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太阳能发电 |
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我国太阳能发电现状分析 |
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| http://cn.newmaker.com
9/12/2006 9:44:00 AM
佳工机电网
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人口持续增长与能源日益短缺的矛盾一直都是现代社会面临的一大难题，这一问题在人口众多、人均资源严重不足的中国尤为突出。众所周知，中国经济高速发展，成就令世界瞩目，而能源却成了制约经济发展的瓶颈，是中国不得不面对的一个严峻挑战。同时也揭示了目前中国在能源开发与利用上所暴露出来的问题。中国是国际上能源消耗的大国，而且，在未来20年，能源的需求也将保持强劲增长，能源问题已经成为关系到整个国民经济、国家安全的重大社会问题。资源的紧缺和能源成本的持续增长使得众多发达国家将注意的目光转向了新能源，其中太阳能的应用备受重视。能源专家认为，在可再生能源中，太阳能取之不尽，清洁安全，是理想的可再生能源选择。我国的太阳能资源比较丰富且分布范围较广，太阳能光伏发电的发展潜力巨大。
在太阳能、风能、生物质能、潮汐能等各类可再生能源中，太阳能成为专家们的首选。不管从资源的数量、分布的普遍性，还是从清洁性、技术的可靠性来看，太阳能都比其它可再生能源更具有优越性。太阳能的利用主要有两大重点方向，一是把太阳能转化为热能，另一个就是将太阳能转化为电能（即通常所说的光伏发电），其中重点是后者。目前我国能源结构极不合理，煤炭年消耗量约为13亿t，在我国能源总量中的比重超过60%。我国已成为世界第二大二氧化碳排放国。二氧化碳产生的污染不仅对我国的居民健康和工农业生产造成严重损害，还使我们面临巨大的国际压力。我国地处北半球,太阳能资源异常丰富，总面积2/3以上地区年日照时数大于2200h，其中西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原均为太阳能资源丰富地区；除四川盆地、贵州省资源稍差外，东部、南部及东北等其它地区都是资源较富和中等区。太阳能资源理论存储总量达每年17000亿t标准煤，与美国相近，比欧洲、日本优越得多。专家统计，如果把全国1%的荒漠中的太阳能用于发电，就可以发出相当于2003年全年的耗电量。届时，新疆、西藏、甘肃等广大西部地区将成为我国新的能源基地。此外，目前太阳能光伏发电技术已日趋成熟，是最具可持续发展理想特征的可再生能源技术之一。
太阳能光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。目前，光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地厂各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家己经大面积推广实施,我国并网发电还未起步。在新能源中，太阳能发电的成本较高，一台能满足家庭日常电器需要的200W的光伏系统，市场价为15000元，如果燃煤发电成本为1，则光伏发电大约是煤电的11～18倍，生物质发电（沼气发电）的7～12倍，风能发电的6～10倍。因此，我国目前太阳能发电的应用基本在集中供电成本过高的边远地区。成本的居高不下是太阳能发电在国内产业化运作中的主要难题。但太阳能与其他新能源相比在资源潜力和持久适用性方面更具优势，从长远前景来看，光伏发电是最具潜力的战略替代发电技术。专家预测，到本世纪后期，太阳能发电将在世界电能结构中占据80%的位置。
太阳能电池，是一种将光能直接转换成电能的半导体器件。它的原料硅晶，目前世界上只有美国、日本、德国等只有不到10个国家掌握这项技术（并且核心技术也一直都掌握在几家公司手中，具有相当的垄断性）；而且由于硅材料严重短缺的制约，我国95%的高纯多晶硅材料依赖进口，因此太阳能电池价格高昂，使太阳能发电价格很难有所下降。另外，太阳能电池中组件成本占整套系统的比例达到了70%。要降低太阳能发电的成本，就得不断提高光电转换率，而目前的光电转换率多在15%左右，短时间很难大有突破。作为太阳能光伏电池的主要原料，而且在技术基本上被国外垄断，这一问题已经成为我国发展太阳能光伏产业的最大瓶颈。我们不能指望从国外买进技术，必须要靠科研人员和企业的自主研发创新。所以要使太阳能发电得到大规模推广,科学家必须降低太阳能电池材料的成本,或找到更廉价的太阳能电池新材料,或提高光电转化效率,当然方向是多元的。
可见制约太阳能光伏产业发展的主要原因是太阳能发电的高额成本，而高成本主要来自太阳能组件的生产--规模化生产是降低成本的主要途径。而在规模化生产形成过程中，促进技术进步和政府的法规政策支持将起到举足轻重的作用。要达到这样的目标，政府采用完整、有效的激励政策是关键。政府政策拉动产业发展、推动技术进步，依赖技术进步和规模生产降低生产成本，通过提高质量和降低价格赢得更大市场，这样形成良性循环。有专家建议，在国内推广电价分摊制，按照谁多消费谁多承担的原则，在全国测算出一个全体老百姓每月平均用电量，超过平均水平的用电量提价，然后用这部分超支电费收购太阳能电。根据专家组测算，如果目前国内每千瓦时电多收2分钱，那一年就可以多收600亿元电费，而这些钱足够收购现在国内所能生产的太阳能发电量，财政并不需要为此多花很多钱。另外太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适于各家各户分激进行发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这些的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。政策拉动市场的做法在很多发达国家取得了显著的成功。无论是日本的"新阳光计划"、新的净电计量法，还是德国的新可再生能源法，都产生了巨大的推动力，使光伏发电实现了并网发电，并与水电、火电"同台竞技"。如果政府尽快制定出相应的财政、投资、信贷和价格补贴等方面的优惠政策，我国的太阳能事业将以一日千里的速度发展。专家预测，2010年我国太阳能电池累计用量将达到600MW，大约相当于年减排二氧化碳59万t，光伏工业能提供的就业机会达到6万人；2020年，太阳能电池累计用量将达到30000兆瓦，将每年减排2820万t二氧化碳，就业人数将超过300万人--太阳能发电的社会效益和环境效益，由此可见一般。
近年来，世界各国都在加大对新能源和可再生能源的支持力度，许多发达国家制定了光伏屋顶计划，通过政府补贴和电价政策，鼓励各种建筑物安装光伏发电系统。如果我们将10万km2的沙漠都变成太阳能光伏电站，按照15%的光能转换率，沙漠就将成为全国最大的能源基地。从材料到终端产品，近年来世界光伏产业都出现了供不应求的局面。在我国，随着能源危机的加剧，新能源也面临着大发展的机遇。一方面，国家宏观调控部门正在制定相关规划，计划到2010年，太阳能、风能等可再生能源发电占到全国发电总量的10%；一方面，全国人大常委会正在起草制定可再生能源促进法。比如电力企业必须按一定比例发展可再生能源，居民电费中可以征收一定费用，以促进可再生能源的发展。立法强制要求电力企业按一定比例发展清洁能源或多给可再生能源发电一点优惠。从长远看，它不仅降低了环保成本，而且具有可再生性。中国每年接收的太阳能只要利用上1%，中国的能源问题就解决了。然而，在目前全球光伏产业跳跃式发展的背景下，这些法律、政策和规划贯彻落实的"时间表"会有多长？困扰我国光伏产业发展的技术研发、原材料等瓶颈性问题何时能够突破？光伏企业"出口转内销"的发展路径能否走得通？只有解决一系列问题后，处于初期发展阶段的中国光伏行业才有可能真正崛起，成为具有国际竞争力的新兴产业。
较之发达国家，我国太阳能发电应用的落后除技术原因外，政府的措施也存在着很大差距。我国长期以来对科技自主创新的支持力度不够，科研投入太少。缺乏国家的相关政策支持，其实光伏发电产业并没有真正与市场接轨，而企业看不到利润空间也不会积极介入这个产业。因此，国家要加大对光伏发电的科研投入，出台相关的政策来支持其发展。我国相关部门在过去10多年曾制定并出台了一些促进可再生能源发展的政策。但随着体制改革的推进，管理机构出现了变化，一些政策逐渐失去了作用，一些政策名存实亡。我国既无光伏发电的专用法律，又缺乏必要的促进政策。面对当前情况，我国政府首先应加强立法，促进全国光伏技术、产业和市场的整体发展，进行可行性研究，制订长远规划；其次加快可再生能源强制性市场份额政策的研究和试点示范，以便在条件成熟时建立适合于中国国情的政策。加快电网信息化的进程,优化电力结构,提高可再生能源的使用比例。针对技术上的差距，政府应加大投入，强化关键技术设计制造攻关，从技术创新和突破上加快降低成本的步伐；加强扶持：在安装补贴和购电保护价等方面采取措施，使光伏发电成本降到各方可以接受的程度内；加大宣传，推动公众的环保、能源意识。从表面看，是太阳能发的电成本太高影响推广，根源还在于我国没有及时出台对绿色电力的扶持政策，这才是导致太阳能发电只能小范围应用的重要原因。随着法律和政策的出台，能源长期性短缺的中国将有望成为世界上最大的光伏发电市场。
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