20MWCIGS光伏薄膜项目可行性分析-提纲.doc

项目可行性报告项目名称：20兆瓦 CIGS光伏薄膜合资项目项目合作方： xxx撰写人：xxx日期：2020年3月14日目 录1光伏产业分析11.1概述11.2光伏行业发展的驱动因素11.3全球光伏市场需求分析31.4全球光伏行业的现状72薄膜光伏技术介绍92.1薄膜光伏的技术路线92.2薄膜光伏电池的优势112.3薄膜光伏技术的比较132.4与薄膜太阳能电池有关的政策132.5国内薄膜光伏的发展因素143CIGS薄膜太阳能电池项目的可行性163.1CIGS技术的优劣势分析163.2CIGS光伏项目在中国的可行性184合资公司引进的技术特点以及竞争优势204.1合资伙伴介绍204.2合资公司技术的特点204.3竞争对手介绍214.4合资公司的竞争优势235合资项目的投资与收益分析255.1公司的商业模式255.2合资企业的运营假设255.3合资公司投资收益测算266风险因素及应对措施287附件317.1示意图317.2表格367.3薄膜太阳能应用案例387.4有关Solarion公司的新闻发布417.5Solarion公司专利一览441 光伏产业分析1.1 概述由于燃烧化石燃料，人类活动一直被公认为气候变化的主要因素之一。截至2007年，化石燃料在全球一次性能源结构中占有64 的比重。人类对煤炭和石油的依赖导致了二氧化碳排放的增加，加剧了全球变暖。如果没有根本性的措施减少二氧化碳排放量，地球的温度预计将在1990年至2100年间上升1.4至5.6摄氏度。自本世纪初以来，世界各国已采用了许多措施，其中最突出的当属欧盟设定的有约束力的目标。截至到2010年和2020年，可再生能源在欧盟国家能源消费结构中必须占有12 和20 的份额。在欧盟大力发展可再生能源的背景之下， 全球光伏产业在2003年至2007年间经历了56 的年复合增长率（EPIA数据）。综合EPIA和SolarBuzz数据，2008年全球太阳能发电新装机容量约为6GW，与2007年相比增长率超过110 。全球累计安装的太阳能发电量截至2008年底达到了14.6GW。即使在金融危机肆虐的2009年，全球光伏发电新装容量估计约为6.3GW，相比2008年仍约有5%的增长。欧盟是全球光伏的主要市场，其中西班牙和德国为全球两个最大的太阳能光伏单一市场（2008年数据）。根据专注于太阳能行业的数据调研咨询公司SolarBuzz统计，2008年的西班牙和德国的新装机容量分别达到了2.46GW和1.86GW。这两个国家占2008年全球太阳能光伏市场的72 。2009年，由于西班牙大幅降低光伏行业的补贴，其市场规模急剧萎缩，然而德国市场2009年的市场增长相当强劲，达到了约3.2GW的规模。生产方面，2007年欧盟、中国（包括台湾）和日本为全球主要的光伏产品制造地，总共约占75 的市场份额，然而中国大陆地区在全球光伏制造业的地位今年来迅速上升。截至2008年，中国的太阳能光伏电池产量预计达到2GW，约占1/3的全球供应总量。目前制约全球光伏行业发展的主要因素为太阳能发电高昂的成本。在目前的成本基础上，太阳能发电尚没有可能与传统火电竞争，不过随着全球光伏行业产能的扩张和技术改进，特别是新一代薄膜光伏技术的兴起，全球光伏行业将保持高速发展并最终使人类摆脱对传统化石能源的依赖。1.2 光伏行业发展的驱动因素2008年底以来的经济危机对太阳能光伏产业的产生了巨大的负面影响。金融危机引起了信贷收缩，光伏发电建设项目在欧美普遍遭遇了融资困境并进而影响到上游的太阳能电池和组件供应商。市场一度有各种预测表明2009年全球光伏市场只有温和增长甚至轻微的收缩。2009年上半年光伏市场的萧条曾将中国主要的光伏产品制造商带入困境。然而下半年以来由于世界各国的经济刺激计划相继出台，全球光伏市场重新迎来了曙光。在2009年金融危机肆虐及西班牙大幅调低光伏扶持政策的不利影响下，全球光伏市场仍然有望取得5%的正增长。在全球各国纷纷把发展可再生能源作为国家长期战略的背景下，光伏市场的发展在可预计的将来毋庸置疑仍会持续高速发展。根据EPIA（欧洲光伏行业协会）的研究，全球光伏市场在2008至2013年间将保持约30%的年增长率。支持全球光伏市场快速发展的主要因素如下：l 气候议题对全球政治经济的影响在全球气候加速变暖的客观环境下，气候问题日益成为全球政治博弈的新舞台。作为新增碳排放的主体，包括中国在内的新兴国家将面对来自发达国家日益增加的政治压力而不得不考虑采取切实措施降低经济发展过程中的碳排放量。尤其是中国，在即将取代美国成为全球最大碳排放国的背景下，中国发展包括太阳能在内的新能源将增加在国际气候博弈中的砝码。气候议题对世界可能带来的影响如下：- 首先，发达国家必须降低自己的人均能耗和碳排放量才能训诫新型国家；- 其次，新型国家国家必须降低或延缓碳排放量的增长才能不在道德层面上授人以柄。最终的结果必然是包括太阳能在内的可再生能源行业得到极大促进。l 对能源安全的关注此次金融危机前的流动性泛滥和大宗商品市场上的金融投机使原油价格疯狂上涨，国际石油价格在2007年到2008年初短短一年内在需求平稳的情况下从每桶55美元上涨至105美元。这使得以依赖进口能源的国家深受其害并破坏了全球经济的可持续发展，因此替代能源问题远远超过应对气候变化的范畴。根据欧洲委员会金融事务总司（DG ECFIN）在2005年的预测，石油价格从每桶50 美元涨到60美元将使欧盟和美国经济增速分别减少0.3 和0.35 个百分点。此外，地缘政治因素也对能源安全构成了严重威胁。俄罗斯在2006年初和2008年夏天中断西欧天然气供应，给依赖于俄天然气的西欧各国带来了巨大损失。欧佩克组织等能源出口垄断组织对全球石油供应有很强的影响力，这给依赖于进口能源的国家能源供应和经济发展带来了极大的不确定性。因此，发展可再生能源尽可能确保独立自主的能源供应对于严重依赖化石燃料和能源进口的国家成为必然的选择。l 太阳能发电成本降低目前阻碍光伏发电的主要障碍为发电成本，太阳能发电的成本仍需大幅降低才能使光伏发电的大规模推广成为现实。招商证券2009年初的研究报告显示（图3），光伏发电成本当时约为2元/度，至少为风力发电成本的3倍。不过最新的市场研究统计显示，晶硅光伏发电成本已经降至约1.3元/度（SolarBuzz数据）。按此速度，光伏发电有望在不远的将来达到电网平价点，光伏发电成本接近常规发电成本的临界点。太阳能发电成本的下降主要归因于由技术进步和生产规模的扩张。截至2008年底，晶硅原料的太阳能光伏电池约占全球产量的90%。技术进步已经成功地使硅片厚度从2004年的300微米降至2008年底 180微米的水平，从而使得晶硅太阳电池每瓦的硅消耗量从12克降低至8克左右，仅此一项就带来了50%的材料节省。与此同时，光伏电池的转换效率持续提高。以无锡尚德公司为例，2006年底公司单晶和多晶光伏电池的平均转换效率为16.5%和15.6%。2008年底，这两种产品的转换效率分别提高到了18.0% - 19.0%和16.5% - 17.5%。两年间，这两种产品的转换效率分别提高了约12和9个百分点。前几年硅材料的大幅上涨曾经了抵消大部分又技术进步带来的成本下降，尽管如此，晶硅电池在过去几年中仍然实现了5%的年下降率（SolarBuzz统计）。晶硅光伏电池取得进步的同时，薄膜技术，包括非晶硅（ a - Si ）、碲化镉（CdTe）和铜铟镓硒（CIGS）以及其他技术，自2006年以来已取得长足进步。世界最大的薄膜光伏制造商First Solar（碲化镉电池技术）在2008年已经占有8 的全球市场份额。目前世界各地都有一些项目正在进行筹建大规模的非晶硅和铜铟镓硒光伏电池制造工厂。薄膜太阳能电池从原理上只消耗常规晶硅电池1 的原料，因而在成本降低方面具有巨大的潜力。薄膜光伏电池将使得太阳能与常规化石燃料进行有效地竞争，因此被称为所谓的第二代光伏技术。根据欧盟委员会联合研究中心研究员Arnulf Jaeger-Waldau的预测，到2012年，薄膜光伏电池产能将约占 全球产能的35 。而美国第一太阳能公司按产能计算2007年就已经跻身全球第5大光伏电池和组件制造商。产能方面，全球光伏电池产能从2006年约2.5GW扩张为2008年约15GW，平均年增长率超过 80 。如世界各地厂商已宣布的产能扩张均能实现，世界光伏总产能2010年有望超过35GW。（见图4）产能的扩张必将推动光伏电池和组件单位制造成本的下降。综上所述，尽管多晶硅原材料从2005年的35美元/吨涨到了2008年的400美元/吨左右，晶硅光伏组件的价格仍保持了年平均5%的降幅。由于极少消耗甚至完全不需要硅，薄膜太阳能光伏组件成本降低更加明显。根据目前全球最大的薄膜太阳能电池的制造商First Solar报告，碲化镉太阳能电池模块的每瓦制造成本在2009年第3季度已降低到0.85 美元 ，相比 2008年第2季度降幅达28 。全球光伏行业发展的这些驱动因素将长期存在，并将构成整个光伏长期发展的动力。1.3 全球光伏市场需求分析由于欧盟尤其是德国的政策推动，2003年到2008年间全球光伏市场保持了56%的年增长率，其中以2008年的增长率尤为突出。相对于2007年2392兆瓦的全球需求量，2008年的年需求量达到了5560兆瓦（SolarBuzz数据为5950兆瓦），比上年增长130%。造成2008年世界光伏需求大增的主要因素为西班牙的鼓励政策。2006 年西班牙政府提出实行强制上网电价补贴措施，对光伏发电设备实施0.23-0.44 欧元/度的补贴，并提出在2010 年总装机容量达到1200兆瓦。受此政策影响2007 年西班牙的装机容量为512兆瓦，由于预期2008年9 月本轮补贴政策将到期，而新的补贴幅度将有所减弱，2008 年西班牙光伏装机容量大增，达到了2460兆瓦。西班牙政府2009年初宣布将09 年的补贴规模从之前的300兆瓦增加到500兆瓦，后又增加到1000兆瓦。因而西班牙2009年光伏发电新装容量将较2008年出现大幅萎缩。根据SolarBuzz2009年第三季度的预测，2009全球光伏总安装量有望达到6.37GW。更具SolarBuzz统计测算，2009年全球光伏市场将在金融危机肆虐以及西班牙市场大幅萎缩的情况下实现5%的正增长。应当看到，全球光伏市场在2009年下半年迅速从萧条中恢复，并有可能在2010年取得40%的增长。长期而言，EPIA预测2008至2013年间全球光伏市场年复合增长率将不低于30%（见图6）。就市场规模而言，当前世界光伏市场需求主要集中在欧盟。世界各国历史光伏安装量如下表所示：来源：EPIA从上表可以看出，欧洲的需求在过去10年中约占全球总需求的65%，其中德国和西班牙两个国家的需求就占到了60%左右，2009年其市场份额有望进一步提升至71%。根据EPIA截至2013年的预测，欧盟将在此期间内继续是全球光伏的主要需求市场。同时由于激励政策的出台，美国，日本和中国的光伏需求也将迅速增长，并将在2013年占据25%的全球份额。综合各种资料，我们对各地区太阳能光伏的需求分析如下：l 欧洲截至 2008年，欧洲是全球最大的太阳能光伏市场，当年新装容量为4.63GW，累计装机容量为9.3GW。预计欧洲今后两年将保持其在全球光伏市场的领先地位，2010年累积装机容量有望达15GW。德国和西班牙2008年合计共占欧洲当年光伏发电新装容量的93 ，尽管随着政策扶持力度的递减德国和西班牙市场的增长会放慢，但是欧洲其他国家日益增长的光伏需求将部分抵消由此带来的放缓。除了2008年，德国向来是全球第一大光伏市场，强制上网电价补贴对德国影响深远。2004 年，德国修正可再生能源法(Renewable Energy Sources Act)并开始实行强制上网电价补贴措施，根据光伏发电设备类型和规模的不同，实施0.38-0.49 欧元/度的补贴，并保证20 年上网电价合同保证期，这一措施的出台刺激了德国光伏装机容量的快速发展，从2003 年底的410兆瓦 发展到2007 年底的3840兆瓦，2008 年德国市场年装机容量接近1700兆瓦。2009年政策力度有所减弱，09 年开始补贴电价年下降幅度由2009 年之前的5%-6.5%变成每年8%-10%，政府补贴力度有所减弱。尽管如此，2009全年德国的光伏市场规模据SolarBuzz预测仍可达3200兆瓦。这一数据远高于EPIA之前的预测，德国重新成为全球最大的光伏市场。综合各方分析预测，2010年德国市场将至少增长15%。西班牙2009 年需求负增长不可避免。西班牙的光伏需求在2008年得到过度透支。西班牙政府2009年初宣布将09 年的补贴规模从之前的300兆瓦增加到500兆瓦。尽管稍后西班牙将补贴规模放大到1000兆瓦，2009年西班牙新装光伏发电规模或许只有125兆瓦，同比缩减95%。EPIA预测西班牙正常的市场规模在今后两年内应保持在500兆瓦左右。意大利将成为新的需求增长地区。目前意大利实行强制上网电价补贴措施，对光伏发电设备实施0.36-0.49 欧元/度的补贴，此轮电价补贴的装机容量上限是1200兆瓦，而截止到2007年末，意大利的累计装机容量仅有100兆瓦（其中2007年的装机量是50兆瓦）。2008年的装机量为258兆瓦，同比增长416%。 EPIA预测意大利在2008年至2013年间的年增长率为37%。由于核能在整个能源供应中占据主导地位，法国在太阳能光伏推广方面一直落后于其他主要欧盟国家，2008年光伏发电装机量仅为46兆瓦。不过法国BIPV的入网电价目前为世界最高，达0. 55 欧元/千瓦时。EPIA预测2009年法国光伏新装机量可达250兆瓦，并将在随后的4年中保持40%的年增长率。l 美国除了30 的联邦税收减免，美国对太阳能的支持政策目前基本停留在州的层面，不过近来美国政策力度有所加强。自2005年以来截至2007年，全美50个州中35个已经制定了鼓励太阳能的政策。2005 年美国开始实施光伏投资税减免政策(Investment Tax Credit)，减免额相当于安装成本的30%，每户民用光伏项目减免额最多2000 美元，此政策已于2008 年底到期；2008 年9 月美国参议院通过了一项180 亿美元的新能源投资计划，并通过将ITC 政策延续的议案，打消了市场对于美国光伏需求的担忧，具体措施包括：商用光伏项目的ITC 政策延续8年；民用光伏项目的ITC政策延续2年；取消民用光伏项目每户2000美元的最高减免额度。目前美国太阳能光伏市场仍局限于加利福尼亚州和新泽西州。即便联邦政府支持有限，美国2008年新装太阳能发电容量达到了360兆瓦，使美国成为在世界上仅次于西班牙和德国的第三大光伏市场。洛杉矶通过了一项经济建设计划中提出在2020 年光伏发电装机容量达到1280兆瓦p，“加州太阳能屋顶”计划有望加速。布什政府先前的计划是将太阳能光伏累计装机容量增加一倍，从而到2010年累计装机容量达到2.1GW。这意味着从2009年开始的两年内，美国光伏装机量年增长率需要超过50 。奥巴马政府自上台力主推动可再生能源发展，先后有一系列政策出台，主要包括： - 给那些遭受油价暴涨痛苦的家庭提供短期的救济；- 未来10年投入1500亿美元资助新能源产业，创造500万个就业岗位；- 10年内，美国摆脱对进口石油的依赖；- 100万辆美国生产混合动力汽车的投入使用；- 可再生能源发电量配额目标，2012年占10%，2025年占25%；- 实施广泛的“总量管制与排放交易”，到2050年减少80%的温室气体排放。美国目前是仅次于中国的第二大碳排放国，但人均能源消耗为中国的4倍。奥巴马在其经济刺激计划中，投资发展光伏产业必不可少，而近期而美国市场一旦大规模启动，将引领国际光伏市场资本的重新大规模投入，这对产业的发展来说意义重大。EPIA的预测表明，美国光伏市场容量将从目前的300兆瓦每年在2013年至少提高至2000兆瓦，年增长率超过45%。 在目前全球经济危机仍然阴霾不散而气候问题成为全球政治新议题的情况下，发展新能源经济不但可以使美国改善国际声望，而且对于美国探索新的经济发展模式具有极其重要的意义。l 亚洲在全球光伏产业链中，亚洲主要扮演了上游生产制造的角色。中国大陆，日本和台湾2008年规划的光伏产能占世界总产能的65%左右，其中仅中国大陆的产能就占全球总产能的1/3左右，2007年全球10大光伏生产商中亚洲占据了7席。除日本之外，亚洲各国的光伏市场普遍规模较小，整个光伏行业主要里靠出口消化制造产能。不过我们有充足的理由相信亚洲市场在未来几年将快速发展。自1994年以来由于政府的支持和企业参与，日本一直是亚洲最大的太阳能光伏市场。日本企业大规模进军太阳能光伏市场最早可追溯至20世纪70年代中期。1997 年日本宣布“阳光屋顶计划”，并通过新能源法，采用“补贴法”来推进屋顶发电计划（首年补贴50%，逐年递减的方法），使得日本在2005 年前光伏发电装机容量一直位居世界首位。2006年，日本太阳能光伏市场达到顶峰，当年太阳能光伏新装容量 为287兆瓦。该项补贴于2005 年到期，由于缺乏新的政府支持和产品供应短缺（由硅原料短缺和出口挤占国内供应引起），2008年日本光伏新安装容量下降到230兆瓦。日本政府于2006年发布路线图意图使2010年光伏发电累计容量提升到4.8GW，而现有的累计容量约为2.1GW，日本国内行业专家预计2010年累计光伏装机容量约为3GW。按此目标测算，日本的太阳能光伏市场在2009-2010两年间每年需要增长50 以上。EPIA预测日本2009年市场规模应在400兆瓦左右，并将在2013年达到1100兆瓦的规模。韩国为亚洲另一个重要的光伏市场。截至2006年底，韩国光伏发电累计装机容量仅约为25兆瓦。2007年当年新装容量约45兆瓦。2008年新装光伏发电容量跃升至280兆瓦，韩国超过意大利和日本成为世界第四大光伏市场。这一发展的主要驱动因素是政府的目标，到2011年将可再生能源（ NRES ）占能源消费的比重提升至5 。针对光伏的目标是到2012年，累计安装光伏发电能力达到1.3GW，这一目标3倍于目前的累计容量，2020年累计安装光伏发电能力要达到4GW。为了实现这些目标，韩国提出了15年有效的优惠入网电价政策并承诺提供高达60 的投资补助。EPIA估计韩国的光伏市场规模有可能从目前的280兆瓦每年在2013年提高到1000兆瓦。中国潜在的光伏市场巨大，但国内太阳能光伏市场仍然很小。根据招商证券数据，2008年新装光伏发电容量只有20兆瓦，与上一年相比没有任何增长。2008年累计装机容量只有120兆瓦，远远低于政府2010年300兆瓦的目标。作为世界最大的光伏电池制造国，中国过去几年主要把光伏当做一个出口行业看待 - 进口生产光伏电池所需的晶硅原料和成套设备制造组件并将产品销售到海外市场。2007年，中国太阳能光伏制造商将98 的产品出售到海外市场而同期约90 的硅原料需依赖进口。在目前全球贸易摩擦急剧增加而气候责任问责日益严厉的情况下，中国启动国内市场大力发展包括太阳能在内的可再生能源将是一项长期的任务。为此，政府在2009年针对光伏发电出台了一系列重大的政策并将在2010年完善这些政策，其中最令人瞩目的将是光伏发电标杆价格。招商证券预测， 2009年新装机容量有可能达到100兆瓦，最新的统计显示这个规模很可能已达200兆瓦。EPIA乐观的估计是到2013年，中国光伏年装机量可达2000兆瓦。综合以上对各市场的需求分析，全球光伏市场在可预见的未来仍将保持高速增长，市场总规模有可能从2008年的6000兆瓦增长到2013年的22000兆瓦左右，年复合增长率约为30%（见附录EPIA市场预测）。1.4 全球光伏行业的现状l 需求主要集中在欧美，并将在未来几年维持这一状态从08年和09年上半年世界光伏产品的交易情况来看，当前和今后的一段时间内，光伏产业的市场将主要集中在欧洲（主要在德国、意大利、西班牙和法国）、美国和日本，原因主要是由于这些国家新能源政策的推动。随着近年来日益加剧的能源危机以及去年爆发的全球性金融危机，世界各国都在推出新政策以寻求出路，新能源政策应运而生，这也导致了近几年全球对太阳能光伏电池的需求大增。l 全球光伏电池的生产主要集中有限的几个国家和地区如前文所述，欧盟、中国（包括台湾）和日本为全球主要的光伏产品制造地，仅中国大陆就占据了世界光伏产能的1/3左右。l 光伏发电成本仍然相对较高但将维持持续降低的趋势就目前全球光伏发电的并网电价来讲，单就成本而言（抛去政府政策、补贴等因素），普遍偏高，都在2.15元左右，与目前传统能源发电的0.5元相比贵了整整3倍多，这使得光伏发电的商业化困难重重。为了行之有效的解决这个问题，此次的光伏论坛从三方面入手着重讨论解决这个问题的方案：原材料硅光伏技术、第三代薄膜太阳能电池技术以及创建大型光伏电厂。l 晶硅电池在今后一段时间内仍将占据主要地位，不过薄膜光伏技术商业化取得长足的进展并必将成为光伏行业增长的新动力在2009年德国慕尼黑光伏展上，各方专家推测，2009年全球光伏市场规模将达到130亿美元，而到2012年，全球光伏市场将跃增至400亿美元，这其中相当一部分将由成本和效率表现都很突出的薄膜电池带动，尤其是没有生产和应用中环境污染且转换效率值最高的铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）占据。目前已经进行产业化规模生产的薄膜电池主要有三种种：硅基薄膜太阳能电池（属于非晶硅薄膜电池）、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe）。商业化最成功的当属美国第一太阳能公司（碲化镉技术），其制造产能已达xx兆瓦。欧盟委员会学者Arnulf Jger-Waldau预测薄膜光伏产能将在2012年占据世界光伏总产能的35%左右。l 中国光伏行业存在供需错配现象，且基础研究落后目前，中国光伏产业占全球份额的30%，基本属于传统的晶硅太阳能产能，且对于国际光伏市场依存度约为90%。中国光伏行业目前的商业模式为进口所需的晶硅材料和生产设备并将产品出口至欧美市场，在上游原材料供应和下游市场方面严重依赖国外。中国长期以来将光伏当作出口行业对待的现状如不改变将很容易导致贸易摩擦，进而影响中国光伏行业的良性发展。技术上，中国虽为光伏制造大国，但是基础研究的落后导致了不掌握核心技术的现状。以晶硅材料为例。晶硅电池中硅的提纯生产技术主要掌握在国外，在相当一段时间内很难打破技术垄断。目前，在硅的生产过程中多种工艺路线并存，新一代低成本多晶硅工艺技术研究空前活跃。主要有：改良西门子法的低价格工艺；冶金法从金属硅中提取高纯度硅；高纯度SiO2直接制取；熔融析出法（VLD：Vaper to liquid deposition）；还原或热分解工艺；无氯工艺技术，AlSi溶体低温制备太阳能级硅；熔盐电解法等。业界在不断提高硅的生产工艺和薄膜太阳能电池的制造工艺时，也一直在寻求可替代材料，目前的研究重点是升级冶金硅、EVA、玻璃和组件后板的改进和替代。我国拥有丰富的硅矿资源，但由于我国多晶硅提纯技术不高，企业仅能采用电弧法用炭还原制取纯度只有98%-99%的工业硅，然后作为工业原料以极其低廉价格卖到国外，经国外提纯至 99.9999%以上再采购回来。粗硅的工业技术极为简单，却需要消耗大量的电力资源，同时还会带来严重环境污染。建造大型光伏电厂需要3个技术：光伏阵列系统技术、光伏逆变器技术以及大型太阳能发电储能技术，目前在前两个技术方面已经掌握了一定的研究资料和底蕴，而第三个技术是关键，一旦能一举突破将使混合型电厂迈入实质性实施阶段。我国太阳能的应用分为三个阶段：第一阶段，示范阶段，即目前所处的阶段。第二阶段，混合应用，像内蒙古鄂尔多斯等地，可以将煤和太阳能结合起来，白天用太阳能，晚上用煤电。第三阶段是大型太阳能发电储能技术的实现，这一技术实现突破，电价将降到八、九毛钱，混合型的电站就完全可以建立了。应当承认中国在上述领域的研究相对欧盟主要国家及美国处于落后的状态，是否能在不远的将来改善技术研发将成为中国在全球光伏产业链地位的决定因素。2 薄膜光伏技术介绍22.1 薄膜光伏的技术路线广义的薄膜太阳能电池（TFSC），也称为薄膜光伏电池（TFPV），指的是在衬底材料上沉积一个或多个光电材料涂层的太阳能电池，涂层的厚度从几纳米到几十微米不等。薄膜太阳能电池，重量轻，厚度薄，可弯曲，易携带。传统硅晶电池由于由硅晶体组成，电池主要部分易碎，易产生隐形裂纹，大多有一层钢化玻璃作为防护，造成重量大，携带不便，抗震能力差，造价高，效率或多或少降低。根据使用的材料和在衬底上沉积的不同方法，目前主流的薄膜太阳能技术分为如下几类：- 非晶硅（a - Si）- 碲化镉（CdTe）- 铜铟镓硒（CIGS）非晶硅（a-si）非晶硅（a - Si或- Si）为一种同素异形体形式的非结晶硅。它可以在低温状态下沉积在不同薄膜基板上，从而在很多电子领域有独特的应用优势。通常情况下，非晶硅薄膜电池PIN结构。典型的板结构包括正面玻璃，TCO，薄膜硅，背层，聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和底层玻璃。非晶硅作为光伏太阳能电池材料应用在计算器上已有很长时间。虽然其性能低于传统的晶体硅太阳能电池，不过这对于计算器并不重要，因为后者功耗非常低。非晶硅很容易沉积的特性弥补其他方面的不足之处。最近，改善的非晶硅沉积技术已使它能够在更大面积沉积制造太阳能电池，其内在的转换效率较低的缺点部分由其超薄厚度的优势抵消。非晶硅太阳能电池大规模生产的主要优点不是转换效率，而是成本。非晶硅电池使用的硅原料大约只相当于通常晶体硅硅耗的1%左右，而硅成本是迄今为止太阳能电池单位成本的最大因素。然而，非晶硅太阳能电池目前的生产成本较高，主要是因为目前的生产工艺无法充分发挥在超薄或灵活性方面的优势。非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，其理论转换效率就很低，随着其他薄膜技术在转换效率的提高，非晶硅薄膜技术将不不具有成本上的竞争优势。因此非晶硅属于过渡期产品，不是太阳能电池的主要发展方向。目前中国在建或已建成的薄膜光伏产能基本都基于非晶硅技术。碲化镉(CdTe)碲化镉（CdTe）是一种从碲和镉中形成的结晶化合物，可以用来作为红外光学窗口和太阳能电池材料。碲化镉(CdTe)是薄膜电池中历史最久的一种。碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。目前碲化镉技术已形成一家独大的局面，规模最大的当属美国第一太阳能（First Solar），2009年底产能月为1.8GW。其他从事碲化镉薄膜光伏技术的公司普遍规模较小，如另一家已量产CdTe薄膜电池厂为德国的AntecSolar，产能仅为4兆瓦。由于碲化镉技术在生产、储存和应用中均有危险物质的环境负面因素，其应用领域受到很大限定，主要在远离居民区的光伏发电厂领域。 铜铟镓硒（CIGS）CIS 是CuInSe2 的缩写，是一种-族三元化合物半导体材料。由于它对可见光的吸收系数非常高，所以是制作薄膜太阳电池的优良材料。以P 型铜铟硒(CuInSe2) 和N 型硫化镉(CdS) 做成的异质结薄膜太阳电池具有低成本，高转换效率和近于单晶硅太阳电池的稳定性。近年研究将Ga 替代CIS 材料中的部分In，形成CuIn1 - xGaxSe2 (简称CIGS) 四元化合物。由ZnO/CdS/CIGS 结构制作的太阳电池有较高的开路电压，转换效率也相应地提高了许多。铜铟镓硒薄膜电池己成为国际光伏界研究开发的热门课题，它具有转换效率高（实验室已达到19.9），性能稳定，制造成本低的特点。CIGS光电池一般是在玻璃或其它廉价衬底上分别沉积多层膜而构成的，厚度可做到23rn，吸收层膜对电池性能起着决定性作用。现已开发出反应共蒸法和硒化法（溅射、蒸发、电沉积等）两大类多种制备方法，其它外层通常采用真空蒸发或溅射成膜。行业认为生产高效CIS 电池的难点在于：多层薄膜的制备技术及薄膜厚度和掺杂的均匀控制；高质量多晶薄膜的制备，产生致密性粒径大于1 微米CIS薄膜；大面积生产的稳定性。CIGS 薄膜太阳能电池是多层膜结构组件，各层膜的结构与特性都将影响CIGS 电池的性能。除了玻璃基底外，柔性的不锈钢、聚合物( 如：PET) 以及其他金属薄片都可用来作基底，并可与卷绕技术相结合大规模制备质量轻、可弯曲的电池。目前的热门研究工作主要集中在：吸收层制备工艺开发；替代缓冲层的研发( ZnO、ZnS、ZnInxSey、In(OH) xSy、In(OH) 3、In2Se3 等都可用来替代毒性的CdS 作为缓冲层)；太阳能电池用透明导电膜(TCO)研发等。在CIGS 薄膜太阳能电池的制备过程中，吸收层的制备工艺起着决定性的作用。它不但与降低生产成本息息相关，而且与转化效率、能否大规模生产等产业化中的问题密不可分。吸收层的制备工艺分真空工艺和非真空工艺两种。其中真空工艺包括蒸发法和溅射硒化法，非真空工艺包括电沉积、丝网印刷等。从已经开始生产的生产线工艺路线上看，基本为真空法，以Cu、In、Ga 溅射成膜、硒化是主流，日本的昭和壳牌石油、美国的Shell Solar 公司、GSE公司都采用此种工艺路线，特点是组件效率较高，生产工艺稳定。德国的WurthSolar 公司采用Cu、In、Ga、Se 共蒸发，并进行2 次硒化工艺，效率较低，工艺不稳定。由于结构和工艺的复杂性，CIGS 光伏组件产业化和商业化的进程相对比较缓慢。从目前全球能够产业化的公司来看，相对目前的产能都不算很高。目前已知最大的CIGS光伏制造商为美国的Global Solar，产能约为80兆瓦。2.2 薄膜光伏电池的优势目前，单晶和多晶硅太阳能电池仍是主导型的太阳能光伏电池，2008年占全球产量的87 。然而太阳能发电如要普及将不得不依靠以薄膜光伏为代表的新技术来实现而不是现有的晶硅技术。近年来薄膜电池发展速度迅速，远远超过太阳能光伏市场的增速。2007年薄膜电池已经占据总装机量约11.6%，而在2003 年仅占5.8%。多项市场预测表明，薄膜太阳能光伏电池预计到2012年将占全球生产总量的35 左右。相比晶硅光伏电池，薄膜电池具有如下优点：l 制造过程能耗和碳排放大大减少，更符合绿色能源和环保的概念基于硅的太阳能光伏电池被认为有悖于绿色能源的理念。根据维基百科，目前的生产工艺下加工二氧化硅生产硅原料是一个高能耗的过程，加工硅原料的能耗相当于成品光伏电池两年发电量。而且晶硅光伏电池的制造还需要经过硅原料提纯加工，切片，组装等环节，每个环节都将产生能耗。此外，每吨硅（冶金级，约98 纯度）的生产需要排放约1.5吨的二氧化碳。薄膜电池由于用料普遍较少，约相当于晶硅电池的1%，且整个产业链都可集成在同一家公司，因而可以大大降低生产过程中的能耗和碳排放。对于中国这样一个光伏制造大国来说，在当前国际气候问题日益政治化的背景下，发展更利于环保的薄膜技术应当成为长期的目标。l 薄膜光伏电池相比晶硅光伏电池有更大成本下降空间从而加速电网平价点的到来2005年以来价格飞涨的硅材料使得晶硅太阳能光伏产能扩张带来的规模效应大打折扣。多晶硅价格从2005年的40美元/千克在2006年飙升至约280美元/千克，并在2008年中期达到400美元/公斤的高峰。硅原料的飞涨抵消了大部分的规模优势，尤其对于主要依赖于外部供应商提供硅原料的中国光伏制造商而言。目前硅材料的价格稳定在50美元/千克左右，下降的空间有限。尽管国内目前在建大量的晶硅产能，不过业内有消息称称，50美元/千克为多数国内晶硅材料供应商的盈利底线。晶硅材料低于此价格将是多数国内晶硅材料供应商无法盈利。效率方面，以多晶硅光伏电池为例，目前多晶硅光伏组件的转换效率为16.5%左右（无锡尚德）。假设多晶硅光伏组件转换效率可以最终达到其电池的实验室效率（20%），则依靠效率提升的成本下降空间约为18%左右。根据SolarBuzz的统计，在晶硅50美元/千克的价格基础上目前晶硅电池的最低售价为1.98美元/瓦。如果降低20%，此价格将为1.58美元/瓦。薄膜太阳能电池的理论材料消耗相比晶硅太阳能电池有大幅下降，大约只相当于晶硅电池耗材的1 。此外由于不需要类似硅片提炼和切割的环节，薄膜光伏制造商可以整合整个产业链，因而可以在产业链层面降低制造成本。据SolarBuzz统计，目前薄膜光伏组件最低售价为1.23美元/瓦。即使不考虑将来任何的效率改进，此价格也已经低于以上测算的多晶硅光伏组件价格。因此，相比晶硅光伏电池，薄膜技术更有可能使使太阳能发电具备同常规能源发电的竞争力从而实现太阳能发电电网平价点 及光伏发电成本等于常规发电成本的节点。l 薄膜光伏电池有更加广阔的应用领域薄膜光伏电池普遍具有重量轻的特点，如果选用柔性衬底，则可以实现光伏电池和组件可折叠的功能。因此，除了能取代晶硅电池用在常规太阳能发电站之外，薄膜光伏电池也可以应用在建筑墙面和屋顶，以及其他如汽车、服装、通讯等消费领域。这些优势是晶硅电池产品所不能比拟的。结合目前国内外关于薄膜太阳能电池的一些政策以及近几年光伏产业进出口交易的状况，我们可以预测：今后国内薄膜太阳能电池主要的市场在于国家目前正在推行的太阳能光电一体化建筑，示范城市、农村项目以及政府正在酝酿的一些大型光伏发电站项目上，这几块将吸收很大一部分薄膜太阳能电池产品。综合以上几点，我们不难理解为何薄膜光伏将在未来几年中增速超过晶硅光伏。根据预测，薄膜太阳能电池市场将由2008年的16亿美元增加到2009年的24亿美元，在2010和2015年则将分别攀升到34亿美元和72亿美元。2005年薄膜太阳能电池占整个太阳能光伏市场的份额还不到5%，但到2015年有望上升到约50%。2.3 薄膜光伏技术的比较TF PV技术所涉及的材料主要包括非晶硅（-Si）、碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、铜铟硒（CIS）以及有机和有机-无机混合材料，每种材料都各有利弊。下表列出了主要TF PV材料、相应的转换效率及其利用状况。材料效率（%）利用状况镓硒/磷化铟/锗混合材料35仅实验室镓硒25除某些空间利用外尚未广泛应用磷化铟22仅实验室多晶硅20广泛应用铜铟镓硒20TF PV市场中份额正在增长碲化镉17TF PV场中增长迅速，但大多来自一家公司非晶硅10TF PV中最为常见有机材料4-8尚未应用，但有几家公司正积极尝试商业化薄膜太阳能电池尤其是铜铟镓硒的转化效率的提升是目前太阳能科技界正在发生的事情。薄膜组件目前只要10%转换效率就已经在成本上低于或相当于多晶硅，随着其效率的进一步提高，势必会在太阳能领域占有重要地位，其发展前景非常看好。2.4 与薄膜太阳能电池有关的政策世界一些主要国家也纷纷出台新政策推动新能源的发展，而太阳能占了其中很大一块。其中，在今年2月到3月间，德国接连出台了德国可再生能源取暖法和可再生能源促进方针，其中规定，从2009年至2012年德国联邦将根据需求每年提供最多至5亿欧元的支持；美国则在今年2月11日和6月26日分别通过了2009年恢复与再投资法和美国清洁能源安全法案，将有140亿美金投入到新能源产业中；而日本则从今年1月开始投入90亿日元对太阳能电池板行业进行专项补助，补助对象是即将安装太阳能设备的35000用户；当然，相关国家的政策还有很多，但无一例外的都指向了一点：太阳能光伏电池产业前景可观，而且这种可观的景气会保持相当一段时间，作为即将占据太阳能光伏电池产业35%的薄膜太阳能电池，市场前景更是不可限量。国内发展光伏发电已经启动。2007年11月22日国家发改委发布了开展大型并网光伏示范电站建设的通知。上网电价按招标方式决定，高于平均上网电价的部分通过可再生能源电价附加收入在全国进行分摊。继而开始敦煌特许权项目的招标工作，目的是为国内光伏发电项目确定基准上网电价。光伏发电已从政策层面过渡到实际的可操作层面。有了电价政策，投资光伏发电就将成为商业行为。2009年3月26日，财政部会同住房和城乡建设部印发关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见，虽然这个政策补贴仅仅具有象征和示范意义，但对光伏发电市场的启动是一个支持信号。2006年国家发改委发布可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法，在销售电价中征收1厘钱用于发展可再生能源，2008年的电价调整时可再生能源附加又上调了1厘钱。2008年我国发电量大约为34000亿千瓦时，征收的可再生能源附加费为68亿元。可再生能源附加费的使用情况是，征收的1厘钱补贴了风电，另外还补贴了一些秸秆发电等小的项目，目前可用于光伏补贴的资金大约在30亿元。按每瓦补贴20元计，2009年可以补贴的容量额度大约是150兆瓦。随着光伏系统造价下降，现有资金可以补贴的安装量也将增加。如果在以后的电价调整中可再生能源附加费进一步提高，则对光伏行业可支持的力度将更大。同时，国家将来可能还会出台支持光伏行业发展的后续跟进措施。2009年中国政府出台的一系列鼓励政策：3月26日财政部出台的关于印发的通知；3月26日财政部、住房城乡建设部出台的关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见；4月16号财政部出台的关于印发太阳能光电建筑应用示范项目申报指南的通知；7月9日财政部、住房城乡建设部出台的财政部、住房城乡建设部关于印发加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案的通知；7月9日财政部、住房城乡建设部出台的财政部住房城乡建设部关于印发可再生能源建筑应用城市示范实施方案的通知。除以上几个外还有一些财政部和电监会发布的对于新能源发电的补贴公告。从这些通知中我们可以得到以下信息：3月26号和4月16号出台的3份通知其实可以归类到7月9日新推出的通知中，7月9号的2份通知中指出，示范农村和示范城市新增可再生能源建筑应用面积=太阳能热水系统建筑应用面积0.5+地源热泵系统建筑应用面积1+太阳能供热制冷系统建筑应用面积1.5+太阳能与地源热泵结合系统建筑应用面积1.5。除却其中的地热一块，太阳能占到75%，从上面公式中列出各因素对应的比重值可以看出，国家鼓励发展太阳能供热制冷系统建筑和太阳能与地源热泵结合系统建筑。而目前能与建筑材料良好结合的只有薄膜太阳能电池。2.5 国内薄膜光伏的发展因素在欧洲、美国、日本，太阳能发电政府进行补贴。但电价补贴的额度和市场的规模有直接的关系，如果每度电补贴的额度过高，能放开的市场就有限，那对国内光伏产业来讲意义就不是那么大了，毕竟国内光伏产业已经有3GW的产能、近2GW的产量，如果每年仅放开数百兆瓦的市场，分摊到每个企业头上仅是杯水车薪，国内光伏产业仍然面临整体生存危机。如果光伏发电上网电价能够达到或者接近风电的上网电价，相信国家会象支持风电每年数GW的扩产装机一样，全面放开光伏发电应用市场，这才是国内光伏产业生存与发展的现实的条件。国家发改委正是想通过敦煌10兆瓦光伏发电项目的招标，来确定光伏发电的上网标杆电价，并进而确定放开的市场规模。敦煌项目的招标结果报出0.69元/千瓦时的上网电价，并基本确定了光伏发电上网标杆电价为1.09元人民币/千瓦时。对于这样一个标杆电价，国家已可以大规模的放开光伏发电的市场规模。2009年1月，国内光伏企业巨头结成的联盟将一份到2012年达到1元电价的报告上交科技部等主管部门。可见，如果没有金融危机，1元电价也是可以实现的，只是时间会长一点。但金融危机的到来，已让1元电价的目标提前实现。目前硅价已经回落了，为了生存，产业链中的水分也会迅速挤干，破产、兼并、重组不可避免，但可以剥离掉高昂的设备折旧和高价库存。1元/千瓦时的上网电价的实现是由市场孕育出来的。美国Firstsolar公司是生产碲化镉（CdTe）薄膜电池的企业，2008年生产成本已降到每瓦0.98美元，采用该厂薄膜电池的电厂电价成本已到每千瓦时7.5美分（折合人民币0.52元/千瓦时）。但国内企业大多不具有核心竞争力。这两年国内企业和资本投资的硅原料生产、晶体硅电池加工项目，大多既不具核心竞争力，又不具成本优势。目前，晶硅电池的成本基本在12-16元之间，基本上做不到1元/千瓦时的上网电价。现在又面临着巨大的生存之虞，短期内不会在技术上有能力取得突破性进展来大幅降低成本。3 CIGS薄膜太阳能电池项目的可行性33.1 CIGS技术的优劣势分析CIGS薄膜太阳能电池较多晶硅太阳能电池有以下特点：l 薄膜电池的低成本优势所在，相对于晶硅电池材料成本便宜薄膜电池相对于晶硅电池最大的优势在于成本，在前几年多晶硅价格处于高位的时候，薄膜电池的成本优势更为明显。即使在近期多晶硅大幅下降的情况下，薄膜电池的成本优势依然明显。CIGS 薄膜电池具备相对于晶硅电池的成本优势，CIGS 电池采采用溅射技术为制备的主要技术，这样Cu，In，Ga，Al，Zn 的耗损量很少。而对大规模工业生产而言，如能保持比较高的电池的效率，电池的价格以每瓦计算会比相应的单晶硅和多晶硅电池的价格低得多。另外，我们前面一直讨论的是光伏电站的初始建站成本，实际薄膜电池的弱光效应是其由于晶硅电池的另一大优势。薄膜电池因为其弱光效应好，每天工作时间远高于晶硅电池的工作时间，这补足了其发光效率相对较低的不足。l 相对于其他薄膜电池，CIGS 薄膜电池转化