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太阳能电池发展现状及存在的主要问题

晨怡热管 2008-10-17 23:05:45

一、2005年国际太阳能电池产业发展情况

2005年,世界太阳能电池总产量1656MW,其中日本仍居首位,762MW,占世界总产量的46%,欧洲为464MW,占总产量的28%,美国156MW,占总产量的9%,其他274MW,占总产量的17%。

2004年全球前14位太阳能电池公司总产量达到1055MW,占当年世界总产量的88.3%,近五年来,日本Sharp公司一直领先,2004年产量达到324MW,见表1。

以2004年数据分析,各种太阳能电池中硅基太阳能电池占总产量的98%,晶体硅太阳能电池占总产量的84.6%,多晶硅太阳能电池占总量的56%,见表2。

2005年,世界光伏市场安装量1460MW,比2004年增长34%,其中德国安装最多,为837MW,比2004年增长53%,占世界总安装量的57%;欧洲为920MW,占总世界安装量的63%,日本安装量292MW,增幅为14%,占世界总安装量的20%;美国安装量为102MW,占世界总安装量的7%,其他安装量为146MW,占世界总安装量的10%。

至2005年全世界光伏系统累计安装量已超过5GW,2005年一年内投资太阳能电池制造业的资金超过10亿美元。现在,一个世界性的问题是制造太阳能的电池的硅原材料紧缺,尽管2005年全世界硅原材料供应增长了12%,但仍然供不应求,国际上长期供货合同抬价25%。持续的硅材料紧缺将对2006年太阳能电池生产产生较大的影响,预计2006年世界太阳能电池产量的增幅将不限制在10%左右。要解决硅材料的紧缺问题预计将需要5年以上的时间。

根据光伏市场需求预测,到2010年,全世界光伏市场年安装量将在3.2G到3.9GW之间,而光伏工业年收入将达到186美元到231亿美元。

日本和欧美各国都提出了各自的中长期PV发展路线图。

按日本的PV路线图(TV Roadmap 2030),到2030年PV电力将达到居民电力消耗的50%(累计安装容量约为100GW),具体的发展目标见表3和表4。

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美国预测,到2030年太阳能电池累计销售量将从2003年的0.4GW上升到200GW,平均每年安装19GW,2030年PV电力生产量将达到360×109KWh,2050年PV电力生产量将达到1400×109KWh。

欧盟PV路线图(EU25),到2050年总的PV容量将达到442GW(其中德国为80GW);2035至2040年达到总量的一半,即121GW。这一规划的实施进度如下所示。

二、2005年国内(大陆)产业发展情况

近两年来国内太阳能电池产业发展很快,特别是受无锡尚德公司美国上市的影响,太阳能电池企业蜂拥而上,现在,我国大大小小从事太阳能电池硅材料,硅片、电池及组件的生产厂家已不下百家。

国内2005年的太阳能电池产量数量很难正确统计,只能根据了解的情况作一个估计。

太阳能电池产量:江苏无锡尚德太阳能电力有限公司,宁波太阳能电源有限公司、中电电气南京光伏科技有限公司、云南天达光伏科技股份公司、上海交大泰阳绿色能源公司等主要的十多家公司总产量约为110MW。

太阳能电池组件生产量:天威英利新能源公司、上海太阳能科技有限公司、江苏林洋新能源公司、新疆新能源公司、浙江昱辉阳光能源公司、西安佳阳能源公司、力诺光伏高科技有限公司、上海超日太阳能科技公司、无锡佳诚太阳能科技有限公司、常州天合光能有限公司、无锡国飞绿色能源有限公司、深圳能联电子有限公司等十多家公司总产量达220MW以上。

太阳能电池用硅材料产量:河北宁晋单晶硅基地、江苏顺大半导体发展有限公司、四川峨眉半导体材料厂、洛阳中硅高科技有限公司、常州天合光能公司、宁波晶元太阳能有限公司、绍兴精工太阳能有限公司、常州亿晶光电科技有限公司、江苏华日源电子科技有限公司第十多家公司总产量约为700吨。

2005年太阳能电池组件主要销往欧洲,特别是德国,几乎是我国生产多少德国就收购多少;硅原材料与硅太阳能电池相当一部分从国外进口。

太阳能电池制造技术方面:由于硅材料缺乏,价格飞速上涨,极大地促进了硅太阳能电池薄片技术的发展,目前硅片厚度已普遍地从370μm降到240μm,有的厂家已减薄到220μm,仍能保持较高的成品率,同时也促进了太阳能电池转化效率的提高,多晶硅太阳能电池一般效率已达到13-14%,有的企业已能批量生产15%的产品;而单晶硅电池效率已普遍达到14-15%,有的企业已能批量生产16%的产品。

此外,北京企业星华创股份有限公司已能制造和生产硅太阳能电池和组件的制造设备,特别是一些国产的单晶炉和太阳能电池封装设备已有较高的技术水平。

《可再生能源法》已于2006年1月1日起正式实施。2006年4月国务院能源领导小组会议上已批准国家发改委提出的我国太阳能发电的中长期发展规划、发展重点和目标。国家发改委还同时发布了《可再生能源发电价格和费用分摊关系试行办法》,明确了2006年及以后建设的可再生能源发电项目上网电价及费用分摊管理办法,办法中规定可再生能源发电项目上网电价要与当地燃煤机组标杆上网电价的部分费用,通过向全国电力用户统一征收电价附加的方式解决。各省级电网企业按其销售电量占全国的比例,分摊全国可再生能源电价附加额,其实际支付的可再生能源电价附加与其应承担的电价附加的差额,在全国范围内实行统一调配。到2010年可享受电价优惠政策的太阳能电池总安装量可达到350MW,国家的这些扶植政策和措施将大力促进我国太阳能光电产业的发展。

三、太阳能电池行业发展的主要问题

由于国外市场特别是德国市场需求的刺激。我国太阳能电池厂家发展迅速,估计今年全国数十家企业新上的或扩产的太阳能电池生产线的产能目标将超过600MW,而实际产量也将达到300MW以上。但在“形势一片大好”的背后存在着不少潜在的问题。

1、硅原材料问题

太阳能电池用硅原材料缺乏已成为国际性的一大问题,对我国的影响尤为严重,国际上长期供货合同的均价以上涨了25%,而在我国,由于畸形发展,上涨的幅度远不止25%,一般向国外生产厂家直接订货合同价格为40-60美元/kg;同通过中间商的硅材料价格2005年一路飙升,一年之间已从25美元/kg上升到超过200美元/kg,最近已达220美元/kg。以目前国际市场太阳能电池销售价4.0-4.2美元/W(离岸价)计算,如此昂贵的硅材料价格已使太阳能电池生产厂无利润可言,更为严重的是现在已有一些新上电池生产线、即使高价也买不到货,处于半停产状态,尽管洛阳中硅、四川峨眉等公司计划扩产,特别是洛阳中硅已决定新建年产1000吨多晶硅的生产线项目,但上这样的大项目风险不小,不仅投资很大,而且从年产300吨试验生产线扩展到年产1000吨生产线,技术上将会遇到不少问题。由于太阳能电池用多晶硅材料用量猛增,已带动了整个电子信息产业的硅材料上涨,影响到其他硅电子元器件的材料成本。

2、 市场问题

目前我国的太阳能电池产品主要是外销,太阳能电池和组件有95%以上销往国外,主要是德国,也有西班牙、意大利等;而国内市场份额很小,太阳能电池成了典型的两端在外的行业:技术、原材料在外,销售和市场在外,而加工制造在内,这导致高额利润由国外厂商赚,国内花费大量劳力、能源、资源、仅取得低额利润。而且由于无序竞争,外销的太阳能电池价格很低,质量得不到保证,大宗退货事件时有发生。值得注意的是,现在我国能源紧缺,消耗紧缺的能源制取可再生的能源产品,源源不断地输送到国外获得微薄收益,不符合国家的根本利益。

最近几年国内太阳能电池市场一直处于停滞不前的状态,自2002年国家发改委实施西部省份无电乡通电工程项目以后,原计划接着实施无电村通电工程,但由于重要原因至今没有启动,在国外,发展太阳能光电产业主要是依靠大量安装屋顶并网系统,早在两年前已占全世界太阳能电池总用量的60%以上,现在估计已超过70%,而我国只有深圳、上海和北京有些零星的并网屋顶系统,如果没有大中型城市和东南沿海经济发达地区大量推广屋顶并网系统,即使实施西部地区村通电工程也难以使我国的太阳能电池市场获得持久快速发展。如果一旦国外市场受阻,而国内市场没有发展起来,众多的太阳能电池生产厂商将面临十分困难的局面。

3、技术进步问题

近年来我国太阳能电池产业发展很快,但技术进步并不显著,主流的晶体硅太阳能电池的技术进步几乎全依赖于先进的进口设备,很少有属自主创新的核心技术;除少数企业外,产品总体质量不如日、欧、美等发达国家。在目前的科技体制下,科研院所要想开展具有原创性的太阳能电池研究有很多困难,因此,包括生产设备制造在内的总体技术水平始终与发达国家有一定的差距。

技术进步的关键是需要有一大批拔尖的技术人才,而我国现有的情况是:大学比较注重一些新型太阳能电池的研究,缺乏对常规太阳能电池生产工艺的研发,而一些有关科技院所已改制或面临改制,无力投入大量资金建立太阳能电池生产线进行工艺技术的研究与开发。目前全国新建太阳能电池企业主要依靠云南半导体厂,秦皇岛华美公司等几个老企业的少数退休人员,十八所等研究所的少数科研人员、部分留学归国人员和原先从事半导体行业的技术人员充实到生产线,但由于产业发展较快,能适应生产第一线的技术人员奇缺,一些企业往往通过猎头公司相互挖人,这也对行业的发展带来了不利影响。

4、国家和各级政府的扶植政策问题

太阳能发电虽然有诸多优点,毕竟太阳能电池制造成本较高,发电成本远高于不计环保成本的燃煤火力发电成本;经核算高于每点成本少则六倍,多则十倍。在现今市场经济为主体的社会条件下,政府必须有相应的扶植政策。日本、美国、欧盟都有发展光伏产业的扶持政策,就连印度这样的第三世界国家也有自己的扶持政策。最典型的是德国,由于政策落实,加上公众认同,近两年发展极快,2005年安装量达837MW,占世界总安装量的57%,我国去年2月28日全国人大通过了《可再生能源法》,今年四月国家发改委又出台了《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》,具体落实施行还会遇到诸多困难,需要电力部门和各级地方政府给予大力支持。

5、其他问题

公众的认识和支持也是推广太阳能发电技术的一个重要问题,目前我国对这的科普宣传做得很不够,示范工程也很少,与集中供电的火力发电相比,对独立光伏系统需要增加蓄电池等贮能设备,对并网发电系统还要增加并网逆变器等辅助设备,使用较复杂,因此没有公众的支持也是难以发展的。

另外,国外大多数住宅多为单层或双层建筑,而目前我国大中城市则多为高层或多层建筑,这度实施太阳能建筑一体化,安装太阳能光伏屋顶系统向用户供电,也将带来了一定的困难。

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