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新能源市场
来源:能源技术经济
作者:张伟波 崔志强
时间:2011-11-29
太阳能是重要的可再生能源。积极发展光伏发电,既能缓解能源供需矛盾、优化能源结构,又有利于产业结构调整[1-6]。光伏发电产业是指以光伏发电的应用开发所形成的产业链条,主要包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。我国地处温带和亚热带,太阳能资源丰富,平均每年照到我国国土面积上的能量相当于1.7万亿tce,具有发展光伏发电的基础条件。因此,我国应采取各种政策和措施促进光伏发电产业健康有序发展。本文将对我国光伏发电产业现状、发展趋势、存在的问题等进行分析,并提出我国光伏发电产业健康有序发展的对策和措施建议。
1 我国光伏发电产业发展现状和技术发展趋势
在技术进步的推动和各国法规政策的强力驱动下,世界光伏产业进入了快速发展时期。我国的光伏产业也迅猛发展。2009年,我国多晶硅产量为20357t,多晶硅材料的自给率从2007年的10%提高到2009年的50%。截至2010年6月,我国有多晶硅企业52家,已经投产的企业24家,在建企业28家。我国已建成项目的设计产能为44010t,在建项目的设计产能为68450t,合计约为11.2万t,预计到2015年左右全部达产。以1万kW太阳能电池需90-100t多晶硅计算,届时可以满足年安装1200万kW太阳能电池生产的需求。
1.1 高纯度多晶硅技术实现重大突破
2005年以来,随着光伏市场迅猛发展,国内企业通过自主研发、系统集成创新、引进国外先进技术等方式,在短短的3-5年内基本掌握了高纯多晶硅材料的生产技术,初步实现规模化、循环环保、节能低耗生产,打破了国际上对于多晶硅生产技术的垄断。生产工艺也由原来的常压发展到现在的加压生产,进一步降低了生产能耗。
1.2 晶硅电池产业规模世界第1,部分企业技术水平国际领先
2009年,我国太阳能光伏电池产量为400万kW,已经连续5年实现翻倍增长,约占世界太阳能光伏电池产量的40%以上,连续3年位居世界第1。我国光伏产业充分运用国内外资金、人才两大要素,众多企业在海外上市,产品广销国际市场。我国目前太阳能电池的平均成本仅有0.83-0.97欧元/W,售价在1.2-1.4欧元/W,大约比欧美太阳能电池的平均价格低15%。
我国的太阳能电池组件之所以可以做到如此低廉的价格,除了在非硅生产环节努力降低成本外,还得益于生产设备的国产化,国产设备的售价大约只有进口设备的50%,在晶硅太阳能电池生产线的十几种主要设备中,6种以上国产设备已在国内生产线中占据主导,其中单晶炉、扩散炉、等离子刻蚀机、清洗制绒设备、组件层压机、太阳模拟仪等已达到或接近国际先进水平,性价比优势十分明显。多晶硅铸锭炉、多线切割机等设备制造技术取得重大进步,打破了国外产品的垄断。
部分太阳能晶硅电池生产企业的单晶硅电池的转化效率在18%以上,多晶硅电池的转化效率在17%以上,能量回收期降到2-3年。每瓦太阳能电池高纯硅材料用量仅6-7g,处于世界先进水平。
1.3 光伏组件封装和系统集成等环节技术也达国际先进水平
产业链其他环节诸如光伏组件封装、光伏发电系统集成等,也达到技术国际领先、生产工艺成熟、设备国产化率高的水平。我国光伏组件封装业是整个光伏产业链中生产工艺最成熟、设备国产化率最高、从业门槛最低、从事企业最多、扩产最快、产量最大的一个环节。我国光伏发电系统集成能力逐步增强,其平衡部件控制器、逆变器均已实现国产化,储能部件蓄电池制造技术先进。
1.4 我国尚未掌握薄膜电池核心生产技术
我国薄膜电池产业在技术和装备上与国外还有较大差距,基本上未掌握生产的核心技术,靠引进全套生产线。我国薄膜电池生产企业绝大多数生产非晶硅薄膜电池,少数企业生产CIGS薄膜电池。
1.5 光伏产业市场发展缓慢
相对于太阳能电池产量的飞速发展,我国的光伏市场发展远远落在后面。2009年,我国多晶硅年产20357t,可以满足年装机200万kW以上太阳能电池生产的需求,但2009年我国仅装机16万kW。目前,我国太阳能电池产量96%以上需要出口,市场主要依靠国外,是典型的“制造大国、应用小国”。
1.6 我国光伏产业的技术发展趋势
下一步,光伏发电产业的发展主要应体现在与太阳能电池技术进步、产业化发展、规模化应用相关的技术创新和设备开发上。要进一步提高晶硅电池效率、降低造价,实现减薄电池技术和获取廉价硅材料;薄膜太阳能电池的技术研发必须在原材料上下大工夫,制备出价格低廉、使用寿命长、能量回收期短、环境友好的新材料,攻克多结叠层技术。
2 我国光伏发电产业存在的主要问题
2.1 缺乏详细的资源普查和科学的统一规划
(1)国家层面没有对太阳能资源进行详细普查,仅根据部分气象站观测资料对太阳能辐射进行了初步估算,远远不能满足太阳能资源开发利用的需求,也没有针对太阳能出台专门的具有实际可操作性的发展规划[7]。
(2)在政府一系列鼓励可再生能源发展的政策激励下,很多地方政府纷纷制定光伏发电规划,加大发展当地的新能源产业基地,但是没有充分考虑当地社会经济状况、太阳能资源以及电网消纳等诸多因素,缺乏光伏发电与经济社会需求、电网等诸多方面的统筹协调,局部存在“一窝蜂”现象。
(3)光伏发电产业链的关键环节——多晶硅产业出现了低水平重复建设、产能过剩倾向。
2.2 技术和装备与国际先进水平相比仍有差距
我国光伏发电产业多晶硅技术虽然已经实现了由百吨级向千吨级的提升,初步实现了闭路循环、环保节能生产,然而整体水平同国际先进水平相比,在生产能耗、物料循环利用以及生产成本等方面均还有一定差距[8-9]。薄膜太阳能电池技术水平(包括制造设备)与国外先进水平相比差距很大;设备基本依靠进口;太阳能电池用配套材料,如电子浆料、石墨制品、石英制品、EVA材料等,主要以仿制进门产品为主,大部分产品档次较低。技术和装备的差距,使我国的光伏产业缺乏核心竞争力。
2.3 发电成本过高,缺乏竞争力,需要政策支持
我国太阳能光伏发电成本虽然已经大幅下降,但仍然明显高于常规火电和风力发电[10]。2009年,我国火电、水电、风电和核电的平均上网电价分别约为0.38、0.25、0.55、0.43元/(kW·h),而太阳能发电在1元/(kW·h)左右,单纯从经济效益的角度来看,光伏发电还不具备竞争力。如果国家不出台强有力的支持政策,我国光伏发电的市场很难迅速扩大。
目前,国内对光伏发电产业的激励政策还不到位[11]。2009年出台的《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》和《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》都只是暂时性、投资财政补贴措施,存在无法保障长期可靠运行的隐患,且补贴力度不够,投资者无法获得合理利润,很多项目搁浅。
另外,国家对大型光伏电站目前是通过特许权招标的办法确定具体电站的上网电价,“一事一议”,没有像风力发电那样出台标杆电价。按照特许权招标确定上网电价,一方面,限制了光伏发电规模化发展;另一方面,个别投标方在投标过程中恶意压低报价中标,妨碍了光伏发电健康有序发展。
2.4 标准、规范与检测认证体系不健全
(1)技术标准和规范不全面、不完整,且发布滞后。在我国已颁布实行的光伏技术标准中,大部分是光伏产品的技术标准,缺少规范光伏发电性能质量、并网技术标准和电网调度方面的管理规程,缺乏符合建筑要求的光伏产品质量标准。
目前,国际上光伏标准出台速度加快,近1年来出台了大量新的关于光伏发电系统方面的标准。而我国国家标准的出版,每年都有一定的数日限制,许多已经制定校核完成的光伏标准发布迟缓[12]。
(2)缺少强制性标准。国家相关部门已经制定的一系列光伏组件、并网逆变器、接入系统方面相关的标准基本上均为“推荐标准”,与强制标准相比,实际执行效果难以得到保证。
(3)光伏检测和认证机构设备不足,检测水平有限。目前我国的总体检测水平与国际上仍有一定差距,没有得到国际上的普遍认同。
标准、规范与检测认证体系的不健全,使得光伏发电产业缺乏标准化、规范化的管理机制,已不适应我国光伏产业市场的规模化健康发展。
集中式的光伏发电可按国家有关部门的并网规定并入电网,但是对于接入配电网的分布式光伏电源而言,国家还没有针对其制定简易的、具有实际可操作性的关于并网、购售电等方面的一系列管理办法[13-14]。这在一定程度上影响了光伏发电市场的快速发展。
2.6 人才培养有待加强
专业人才严重缺乏,目前光伏行业从事研究、设计、生产、工程建设等方面的专业技术人员,主要都是从半导体硅材料等其他相近专业转变而来。培训力度也不够。迄今为止,我国尚未建立国家级的太阳能发电培训机构。没有相关的人才做支撑,难以适应光伏发电产业快速发展的新形势。
3 我国光伏发电产业健康发展的对策建议
3.1 加强光伏发电科学发展规划工作,完善市场化体系建设
光伏发电作为新兴产业的重要组成部分,国家能源主管部门要对我国太阳能资源情况进行全面系统地详细普查,据此并结合国民经济发展的要求,制定具有实际可操作性的光伏发电的近期、中期、远期整体规划[15]。各省市和地区制订本地太阳能发电规划和布局时,必须与国家发展规划衔接一致。应重视电源电网协调同步发展,形成新能源规划与电网规划互动的协同机制。需按照政府引导、政策支持和市场推动相结合的原则,培育持续稳定的太阳能发电市场。
政府主管部门负责制定、完善促进光伏发电科学发展的政策、法规;优化工作流程,加快项目审批;及时发布产业发展信息,引导企业健康发展;国家电力监管部门负责制定有利于光伏发电科学发展、保障太阳能电力优先调度等方面的监督管理政策、法规、办法,并监督其执行和实施;电网企业按照发展规划中电力项目的布局,做好电网接入并保障太阳能电力的上网;电力调度机构要根据光伏发电的规律,合理安排电力生产及运行调度,使太阳能资源得到充分利用。
3.2 加大科研投入,掌握核心技术,提高自主创新能力
加大资金、人员方面的投入,提高自主创新能力,以科技攻关或其他方式使有关企业在技术、设备、工艺等方面巩固或达到领先地位,进一步提升光伏发电系统的整体实力,提高产品质量,扩大生产规模,降低生产成本,使我国在光伏发电产业方面真正具有核心竞争力。
3.3 健全和完善相关的法律法规和政策措施
(1)健全和完善以《可再生能源法》为主体的法律法规体系。进一步完善新能源电力全额保障性收购、优先调度等有关的法律法规;深入研究实行新能源交易机制和配额管理办法。
(2)推行能够充分体现绿色电力价值的分地区标杆上网电价政策。国务院价格主管部门应从国家保障能源安全和供应的角度出发,充分考虑太阳能特点和不同地区的差异,按照有利于太阳能电力经济合理发展的原则,制定能够充分体现太阳能作为绿色电力价值的分地区标杆上网电价政策,并根据发展需要适时调整。这样既能摒弃“一事一议”传统决策方式的不足,促进太阳能规模化发展,也能使投资方有投资回报预期,避免恶意竞争。
(3)加大财税支持力度。国家应加大财政预算内资金和国债资金对光伏发电系统技术研发的投入,加大贴息资金的支持力度,重点用于推动太阳能资源普查与评价、重点实验室建设、技术研发与推广和示范工程建设等基础工作。实行有利于生产和使用可再生电力的税收政策,建议免除太阳能设备环节的增值税,太阳能发电环节的增值税减半征收,在先导示范和推广前期免除部分税收[16-18]。
(4)实行投融资激励政策。降低项目建设的资本金比例,扩大企业融资的渠道和规模。延长贷款期限,降低贷款利率。
(5)出台促进光伏发电系统规模化发展的政策。对于太阳能资源丰富、适宜建设大规模并网光伏发电系统的地区,建议国家以地区为单位择优选择开发商。这样可有效防止开发过程中的无序和重复,由其统筹输电规划、环评规划、带动区域经济发展等诸多方面因素,以实现区域整体效益最大化。
(6)针对符合光伏建筑一体化项目(BIPV)要求的建筑物出台补助政策。光伏系统和建筑是2个独立的系统,而BIPV将这2个系统相结合。这样,BIPV必须与城镇的建筑规划、设计、建筑材料、建筑施工等相协调,甚至受到一些制约。建议国家出台相关的支持政策,对符合BIPV要求的建筑物给予一定补助,在城镇的建筑规划、设计阶段即进行统筹考虑。
(7)进一步出台支持离网光伏发电系统政策。应在边远、贫困、无电地区普及推广离网光伏发电系统,解决无电人口的用电问题,从根本上提高贫困地区人口生活质量,并避开土地、成本等制约要素。
3.4 健全和完善相关的标准、规范与检测认证体系
(1)完善相关技术标准。要加快制定和完善光伏发电系统方面的相关标准和技术规范,特别是并网光伏发电系统的相关标准和技术规范,加快已经制定完成的光伏技术标准的发布进度,加快将“推荐标准”转为“强制标准”。
(2)建立并完善强制性检测认证体系。通过强制性检测认证体系,保证太阳能发电系统性能质量。
(3)推动光伏标准、检测和认证的国际互认。加入国际检测认证互认组织,加快国际技术法规、标准和合格评定程序的实施,推动我国的质量保证体系得到更多的国际互认,提高我国出口产品的质量和效益。
3.5 加强太阳能并网管理和服务
(1)推行光伏电站并网许可制度。按照国家规定的光伏逆变器制造标准和光伏发电并网技术标准,对并网光伏电站的设备性能进行检测,以检验并网设备是否满足并网标准。检测合格的,发放光伏电站并网许可证,否则不予并网。
(2)推行太阳能发电功率预测机制。研究开发太阳能发电功率预测系统,促使相关企业开展太阳能发电功率短期、超短期预测工作,使电网对太阳能光伏的实时发电能力有一个较为准确的预期,以提高电网对太阳能发电的消纳能力。
(3)提出分布式光伏电站并网管理办法。规范和简化并网程序,通过分布式光伏电站并网管理办法解决发电上网、下网、自用等难题。
3.6 构建太阳能发电的人才培育体系
依托整体科研队伍的力量、设备、资金等资源,组织联合科技攻关团队,承担重大科研项目,通过有效的人才激励机制,培育和造就一支学术水平高、技术积累深和创新能力强的研究开发核心力量;在高校和中职学校设置光伏发电专业,培养光伏发电专业人才;建立各种不同层次的专职培训机构和职业技能培训学校,进行光伏发电从业人员业务培训,提高从业人员素质。
3.7 实施国际化战略
(1)加强国际合作。一方面,要在消化、吸收国际先进技术的基础之上,积极进行技术创新,逐步拥有自主知识产权;另一方面,要在学习和借鉴国外经验的同时,支持和促进自主质量标准和认证体系的国际认知和国际化。
(2)积极谋划中远期国际市场。国内太阳能企业要放眼全球,充分发挥资金、技术和服务等优势,及早谋划、收集、分析海外需求信息,积极拓宽国际市场。国家要培养适应国际化发展需要的人才,并从退税、信贷、出口保险等金融手段上给予有力支持。
4 结语
本文从规划、技术装备、竞争力、激励政策、标准规范和检测认证体系等诸多方面对我国光伏发电产业存在的问题进行了分析,提出了应对的措施与建议,以期为国家能源主管部门、监管部门以及电网公司、发电集团等提供决策参考。
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