一、发展太阳能光伏发电的背景
1、世界对光伏发电的渴求
▪全球气候变暖、生态环境恶化。
▪常规能源(煤、油)短缺,价格不断攀升。
▪投资可再生能源对每一个国家都具有战略性的意义。
▪能源保障,绿色未来。
2、光伏发电的优点
▪太阳能取之不尽、用之不竭、到处都有。
▪无噪音、零排放(1MW光伏发电 每年可减排900多吨CO2 替代500多吨标准煤)。
▪目前晶体硅光伏发电系统的能量回收期约为2年,薄膜电池耗能低,发电系统回收期更短
3、目前光伏发电的制约点
▪上网电价较高(目前1元/度以上,明年可达到1元/度,2015年可达到0.8元/度)。
▪光伏发电系统和电网并网,还需要智能电网的配合。
4、我国目前太阳能发电仅占发电的0.05%
煤发电 | 77% |
大水力发电 | 16% |
核发电 | 2% |
风力发电 | 1% |
太阳能发电 | 0.05% |
其它发电 | 3.95% |
(1)环境污染
化石能源引起的环境恶化和气候变暖
每燃烧1吨煤,放出1.5-1.8吨CO2,可发出3000度电(其发电量相当于1000片125单晶硅电池的发电量)。
(2) 能源短缺,油价的不断上升
(3) 人类和谐发展的需要
从十六世纪至今
世界人口: 5亿 到60亿,增加了12倍
能源消耗:1亿吨标准煤/年,150亿吨标准煤/年,增加了150倍
现今我们消耗的能源75%来自矿物燃料(煤,石油和天然气),其余的来自水能,核能及可再生能源(5%)。
据估计到2020年能源消耗将达到195亿吨标准煤/年。
石油将在43年内耗尽,天然气为66年,煤169年。
可持续发展的路在何方?
一个25MW的工厂的年产量在产品寿命期内可清洁发电6.25亿度,节约燃煤243750吨,减排633750吨二氧化碳,减排5850吨二氧化硫,减排1706吨氮氧化物。
66 kg-CO2/m2/Y Emission Red.
平米光伏每年减排 66 公斤CO2
从减排CO2而言:安装1平方米太阳光伏相当于造林100平方米。
2. 国际情况
(1)远期预测
欧洲光伏工业协会(EPIA) 的预测:
年:光伏组件年产量:40GW
系统总装机容量:195GW
光伏发电量:274TWh,
=2020年全球发电量的1%
光伏组件成本:1美元/Wp
年:光伏发电量:7368TWh,
= 2040年全球发电量的21%
国际能源署(IEA)太阳能光伏路线图(2010)
(2)近几年的情况
2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | |
太阳电池产量(GW) | 1.7 | 2.6 | 4.0 | 6.1 | 10.2 | 15.1 | 20.5 |
年增长率,% | 44 | 58 | 53 | 54 | 66 | 48 | 36 |
全球组件平均销售价($/W) | 3.7 | 4.3 | 4.1 | 3.8 | 3.7 | 1.8 | 1.25 |
全球平均系统安装价($/W) | 7.1 | 7.8 | 7.5 | 7.0 | 6.6 | 3.2 | 1.95 |
根据德国联邦网络局公布的数据,2010年德国新增光伏发电装机容量高达7400MW,约占全球装机总量的42%。
据估计,德国所有核电全部停止需要大约150GW的新能源装机,其中光伏发电将占据较大的比重。总体上来看,德国越来越倾向于采取总量控制而非直接削减补贴的做法来支持光伏产业的发展,光伏产业发展的总体趋势不会改变。
(4)西班牙
2008年装机总量飙升到2.3GW;
2009年装机达3.2GW;
2010年装机达3.6GW
2011年1月底发布的报告,西班牙2010年电力的3%来自太阳能
(5)意大利
2010年达4GW;
2011年6月底达7GW
(6)全球市场分布及变化趋势
3 国内发展情况
中国是全球光伏产业大国和未来的强国(设备、材料及产品)
(1)东部发达地区
江苏:尚德、林洋、韩华、天合、JA
浙江:宁波太阳能电源、向日葵等
上海:超日、JA等
河北及北京:JA、捷晨、巨力等
广东:拓日、兴业等
(2)中部地区
安徽:JA、LDK、海润
江西:LDK、晶科等
(3)西部地区
陕西、青海、宁夏、、甘肃
二、太阳能光伏发电的现状
1、太阳能光伏电池的类型
▪硅基太阳电池 — 多晶硅、单晶硅
▪薄膜太阳电池 — 非晶硅/微晶硅、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)
▪新型太阳电池 — Ⅲ-Ⅴ族有机
2、晶硅太阳能光伏产业链
硅原料:
1、高纯多晶硅提炼(6N)
2、多晶、单晶硅材料生产和硅片加工
3、电池片(多晶、单晶)生产
4、电池组件封装
5、发电系统
3、我国光伏产业的特点
1、产量占全球产量的一半
2、产量仅占产能的一半
3、晶硅太阳能电池产量远大于薄膜太阳能电池产量
4、90%以上的市场在国外
4、中国光伏电池产量占全球总产量的一半
2007年以来中国已经连续4年光伏电池产量位居世界首位,2010年光伏电池产量8.5GW,已超过全球总产量的50%,据估计行业年产值超过3000亿元人民币,直接从业人数超过30万人。
5、2007年~2010年中国光伏产量
6、2010年中国光伏产品产能及产量(数据来源:CPIA,SEMI)
光伏产品 | 2010年产能 | 2010年产量 |
多晶硅 | 8.5万吨 | 4.5万吨 |
硅锭/硅片 | 23GW | 11GW |
晶体硅电池 | 21GW | 8.5GW |
薄膜电池 | 2.5GW | 0.5GW |
发展的瓶颈和困难?价格高!
目前的系统综合造价达16元/W,年发电1.5KWH/W,寿命期(25年)可发电37.5KWH,若银行利息按5%计(不计复利),则成本为36元/W,那么电价必须高于1KWH/度。
当前,和水电、火电、核电相比,光伏发电不具有市场竞争力,必须依靠补贴和推动.
但光伏发电的能量回收期则短达2.79年!
硅材料能产出180W,年发电272度(兰州),1Ton硅材料可实现年发电27.2万度!折合标准煤98吨。
一个25MW的工厂的年产量在寿命期内至少可清洁发电6.25亿度,节约燃煤243750吨,减排633750吨二氧化碳,减排5850吨二氧化硫,减排1706吨氮氧化物
西部地区发展太阳能光伏发电的机遇与挑战
1 面临的困难
(1)资金短缺,民营经济不活跃
(2)物流成本过高
(3)大树与小树
2 面临的机遇
(1)西部阳光资源丰富
(2)广阔的不能种植的土地
(3)新兴产业
广阔的戈壁滩和贫瘠的土地也是资源!虽种不出庄稼,但能“种出”电!应该通过资源发展光伏产业,继而推动当地产业结构的调整和升级,促进当地经济的发展、人民的富裕和社会的繁荣!
以光伏发电系统公司为龙头,用足资源优势,带动整个产业健康发展。
三、2011年发展展望
1、光伏市场的基本面没有变,预计2011年光伏产量将增长30%,达到11GW。
1.1 上半年光伏组件库成增加,随着光伏产品价格的迅速下降,下半年光伏市场将复苏
▪大企业产能扩张计划没变,出货量保持平稳增长
▪光伏产品的价格迅速下降(今年上半年多晶硅的现货价已经下降了40%)是光伏产品销量增长的主要动力
1.2 1GW以上产能光伏企业利润空间较大、影响不大,但毛利率将减少
英利绿色能源首席战略官王亦逾最近表示,尽管今年光伏市场形势严峻,公司今年扩产计划不变,仍将按计划在今年年底达到近2GW产能,出货量则可以达到1.7-1.75GW。他并预计,今年公司的毛利率将回落至20-25%。
1.3 中小企业将减产 光伏市场将呈现“强者更强,弱者跟进”的格局
中小企业已经成为光伏产业链中的有机组成部分,大批倒闭的可能性不大,但会减产,其减产后空出的市场份额可能会被急于扩张的大企业迅速补上,产业会有一个优化的过程。
1.4 2011年中国光伏产量将增长30%
随着欧洲补贴明朗化和核电加速退出,可能还有新的光伏刺激出台,今年全球光伏需求不会下降,而全年中国光伏产品出口仍有望增长30%以上。中国2011年光伏安装量将增长60%以上,达到1GW。预计2011年光伏产量将增长30%,达到11GW。
2、最近提出“十二五”光伏装机目标翻番 , 中国光伏企业目光由外转内
▪不久前,这个饱受产能过剩、高污染、高成本、二头在外困扰的行业迎来了曙光。5月5日,国家能源研究所副所长李俊峰公开表示,“到2015年,国内的光伏装机容量目标将达到10GW,到2020年,目标至少要到50GW。”
3、未来3~5年的机遇和挑战
3.1、全球光伏产业将继续保持快速增长的态势
根据欧洲光伏工业协会公布的资料:2010年全球太阳能光伏安装量增长114.4%,达到15.8GW,2011年将达到19.3GW(最近研究机构IMS认为2011年美国、亚洲将增长5GW,总安装量将超过21GW)。
到2015年全球总装机容量将达到130GW-200GW(2010年为37GW)。
根据国际能源机构分析表示:到2020年光伏发电将占到全球发电量的11%。
3.2、 德国在2022年前关闭全部核电站
尽管今年欧洲削减了光伏发电补贴 ,但太阳能发电的步伐在加快。6月6日德国正式宣布最迟在2022年前关闭全部核电站,若完全以光伏发电取代,假定光伏年发电小时数为800小时,则共需要175GW光伏装机容量,十年内平均每年为17.5GW;可见核电站的逐步关闭将为光伏产业留下广阔的市场空间。有人说这给中国的光伏企业打了一支强心针。
3.3、 中国光伏市场已启动并将走向快速发展路
▪2009年光伏发电累计总装机量300MW
▪2010年光伏发电新增装机量600MW
▪2011年光伏发电预计新增装机量1GW。从国际市场来看,突破1GW是光伏规模化的一个标志,国内光伏市场启动就在眼前。
3.4、 最近提出“十二五”光伏装机目标翻番 , 中国光伏企业目光由外转内
不久前,这个饱受产能过剩、高污染、高成本、二头在外困扰的行业迎来了曙光。5月5日,国家能源研究所副所长李俊峰公开表示,“到2015年,国内的光伏装机容量目标将达到10GW,到2020年,目标至少要到50GW。”
4.5、 现在新的工艺已成功将单晶硅太阳能电池的转换效率从现在的17%提高到19.5%,多晶硅太阳能电池的转换效率从现在的16%提高到18%。配合这些新工艺的设备需要创新研发。
3.5 、未来五年光伏组件价格下降37%-50%, 2015年光伏发电价格实现与火电接轨
▪中国光伏发电到2012年实现1元/度(2009年洛阳宣言)
▪2015年光伏发电价格可实现与火电接轨(0.8元/度以下)中国的光伏市场从此将走上快速发展的道路。
▪美国通用电力全球研究总监Mark M. Little表示,由于创新,在三到五年内太阳能发电将比化石燃料和核反应堆发电更廉价。
3.6 、未来3~5年内中国的晶硅光伏设备将达到或接近世界先进水平
光伏设备已列入国家支持的重大装备项目,得到国家各级的支持, “十二五”期间中国的光伏设备技术水平将达到或接近世界先进水平,具有更强的市场竞争力,并将推动光伏产品成本的下降,进一步推动中国光伏产业的发展。
提高设备自动化水平
▪ 先进的全自动电池生产线,每线只需 7~9人,节省人力90%
▪整线生产率比现在的半自动线提高20%左右。
▪降低人工接触污染,产品质量提高
3.7配合高转换效率的新工艺设备的研发
现在新的工艺已成功将单晶硅太阳能电池的转换效率从现在的17%提高到19.5%,多晶硅太阳能电池的转换效率从现在的16%提高到18%。
3.8、抓紧新型薄膜太阳能设备的开发
铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池,转换效率高(10-12%),稳定性高,抓紧开发铜铟镓硒薄膜太阳能电池设备是今后薄膜太阳能设备发展的主要方向。