光伏发电产业的技术经济分析-课件

EU-ChinaEEP

中国-欧盟能源和环境项目

DevelopmentSupportforSustainableRuralandRenewableEnergyTraininginChina中国农村可再生能源培训项目

新疆培训班Apr.13-25,2009光伏发电产业的技术经济分析王斯成研究员国家发改委能源研究所EU-ChinaEEP中国-欧盟能源和环境项目

D1、太阳能光伏发电技术

2、如何看待光伏发电“高能耗、高污染和高成本”的问题

3、启动中国光伏市场的障碍分析和资金测算

目录1、太阳能光伏发电技术

2、如何看待光伏发电“高能耗、高污1、光伏发电技术1、光伏发电技术常规晶体硅太阳电池单晶硅太阳电池实验室最高效率：24.7%商业化批量生产效率：17%多晶硅太阳电池实验室最高效率：20.3%商业化批量生产效率：16%4常规晶体硅太阳电池单晶硅太阳电池多晶硅太阳电池4背接触太阳电池–黑电池美国SunPower公司22％效率的黑电池

日本Sharp公司效率20％的黑电池实验室最高效率：26.8%背接触太阳电池–黑电池美国SunPower公司22％效率薄膜太阳电池CIGS薄膜太阳电池，最高效率19.9%CdTe太阳电池最高效率：16.9%非晶硅薄膜太阳电池，最高效率：12.8%（稳定）下一代薄膜太阳电池6薄膜太阳电池CIGS薄膜太阳电池，最高效率19.9%CdT聚光太阳电池的时代来到了吗？聚光太阳电池的最高效率：40.7%7聚光太阳电池的时代来到了吗？聚光太阳电池的最高效率：40在最近几年，仍以晶硅电池为主，薄膜电池发展很快，2012年产能将占PV总产能的30%。GreenTechMedia20088在最近几年，仍以晶硅电池为主，薄膜电池发展很快，2012年产薄膜太阳电池中则以非晶硅太阳电池为主，2012年薄膜电池年产量6GW，非晶硅电池占60%。GreenTechMedia20089薄膜太阳电池中则以非晶硅太阳电池为主，2012年薄膜电池年产目前乃至2010年之前，并网光伏发电市场都占到90%以上，到2030年也将占到70%以上。EPIA&GreenPeace目前乃至2010年之前，并网光伏发电市场都占到90%以上，到带有自动跟踪的平板太阳电池系统是主流到2020年全世界太阳能发电的累计装机将达到288GW（含12GW太阳能热发电），其中固定安装的平板太阳电池（包括晶硅电池和薄膜电池）为170GW，占59%，带向日跟踪的平板太阳电池为100GW，占35%，聚光光伏电池仅占2%。Source：March，200811带有自动跟踪的平板太阳电池系统是主流到2020年全世界太阳能2、如何看待某些人对于光伏发电提出的“高成本、高能耗和高污染”问题？2、如何看待某些人对于光伏发电提出的“高成本、高能耗和高污染高能耗要从3个方面考虑：1）单位生产能耗？2）总能耗？3）电能回报率？高能耗要从3个方面考虑：TP=EP/ES

式中：TP（年）为光伏发电系统能量回收期

EP为制造光伏系统所消耗的能量（kWh/Wp）ES为光伏发电系统的年发电量（kWh/Wp.年）EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+EP6其中：EP1为硅砂冶金硅的能耗：13kwh/kgEP2为冶金硅多晶硅的能耗200kwh/kg（改良西门子法国内一般水平，国外先进水平为150kwh/kg）

EP3为多晶硅多晶硅锭、硅片的能耗18kwh/kg多晶硅铸锭重量270kg，并使用多线切割机切片能耗水平

EP4为多晶硅片多晶硅光伏电池的能耗0.2kwh/WpEP5为光伏电池

光伏组件的能耗0.15kwh/Wp含封装材料（钢化玻璃，EVA，TPT等）的生产能耗

EP6为光伏组件

光伏系统的能耗0.15kwh/Wp

含并网控制逆变器、电缆、开关、支架、仪表等的生产能耗光伏发电（晶体硅太阳电池）的能量回收期计算TP=EP/ES

式中：TP（年）为光伏发电系统能量多晶硅产率＝多晶硅料/冶金硅料＝1kg/1.3kg=0.77即每生产1kg高纯多晶硅需要1.3kg冶金硅1kg高纯多晶硅拉制1kg硅棒，或浇铸1kg硅锭的产率为0.8，即1kg硅锭/硅棒需要1.25kg高纯多晶硅；1kg硅棒或硅锭可以切50-60片125×125mm的硅片，按照56片计算，每片平均制造2.4Wp太阳电池，合计为：134.4Wp/kg;则：134.4Wp太阳电池需要的高纯多晶硅为＝1/0.8=1.25kg1250g/134.4Wp=9.3g/Wp134.4Wp太阳电池需要的冶金硅为＝1/0.8×1.3=1.625kg1625g/134.4Wp=12.1g/Wp太阳电池组件产率＝98％(即封装成品率)根据上述参数，得到：EP1=13kwh/kg×0.0121kg/Wp=0.157kwh/WpEP2=200kwh/kg×0.0093kg/Wp=1.86kwh/WpEP3=18kwh/kg÷134.4Wp/kg=0.134kwh/Wp相关参数多晶硅产率＝多晶硅料/冶金硅料＝1kg/1.3kg=0.77EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+EP6=2.651kwh/WpEs=1.3kwh/Wp年（按照全国平均太阳能有效峰值时数1300小时计算）TP=EP/ES≈2.0年关于光伏发电能量回收期的结论太阳电池的使用寿命超过30年，电力回报率高达15倍，随着太阳级硅材料能耗下降（200kwh/kg100kwh/kg），光伏电池效率继续提高（15%20%），基片继续减薄，能量回收期还会更短。EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+E同其它高耗能产业横向相比，单位能耗的确是高的：电解铝耗电大约14.5kWh/Kg（我国2006年电解铝产量935万吨，总耗电1467亿kWh）；铁合金耗电10-12kWh/kg;铸钢耗电1kWh/Kg；每公斤电石3-4kWh；每公斤烧碱2-3kWh；每吨水泥能耗30-60kWh。从沙子到冶金硅为13kWh/Kg；多晶硅生产的耗能为150-250kWh/Kg；硅锭/硅片为18kWh/Kg。再来看看总能耗：晶体硅太阳电池从沙子到系统的生产总能耗大约2.65kWh/W，即使每年生产并安装10GW光伏系统，总能耗也只有265亿kWh，仅占2007年全国总发电量为32559亿kWh的0.8%（而电解铝总耗电占到约5%，钢铁占到14%），总能耗是不高的。随着多晶硅和太阳电池的技术进步，这一指标一定会进一步下降。“高耗能”的横向比较同其它高耗能产业横向相比，单位能耗的确是高的：“高耗能”的中国多晶硅材料生产应注意的问题1、能耗指标（国际先进130-150kWh/Kg，国内200-300kWh/Kg);2、环保问题（全物料循环，清洁生产，防止污染）；3、不注意将会影响整个光伏产业。RhoneResch,presidentoftheSolarEnergyIndustriesAssociation(SEIA)，says."Weareouttosolveenvironmentalproblems-notcreatethem."18中国多晶硅材料生产应注意的问题1、能耗指标（国际先进130-在多晶硅生产过程中有大量的废液和废气产生，主要的废液是四氯化硅（SiCl4），主要的废气是氯化氢（HCl，其水合物是盐酸）。这两种东西无论从回收利用还是无公害处理都不存在技术问题。从已经开工生产的多晶硅厂看，通过尾气回收、无公害处理、物料循环使用和综合利用，完全可以做到零排放和清洁生产。对于多晶硅生产“高污染”的看法在多晶硅生产过程中有大量的废液和废气产生，主要3、光伏发电成本分析3、光伏发电成本分析太阳能光伏发电的分类

21太阳能光伏发电的分类21

有哪些因素影响光伏发电的上网电价?初投资（太阳电池和平衡系统）;BIPV系统的发电量(kWh);太阳能资源;运行方式系统各个部件的效率;系统的可靠性和电网质量;灰尘、遮挡、线路损失及其它损失等。运行维护费用;其它边界条件(贷款比例、贷款利率、税收、利润水平等…)22

有哪些因素影响光伏发电的上网电价?初投资（太阳电池和平衡晶体硅太阳电池成本下降的影响因素效率的提高太阳电池的薄型化寿命和稳定性的提高规模化生产（1GW-10GW）光伏发电系统的发电量（资源和技术）效率的提高和薄片化可以使太阳电池到2010年比现在下降25%，达到$3/Wp（20元/Wp）。晶体硅太阳电池成本下降的影响因素效率的提高效率的提高和薄片化硅材料对太阳电池成本和售价的影响

硅材料（$/kg）硅材料（$/Wp）组件成本（$/Wp）毛利润（$/Wp）组件售价（$/Wp）2501.753.001.004.002001.402.650.793.441501.052.320.652.971000.701.950.522.47500.351.600.402.00硅材料对太阳电池成本和售价的影响硅材料（$/kg）硅材料（太阳电池价格与光伏系统价格的关系硅材料（$/kg）太阳电池价格（$/Wp）系统成本（$/Wp）毛利润（$/Wp）系统投资（$/Wp）2504.006.051.157.202003.445.391.036.421502.974.810.925.731002.474.240.815.05502.003.690.704.39太阳电池价格与光伏系统价格的关系硅材料（$/kg）太阳电池价非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池将是主流；平均成本$1.0-1.5/Wp，平均售价：$2.0-2.5/Wp;２年内可以达到１元／kWh。非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池将是主流；CdTe,CIGS和聚光太阳电池成本分析FirstSolar目前CdTe太阳电池售价$1.5/Wp，利润率５０％。成本只有$0.98/Wp。CdTe,CIGS和聚光太阳电池成本分析FirstSol各种太阳电池的成本和售价预测单晶硅多晶硅带硅聚光非晶硅CIGSCdTe各种太阳电池的成本和售价预测单晶硅带硅非晶硅CIGS中国水平面太阳辐射分布图等级资源带号年总辐射量（MJ/m2）年总辐射量（kWh/m2）平均日辐射量（kWh/m2）最丰富带I≥6300≥1750≥4.8很丰富带II5040–63001400–17503.8–4.8较丰富带III3780–50401050–14002.9–3.8一般IV<3780<1050<2.929中国水平面太阳辐射分布图等级资源带号年总辐射量（MJ/m2中国西部9省太阳辐射资源统计中国西部9省太阳能资源统计省全省年最高总辐射量（MJ/m2)全省年最低总辐射量（MJ/m2)省会水平面年总辐射量（MJ/m2)省会水平面年利用小时数（小时）方阵倾角（度）省会倾斜面年总辐射量（MJ/m2)省会倾斜面年利用小时数

（小时）新疆6342.315304.845304.841473.57456100.561694.601西藏7910.656088.597885.992190.55308832.312453.418内蒙古6195.185658.476041.351678.15456947.561929.877青海6951.766142.936142.931706.37407064.371962.324甘肃6458.525442.785442.781511.88406259.191738.665宁夏5944.85944.85944.81651.33426658.171849.492山西5868.35513.845513.841531.62406340.911761.365陕西4730.514730.514730.511314.03405440.081511.134云南6156.724848.385182.781439.66285597.41554.835平均6284.315519.465798.871610.806582.281828.41

30中国西部9省太阳辐射资源统计中国西部9省太阳能资源统计省全省中国东部17省太阳辐射资源统计中国东南沿海17省市太阳辐射资源统计省全省年最高总辐射量（MJ/m2)全省年最低总辐射量（MJ/m2)省会水平面年总辐射量（MJ/m2)省会水平面年利用小时数

（小时）方阵

倾角（度）省会倾斜面年总辐射量（MJ/m2)省会倾斜面年利用小时数

（小时）黑龙江4683.694442.924683.691301.03505386.241496.179河北5008.895008.895008.891391.36425609.961558.323广西4595.914294.114595.911276.64254963.581378.773吉林5034.394640.645034.391398.44455789.551608.209广东5161.464478.034478.031243.90254836.281343.41湖北4312.924047.914312.921198.03354959.861377.74山东5123.014761.445123.011423.06405891.461636.516河南50954764.364764.361323.43405479.021521.95辽宁5068.674903.145067.411407.61455827.531618.757江西5045.264630.64832.081342.24305218.651449.624江苏4855.494855.494855.491348.75355341.041483.621福建4410.744410.744410.741225.21304763.591323.221浙江4751.824314.64314.61198.50354746.061318.349海南5125.15125.15125.11423.64255381.351494.82北京5620.015620.015620.011561.11426294.411748.448天津5260.115260.115260.111461.14425891.331636.479上海4729.254729.254729.251313.68355202.181445.049平均4985.164872.124912.751364.65

5407.351502.04

31中国东部17省太阳辐射资源统计中国东南沿海17省市太阳辐射资中国最差4省太阳辐射资源统计中国最差4省太阳辐射资源统计省全省年最高总辐射量（MJ/m2)全省年最低总辐射量（MJ/m2)省会水平面年总辐射量（MJ/m2)省会水平面年利用小时数

（小时）方阵

倾角（度）省会倾斜面年总辐射量（MJ/m2)省会倾斜面年利用小时数

（小时）湖南4212.604212.604212.601170.17304633.861287.19安徽3792.513792.513792.511053.48354361.391211.50四川4229.743486.963792.511053.48354247.621179.89贵州4672.403471.073797.951054.99304101.781139.38平均4226.813740.793898.891083.03

4336.161204.49

32中国最差4省太阳辐射资源统计中国最差4省太阳辐射资源统计省全全国平均不同发电系统的年利用小时数独立光伏电站效率：60-65%；建筑并网光伏发电效率：70-75%；大型并网光伏电站效率：75-80%。不同地区水平面年太阳辐射（kWh/m2)倾斜面年太阳辐射（kWh/m2)独立光伏电站有效利用时数建筑并网系统有效利用时数开阔地并网系统有效利用时数西北地区1610.801828.41125014501540东南沿海1364.651502.04100012001250全国平均1487.731665.2311001250135033全国平均不同发电系统的年利用小时数独立光伏电站效率：60-6当地资源评估倾斜方阵面接收到的年辐射量比水平面高19.6%。当地资源评估倾斜方阵面接收到的年辐射量比水平面高19.6%。系统设计和发电量计算系统效率80%，满功率年发电小时数：1560小时。系统设计和发电量计算系统效率80%，10MW光伏电站费用概算编号项目经费概算(万元)备注1可行性研究和总体设计1000.202项目立项、地方协调1000.203电站征地5001.004工程设计2000.405变压器和输配电10002.006土建施工（围墙、机房、方阵基础等）20004.007太阳电池（10MW）3000060.0089MW固定支架36007.209并网逆变器（10000KVA）600012.00101MW自动跟踪系统（不含太阳电池）10002.0011配电设备及电缆20004.0012数据采集、显示、通信2000.4013设备运输和仓储5001.0014设备安装调试5001.0015电网接入和入网检测1000.2016国内外调研2000.4017技术培训1000.2018工程验收1000.2019项目管理5001.0020税金及其它

8001.6021项目备用金5001.0022合

计50000100.0010MW光伏电站费用概算编号项目经费概算(万元)备注1可行性光伏发电分类电价测算条件贷款比例80%增值税率8.5%贷款年限15年所得税率25%贷款利息7.83%附加税率8%运营期20年基准收益率8%折旧期15年税后内部收益率10%-11%固定资产残值10%资金回收年限10-11年年运行费用1%37光伏发电分类电价测算条件贷款比例80%增值税率8.5%贷款5万元/kW初投资，不同利用小时条件下的电价有效时数电价10006.1311005.5712005.1113004.7114004.3815004.0916003.8317003.6118003.4120003.07385万元/kW初投资，不同利用小时条件下的电价有效时数电价105万元/kW初投资，不同利用小时条件下的电价395万元/kW初投资，不同利用小时条件下的电价39固定利用小时数，不同初投资条件下的电价BIPV（1200小时）LS-PV（1500小时）初投资

（万元/kW）电价

（元/kWh）初投资

（万元/kW）电价

（元/kWh）500005.32500003.98450004.81450003.59400004.30400003.19350003.80350002.79300003.29300002.40250002.78250002.00200002.27200001.61150001.76150001.21100001.25100000.8130000元/kW初投资，加上自动跟踪（提高30%），则年运行2000小时，电价达到1.86元/kWh；2万元/kW时，电价1.25元/kWh；1.5万元/kW时，则电价可以到达0.95元/kWh。40固定利用小时数，不同初投资条件下的电价BIPV（1200小固定利用小时数，不同初投资条件下的电价30000元/kW初投资，加上自动跟踪（提高30%），则年运行2000小时，电价达到1.86元/kWh；2万元/kW时，电价1.25元/kWh；1.5万元/kW时，则电价可以到达0.95元/kWh。41固定利用小时数，不同初投资条件下的电价30000元/kW初投跟踪方式与固定安装电价对比当光伏安装成本为$6.2/Wp（44元/Wp)时，固定安装的光伏电价为$0.2/kWh（1.4元/kWh），而单轴跟踪系统的电价则可下降到$0.15/kWh（1.0元/kWh）。

42跟踪方式与固定安装电价对比当光伏安装成本为$6.2/Wp（4不同跟踪方式全年太阳能收益对比固定纬度角：比水平面提高14%；单轴水平跟踪：提高40%；单轴跟踪倾纬度角：提高51%；双轴高精度跟踪：提高56%。纬度：33.43ºN，经度：112.02ºE，海拔：339米。美国Arizona州PhenixWBANNo.：23183气象站1961-1990的测试数据：纬度：33.43ºN，经度：112.02ºW，海拔：339米，气压：974毫巴43不同跟踪方式全年太阳能收益对比固定纬度角：比水平面提高14%跟踪系统的经济效益可观2kW电机可以带动300kW太阳电池方阵。单轴跟踪系统的成本与固定支架基本一致。Prescott44跟踪系统的经济效益可观2kW电机可以带动300kW太阳电池方国内开发的双轴和单轴向日跟踪系统45国内开发的双轴和单轴向日跟踪系统45敦煌10MW大型并网光伏电站投标电价46敦煌10MW大型并网光伏电站投标电价464、启动中国光伏市场的障碍分析和资金测算4、启动中国光伏市场的障碍分析和资金测算

国内光伏发电市场迟迟不能启动的原因？

目前光伏发电的成本还是偏高，影响了大规模推广。目前并网光伏发电的初投资大约3-4万元，上网电价2-3元/kWh，还都远高于常规火力发电，也高于风力发电和生物质发电；可再生能源法在光伏发电上的落实不力，全国已经建成100多个并网光伏发电项目，但仅有2个项目在2008年6月份刚刚拿到4元/kWh的上网电价。光伏发电的审批程序和电价核准程序也还不明确；电力部门还没有真正接受光伏发电，由于光伏发电不连续的特点，电力部门认为“增量不增容”，只是增加了发电量，没有增加实际可调度的电力装机；在技术标准和管理规程方面还不完善，目前的技术标准只对并网光伏电力的电能质量提出了技术要求，但对于电力部门关心的安全性问题，规模应用对于电网的影响，无功补偿以及电网调度等问题都还没有相应的标准和管理规程，电网企业心存疑虑；48

国内光伏发电市场迟迟不能启动的原因？目前光伏发电的成本还

美国光伏发电项目的审批程序

TheratethatsellerswillreceivefortheireligiblerenewablegenerationsoldontothegridwillbethemarketpriceasdeterminedbytheCommission.Eachyear,theCommissionupdatestheMarketPriceReferent(MPR)forusein10,15,and20yearlongtermcontractsforthepurchaseofrenewablegenerationunderitsRenewablePortfolioStandard(RPS).PU（PublicUtility)CodeSection399.20(d)clearlystatesthattheMPRwillbethebasisforthetariffrateinthisprogram,andD.07-07-027furtherinstructsthattheratewillbetimedifferentiated,asisestablishedpracticeattheCommission.ThecurrentMPRtableandtheTODadjustmentfactorsmustbereadilyavailableintheTarifforPPA.ENERGYDIVISIONRESOLUTIONE-4137February14,2008发电企业需要同电力公司（美国有多个电力公司）签订PPA（PowerPurchaseAgreement);各个公司均有上限限额和具体的补贴电价；电价根据不同时段（峰、谷）而不同，签合同时确定，必须符合电力标准。49

美国光伏发电项目的审批程序TheratethatsClickherefortheDORrenewableenergysystemcertificationform.ClickherefortheDORannualincentivepaymentapplication.WashingtonRenewableEnergyProductionIncentives（美国华盛顿州激励政策及申请办法）IncentiveType:ProductionIncentiveEligibleRETechnologies:SolarThermalElectric,Photovoltaics,Wind,AnaerobicDigestionApplicableSectors:Commercial,Residential,LocalGovernmentAmount:$0.12/kWh-$0.54/kWhthrough6/30/2014,dependingontechnologytypeandwhereequipmentwasmanufacturedTerms:Off-gridpropertiesarenoteligibleEffectiveDate:8/31/2006ExpirationDate:6/30/2014发电企业填写“发电系统认证申请表”和“年发电补贴申请”即可。50ClickherefortheDORrenewabWashingtonRenewableEnergyProductionIncentives（美国田纳西州激励政策及申请办法）100%收购光伏电量；电力分销商（电网公司）负责收购；必须符合国家电力标准并通过相应测试；电网接口和安全设备必须有UL认证。AsolarorwindgenerationsourceisinstalledbyaresidentialorsmallcommercialpowercustomerservedbyaparticipatingdistributorofTVApower.TVAwillpurchase100percentofthegreenpoweroutputatarateof15centsperkilowatt-hour.Residentialusersmayalsoqualifyforanadditional$500incentivetohelpoffsetstart-upcosts.Paymentismadeintheformofacreditissuedbythelocalpowerdistributoronthemonthlypowerbillforthehomeorbusinesswherethegenerationsystemislocated.Allequipmentmustbeincompliancewithnationalstandardsandallapplicablecodesandbecertifiedbyalicensedelectrician.TheinterconnectionandsafetyequipmentmustbelistedbyULorETLforgridconnectedterrestrialpowersystems.ThesystemmustbemanufacturedandinstalledincompliancewiththeNationalElectricCode.Itmustbepermittedandcertifiedbyalicensedelectrician,andpassapplicablecodeinspections.Note:Systemownersmustcheckwiththeirlocalpowerdistributorforprogramdetailsandspecificrequirementsforparticipation.51WashingtonRenewableEnergyPr

日本光伏发电项目的审批程序

日本光伏发电系统与配电网并网时采用“净电表”制（不给高电价），要求符合“电气事业法”和“并网技术要求准则”；由开发商完成下面计划书和工程设计；委托电气安全协会指定或确认电气主任工程师；电力部门审查工程计划书和设计书；开发商与电力部门签订协议；在电气主任工程师监督下施工安装；试运行并进行自主检查；电力部门检查、测试；正式运行。52

日本光伏发电项目的审批程序日本光伏发电系统与配电网并网时

德国光伏发电项目的审批程序

向地方电力部门申请安装；批准后可以自行安装；通过电力部门的检测；电力公司负责安装介入系统和计量电表；没有上限控制。53

德国光伏发电项目的审批程序向地方电力部门申请安装；53

国外光伏发电项目审批程序的特点

由电力部门负责项目的审批、测试和购售电；必须符合相应的电力标准（不是国际或国家标准）；必须通过电力部门的检测；电力部门负责电网接口和计量装置的安装；有明确的电价标准。54

国外光伏发电项目审批程序的特点由电力部门负责项目的审批、

中国并网光伏发电项目的审批程序

资金来源：可再生能源电价附加由省级电网企业随电费向终端用户收取并归集，单独记账，专款专用。购售电合同的签署：RE发电企业与省级电网企业应当参照国家电监会等部门颁发的《并网调度协议》和《购售电合同》，及时签署并网调度协议和购售电合同。省级电网企业应当依法按批准的RE上网电价，全额收购其服务范围内RE并网发电项目的上网电量。发电补贴的申请：RE发电企业、省级电网企业和公共RE独立电力系统经营企业要分别向所在地省级价格主管部门和电力监管机构报送上可再生能源上网电量、上网电价和电费结算情况。各省级价格主管部门、区域电力监管机构统计汇总后，分别报送国务院价格主管部门和国务院电力监管机构；电量收购和结算：省级电网企业应当依法按批准的RE上网电价，全额收购其服务范围内RE并网发电项目的上网电量。省级电网企业按其实际上网电量及国务院价格主管部门核准的上网电价与发电企业结算电费（按月或按年）；全网分摊和配额交易：省级电网企业将收取的RE电价附加计入本企业收入，首先用于支付本省（区、市）RE电价补贴，差额部分进行配额交易、全国平衡。对收取的RE电价附加费不足以支付本省RE电价附加补贴的省级电网企业，按照短缺资金金额颁发同等额度的RE电价附加配额证，同时制定和下达配额交易方案。持有RE电价附加配额证的省级电网企业向其他省级电网企业出售配额证。RE电价附加配额指标的分配由国家发改委价格司负责。55

中国并网光伏发电项目的审批程序资金来源：可再生能源电价附与建筑结合的并网光伏发电系统（BIPV）特点：1、并网点在配电侧；2、电流是双向的，可以从电网取电，也可以向电网送电；3、分“上网电价”并网方式”（双价制）和“净电表计量”方式（平价制）。①太阳电池②开关/保护/防雷③电缆④并网逆变器⑤电度表（光伏电量）56与建筑结合的并网光伏发电系统（BIPV）特点：①太阳电池②并网光伏建筑的电气方案2：“净电表计量”方案特点：1、电力公司不用高价收购PV电量；2、允许抵消用电量（自发自用）；

3、PV计量电表装在用户电表之后（负载一侧）。57并网光伏建筑的电气方案2：“净电表计量”方案特点：1、电力公“净电表计量”三相电接线方案逆变器太阳电池用户缴费的电表计量PV电量的电表58“净电表计量”三相电接线方案逆变器太阳电池用户缴费的电表计量发电侧大型并网荒漠光伏电站（LS-PV）技术特点：1、在发电侧并网；2、电流是单方向的；3、不能自发自用和“净电表计量”，只能给出“上网电价”。59发电侧大型并网荒漠光伏电站（LS-PV）技术特点：1、在发电

依靠政策拉动国内市场（重点放到省里）

商业化的市场太小（50MW），不足以支撑中国的光伏产业；政策的市场还没有启动（无论是国家投资的无电地区电力建设还是应当按照“上网电价”法来拉动的并网光伏市场）；08年每度电征收2厘电力附加作为可再生能源发电的电价补贴，风力发电、生物质发电、光伏并网发电和国家投资建设的离网RE发电系统的运行维护。每年征收大约50亿元；如果每年拿出25亿补贴给并网光伏发电，每度电补4元，则每年可以支撑480MW的发电量，每度电补2元，则每年可以支撑960MW的发电量，每度电补1元，则每年可以支撑1.92GW的发电量。（1300kWh/kW)努力促进各个省出台光伏市场发展规划，把激励政策和可再生能源法用好、用足。结论：只要政策能够落实，将部门障碍排除，企业也努力降价，适当的电力附加已经足以支撑中国的光伏产业。60

依靠政策拉动国内市场（重点放到省里）商业化的市场太小（5

全国可再生能源电力附加收入统计年2008200920102011201220132014201520162017201820192020电力装机（GW）70080010001100120013001400150016001700180019002000年发电量（TWh）35004000500055006000650070007500800085009000950010000提取附加（厘）

111111111111可用资金(亿元)

202030303535404045455050提取附加（厘）

222222222222可用资金(亿元)

40406060707080809090100100提取附加（厘）

555555555555可用资金(亿元)

100100150150175175200200225225250250注：非官方数据。61

全国可再生能源电力附加收入统计年2008200920102

光伏发电补贴金额测算

常规上网电价每年增长5%，光伏电价由现在的3.5元/kWh逐年下降到2016年的1元/kWh。2020年累计装机1.6GW，总补贴资金150亿元；累计装机10GW，总补贴资金447亿元；累计装机50GW，总补贴资金2083亿元；按照每kW每年发电1300kWh。62

光伏发电补贴金额测算常规上网电价每年增长5%，光伏电价由ThankYouforYourAttention!63ThankYouforYourAttention!6EU-ChinaEEP

中国-欧盟能源和环境项目

DevelopmentSupportforSustainableRuralandRenewableEnergyTraininginChina中国农村可再生能源培训项目

新疆培训班Apr.13-25,2009光伏发电产业的技术经济分析王斯成研究员国家发改委能源研究所EU-ChinaEEP中国-欧盟能源和环境项目

D1、太阳能光伏发电技术

2、如何看待光伏发电“高能耗、高污染和高成本”的问题

3、启动中国光伏市场的障碍分析和资金测算

目录1、太阳能光伏发电技术

2、如何看待光伏发电“高能耗、高污1、光伏发电技术1、光伏发电技术常规晶体硅太阳电池单晶硅太阳电池实验室最高效率：24.7%商业化批量生产效率：17%多晶硅太阳电池实验室最高效率：20.3%商业化批量生产效率：16%67常规晶体硅太阳电池单晶硅太阳电池多晶硅太阳电池4背接触太阳电池–黑电池美国SunPower公司22％效率的黑电池

日本Sharp公司效率20％的黑电池实验室最高效率：26.8%背接触太阳电池–黑电池美国SunPower公司22％效率薄膜太阳电池CIGS薄膜太阳电池，最高效率19.9%CdTe太阳电池最高效率：16.9%非晶硅薄膜太阳电池，最高效率：12.8%（稳定）下一代薄膜太阳电池69薄膜太阳电池CIGS薄膜太阳电池，最高效率19.9%CdT聚光太阳电池的时代来到了吗？聚光太阳电池的最高效率：40.7%70聚光太阳电池的时代来到了吗？聚光太阳电池的最高效率：40在最近几年，仍以晶硅电池为主，薄膜电池发展很快，2012年产能将占PV总产能的30%。GreenTechMedia200871在最近几年，仍以晶硅电池为主，薄膜电池发展很快，2012年产薄膜太阳电池中则以非晶硅太阳电池为主，2012年薄膜电池年产量6GW，非晶硅电池占60%。GreenTechMedia200872薄膜太阳电池中则以非晶硅太阳电池为主，2012年薄膜电池年产目前乃至2010年之前，并网光伏发电市场都占到90%以上，到2030年也将占到70%以上。EPIA&GreenPeace目前乃至2010年之前，并网光伏发电市场都占到90%以上，到带有自动跟踪的平板太阳电池系统是主流到2020年全世界太阳能发电的累计装机将达到288GW（含12GW太阳能热发电），其中固定安装的平板太阳电池（包括晶硅电池和薄膜电池）为170GW，占59%，带向日跟踪的平板太阳电池为100GW，占35%，聚光光伏电池仅占2%。Source：March，200874带有自动跟踪的平板太阳电池系统是主流到2020年全世界太阳能2、如何看待某些人对于光伏发电提出的“高成本、高能耗和高污染”问题？2、如何看待某些人对于光伏发电提出的“高成本、高能耗和高污染高能耗要从3个方面考虑：1）单位生产能耗？2）总能耗？3）电能回报率？高能耗要从3个方面考虑：TP=EP/ES

式中：TP（年）为光伏发电系统能量回收期

EP为制造光伏系统所消耗的能量（kWh/Wp）ES为光伏发电系统的年发电量（kWh/Wp.年）EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+EP6其中：EP1为硅砂冶金硅的能耗：13kwh/kgEP2为冶金硅多晶硅的能耗200kwh/kg（改良西门子法国内一般水平，国外先进水平为150kwh/kg）

EP3为多晶硅多晶硅锭、硅片的能耗18kwh/kg多晶硅铸锭重量270kg，并使用多线切割机切片能耗水平

EP4为多晶硅片多晶硅光伏电池的能耗0.2kwh/WpEP5为光伏电池

光伏组件的能耗0.15kwh/Wp含封装材料（钢化玻璃，EVA，TPT等）的生产能耗

EP6为光伏组件

光伏系统的能耗0.15kwh/Wp

含并网控制逆变器、电缆、开关、支架、仪表等的生产能耗光伏发电（晶体硅太阳电池）的能量回收期计算TP=EP/ES

式中：TP（年）为光伏发电系统能量多晶硅产率＝多晶硅料/冶金硅料＝1kg/1.3kg=0.77即每生产1kg高纯多晶硅需要1.3kg冶金硅1kg高纯多晶硅拉制1kg硅棒，或浇铸1kg硅锭的产率为0.8，即1kg硅锭/硅棒需要1.25kg高纯多晶硅；1kg硅棒或硅锭可以切50-60片125×125mm的硅片，按照56片计算，每片平均制造2.4Wp太阳电池，合计为：134.4Wp/kg;则：134.4Wp太阳电池需要的高纯多晶硅为＝1/0.8=1.25kg1250g/134.4Wp=9.3g/Wp134.4Wp太阳电池需要的冶金硅为＝1/0.8×1.3=1.625kg1625g/134.4Wp=12.1g/Wp太阳电池组件产率＝98％(即封装成品率)根据上述参数，得到：EP1=13kwh/kg×0.0121kg/Wp=0.157kwh/WpEP2=200kwh/kg×0.0093kg/Wp=1.86kwh/WpEP3=18kwh/kg÷134.4Wp/kg=0.134kwh/Wp相关参数多晶硅产率＝多晶硅料/冶金硅料＝1kg/1.3kg=0.77EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+EP6=2.651kwh/WpEs=1.3kwh/Wp年（按照全国平均太阳能有效峰值时数1300小时计算）TP=EP/ES≈2.0年关于光伏发电能量回收期的结论太阳电池的使用寿命超过30年，电力回报率高达15倍，随着太阳级硅材料能耗下降（200kwh/kg100kwh/kg），光伏电池效率继续提高（15%20%），基片继续减薄，能量回收期还会更短。EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+E同其它高耗能产业横向相比，单位能耗的确是高的：电解铝耗电大约14.5kWh/Kg（我国2006年电解铝产量935万吨，总耗电1467亿kWh）；铁合金耗电10-12kWh/kg;铸钢耗电1kWh/Kg；每公斤电石3-4kWh；每公斤烧碱2-3kWh；每吨水泥能耗30-60kWh。从沙子到冶金硅为13kWh/Kg；多晶硅生产的耗能为150-250kWh/Kg；硅锭/硅片为18kWh/Kg。再来看看总能耗：晶体硅太阳电池从沙子到系统的生产总能耗大约2.65kWh/W，即使每年生产并安装10GW光伏系统，总能耗也只有265亿kWh，仅占2007年全国总发电量为32559亿kWh的0.8%（而电解铝总耗电占到约5%，钢铁占到14%），总能耗是不高的。随着多晶硅和太阳电池的技术进步，这一指标一定会进一步下降。“高耗能”的横向比较同其它高耗能产业横向相比，单位能耗的确是高的：“高耗能”的中国多晶硅材料生产应注意的问题1、能耗指标（国际先进130-150kWh/Kg，国内200-300kWh/Kg);2、环保问题（全物料循环，清洁生产，防止污染）；3、不注意将会影响整个光伏产业。RhoneResch,presidentoftheSolarEnergyIndustriesAssociation(SEIA)，says."Weareouttosolveenvironmentalproblems-notcreatethem."81中国多晶硅材料生产应注意的问题1、能耗指标（国际先进130-在多晶硅生产过程中有大量的废液和废气产生，主要的废液是四氯化硅（SiCl4），主要的废气是氯化氢（HCl，其水合物是盐酸）。这两种东西无论从回收利用还是无公害处理都不存在技术问题。从已经开工生产的多晶硅厂看，通过尾气回收、无公害处理、物料循环使用和综合利用，完全可以做到零排放和清洁生产。对于多晶硅生产“高污染”的看法在多晶硅生产过程中有大量的废液和废气产生，主要3、光伏发电成本分析3、光伏发电成本分析太阳能光伏发电的分类

84太阳能光伏发电的分类21

有哪些因素影响光伏发电的上网电价?初投资（太阳电池和平衡系统）;BIPV系统的发电量(kWh);太阳能资源;运行方式系统各个部件的效率;系统的可靠性和电网质量;灰尘、遮挡、线路损失及其它损失等。运行维护费用;其它边界条件(贷款比例、贷款利率、税收、利润水平等…)85

有哪些因素影响光伏发电的上网电价?初投资（太阳电池和平衡晶体硅太阳电池成本下降的影响因素效率的提高太阳电池的薄型化寿命和稳定性的提高规模化生产（1GW-10GW）光伏发电系统的发电量（资源和技术）效率的提高和薄片化可以使太阳电池到2010年比现在下降25%，达到$3/Wp（20元/Wp）。晶体硅太阳电池成本下降的影响因素效率的提高效率的提高和薄片化硅材料对太阳电池成本和售价的影响

硅材料（$/kg）硅材料（$/Wp）组件成本（$/Wp）毛利润（$/Wp）组件售价（$/Wp）2501.753.001.004.002001.402.650.793.441501.052.320.652.971000.701.950.522.47500.351.600.402.00硅材料对太阳电池成本和售价的影响硅材料（$/kg）硅材料（太阳电池价格与光伏系统价格的关系硅材料（$/kg）太阳电池价格（$/Wp）系统成本（$/Wp）毛利润（$/Wp）系统投资（$/Wp）2504.006.051.157.202003.445.391.036.421502.974.810.925.731002.474.240.815.05502.003.690.704.39太阳电池价格与光伏系统价格的关系硅材料（$/kg）太阳电池价非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池将是主流；平均成本$1.0-1.5/Wp，平均售价：$2.0-2.5/Wp;２年内可以达到１元／kWh。非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池将是主流；CdTe,CIGS和聚光太阳电池成本分析FirstSolar目前CdTe太阳电池售价$1.5/Wp，利润率５０％。成本只有$0.98/Wp。CdTe,CIGS和聚光太阳电池成本分析FirstSol各种太阳电池的成本和售价预测单晶硅多晶硅带硅聚光非晶硅CIGSCdTe各种太阳电池的成本和售价预测单晶硅带硅非晶硅CIGS中国水平面太阳辐射分布图等级资源带号年总辐射量（MJ/m2）年总辐射量（kWh/m2）平均日辐射量（kWh/m2）最丰富带I≥6300≥1750≥4.8很丰富带II5040–63001400–17503.8–4.8较丰富带III3780–50401050–14002.9–3.8一般IV<3780<1050<2.992中国水平面太阳辐射分布图等级资源带号年总辐射量（MJ/m2中国西部9省太阳辐射资源统计中国西部9省太阳能资源统计省全省年最高总辐射量（MJ/m2)全省年最低总辐射量（MJ/m2)省会水平面年总辐射量（MJ/m2)省会水平面年利用小时数（小时）方阵倾角（度）省会倾斜面年总辐射量（MJ/m2)省会倾斜面年利用小时数

（小时）新疆6342.315304.845304.841473.57456100.561694.601西藏7910.656088.597885.992190.55308832.312453.418内蒙古6195.185658.476041.351678.15456947.561929.877青海6951.766142.936142.931706.37407064.371962.324甘肃6458.525442.785442.781511.88406259.191738.665宁夏5944.85944.85944.81651.33426658.171849.492山西5868.35513.845513.841531.62406340.911761.365陕西4730.514730.514730.511314.03405440.081511.134云南6156.724848.385182.781439.66285597.41554.835平均6284.315519.465798.871610.806582.281828.41

93中国西部9省太阳辐射资源统计中国西部9省太阳能资源统计省全省中国东部17省太阳辐射资源统计中国东南沿海17省市太阳辐射资源统计省全省年最高总辐射量（MJ/m2)全省年最低总辐射量（MJ/m2)省会水平面年总辐射量（MJ/m2)省会水平面年利用小时数

（小时）方阵

倾角（度）省会倾斜面年总辐射量（MJ/m2)省会倾斜面年利用小时数

（小时）黑龙江4683.694442.924683.691301.03505386.241496.179河北5008.895008.895008.891391.36425609.961558.323广西4595.914294.114595.911276.64254963.581378.773吉林5034.394640.645034.391398.44455789.551608.209广东5161.464478.034478.031243.90254836.281343.41湖北4312.924047.914312.921198.03354959.861377.74山东5123.014761.445123.011423.06405891.461636.516河南50954764.364764.361323.43405479.021521.95辽宁5068.674903.145067.411407.61455827.531618.757江西5045.264630.64832.081342.24305218.651449.624江苏4855.494855.494855.491348.75355341.041483.621福建4410.744410.744410.741225.21304763.591323.221浙江4751.824314.64314.61198.50354746.061318.349海南5125.15125.15125.11423.64255381.351494.82北京5620.015620.015620.011561.11426294.411748.448天津5260.115260.115260.111461.14425891.331636.479上海4729.254729.254729.251313.68355202.181445.049平均4985.164872.124912.751364.65

5407.351502.04

94中国东部17省太阳辐射资源统计中国东南沿海17省市太阳辐射资中国最差4省太阳辐射资源统计中国最差4省太阳辐射资源统计省全省年最高总辐射量（MJ/m2)全省年最低总辐射量（MJ/m2)省会水平面年总辐射量（MJ/m2)省会水平面年利用小时数

（小时）方阵

倾角（度）省会倾斜面年总辐射量（MJ/m2)省会倾斜面年利用小时数

（小时）湖南4212.604212.604212.601170.17304633.861287.19安徽3792.513792.513792.511053.48354361.391211.50四川4229.743486.963792.511053.48354247.621179.89贵州4672.403471.073797.951054.99304101.781139.38平均4226.813740.793898.891083.03

4336.161204.49

95中国最差4省太阳辐射资源统计中国最差4省太阳辐射资源统计省全全国平均不同发电系统的年利用小时数独立光伏电站效率：60-65%；建筑并网光伏发电效率：70-75%；大型并网光伏电站效率：75-80%。不同地区水平面年太阳辐射（kWh/m2)倾斜面年太阳辐射（kWh/m2)独立光伏电站有效利用时数建筑并网系统有效利用时数开阔地并网系统有效利用时数西北地区1610.801828.41125014501540东南沿海1364.651502.04100012001250全国平均1487.731665.2311001250135096全国平均不同发电系统的年利用小时数独立光伏电站效率：60-6当地资源评估倾斜方阵面接收到的年辐射量比水平面高19.6%。当地资源评估倾斜方阵面接收到的年辐射量比水平面高19.6%。系统设计和发电量计算系统效率80%，满功率年发电小时数：1560小时。系统设计和发电量计算系统效率80%，10MW光伏电站费用概算编号项目经费概算(万元)备注1可行性研究和总体设计1000.202项目立项、地方协调1000.203电站征地5001.004工程设计2000.405变压器和输配电10002.006土建施工（围墙、机房、方阵基础等）20004.007太阳电池（10MW）3000060.0089MW固定支架36007.209并网逆变器（10000KVA）600012.00101MW自动跟踪系统（不含太阳电池）10002.0011配电设备及电缆20004.0012数据采集、显示、通信2000.4013设备运输和仓储5001.0014设备安装调试5001.0015电网接入和入网检测1000.2016国内外调研2000.4017技术培训1000.2018工程验收1000.2019项目管理5001.0020税金及其它

8001.6021项目备用金5001.0022合

计50000100.0010MW光伏电站费用概算编号项目经费概算(万元)备注1可行性光伏发电分类电价测算条件贷款比例80%增值税率8.5%贷款年限15年所得税率25%贷款利息7.83%附加税率8%运营期20年基准收益率8%折旧期15年税后内部收益率10%-11%固定资产残值10%资金回收年限10-11年年运行费用1%100光伏发电分类电价测算条件贷款比例80%增值税率8.5%贷款5万元/kW初投资，不同利用小时条件下的电价有效时数电价10006.1311005.5712005.1113004.7114004.3815004.0916003.8317003.6118003.4120003.071015万元/kW初投资，不同利用小时条件下的电价有效时数电价105万元/kW初投资，不同利用小时条件下的电价1025万元/kW初投资，不同利用小时条件下的电价39固定利用小时数，不同初投资条件下的电价BIPV（1200小时）LS-PV（1500小时）初投资

（万元/kW）电价

（元/kWh）初投资

（万元/kW）电价

（元/kWh）500005.32500003.98450004.81450003.59400004.30400003.19350003.80350002.79300003.29300002.40250002.78250002.00200002.27200001.61150001.76150001.21100001.25100000.8130000元/kW初投资，加上自动跟踪（提高30%），则年运行2000小时，电价达到1.86元/kWh；2万元/kW时，电价1.25元/kWh；1.5万元/kW时，则电价可以到达0.95元/kWh。103固定利用小时数，不同初投资条件下的电价BIPV（1200小固定利用小时数，不同初投资条件下的电价30000元/kW初投资，加上自动跟踪（提高30%），则年运行2000小时，电价达到1.86元/kWh；2万元/kW时，电价1.25元/kWh；1.5万元/kW时，则电价可以到达0.95元/kWh。104固定利用小时数，不同初投资条件下的电价30000元/kW初投跟踪方式与固定安装电价对比当光伏安装成本为$6.2/Wp（44元/Wp)时，固定安装的光伏电价为$0.2/kWh（1.4元/kWh），而单轴跟踪系统的电价则可下降到$0.15/kWh（1.0元/kWh）。

105跟踪方式与固定安装电价对比当光伏安装成本为$6.2/Wp（4不同跟踪方式全年太阳能收益对比固定纬度角：比水平面提高14%；单轴水平跟踪：提高40%；单轴跟踪倾纬度角：提高51%；双轴高精度跟踪：提高56%。纬度：33.43ºN，经度：112.02º