国内外光伏产业应用情况分析

中波塔

作者：曾少军、毛华斌　时间：2011-6-15 14:40:00　

基于化石能源的有限性和不可再生的特点，寻替代能源，成为维系全球经济可持续发展的一个重要环节。光伏发电直接利用太阳能转换成电能，是目前为止具有较高商业开发价值的绿可再生能源，甚至在本世纪末有望成为主力能源之一。随着光伏电池制造技术的不断完善，生产成本不断降低，此外，化石能源价格持续走高，在内因和外因的共同推动下，光伏发电产业已经步入了快速发展阶段。来自IMS Research的报告显示，2010年新增光伏发电装机容量增长了130%，达到17.5GW。

光伏发电产业的发展前景也越来越被国际社会看好。国际能源署（IEA）在2010年5月发表的太阳能光伏路线图中表示，光伏发电是能商用的可靠技术，在世界几乎所有地区都具有长期增长的巨大潜力。该路线图中预测：从2010年开始，光伏发电占全球总电力的比例将不断上升。2020年达到1.3%，2030年升至4.6%。

图1 太阳能光伏路线图

数据来源: IEA Solar PV Roadmap, SEMI

光伏发电主要应用方式有三种，地面光伏电站、屋顶光伏系统和光伏建筑一体化。地面光伏电站是将光伏列阵固定在与地面相连的支架上的光伏发电系统，屋顶光伏系统是将光伏列阵固定在建筑物屋顶的光伏发电系统，光伏建筑一体化（BIPV）即Building Integrated PV是光伏建筑一体化。BIPV技术是将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。

一、国际光伏发电市场的应用情况

图2 2009年德国光伏应用领域分布图

欧洲占全球光伏发电应用市场份额的80%，其中以德国和意大利最为突出。根据德国联邦网络局公布的数据，2010年德国新增光伏发电装机容量高达7400MW，约占全球装机总量的42%。本文将以德国光伏发电市场的情况进行简单的分析。

从德国光伏产业应用的领域来看，主要应用在屋顶光伏系统。2009年德国光伏屋顶系统占到整个光伏发电装机容量的80%，其中10-100kWp的屋顶光伏系统比例最高，达到54%（见图2）。地面光伏电站占19%，光伏建筑一体化仅占1%。

不难看出，在光伏发电单位成本还不具备与传统能源竞争的情况下，光伏发电还需要依靠政府的财政补贴，才具备经济上的可操作性，优先发展屋顶光伏系统成为了一个不错的选择。相对于地面电站来说，屋顶光伏系统能很好的和建筑物结合，不占用土地，适合在建筑物集中的城市地区推广应用。此外，开发和应用屋顶光伏系统，减少了建筑物的用电量，能有效缓解电网的压力。随着太阳能光伏玻璃幕墙等一系列能与建筑完美结合的光伏产品的不断完善，光伏建筑一体化也拥有了广阔的发展空间。

在光伏发电产业的推动上，德国政府通过调整光伏发电补贴政策，来实现对光伏发电总量的控制。2011年6月6日，德国联邦内阁通过了一份可再生能源法案草案，从2012年1月1日起，光伏上网补贴预计将下调9%。然而，光伏发电系统的安装量一旦超过3.5GW的年度限额，每超出1GW将导致补贴进一步下调3%。此协议将于每年的9月底实行。此前，德国宣布在2022年前停止全部17座核电站，按照2010年600TWh电电力消费，其中23%为核电，核电全部停止需要大约150GW的新能源装机，其中光伏发电将占据较大的比重。总体上来看，德国政府越来越倾向于采取总量控制而非直接削减补贴的做法来支持光伏产业的发展，光伏产业发展的总体趋势不会改变。

二、我国光伏发电应用的情况

目前，我国光伏发电的应用市场处于起步阶段。2010麻石脱硫除尘器年，我国新增光伏发电装机约500MW，累计达800MW。但与我国飞速发展的光伏制造业相比，在光伏应用领域的前进步伐明显滞后于我国光伏制造业。2000年，我国太阳能电池产量仅为3MW，到2007年年底达到1088MW，超过欧洲（1062.8MW）和日本（920MW），跃居世界第一位。2010年，我国太阳能电池产量达到8GW，约占全球光伏电池产量的一半。中国要达到国际能源署技术路线图（见图1）中提出的光伏发电比例的全球平均水平，累计光伏安装量在2020年前需要达到60GW 光伏，2030年达270GW。当前我国光伏发电应用项目有以下三类：

1. 太阳能光电建筑应用示范项目

2009年3月财政部印发了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的通知，推动太阳能光电建筑应用示范项目的发展。主要内容包括：

（1）建材型、构件型项目：补贴不超过20元/瓦；

（2）安装型项目：补贴不超过15元/瓦；

（3）单项工程应用装机容量不小于50kW；

（4）转换效率要求：单晶硅组件超过16%，多晶硅超过14%，非晶硅超过6%。屏蔽玻璃

在该通知下发后，2009年9月下达首批项目，预算12.7亿元，91兆瓦，111个项目。2010年第二批项目，预算11.95亿元，90.2MW, 99个项目。

2.金太阳示范工程

2009年7月16日，财政部、科技部和国家能源局下发了《关于实施金太阳示范工程的通知》，支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化。主要内容包括：

（1）2009-2011年，原则上每省总规模不超过20MW；

（2）单个项目装机容量不低于300kW；

（煮面机3）业主总资产不少于1亿元；

（4）主要设备通过认证

（5）并网项目补50%，独立光伏项目补70%

2009年11月公布了294个项目，装机容量达642MW，总投资200亿元。但是，由于种种原因，后来实际批准的只有200兆瓦。

在金太阳示范工程和太阳光电建筑应用示范工程实施一段时间后，针对实施过程中出现的问题，财政部、科技部、住房城乡建设部和国家能源局于2010年9月发布了《关于加强金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管理的通知》，重新规定了关键设备统一招标、示范项目选择和调整和补贴标准的相关细则。

3.大型并网光伏电站

自2009年起，我国政府采取特许权招标的办法，公开招标了14座大型并网光伏电站，总装机规模达290MW。2011偏振分束器年第三批光伏电站特许权招标规模估计将达到500MW。

在上述三个领域的光伏应用实践过程中，出现了诸多问题，例如以次充好、虚报价格、工期进展缓慢等等现象。政府方面也采取了回收审批权、关键设备统一招标等措施解决存在的问题。要从根本上解决存在的问题，笔者认为可以采取以下途径：

（1）制定光伏发电上网电价和配套政策。从欧洲诸国光伏发电市场的成长过程来看，光伏发电上网补贴政策是欧洲光伏发电市场的助推剂，光伏发电上网补贴政策的波动直接影响光伏发电的装机容量。借鉴欧洲诸国施行的逐年递减、根据市场安装量来调整补贴额度、不同规模项目不同补贴标准等补贴政策，制定光伏发电上网电价和配套政策，通过补贴政策的调整完全可以实现对光伏发电市场规模的宏观调控，推动光伏发电市场的合理有序发展。

（2）建立和完善光伏发电产业的国家标准。在太阳能电池片及组件、并网逆变器和蓄电池等关键设备和光伏发电系统集成等各个环节制定相应的国家标准，在产品质量上和技术水平上进行严格把控。通过优胜劣汰，为拥有技术优势和成本优势的企业提供更加广阔的发展空间，提高资源利用效率，不断提高光伏发电产业的整体水平。

（3）科学合理制定光伏发电产业中长期发展规划。通盘考虑太阳能资源、电力消耗、电价和电网输送能力等因素，结合项目建设的商业回报率，在全国范围内统筹规划各种形式的光伏发电系统。优先开发具备商业开发价值和能有效缓解地区用电压力的项目，力争在经济效益和社会效益两个方面体现光伏发电产业的价值。

（4）建立和完善光伏发电项目审批和备案机制。建立规范和高效的光伏发电项目审批流程，对各种项目的审批层级做出明确的规定。同时对已批项目进行备案，收录项目建设的相关信息，加强对项目建设进度的及时管控，杜绝虚假项目、只报不建和延期建设等现象。

（5）加快配套设施建设和配套技术研发。通过加快坚强型智能电网的技术研发建设进度、提升大规模储能的技术水平和产业化程度等措施，解决光伏发电上网的技术障碍。高纯氮气压缩机

三、我国光伏发电的应用前景

我国的光伏制造业在技术上和成本上都具备了领先优势，随着光伏产品制造成本的不断降低和光电转换效率等技术指标的不断提升，光伏发电产业必然会在不远的将来具备与传统能源电力竞争的优势。结合我国的地域和经济特性，可以从以下几个方面推动光伏发电在各个领域的规模化应用。

1.在城市比较集中的东、中部地区，应优先发展与建筑物相结合的屋顶光伏系统和光电建筑一体化。我国东部和中部地区，人口密集，城镇化程度较高，土地资源相对紧张，屋顶光伏系统和光电建筑一体化能使能源供应系统与建筑物完美结合，不占用土地资源。另外，东部和中部地区电价较高，发展屋顶光伏系统和光电建筑一体化经济条件也更为优越。

2.在西部太阳能资源丰富的地区推动大型并网光伏电站的建设。我国西部地区太阳能资源丰富，地广人稀，在荒漠等不适宜种植农作物的区域发展大型并网光伏电站，能充分利用土地资源，所发电力还能在促进当地经济发展中发挥巨大作用。

3.在电网覆盖不到的边远地区，加强离网光伏电站的建设。建设离网光伏电站不仅能节省架设电网线路的高额费用，而且能解决无电地区的用电问题，因此也是当前我国政府主推的光伏发电应用方式之一。

4.在已建成风电场的周边地区，有光照资源保障的，大力发展风光互补型项目。随着我国风电的快速发展，风电装机规模实现了跳跃式的发展，但局限于目前的技术条件和风电的特性，“弃风”的现象比较严重。光伏发电和风力发电能很好的结合，形成时间上的互补，保证上网电力的稳定性。在有条件的风电场周边建设光伏电站，在解决风电上网的问题的同时也推动了光伏发电产业的发展。

5.试点推行直流光伏住宅等光伏与节能相结合的项目。光伏发电产生的直流电需要通过逆变器转变成交流电才能使用，然而，在直流变交流的过程中会产生能量损失，直接使用光伏发电产生的直流电不仅是提高光伏发电使用效率的有效途径，同时也降低了发电系统的成本。通过前期论证，冰箱、彩电和空调等家用电器直接使用低压直流电在成本和技术上均可行，发展直流光伏住宅项目也是今后光伏发电应用的一个重要方向。

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