2010年随着国内太阳能光伏发电项目开始升温,到2010年11月太阳能多晶硅价格上升超过90美元1公斤。
而此前的2009年,国务院连续三次会议叫停多晶硅扩张生产,致使2010年一季度太阳能多晶硅价格下降至60美元1公斤。在国际市场上,七大“垄断”公司太阳能多晶硅的生产成本是20-30美元1公斤,以往我国生产的太阳能多晶硅电池板95%出口,这方面的加工生产是“高进高出”,获取微利,而现在国内市场需求上升,各省市大规模上马太阳能光伏发电项目,让国际垄断公司赚取了暴利。不过更令人担心的是,目前太阳能光伏发电技术和智能电网技术尚不成熟,如此大规模推广太阳能光伏发电是否陷入一个更深的误区?
电力部门竭力反对太阳能光伏发电并网
多年来,关于太阳能光伏发电的研讨,很少有电力部门的声音,这是一个值得注意的异常情况。根据我们的调查,电力部门是非常反对并网的,原因主要是:
1、电力系统稳定性不容纳外来不稳定电源
火力发电是一个恒定的量。对用电方面来说,如果已经够用,多出来的供应量就是浪费。如果电力部门放掉一个量由太阳能或风能发电补充进来,补充进来的电源就必须是稳定的。太阳能光伏发电作为一个增量是很不稳定的,时有时无,电力部门不可能当作一个增量来考虑,收购了太阳能光伏发电项目的电力,而总的火力发电量又不能节约,经济账没办法算。
以往晚间用电有剩余,哪怕用“蓄能水电站”这种模式,白天放水发1度电,晚上要花7度电抽水上去,也在运行并有经济可行性。这充分说明了火力发电恒定的要求.
2、智能电网的建设远远不是想象中那么容易
国外所谓智能电网,主要是解决分布式电源发电问题的。与真正解决太阳能、风能发电并网问题,达到火电少用而节油节煤的目的不能画等号。
智能电网需要破解的难点,不仅仅是供电系统对整个电网反应灵敏、及时作出配电决断,更难的是解决滞后效应问题和现有电网的承受能力问题。我国电网规模与欧洲诸国电网规模是两个概念。数千公里的供电系统,信息反馈时间差问题很难解决。如果智能电网能让晚间鼓励用电的半价制度作废,在低碳经济方面就已经是很大的贡献了。
3、电流质量能否达到标准是个问题
太阳能光伏发电,是直流电并且是低压电,电力部门需要的是高压交流电。太阳能光伏发电通过逆变器和整频设备将直流电变成交流电供给电力部门,但是仍有少量直流电进来,交流频率也不全符合要求。现在逆变器基本上都是从德国高价进口的,并且产品价格高于德国企业在本国的售价。
4、太阳能光伏发电最好直接输送到居民区,但现有电网恐怕难以承受
我们电网的基础是很脆弱的,特别是很多旧城区的电线早已老化,电压、电流不稳定容易出事故,特别易对家用电器造成损伤。
目前太阳能光伏发电成本还太高
经济问题其实在很多情况下是技术问题,技术问题不解决,在经济上就没有可行性。
1、关于能源回收问题
有人说太阳能光伏发电能源回收需要20多年,也有人说是2.5年——这是不考虑综合成本和整套设备能耗的说法。
业内人士说:一套家用太阳能光伏发电系统20多万元,加上维修、维护费用,还有蓄电池更换,即使不算这笔钱用于其他方面的投资回报并考虑到电费上涨的可能性,回收成本也要50~100年。有的人提出太阳能光伏发电设备使用寿命是20~25年,此后添加20%费用就能再用20年。然而,常年在太阳下暴晒、遭受风吹雨淋的设备,能用多少年?用40年是神话。这也构成了太阳能光伏发电“一定要并网”的最根本原因,因为只有通过这条路径,太阳能光伏发电才能“获利”——从电力部门取得回报。完全走市场化道路,是很少有消费者愿意接受的。
2、关于上网电价和成本
有的人提出敦煌2009年竞标是1.09元/千瓦时,这个价格是把20元/千瓦时的财政补贴算进去计算出来的。竞价低,主要原因是那些竞标公司看好市场前景,现在是“抢资质”的时期,众所周知,政府采购项目,资质就是资本。当然中标后,企业还有望从国际上拿到低碳补贴。
崇明的当时国内最大兆瓦级太阳能光伏电站,上海市电力公司2007年表示,发电成本约为每度7元。世博会的太阳能光伏发电成本大约在每度4元以上。火力发电,一般每度仅为0.35~0.60元。如果要讨论经济可行性,一般都是在两者相差百分之几最多是百分之几十的情况下讨论的,如果是相差10倍,又要财政补贴,又要电力部门亏本收购,那还有什么可讨论的?当然因为技术进步很快,太阳能光伏发电成本也可能大幅度下降。但是这需要市场检验。
3、关于蓄电池
到目前为止,蓄电池性能和成本问题仍然是新能源应用的一大瓶颈,如果蓄电池过关,至少风能、太阳能光伏发电就能给蓄电池充电,用于新能源汽车,这可以大大降低石油消耗。可是迄今为止所有类型蓄电池的价格都不低,使用寿命也很有限。这个软肋,很多人根本不愿意提起。
太阳能光伏发电产业转移过程隐含国际阴谋
从国际产业转移的角度看,从国际战略来看,还有很多问题。郎咸平的观点是:“低碳经济”是发达国家在忽悠我们,是想向我们征税,气候变暖数据是英国五流大学捏造的。通过碳减排的议题阻挠中国的发展。
勾红洋著的《低碳阴谋》主要是说:美国和欧盟等发达国家借力环保问题企图扼杀中国等发展中国家的生存空间,让发展中国家为温室气体排放和此次金融危机买单,继续牵制和盘剥发展中国家,以维持两极世界的格局。
这几年我国多晶硅的产业发展过程,主要有两个方面值得我们注意:第一就是多晶硅的价格走势;第二是我国多晶硅产业相对国际上的技术水平和生产成本。
太阳能多晶硅的价格走势,2003年的时候是30美元1公斤,到了2006年是100美元1公斤,到了2008年的10月份最高达到500美元1公斤。
到了金融危机以后多晶硅价格就一直下降,到2009年跌到了80美元1公斤,2010年3月是60美元1公斤。从国内来讲,连续几年的多晶硅产量、产能高增长是因为很多地方都上马了多晶硅生产线,到2009年底国内多晶硅厂家有五六十家,已经能开工生产的有20多家。所以国务院有连续几次会议叫停多晶硅产业。而科技部发布的信息说我国多晶硅生产没有供过于求。其实分歧只是:是总量过剩,还是结构性过剩。
结构性过剩关系到两个问题:一个是价格问题,另一个是技术问题。目前高端的多晶硅技术是掌握在世界上七大公司手里,主要是美国、德国和日本的公司,它们的生产成本是每公斤20到30美元;而我们国家的多晶硅生产成本是每公斤50到70美元。
我们以非常低的价格出口低纯度多晶硅,然后高价进口高纯度多晶硅。国务院38号文件说多晶硅太阳能电池98%是用于出口的。那么关于多晶硅价格从2003年30美元1公斤上涨到2008年的500美元1公斤这个过程,我们就要打一个问号。这么高成本拿进来的多晶硅做成的太阳能电池出口给谁?有业内人士2009年上半年做过一个调查:2006年以后到2008年这一段,价格上升的这个阶段拿进来的多晶硅不是真正的国际市场价格。这里面的市场黑幕,还没有人去揭露。在这种暴利里面我们可以看到另外一个背景就是国际上的动态。国际上七大公司有扩产的举措,但是它们的量很少,别的国家都没有明显的举措。
联合国公布的数字是说,在清洁能源投资当中,2008年投资增长的主要是新兴经济国家,美国下降2%,欧洲增长2%,我国增长18%,还有巴西增长也是很高的。作为另外一个产业转移的背景,我们拿到的产业是技术含量很低的,我们的成本比人家高一倍。这个问题一直到了美国有文章说我国出口了“清洁”,留下了“污染”,说我国发展的多晶硅和太阳能产业等于是在向国外输出能源,才引起了国内的重视。
低技术的多晶硅生产有严重污染,后续产业链的发展也有问题
关于多晶硅生产是否有污染,争论很激烈。有人认为国际上七家大公司没有污染,因此不能将多晶硅产业划为污染型产业。但理论和现实是两回事,理论上可以没有不等于现实中没有。国内现存的那些小厂,确实发生过乱排放的事情。有的工厂将尾气收集起来,将四氯化硅以每吨2000元的承包价格交给污染处理厂商处理,问题是运输的罐装车开到半路就排放了。同时,在国内多晶硅产业爆炸性增长的同时,一些下游化工企业没有发展起来,致使多晶硅生产企业尾气收集以后也没有地方送。而四氯化硅是剧毒的,“改良西门子法”方法每生产1吨多晶硅就要产生15吨剧毒的四氯化硅,有的高达20吨。
所以国务院的38号文、10部委联合发布的产业政策都是正确的,划出的“3条红线”很有现实针对性的。
太阳能光伏发电软肋很多,后续管理和服务也有严重问题
太阳能电池板的效能发挥有许多限制条件。首先是安装的倾斜角度问题。按照最佳角度——利用阳光效率最高安装的太阳能电池板一般角度不能倾斜过大甚至比较平坦(25~30度),否则发电效率大大下降。因此就有一个降尘自清洁和人工清洁的问题。在沙尘暴多发的地区,太阳能电池板的清洁问题是个很大的难题。
其次是空气质量问题。根据我国环保监测部门发布信息,汽车尾气导致我国许多城市空气污染严重,部分地区甚至出现1年200天的阴霾天气。因此,太阳能光伏发电建设项目基本上都达不到设计效果,例如日照时间,宁夏的气象日照资料是2900小时一年,有个项目设计是以3000多小时/年上报的,可实际发电是1700多小时/年。
大规模建造的太阳能光伏发电项目后续管理维护是大问题。太阳能光伏发电项目是技术含量很高的,一旦发生损坏,往往牵涉到一个系统的问题。由于发展快速,技术力量成为问题,缺少后续管理、服务及维护人才。
太阳能光伏发电系统是一个“脆弱”的系统。
太阳能光伏发电总是需要由很多太阳能电池板组合成一个系统。在正常情况下,只要有一块电池板被阴影或碎片遮蔽,出现失配现象,便会降低整个太阳能系统的发电量。具体来说,只要有10%的电池板面积被阴影遮蔽,系统总发电量便会下跌50%。
2009年6月8日,美国国家半导体公司的SolarMagic源优化器荣获全球知名的Intersolar光电技术类创新大奖。
遇到电池板被阴影或碎片遮蔽,出现失配现象,若采用SolarMagic电源优化器,就可挽回超过50%以上损失的发电量。这也就是说,即使采用了最先进的技术,如果有10%的电池板面积被阴影遮蔽,系统总发电能力最多也只能达到78%的设计值。在上述种种问题没有得到解决前,如果大规模推广太阳能光伏发电,怎能不令人担忧?
(系上海社科院部门经济研究所研究员)
光伏发电为何“墙内开花墙外香”
九成以上产品出口,不仅使我国的光伏产业受制于人,也违背了该产业发展的初衷在我国的各种可再生能源中,恐怕没有哪一种像太阳能光伏发电这样,既如此辉煌、又如此尴尬。
2010年,我国的光伏电池产量约占全球总产量的50%,在“世界第一”的交椅上坐得更加稳当;与此形成巨大落差的是,我国生产的光伏电池出口比例依然保持在95%左右,与上年相比变化不大,真正在国内安装并提供绿色电力的少之又少。《世界能源统计回顾2011》报告显示,中国的光伏发电装机容量2010年末为893兆瓦,但占世界的份额仅为2.2%。
真正享受太阳能这一清洁能源之利的,依然是欧美和日本。《世界能源统计回顾2011》报告显示,到2010年年末,欧洲累计安装29617.145兆瓦,占世界光伏发电装机总容量的74.5%。以国家而论,世界最大的光伏发电国家是德国,2010年末装机容量高达17320兆瓦,占世界份额的43.5%;西班牙和日本装机容量分别为3892兆瓦和3617.2兆瓦,占世界的份额为9.8%和9.1%;意大利、美国分居世界第四和第五位,占世界的份额为8.8%和6.3%。
不可否认,凭借海外市场的旺盛需求,我国的光伏产业得以迅猛发展。据统计,中国目前从事光伏产业的企业数量接近600家,涌现出无锡尚德、保定英利、济南力诺等知名企业;从业人数约为30万人,形成了包括高纯多晶硅制造、硅锭和硅片生产、电池制造、光伏组件封装以及光伏系统应用等较为完整的产业链,生产工艺和相关技术得到大幅提升。
但是,“出口为主”的格局导致中国光伏产业发展严重依赖国际市场。一旦国际市场出现大的波动,就势必影响整个产业链的健康发展。在2008、2009年的国际金融危机和今年的欧洲债务危机中,表现得尤其明显,许多企业叫苦不迭。
更不容忽略的是,九成以上的光伏电池出口国外,形成了“产品出口国外、碳排放留在国内”的节能减排倒挂现象。中国电力企业联合会的数据显示,2009年中国电力装机总容量为87.4万兆瓦,其中光伏发电累计装机容量仅为300多兆瓦,占电力装机总容量的比例不到万分之四。
诚如专家所言,中国光伏产品长期“墙内开花墙外香”,不仅造成产业发展受制于人的被动局面,使整个行业难逃潜在的风险,也使得光伏产品生产过程中消耗的能源没有在国内得到补偿和再生,中国老百姓没有享受到光伏产业发展所应有的环保收益。
只有大规模应用才会降低成本,国内市场滞后的瓶颈是上网电价
作为全球的光伏电池生产大国,中国为什么自己不大规模使用?最为流行的说法是:光伏发电的成本太高,老百姓用不起,政府补贴不起!
与四五毛钱一度的火电相比,四五元一度的光伏发电的确是太高了。
“光伏发电成本高,这个问题要辩证地看。”山东最大的光伏企业——力诺光伏集团电力工程公司总监司昌雷认为,与火电、水电等传统能源相比,光伏发电毕竟还处在发展初期,成本高并不奇怪。“任何具有替代潜力的新兴产品,在发展初期都会由于材料不充足、技术不成熟、规模不够大等原因,成本和价格高于传统产品。但随着市场需求的扩大、生产规模的扩张,必然会带来企业的充分竞争和技术的长足进步,价格自然会由高变低。”
英利集团销售总公司副总经理张哲告诉记者,光电转换效率,是价格下降的关键因素。近年来英利的多晶硅光伏电池光电转化率持续提高,2007年为14.5%,2008年为15.3%,今年则稳定在16.8%;其中的最新产品“熊猫”组件,今年的实际光电转换率达到18.5%。光电转换率提高的结果,是光伏发电价格的下降:每度电的价格,已由2009年的1.7元,降到今年的1.2元。
毋庸讳言,光伏发电价格的降低,主要源自国外市场的拉动。
国内市场怎样才能快速启动?答案是标杆上网电价政策。该政策又称固定电价政策,是全世界普遍通行、效果最佳的光伏发电扶持措施。
“德国就是最好的例子。” 中国可再生能源学会副理事长、光伏专委会主任赵玉文介绍说,德国光伏市场的年新增装机容量的增速高峰出现在2000年及2004年,增速分别达到200%和300%以上,这两次超常规增长的主要推动因素是德国首创的上网电价补贴政策的推出和修订。2000年中,德国首次出台其可再生能源法案(EEG),将其上网电价提高了3 倍以上。经过两年的递减之后,2004年,德国政府修订了EEG 法案,对上网电价做了进一步细化,对民用细分市场提高了电价,同时规定了新的价格降低速度。上网电价补贴政策的实施,有效启动了市场,带动了光伏产业和光伏技术的快速发展,使发电成本迅速下降。原来德国预计每年成本会下降5%左右,开始几年就是按照这个幅度实施的。多年实际效果证明,市场启动速度、对产业和技术的拉动速度和成本下降速度,比预想的要快。2009年,德国把下调幅度提到15%。“事实上成本下降幅度要大于15%,企业的利润空间并不比以前小。”不光是德国,西班牙、意大利等国家采取的也是这一办法,目前都已成为全球的太阳能利用大国,本国的节能减排和技术进步受益匪浅。
由于种种原因,我国自2006年实施《可再生能源法》后,对光风电采取了上网电价的办法,光伏发电则被排除在外。为启动国内市场,有关部门于2009年启动了“太阳能屋顶计划”和“金太阳示范工程”,并在西部光伏电站建设中采取特许权招标制。这些扶持措施虽然在一定程度上推动了国内光伏市场,但毕竟“僧多粥少”,对“九成以上出口”的格局改变不大。
赵玉文指出,光伏产业市场启动速度太慢,市场和产业不协调,造成内需严重缺乏,是我国光伏产业发展的最大瓶颈。
“1元上网电价”揭开新篇章,九成以上出口的历史有望改写
这是一个国内光伏企业期待已久的惊喜:8月1日,国家发改委发布了《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》:2011年7月1日以前核准建设、2011年12月31日前建成投产、国家发改委尚未核定价格的太阳能光伏发电项目,上网电价统一核定为每千瓦时1.15元(含税,下同);2011年7月1日及以后核准的太阳能光伏发电项目,以及2011年7月1日之前核准但截至2011年12月31日仍未建成投产的太阳能光伏发电项目,除西藏仍执行每千瓦时1.15元的上网电价外,其余省(区、市)上网电价均按每千瓦时1元执行。
业内人士普遍认为,在当前光伏组件价格大幅下降、模块化使电站建设速度提高的情况下,上网电价政策的出台无疑将成为加快光伏发电规模化应用的重要“推手”。
“‘1元标杆上网电价’的出台,开启了光伏产业国内市场开发的新篇章。” 昌雷认为,从产业规律看,随着这一政策的出台,光发电上网率必然会增加,产业会更加成熟,价格回归到合理水平是必然的。
但他同时指出,“通知”没有重视“东西不均”的问题:不同地区的日照时间不同,所产生的效益是不一样的。例如,青海的平均日照时数为每年3000多个小时,而山东则是2600个小时;同样一个光伏电池板,青海1瓦光伏电池可发1.629度电,在山东只能发1.23度电。“产出效益不一样,补贴也应该不一样。差异化规定对光伏产业在全国的发展更有意义。”
“无论怎么说,标杆上网电价的出台都是一个良好的开端。”赵玉文认为,这是我国光伏发电产业发展的一个重要里程碑,光伏发电有望快速实现规模商业化,“九成以上出口”的历史将会改写。
“去年我们国内的销量只占总产量的5%,今年的目标是超过15%。”英利集团董事长苗连生说,“随着国内标杆上网电价办法的实施、完善,普通百姓用上光伏发电的时间应该不会太远。”
链接
太阳能光伏技术(Photovoltaic)是将太阳能转化为电能的技术,其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅。地壳硅储量丰富,可以说是取之不尽、用之不竭。太阳能光伏电池有两层半导体,一层为正极,一层为负极。阳光照射在半导体上时,两极交界处产生电流。阳光强度越大,电流就越强。太阳能光伏系统不仅只在强烈阳光下运作,在阴天也能发电。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了光电转换效率为4.5%的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
此后太阳能光伏产业技术水平不断提高,生产规模持续扩大。在1990—2006 年这十几年里,全球太阳能电池产量增长了50 多倍。随着全球能源形势趋紧,太阳能光伏发电作为一种可持续的能源替代方式,于近年得到迅速发展,并首先在太阳能资源丰富的国家,如德国和日本,得到了大面积的推广和应用。
据欧洲光伏工业协会EPIA 预测,太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
根据所用材料的不同,太阳能电池还可分为:晶硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池等。目前应用最广的是晶硅太阳能电池,包括单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜电池3种。
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