光伏产业发展分析2017.ppt

光伏产业发展前景及思考,1,提纲 一、引言 二、光伏发电及可持续发展理想特征 三、世界光伏发电发展概况、趋势 四、世界光伏产业发展动力分析 五、什么是“上网电价法”？ 六、我国光伏产业及市场发展概况 七、我国光伏产业发展的若干思考 八、结语,2,3,一、引言,4,4,光伏发电是最具可持续发展理想特征的可再生能源技术，受到全世界普遍高度关注。日本福岛核泄露事故再次引发全世界对核电安全性的反思，强化了世界对光伏发电的重视。 世界光伏产业近10年进入超高速发展时期，其主要推动力是“上网电价法”。 我国已是世界太阳电池的最大生产国，但市场太小。科学启动我国光伏市场，满足环境、能源及社会全面可持续发展需要是当务之急。,5,5,二、光伏发电及可持续发展理想特征,6,1. 光伏发电及原理 什么叫光伏发电？光伏的英文是 “photovoltaic”。 当光线照射在半导体器件（p-n结器件）上时， 在器件的两侧（ p和n ）产生电压的现象，称 光伏效应（photovoltaic effect）。 利用半导体器件的光伏效应把太阳的辐射能转变 为电能的发电方式叫太阳能光伏发电。 (严格意义上，“光伏”不同于“光电”。有人把爱因斯坦的 “光电效应”说成是“光伏效应”，是误解。后者是把金属表面的电子激发到真空中。),太阳电池的俯视照片,太阳电池（p-n 结半导体二极管）侧视图,太阳电池 发电原理 示意图,7,晶硅电池光伏产业链,sg-si 硅片 电池 组件,光伏电站,8,2. 光伏产业链及产业范围,太阳级 硅材料 制造,硅锭及 硅片 制造,电池 制造,组件 封装,系统 工程,各环节专用材料制造,光伏材料、器件、组件、系统的检测设备制造,各环节专用设备的制造业,光伏系统 及系统平 衡部件制 造业,9,3. 太阳能光伏发电的应用 空间应用 通讯应用 交通信号 应用产品 居民生活 用电 并网发电,10,11,11,5.光伏发电最具可持续发展理想特征 （1）资源优势： (tw=109kw),美国能源部office of science报告，2005年4月,12,12,太阳能资源量与 其它可再生能源 资源量对比(tw). 2050年全球 总能耗 30 tw,13,可再生能源中长期发展规划，国家发改委，2007年8月.,我国太阳能资源与其它可再生能源资源比较,13,14,14,（2）技术优势 光伏发电是光子一电子的直接转换，纯物理过程； 不排放任何有害物质， 环境友好； 可与建筑结合，节省土地资源； 在地面建设不影响生态； 光伏发电性能稳定可靠，维护成本低，使用寿命 长 (25年以上)。 （3）材料资源优势： 硅元素在地球中的含量丰富（在地球中的丰度为 25.8， 排第二），无毒，性能稳定。,15,15,（4）经济优势 发电成本下降潜力大，下降速度快，2020年 后是最具竞争力的技术：,16,16, 能量回报率高 目前晶硅电池光伏发电的能量回收期平均 1.5年，薄膜电池更短。未来可以降低到1年 左右，寿命25年以上，属于高能量回报率发 电方式。 （5）太阳能光伏发电的缺点: 地面上太阳辐射功率密度低： 能量输入不连续：昼夜、阴晴、季节等。 这些缺点是光伏发电成本高的原因之一。,17,三、世界光伏发电发展概况、趋势,1、光伏产业持续高速发展 最近10年平均年增长率为 55.5%（至2010）， 最近5年平均年增长率为 68%（至2010）， 2010年太阳电池产量23.9gwp，同比增长 124。,18,19,20042010 世界太阳电池产量的增加情况,20,2010 年世界各地区太阳电池产量，mwp,2009、2010年不同光伏电池产量及分额 晶硅电池同比增长128%，仍是目前主导技术。薄膜电池持续增加，但份额由2009年的17%下降到2010年的13%.,21,22,2010年太阳电池前15位厂商的排序及产量（mwp）,22,23,2010年光伏组件前15位厂商的排序及产量（mwp）,23,24,24,20012010年各种薄膜电池发展概况,25,2010年薄膜电池前10位厂商排序及产量（mwp）,25,26,2、光伏市场持续高速发展,2010年世界安装光伏系统17.5gwp, 比2009年（7.2gwp），增长143。,19982010世界主要国家和地区光伏市场,26,27,27,27,2010年世界光伏市场 17.5 gwp，同比增长143%, 欧洲占79.4。世界光伏累计装机容量40gwp.,27,28,世界光伏并网累计安装量变化，gwp 2010年世界光伏并网累计安装量达 40gwp,28,29,29,并网发电的意义 标志光伏发电由特殊应用和边远地区向城市过渡； 由补充能源向替代能源过渡； 向可持续发展的能源体系过渡。,30,20002010年可再生能源的年平均增长率 其中并网光伏发电增长最快,30,31,31,2、光伏发电的发展趋势,3、发展趋势 （1）近期发展趋势 未来5年（20112015）太阳电池发展预测,31,未来5年太阳电池产量预测,32,32,太阳电池组件迅速降价,太阳电池组件价格从2007的4美元/wp，降到2011.06.的1.4美元/wp。,source: pacific epoch, dec., 23, 2009,32,33,33,何时实现平价上网？,美国,德国,中国,34,34, iea 对光伏发电的未来替代趋势的预测,（2）长期发展趋势（未来战略主导地位）,35,35,(2) 欧盟2050年路线图 欧盟2050年路线图项目: 2009年8月启动， 历经8个月，于2010年3月完成。 项目启动时的主流观点： 电力中高re比例是不稳定的、不安全的、 不经济的；（与我们现行观点何其相似） 要实现欧洲零碳电力，未来必须有技术上 的重大突破，否则不可实现。,36,36, 研究结论： 研究表明：证明上述这些主流观点是不正确的。就利用现有技术，在各种低/ 零碳技术路线中 (即40，60， 80，100% re ），未来电力成本均可与现有富碳能源电力成本相竞争。 研究指出，低碳路线所带来的利益远超过经济 负担带来挑战。 研究指出，低碳能源路线将使欧洲最终赢得低 碳财富和经济竞争力，赢得经济上的战略胜利。,37,欧洲2050路线图指标 2020目标re替代20%、减排20%、节能20%； （约束性指标） 2030目标re替代43%；（约束性指标） 2050目标re替代100%，在零碳电力基础上， 实现co2减排80%。,37,38,38,38,(3) 联合国最新报告（2011-05-11） 2050年可再生能源替代80% 联合国气候变化专委会(ipcc 由194个国家组成的政府间组织)，5月9日在阿布扎比发布可再生能源特别报告。在长达1000页的研究报告中，评估了164种开发方案。 报告称：“若得到政策支持，本世纪中期，可再生资源可供应全球能源的80%（现为12.9% ）” “报告用压倒性的科学证据证明了，可再生能源在满足世界不断增加的能源需求、减少排放及改善全球人类生活方面是不可替代的。”,39,39,四、世界光伏产业发展动力分析,40,40,40,（1）能源和环境可持续发展的压力 1）能源 本世纪中叶前能源结构将发生根本性变革,能源变革及可再生能源替代化石燃料的必然性,40,41,41,前工业化时代 社会财富和能源消耗水平很低； 人力、畜力、风能、薪柴等分散的、 初级的绿色能源。 后工业化时代 可再生能源为主的能源体系； 单位能耗的物质财富极大增加； 可持续发展是一切活动准则； 人和大自然友好相处。,42,42,工业化时代 能源结构发生剧烈变化：化石能源达到顶 峰并 逐步走向枯竭，可再生能源逐步替代成为必然。 能源变革必将引发人类社会、政治、经济、文化 的变革。变革中孕育了下一个更高的文明时代。 只有把握这种变革国家和民族，才能争得发展的 主动权。,2002年aspo对世界油气开采峰值的预测,石油是对当今世界政治、经济、社会甚至文化影响最大的一种化石燃料能源。它正在快速枯竭，并已经接近顶峰。,43, 国外多个主流预测：整个化石燃料能源峰值将在 本世纪中叶前到来，人类能源结构在本世纪前半 期将发生根本性变革，化石燃料开采峰值距今只 有二、三十年，对于能源的替代来说，留给技术 和产业发展的时间太短了。人类能源面临着非常 紧迫的替代形势。,44,2) 环境全球生态环境的恶化（地球暖化）,45,46,地球变暖及环境恶化主要是人类活动造成的，其中化石燃料的使用贡献最大，如全球不一致采取非常行动，形势将急剧恶化。,47,47,（2）技术进步的推动力 1954年第一个有使用价值(6)的单晶硅太阳电池的诞生 “导致使无限阳光为人类文明服务的新时代的开始”。 直至现在技术进步发挥了巨大作用。 但只依靠技术进步，包括光伏发电的所有可再生能源，不可能实现可持续发展要求的替代速度。,47,48,48,（3）法规、政策的推动力-首推“上网电价法” 自上世紀80 年代以來，各國相继出台了几十 种法规和政策鼓励可再生能源的发展,例如; 配额法(美国德州，英国等，但并不成功) 政府财政补贴(日本，中国“金太阳”等) 贴息贷款(中美洲个别家) 租赁(巴西等) 上网电价法(购电法)-德国2000年实施 实践证明,“上网电价法”是最有效、最具可操 作性、 最科学的举措。,49,49,（4） 上网电价法及其科学性 上网电价法的诞生 30年来光伏组件成本随累计安装量呈指数下 降趋势，安装量每扩大一倍，成本下降20 （光伏产业的learning curve 曲线）。显燃，安装量愈多，成本下降愈快。上网电价法是实现电成本下降最科学、最有效的办法。,49,50,50,上网电价法强大推动力及效果 自2004年起，德国一跃成 为世界最大的光伏市场，并 拉动整个世界光伏产业发展； 光伏发电成本快速降低： 自2004年以来光伏发电成本 降低了60； 创造了上千亿美元经济效 益、百万 人就业社会效益和 千亿吨co2减排环境效益； 拉动光伏技术快速进步。,50,德国光伏市场的发展,51,51, 上网电价法的科学性 上网电价法使光伏发电进入市场，让市场 机制发挥作用，使建设光伏电站成为上好的获利投资项目，调动了全社会积极性。 引入市场经济机制，自由竞争，优胜劣汰，有 利于提高质量、降低成本，投资效率高。 上网电价逐年递减，既符合实际情况，又能激 发投资商建设电站的积极性； 业主通过卖电收回成本和换取利润，能保证电站建设质量和长期运行质量。,52,五、什么是“上网电价法”？,53,1、什么“上网电价法”？ （1）“上网电价法”也可翻译成“购电法”，其英文是“feed in tariff law”，简写为 fit。 （2）“上网电价法”的属性是“法规（law）, 不是政策（policy）。 （3）上网电价法的内容： “上网电价法”是中华人民共和国可再生能源法的核心和灵魂。 “上网电价”和“全网平摊”构成“上网电价法”的整体。,54,可再生能源法规定“上网电价”由“合理成本加合理利润构成”。 “合理成本”光伏系统的所有设备硬件部分 + 系统安装和调试费用 + 占地费用 + 寿命期内的维护费用 + 贷款利息 + 税收等； “合理利润”应该高于传统产业的投资回报率。 “合理利润”是上网电价构成中核心和灵魂，它使建设光伏电站成为“可以获利”的投资项目。从而激发政府、金融部门和投资人等全社会的积极性。,55,“上网电价”高出平价部分，电网公司从全网平摊的基金中得到补偿。电网公司为接受光伏发电所必须付出的电网改造费用也可从基金中补偿。 “上网电价法”的实施能为电网公司带来巨大的商机和利益，电网公司会成为积极推行法规实施的社会力量。,上世纪90中后期德国对几种光伏技术(晶硅电池、cdte和cigs等)分析表明，通过开拓市场，带动光伏产业发展，就可以使组件成本下降到1美元/wp左右。 市场开拓速度愈快，成本下降愈快。上述的分析成为上网电价法出台的理论依据。 2 、德国上网电价法的基本原则： 必须上网， 电力部门必须收购， 上网电价法实施超过20 年（2000年开始）， 上网电价每年降低5%(预测或设计值)。,56,3 、德国实施上网电价法的巨大成果 （1）光伏发电成本快速降低 自2004年以来光伏系统成本降低了60：,”上网电价法“对降低成本的作用比预测的更好。,57,（2）产生了巨大的经济、社会和环境效益。 上网电价法使光伏发电建设成为极具吸 引力的投资项目；建立了具有巨大需求的pv市 场，光伏电站快速发展：20002009，pv电站 建设投资超过200亿欧元， 市场拉动产业、从而创建了极具活力和快速 发展光伏工业：20002009，光伏生产线建设 投资超过50亿欧元， 显著的环境效益使德国和欧洲成为世界先进 的减排国家。,58,59,（3）拉动光伏技术全方位快速进步 在市场需求拉动下，光伏技术进步超过 历史上任何时候： 产业化电池和组件效率大幅度提高， 硅片厚度及硅材料用量大幅度降低， 自动化程度大幅度提高， 系统设计及系统部件技术不断提升， 材料制造技术不断突破和提升， 设备制造技术国产化进程加速 。,60,产业化电池和组件效率大幅度提高,61,生产规模不断扩大 20世纪80年代: 15 mwp/年 ， 20世纪90年代: 530 mwp/年， 20012005年 50500 mwp/年； 20052010年 1001500 mwp/年 20102015年 2005000 mwp/年,62,硅片厚度不断降低 70年代：450500 m， 80年代：400450m， 90年代：350400 m， 20002005 ：280360 m， 20052010：180280 m， 20102015：120180 m。,63,63,硅材料用量不断减少 20世纪80年代 20 吨mw 90年代 1620 吨mw 20002005 9 12 吨mw 20052010年 6 9 吨mw,4 、上网电价法 的普及与扩大 上网电价法 的科学性、有效性和可操作性，很快被世界许多国家认同、接受和效法，目前已经有40 多个国家和地区实施了上网电价法 ，光伏市场由德国很快扩张到整个欧洲、美国部分州、南韩、印度等国家，而且还正在向更大范围扩大。日本原来是实施政府补贴最成功的更加，现在也实施了“上网电价法”。 中国是实施上网电价法的国家之一，但对光伏发电没有实施。,64,65,“上网电价法”在我国风电上同样显示了强大推动力：“十五”末制定的中长期规划中，2020年风电累计装机容量为2000万kw,2006年1月1日实施“上网电价法”以来，2010年底全国累计风电装机达到万千瓦，5年时间完成了15年任务的两倍。我国风电产业已进入快速发展阶段，成为世界第一风电大国。由此可以看出，“上网电价法”的强大推动力。,部分实施上网电价法的国家,美国佛罗里达州2009年3月1日实施0.31美元/kwh上网电价 日本2011年全面实施上网电价法，48日元/kwh;,66,67,67,nrel给美国最高决策曾的最新报告 最近nrel在专为美国政策制定写报告中建议美国全面实施上网电价法（fit feed in tariff law）并称：fit是鼓励美国开拓pv市场最有效的举措，实践证明，fit为投资提供了稳定和确实的成效，fit创造了一种环境，在引导社会资本投向re发展中发挥了杠杆作用，成为大力采用和发展re技术的有效纲领。（2010.8）.,68,5、上网电价法的重大意义 上网电价法是21世纪人类解决能源和环境可持续这个重大课题的最伟大的创举。,69,六、 我国光伏产业及市场发展概况,70,2010年中国大陆太阳电池产量10.67gwp， 占世界产量约44.66， 显居世界首位。,2、中国大陆太阳电池产量增长情况,70,71,2010年我国太阳电池前15名厂商排序及产量，mwp,71,72,2010年我国光伏组件前15名厂商排序及产量，mwp,72,73,3、产业链个环节谐调、快速发展 整个光伏产业链呈现快速、谐调发展； 设备制造及原原辅材料的国产化速度加快， 有些设备开始出口； 掌握了产业链各环节的关键技术，并有所创新和发展，如电池技术、硅材料技术等； 中国光伏企业的综合竞争力不断提高。,73,74,4、中国光伏发电市场发展概况 2010年安装约0.5gwp，占世界当年安装量17.5gw的2. 86%，占当年我国产量4.7%。截至2010年，我国光伏发电累计安装0.8gwp，占世界总安装量45gw的1.78%。市场发展依然十分缓慢。,20002010我国光伏系统年安装量 和累计安装 量（mwp）的增长情况,74,75,5、巨大的社会效益和经济效益 我国(大陆)光伏产业就业人数和销售额估计,2010年销售额约5000亿，就业人数约50万,75,76,在考察了我国光伏产业和光伏市场发展之后会看到：2010年太阳电池占世界产量的45%，而市场只占世界市场的2.86%。发展光伏产业的根本目的在于应用。我们应用如此之少，从逻辑上推理看，似乎是我们的能源和环境的压力不大。而事实 如何呢？下边讨论。,77,七、我国光伏产业发展 的若干思考及建议,1、关于能源、环境严峻形势的思考 （1）能源 一次能源剩余探明储量比世界平均水平低,78, 能源结构严重不合理问题未明显改善,79, 能源利用效率低,单位gdp能耗与发达国家的比较, 经济粗旷式飞速发展，能源消费速度超过 gdp增长速度（能源弹性系数达1.6）。,80,（2）生态环境 不合理的能源结构（以煤为主）、低用能效率 低及粗旷式经济发展导致我国环境形势恶化和 严峻。煤直接燃烧排放的污染物是我国大气污 染的主要原因. 煤直接燃烧排放污染物占我国大气污染无的比例,81,82,2007年我国成为世界排放最严重的国家 2007年我国so2排放2000万吨，持续占世界第一，全国约1/3土地被酸化；co2排放超过美国，成为世界第一(2007年美国co2排放59.1亿吨，我国为60.2亿吨世界能源组织首席经济学家比罗尔(fatih.birol)环球时报2007.4.27，2007/11。9北京iea发布会)。 虽然我国人均排放、历史累计排放还低于美国等发达国家，但单位gdp能耗和排放居世界高位，采取更加有效的减排节能措施和大力发展可再生能源也是我国可持续发展之必须和造福于国家和民族的千秋大计。,2004年我国co2排放世界第三,2007年世界co2排放排序,2011年我国 co2排放85亿吨，（2011年美国50多亿吨，欧洲30多亿吨），减排的压力与日俱增。北京是世界污染最严重的大城市之一。 因此，日益严峻的能源和环境形势，要求我国比其它国家更加积极有效地开拓光伏发电市场。但实际上差距很大。其原因是法规政策不落实。,2、关于法规、政策的思考 当前亟待对光伏发电实施 “上网电价法”，科学启动光伏市场，为我国能源、环境和社会的可持续发展做出贡献。 法规是根据国家和民族最根本、最长远利益而制定的强制性措施，一旦由国家立法机构通过并宣布实施，每个公民都必须遵守。属于国家层面。 政策是某届政府为实现国家赋予本届政府的任务而采取的管理条例和措施，不具有法规的强制性作用，更多是引导作用。属于政府层面。,85,胡锦涛同志一再指示：要“依法治国”“依法施政”，因为法规是治理国家和管理国家的根本方针和最高准绳，包括国家领导和政府领导，都必须以身作则，尊法、守法、施法； 但我国“上网电价法”公布实施5年多，对光伏发电没有实施。这反映我国法制建设存在重大缺失。今年7月24日虽然出台了第一个上网电价文件，意义很大，但很不完善。包