太阳能光伏产业发展的路径选择

1、太阳能光伏产业发展的路径选择摘要：发展太阳能光伏产业的关键是生产太阳能电池。相对于多晶硅太阳能电池和其它薄膜太阳能电池，非晶硅太阳能电池具有低能耗无污染、气候影响较小、应用领域广泛和发电成本较低的突出优势，应成为我省太阳能光伏产业发展的主要路径。为此，应加强对多晶硅的宏观调控，建设光伏电站和实施“屋顶计划”，同时配套发展蓄电设备。不久前，欧盟正式宣布在撒哈拉大沙漠建设全球最大的光伏电站，远期将满足欧盟六分之一的电力需求，同时利用充足的电力实行海水淡化改善当地生态环境。近日，我国又正式启动金太阳示范工程，决定对太阳能光伏发电系统建设提供高达50%70%的投资补助。在旺盛的市场需求牵引和强有力的政

2、策支持下，光伏产业将驶入加速发展的快车道。我省的太阳能光伏产业拥有较好基础，多晶硅产能居全国第一，若干太阳能电池生产线已经和即将投产，攀西地区和川西北地区正筹划建设太阳能光伏电站。发展太阳能光伏产业的关键是生产太阳能电池。在国内外竞相发展的大背景下，太阳能电池的技术进步极快，其高收益和高风险的特征十分突出。对多晶硅、非晶硅和其它薄膜太阳能电池的优劣进行全面分析，选择正确的发展路径，对促进我省太阳能光伏产业又好又快发展具有重大的战略意义。一、多晶硅太阳能电池的优劣分析相对于其它产品，多晶硅太阳能电池具有以下突出优势。一是技术相对成熟。多晶硅太阳能电池已实现大规模工业化生产，目前在太阳能光伏产业发

3、展中占据主导地位。二是光电转换率高。多晶硅电池的光电转换率为15%18%，在所有商业化太阳能电池中位居前茅。三是材料优势突出。继乐山新光硅业1260吨多晶硅项目投产后，我省又将有东汽峨半1500吨项目、乐电天威3000吨项目、天威四川硅业3000吨项目陆续建成投产。预计到明年底，我省多晶硅产能将达到3万吨以上，可以充分满足大规模太阳能电池生产的需要。与此同时，也应看到多晶硅太阳能电池的发展，面临以下主要制约因素。 一是高能耗高污染。尽管多晶硅太阳能电池本身属于新能源，但其主要原料多晶硅的生产却具有高能耗和高污染的致命弱点。生产1000吨多晶硅，需消耗3亿度电和2600万立方天然气。同时，产生8

4、000吨具有强腐蚀性的四氯化硅副产物，目前国内回收利用率仍然较低。二是成本居高不下。硅片成本占了多晶硅太阳能电池成本的65%70%。而多晶硅生产成本中电费和设备折旧费的比重就超过70%，加上高昂的治污费用，导致多晶硅的生产成本居高不下。近期在敦煌招标建设的多晶硅太阳能光伏电站，上网电价高达每千瓦时1元以上。如此高的电价，显然缺乏普遍使用的条件。二、一般薄膜太阳能电池的优劣分析多晶硅属于第一代太阳能电池，薄膜太阳能电池属于第二代太阳能电池，代表了太阳能光伏产业的发展方向。薄膜太阳能电池主要包括非晶硅、铜铟硒、铜铟镓硒和碲化镉薄膜电池。除非晶硅太阳能电池外，一般薄膜太阳能电池主要存在以下优势。一是

5、成本相对较低。由于所需原材料和基材价格较低，因此生产成本仅为多晶硅电池的四分之一。 二是能耗相对较小。薄膜电池的工艺流程较多晶硅电池明显缩短，能耗仅为多晶硅电池的二十分之一。三是转换率较高。光电转换率理论上可达到8%19%，明显超过非晶硅薄膜电池。这类薄膜太阳能电池的发展，主要存在以下制约因素。一是稀有金属限制。碲、镉、铟、镓和硒等都属于稀有金属，如全球铟的储量仅为1.5万吨，每年产量只有500吨。由于储量十分有限，无法满足大规模生产的需要。二是污染较为严重。其原材料镉为剧毒元素，不易处理，对生态环境构成潜在威胁。三是缺乏核心技术。铜铟硒、铜铟镓硒和碲化镉薄膜电池的核心技术，均掌握在国外少数厂

6、家手里，目前对我国实行严格的技术封锁。三、非晶硅太阳能电池的优劣分析在薄膜太阳能电池中，非晶硅太阳能电池格外引人注目，其突出优势如下。一是低能耗无污染。非晶硅薄膜电池是直接将硅烷气体进行玻璃镀膜，然后制作电极和封装，工艺流程较多晶硅缩短一半以上。生产非晶硅薄膜电池的耗电量，仅为多晶硅的7%8%，且生产过程中没有废弃物排放，是典型的绿色产业。二是气候影响较小。非晶硅薄膜电池具有弱光响应好，不受气温变化影响和充电效率高的特性，即使在日照五类地区仍可正常使用。当峰值功率相同时，在晴天直射强光和阴雨天弱散射光环境下，非晶硅电池板的比功率发电量均大于多晶硅电池。三是应用领域广泛。非晶硅电池的应用载体可以

7、是玻璃、活性塑料、陶瓷板、不锈钢等，既可以制造与建筑物融为一体的太阳能电池，也可以利用柔性衬底制作便携的轻型电池。四是拥有核心技术。我国拥有自主知识产权的新一代薄膜太阳能电池，在确保光电转换率达到9%的同时，成功地解决了光电衰减问题。继吉林的生产线投产后，在我省大英县布局的生产线也基本建成，即将正式投产。五是发电成本较低。由于拥有自主知识产权和实现了主要设备国产化，加之以廉价的玻璃和硅烷气体作为基材及主要喷镀材料，大规模生产后，每千瓦时的发电成本有望降到0.3元以下，已经能够与传统的火电竞争。非晶硅太阳能电池的发展，也存在以下主要制约因素。一是转换率较低。非晶硅薄膜太阳能电池的光电转换率为6%

8、9%，明显低于多晶硅太阳能电池。二是设备投资大。由于非标设备多，缺乏成熟的设备制造商，一条年产10兆瓦的非晶硅太阳能电池生产线，投资高达1亿元左右。四、对太阳能光伏产业发展路径的抉择建议通过对三类太阳能电池的优劣分析，建议我省选择非晶硅薄膜太阳能电池，作为发展太阳能光伏产业的主要路径，其依据如下。一是全面节能减排。相对于多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池具有低能耗无污染的突出特征，可以使整个光伏产业链成为低碳排放的绿色产业。二是资源约束较小。相对于一般薄膜太阳能电池，非晶硅太阳能电池不消耗稀有金属，只使用量多价廉的普通基材和喷镀材料，基本不受资源约束。三是发电效率较高。非晶硅电池日发电时间可长

9、达10小时左右，每千瓦电池的年发电量比多晶硅电池高出13%左右。加之使用寿命明显高于多晶硅电池，较高的总体发电效率，完全可以弥补非晶硅电池光电转换率较低的缺点。四是经济效益显著。由于发电成本低，设备基本国产化，具备迅速推广普及的条件，良好的投资回报可以有效吸引社会资金，满足较高的投资需求。五、相关配套措施选择非晶硅太阳能电池作为我省太阳能光伏产业发展的主要路径，需要采取以下配套措施。一是加强对多晶硅的宏观调控。控制生产规模，不再支持新的多晶硅项目建设，逐步取消对多晶硅生产要素保障的优惠政策；加快技术进步，努力降低多晶硅生产的能源消耗、污染排放和综合成本，着力发展电子级多晶硅；推进产业转移，鼓励拟建或在建的多晶硅项目，向多晶硅需求量大的外省转移。二是建设光伏电站和实施“屋顶计划”。积极响应国家的金太阳工程，优先在日照充足的攀西和川西北地区，建设太阳能光伏电站，满足偏远地区