硅/微晶硅叠层电池的效率达到9.5%。
(4)国内改良西门子技术制备多晶硅取得新进展,还原炉电耗低于85 kWh/kg, 综合电耗低于150 kWh/kg。
(5)利用物理冶金技术提纯的多晶硅制备出的太阳电池在国际上首次成功规模产业化。
等等。
我们相信,在不久的将来,我国光伏行业将面临更多的机遇与挑战,降低光伏成本仍是未来的工
作中的一项重点,国内材料厂家应尽早突破多晶硅生产技术瓶颈,实现低成本、规模化、无污染的生产方式,国内太阳能装备厂商还应在强化已有产品的性价比优势的基础上努力提高国产设备的技术水平,尽快出台国产装备的整套解决方案,同时,我国应认真商讨并落实光伏发电《上网电价法》,如果能顺利启动我国光伏市场,其社会、经济效益都将更加显著,具有强大的抵御通货膨胀能力和巨大的环境效益。
可以预想,我国光伏事业的日益强大将为我国能源、环境和社会的可持续发展做出巨大贡献。
光伏产业技术进步加快,经济性持续改进
1、光伏技术进步较快,并孕育着新的技术突破
(1)多晶硅的转化率和硅片的薄型化技术获得持续突破。
对目前占据光伏市场90%的晶体硅太阳电池来讲,转换效率的提高和硅片的薄型化是降低成本的主要途径。
从2004年以来,多晶硅电池的转化效率从14.5%快速提高到16.5%,使太阳电池系统成本降低14%左右(见图1);硅片厚度从300um大幅度降低至170um,硅材料消耗从12kg/kw显著降到8.5kg/kw,使硅材料成本降低30%左右。
最新的实验数据显示,多晶硅太阳电池最高效率可达20.3%,单晶硅太阳电池最高效率可达24.7%。
多晶硅转化率变化
数据来源:欧洲光伏工业协会(EPIA)
(2)薄膜电池、背接触电池、聚光太阳电池、带有自动跟踪的平板太阳电池系统等新技术大量出现,多元技术竞争的格局已经形成。
薄膜太阳电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上敷上厚度只有几微米的感光材料制成。
与厚度接近180—200微米的晶硅太阳电池相比,薄膜太阳电池厚度只有几个微米,是前者的1%左右,可使太阳电池从2.5美元/Wp下降至1.2美元/Wp。
目前薄膜太阳电池的转换效率也有较大提升,商业化产品的转换效率已达到11%,实验室的最高效率可达19.9%。
薄
膜电池已进入实用化、产业化发展阶段。
背接触电池技术也已经发展到产业化程度,转换效率可达到20%,目前实验室最高效率可达到26.8%。
聚光太阳电池通过聚光器而使较大面积的阳光会聚在一个较小的范围内,形成“焦斑”或“焦带”,将太阳电池置于这种“焦斑”或“焦带”上,增加光强,克服太阳辐射能流密度低的缺陷,从而获得更多的电能输出,其实验室转换效率最高可达40.7%,虽然还需进一步解决经济性等问题,预测不久也将进入产业化阶段。
带有自动跟踪的平板太阳电池系统是基于现有的单晶硅或多晶硅电池,通过自动跟踪技术使电池始终对准太阳,可提高系统的发电量达20%—50%。
自动跟踪的平板太阳电池系统很有可能成为未来光伏发电系统的主流。
2、光伏产品的成本下降速度超出预期,加快了大规模产业化的步伐
在技术进步、应用规模扩大和原材料价格下降等多重因素作用下,光伏发电的成本呈逐年快速下降趋势。
目前占光伏组件总成本近40%的多晶硅价格,已由2006年的250美元/kg下降到2008年的140美元/kg,光伏发电的成本下降到2.3—1.7元/KWh,且还有很大的下降空间。
这种下降速度远远超出了当年众多学术机构和投资者的预期。
目前国际上一些权威机构对未来光伏发电成本的预测都持很乐观的态度,其中最为乐观的预测认为,到2015年光伏发电的成本会降到1.0—0.7元/KWh,也就是说再用五年左右的时间就可实现光伏发电成本达到传统电力的水平。
中国的尚德、天合等光伏企业更是提出只用三年左右时间实现光伏发电成本下降到 1.0 元/KW h。
我国光伏产业发展面临的突出问题
现在各方面普遍担心光伏产业是否会重蹈其他新兴产业覆辙,发展快也乱得快。
我国很多新兴产业发展常常经历的一个怪圈是,当该产业出现重大发展机会的时候,各种资本会大举进入该产业;在没有自主技术支撑的情况下,企业就通过引进国外技术和生产线在国内迅速形成巨大的生产能力,往往在一半甚至更短的时间内达到国外经过多年才能实现的产能。
这种“一哄而上”的结果很容易迅速导致国内甚至全球的产能过剩。
而面对产能过剩的巨大压力,很多企业又偏好于采取以规模化获取低成本和超低价格的竞争战略全力打压竞争对手,整个行业很快陷入恶性竞争。
低水平竞争导致企业利润率降低,结果是严重削弱了企业和行业的研发投资,使整个行业长期停留在低水平,新产业很快被做“滥”了。
需要警惕的是,我国光伏产业的发展已经出现了这样苗头,如不及时进行政策引导和调整,其也难逃“暴生暴滥”的命运。
到那时,受损害的不仅是一大批光伏制造企业,还会影响到我国整个能源行业的健康发展,使我们失去利用已形成的产业基础尽快抢占世界新能源产业前列的难得机遇。
我国光伏产业在发展中暴露出的问题主要是盲目扩充产能、低价恶性竞争、污染控制不严格、大部分企业技术能力不足。
投资过于盲目。
自2006年以来,国内光伏领域的投资呈爆炸式增长。
尤其是在2007年全球金融危机发生后,该领域的投资不但没有减弱,反而逆市而上。
据不完全统计,在应对金融危机过程中,
国内已有14个省市提出将光伏产业作为新兴支柱产业。
投资速度快、力度大,说明光伏产业已经进入快速发展阶段,各方面有发展的强烈积极性。
光伏领域的投资为何会增长如此之快?原因之一是投资界和产业界对国内光伏应用市场抱有极为乐观的态度,带有赌国内光伏应用必定会有爆炸式增长的意图。
原因之二是光伏产业的高利润率。
就多晶硅环节,2008年的利润高达45%,在金融危机发生后还保持在30%以上,现在出现亏损的多是组件封装和电池生产企业。
第三个原因是基于地方发展经济追求GDP的强烈驱动。
光伏产业是一个资本密集、产业链长、产值大、投资回收期短的产业,上一个产能1000吨的多晶硅项目,至少会拉动当地投资10—13亿元,可以在2—3年内投产,投产后每年可形成6—8亿元的产值,还可以提供大量的就业岗位。
因此,发展光伏产业对一些地方政府具有巨大的吸引力。
在地方政府追求大项目、企业追求高利润等多重因素的驱动下,对光伏的投资已经越来越偏离市场的理性轨道,带有了很大的盲目性。
国内目前多晶硅的产能已由2006年的3300吨猛增至2008年的2万吨,增长了5倍多,有的一家企业就可形成4000吨的产能,然而2008年全球的多晶硅需求只有4.52万吨。
国内光伏组件和电池生产领域的产能过剩更为严重,在国外市场因为金融危机迅速萎缩的情况下,这些企业更多地寄希望国内市场能尽快启动,提出光伏领域也要政府“救市”。
恶性竞争严重。
一哄而上和各自为政的结果就是产能迅速过剩和恶性竞争。
目前光伏产业的恶性竞争主要集中在产业链的低端。
低附加值再加上恶性竞争,使得这些环节的利润迅速减少,在高端多晶硅环节利润率仍有30%的情况下,光伏组件企业的利润不足10%,而且还在持续走低,惨烈的价格战不断升级。
前几年,由于国内企业各自为政,在进口多晶硅时相互抬价,使国际多晶硅的价格由2005年50美元/kg陡升至2008年的410美元/kg。
如表3中行业调查的数据,在国内多晶硅成本2.04美元/W时国外仅1.08美元/W,几乎高一倍,让国外多晶硅企业坐收利润,国内企业却不得不承担了过多的成本,靠低成本制造才维持了组件的竞争力。
这两年国内众多企业又都争着上多晶硅项目,产能已呈现出过剩,光伏组件企业间相互残杀的局面很可能会在多晶硅领域再演。
增长过快和监管不到位造成环境污染和产品质量问题。
如前所述光伏产业本身所造成的污染不是不能控制,西方国家以及国内少数先进企业目前都已能解决多晶硅提炼环节产生的四氯化硅等污染物的回收和再利用问题。
但是一些地方政府和环保部门为了上项目保发展而有意放松环境监管,有关部门又没有及时出台或更新有关光伏产业的环保和产品标准,而企业为压低成本有意减少必须的污染控制投入,其结果是在国外没有产生污染的光伏产业,在国内却成为一些地方的重要污染源。
在很多不进行环境投入的企业也能生产并且能以此形成巨大成本优势的情况下,一些安装了污染物回收设备的企业最终选择了同流合污,相关设备弃而不用,任污染物泛滥。
由于一些生产规模小、技术水平低的企业生产的产品质量得不到保证,导致进入国际市场的中国产光伏产品质量参差不齐,退货等质量纠
纷事件不断增加,严重影响了中国光伏产品的形象和国际竞争力。
自主创新能力不足。
截止到目前,国内很多曾一度被追捧为高新技术企业的光伏企业,实质上并没有太多技术含量。
在过去的几年里,中国光伏企业获利的主要途径是依靠低成本。
我国能源和劳动力便宜,再加上国内环境监管不严、企业不用支付较多污染成本,即使国内企业购买的多晶硅成本明显偏高,但在如硅锭/硅片、太阳电池、光伏组件等环节的生产成本,中国也只相当于美国的约二分之一。
由于依靠快速生产和低成本战略能很快取得回报,多数企业根本顾不上搞研发,也没有经过必要的技术积累过程。
从整体上看,在多晶硅提纯技术、电池转换率、切片技术、系统集成等关键技术和工艺上,以及基础科学和未来新技术研发上我们与国外仍有较大差距。
光伏产业:我国机遇当前
光伏产业这种利用太阳能发电的新型发电系统,可以广泛应用于电源、通信、石油领域以及家庭电源等。
在环境问题日益严峻的今天,因其节能环保降低能耗减少浪费的特点而受到国际能源界的青睐。
“中国光伏产业刚刚迎来春天,不要因为火热的现状就说它处在如日中天的盛夏,因为这个行业前途不可限量。
”上海交通大学教授、太阳能专家崔容强说。
同样的观点来自中国可再生能源学会理事长石定寰,他说:“光伏产业发展才刚起步,随着能源的日益紧缺,太阳能这样清洁的、可再生的能源将有更大的发展。
”
专家表示,国内市场动力不足和多晶硅材料短缺的问题,已成为我国太阳能电池产业进一步增长的主要制约因素。
为此,我国正在酝酿从多方面来推动光伏发电的国内市场发展。
在市场大规模兴起之前,如何顺利度过漫长的市场培育和启动期,将是太阳能电池企业和政府,都需要面对的现实和必须做出解答的命题。
就在不久前召开的第十届中国太阳能光伏会议上,石定寰表达了坚定的信心。
这是一组令人骄傲的数据:2004年至2007年年底,全球太阳能电池产量增加了437%%,而中国更是猛增了77倍,超过日本,成为全球第一大太阳能电池生产国。
截至2008年年底,中国已经有10家太阳能企业在海外成功上市,总市值已经达到250亿美元。
“光伏产业火了,不仅在中国火,在美国更火,其热度丝毫不亚于8年前的互联网。
它甚至被认为是最有可能超过IT行业的新全球发展动力绿色事业。
”一位代表美国资方的投资顾问如是说。
实际上,在第十届太阳能光伏会议上活跃着这样一群人,他们来自不同的投资机构,对中国的光伏产业跃跃欲试,更有许多民营企业家带着资金前来“打探”信息。
法国里昂证券发布的一份名为《火热的太阳能》的行业报告称:“这个行业确实在咝咝发热,尽管他正在升空,但一点也不像泡沫,而是一个坚实可靠的投资目标。
”有专家预计,到2010年,全球
太阳能电池的年产量有望达到10400兆瓦,整个行业的销售收入提高至450亿美元。
目前,北美和欧洲的很多国家,特别是德国、日本等都在积极推动太阳能发电,全球已有40多个国家和地区制定了不同的太阳能产业发展鼓励政策。
德国和日本政府提供太阳能电价补贴等优惠产业政策,鼓励本国太阳能相关企业研发、生产和应用,加速产业发展速度。
来自德国的工程师SubastianTrimpl用“非常自由自在”来形容德国太阳能发电系统的立项程序。
他介绍说,在德国,任何家庭都可以随意安装屋顶发电系统。
政府对太阳能发电进行补贴,并要求供电公司、电网公司必须优先购买、输送及支付新能源发电。
继欧洲“百万屋顶”计划,美国、日本都提出了大力发展光伏发电的相关计划。
日本政府计划到2010年安装500MW屋顶光伏发电系统;2008年9月16日,美国参议院就一揽子减税计划达成共识,其中将光伏行业的减税政策续延2—6年。
这些,无疑是令中国光伏企业的利好消息,意味着“生意更好做了”。
与火热的国外市场相比,中国的光伏市场发展依然缓慢,但这并不妨碍业内专家对这个未开启的“富矿”充满期待。
现在,产业和市场之间发展不平衡,也说明我国的市场潜力很大。
目前法国、美国等欧美国家正在大力推广光伏电能,在全球能源紧张的状况下,新能源产业的发展势不可挡,中国也会像国外一样,加大对太阳能光伏产品的推广力度。
我们中国市场一旦全面启动,市场潜力巨大。
今年3月,国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》,提出到2010年,可再生能源在能源消费中的比重达到10%%,比2005年提高2.5%%,其中太阳能发电装机180万千瓦,太阳能热水器总集热面积达到3亿平方米。
未来中国可再生能源的战略地位将更加突出,随着中国经济的快速增长,能源、资源、环境已成为未来发展严重的制约因素,因此大力开发可再生能源不仅是世界能源发展的必然趋势,也是中国能源战略的必然选择。
而太阳能发电作为目前最成熟的清洁能源之一,是最好的选择。