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【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能;光伏發(fā)電;發(fā)展前景
前言
太陽(yáng)能是人類取之不盡用之不竭的可再生綠色能源,不產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。我國(guó)76%的國(guó)土光照充沛,光能資源分布較為均勻;與水電、風(fēng)電、核電等相比,太陽(yáng)能發(fā)電沒有任何排放和噪聲,應(yīng)用技術(shù)成熟,安全可靠(圖1)。進(jìn)入21世紀(jì),中國(guó)光伏行業(yè)逐漸發(fā)展起來(lái),中國(guó)具有如無(wú)錫尚德、江西LDK、常州天合、天威英麗、浙江昱輝等一批世界級(jí)光伏企業(yè)以及世界最大的太陽(yáng)能光伏制造基地,但是由于成本較高,中國(guó)95%的太陽(yáng)能產(chǎn)品只能出口到發(fā)達(dá)國(guó)家。近年來(lái),在國(guó)家大力倡導(dǎo)發(fā)展新型能源的大背景下,大陽(yáng)能光電研發(fā)是近些年來(lái)發(fā)展最快、最具潛力的研究領(lǐng)域,隨著成本問題將逐步解決,加之國(guó)家政策支持,中國(guó)太陽(yáng)能市場(chǎng)將變得很大。
圖1 能源消費(fèi)組成展望圖
1、光伏發(fā)電的基本原理以及優(yōu)勢(shì)
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。在陽(yáng)光照射下,電池兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累,即產(chǎn)生“光生電壓”,這就是“光生伏特效應(yīng)”,而這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)就可形成大面積的太陽(yáng)電池組件,再配合功率控制器和逆變器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
光伏發(fā)電作為新型能源與常用的火力發(fā)電系統(tǒng)相比,具有以下優(yōu)勢(shì):
a)無(wú)枯竭危險(xiǎn)。太陽(yáng)能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80×104kW,如果把地球表面0.1%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能,轉(zhuǎn)變率5%,每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012kW·h,相當(dāng)于目前世界上能耗的40倍;
b)安全環(huán)保,無(wú)噪聲,無(wú)公害。由于光伏電路是利用光能和電能之間的轉(zhuǎn)化,故其無(wú)污染物的排放;
c)采集太陽(yáng)能的地點(diǎn)的地理位置要求不高,不受資源分布地域的限制。太陽(yáng)能電池板只要能接受光照就能產(chǎn)生電能,所以可以安裝在屋頂或者是始終能接受到光照的墻壁,充分利用空間資源;
d)可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng),安裝維護(hù)簡(jiǎn)便,適用范圍廣,就算一般家庭也可以利用太陽(yáng)能發(fā)電。
2太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀
1)在各國(guó)政府對(duì)再生資源的重視和大力支持下太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展,2011年,全球光伏新增裝機(jī)容量約為27.5GW,較上年的18.1GW相比,漲幅高達(dá)52%,全球累計(jì)安裝量超過67GW。全球近28GW的總裝機(jī)量中,有將近20GW的系統(tǒng)安裝于歐洲,但增速相對(duì)放緩,其中意大利和德國(guó)市場(chǎng)占全球裝機(jī)增長(zhǎng)量的55%,分別為7.6GW和7.5GW。2011年以中日印為代表的亞太地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求同比增長(zhǎng)129%,其裝機(jī)量分別為2.2GW,1.1GW和350MW。此外,在日趨成熟的北美市場(chǎng),去年新增安裝量約2.1GW,增幅高達(dá)84%。
圖2 光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
其中中國(guó)是全球光伏發(fā)電安裝量增長(zhǎng)最快的國(guó)家,2011年的光伏發(fā)電安裝量比2010年增長(zhǎng)了約5倍,2011年電池產(chǎn)量達(dá)到20GW,約占全球的65%。截至2011年底,中國(guó)共有電池企業(yè)約115家,總產(chǎn)能為36.5GW左右。其中產(chǎn)能1GW以上的企業(yè)共14家,占總產(chǎn)能的53%;在100MW和1GW之間的企業(yè)共63家,占總產(chǎn)能的43%;剩余的38家產(chǎn)能皆在100MW以內(nèi),僅占全國(guó)總產(chǎn)能的4%。規(guī)模、技術(shù)、成本的差異化競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸明晰。國(guó)內(nèi)前十家組件生產(chǎn)商的出貨量占到電池總產(chǎn)量的60%。
2)太陽(yáng)能光伏電池材料主要有晶體硅材料,主要分為單晶硅電池、多晶硅電池和薄膜電池三種。單晶硅電池技術(shù)成熟,光電轉(zhuǎn)換效率高,單晶硅電池的光電總轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到20%~24%,是目前普遍使用的光伏發(fā)電材料。但其生產(chǎn)成本較高,技術(shù)要求高;多晶硅電池成本相對(duì)較低,技術(shù)也成熟,但光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低,多晶硅光電池的轉(zhuǎn)換效率最高才達(dá)18.6%,與單晶硅相比多晶硅的轉(zhuǎn)換效率少多了;而薄膜電池是一種可粘接的薄膜,有以下優(yōu)勢(shì):①生產(chǎn)成本低,所以可以大批量生產(chǎn);②發(fā)光效率更好地利用太陽(yáng)能,但目前其在技術(shù)穩(wěn)定性和規(guī)模生產(chǎn)上均存在一定的困難。隨著技術(shù)的進(jìn)步,目前CdTe、CIS等薄膜光伏電池已逐步進(jìn)入市場(chǎng),但現(xiàn)在只占市場(chǎng)的9.3%,隨著薄膜光伏電池技術(shù)不斷進(jìn)步,薄膜光伏電池的市場(chǎng)份額將快速增長(zhǎng)相對(duì)而言有更大的發(fā)展空間,未來(lái)薄膜電池會(huì)有更好的發(fā)展前景。
表1 市場(chǎng)份額分析
在2000年以前中國(guó)的電力供應(yīng)不是很緊張,2001年以后,在中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展下,電力需求以每年超過20%的速度在增長(zhǎng),2003年在全國(guó)出現(xiàn)電力供遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于求的嚴(yán)重現(xiàn)象,電力供應(yīng)的緊張情況在以后的一段時(shí)間內(nèi)很難緩解??稍偕茉吹玫搅酥袊?guó)政府的重視,在中國(guó)政府大力支持下已形成了完整的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈。截至2010年底,我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到60萬(wàn)千瓦,光伏新增并網(wǎng)容量為21.16萬(wàn)千瓦,累計(jì)并網(wǎng)容量為24萬(wàn)千瓦,較上年的2.5萬(wàn)千瓦,增長(zhǎng)了960%。從產(chǎn)業(yè)布局上來(lái)看,國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)三角、環(huán)渤海、珠三角及中西部地區(qū)業(yè)已形成各具特色的區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群,并涌現(xiàn)出了無(wú)錫尚德、江西賽維、浙江昱輝等一批知名企業(yè)。2011年中國(guó)多晶硅產(chǎn)量達(dá)到7.8萬(wàn)噸,占全球比重約33%;國(guó)內(nèi)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)中,成本低于35美元/千克的企業(yè)不足十家,約9.5萬(wàn)噸,其他40余家中小企業(yè)總產(chǎn)能近5萬(wàn)噸。
3、太陽(yáng)能發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)部分?jǐn)?shù)字廣告公司的最新研究,由于點(diǎn)擊Facebook桌面和移動(dòng)廣告的用戶增多,該公司最近能夠向廣告主收取更高的費(fèi)用。那些報(bào)告還發(fā)現(xiàn),包括“贊助內(nèi)容”(sponsored stories)在內(nèi)的一些Facebook新型廣告形式,在點(diǎn)擊率方面正顯示出初步的成功。
與此同時(shí),研究發(fā)現(xiàn),部分廣告主正縮減他們的Facebook廣告預(yù)算。eMarketer在報(bào)告中援引了一些調(diào)查數(shù)據(jù),稱去年很多廣告主都加大Facebook廣告支出,但今年有一些廣告主已經(jīng)削減他們的支出。
這些調(diào)查結(jié)果對(duì)Facebook而言喜憂參半。該社交網(wǎng)絡(luò)將于美國(guó)時(shí)間周四公布上市后的首份財(cái)務(wù)報(bào)告。湯森路透調(diào)查的分析師預(yù)計(jì),F(xiàn)acebook第二季度將實(shí)現(xiàn)營(yíng)收11億美元,凈利潤(rùn)3.028億美元。去年同期,該公司的營(yíng)收和凈利潤(rùn)則分別為8.95億美元和2.4億美元。
Facebook拒絕對(duì)此置評(píng)。
部分最新研究顯示,F(xiàn)acebook移動(dòng)廣告正取得進(jìn)展。本月來(lái)自AdParlor的一份調(diào)查發(fā)現(xiàn),F(xiàn)acebook移動(dòng)廣告點(diǎn)擊率比桌面廣告要高15倍。
一、太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)
山東省是我國(guó)太陽(yáng)能大省,據(jù)山東省太陽(yáng)能行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2008年全省共有各類規(guī)模以上太陽(yáng)能企業(yè)(含光熱和光伏)387家,實(shí)現(xiàn)銷售收入315億元,走在了全國(guó)同行業(yè)的前列;2010年,再次將2008年、2009年的數(shù)據(jù)刷新。
1.光熱產(chǎn)業(yè)穩(wěn)居行業(yè)龍頭。
山東擁有力諾、皇明、桑樂等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)和海爾、天豐、黃金等一大批太陽(yáng)能二線品牌,形成了濟(jì)南和德州兩個(gè)太陽(yáng)能核心產(chǎn)業(yè)基地,擁有國(guó)內(nèi)最完整的太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)鏈,是國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能生產(chǎn)和應(yīng)用最成熟的省份。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看,在石英砂環(huán)節(jié),力諾集團(tuán)擁有一座可開采100年的石英砂礦山,臨沂市又是我國(guó)著名的“石英砂之鄉(xiāng)”,原料供給充足;在毛坯管生產(chǎn)環(huán)節(jié),力諾集團(tuán)毛坯管產(chǎn)量占到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的51%,諸城天旭和兗州曜暉毛坯管產(chǎn)量也位居行業(yè)前列;在鍍膜管生產(chǎn)環(huán)節(jié),力諾集團(tuán)鍍膜管產(chǎn)量占到國(guó)內(nèi)中高端市場(chǎng)的70%,皇明、桑樂、天旭等企業(yè)也都形成了較大的產(chǎn)能;在熱水器生產(chǎn)環(huán)節(jié),力諾、皇明和桑樂三駕馬車并駕齊驅(qū),占到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的16%左右。
綜合而言,山東省在太陽(yáng)能光熱領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在:一是太陽(yáng)能熱水器名牌產(chǎn)品最多,在行業(yè)目前僅有的7個(gè)中國(guó)名牌中,山東省就占據(jù)了其中的3席,占到42.9%;二是光熱產(chǎn)業(yè)鏈最完整,擁有目前行業(yè)唯一的從石英砂、毛坯管、鍍膜管到集熱器、熱水器和熱水工程的完整產(chǎn)業(yè)鏈;三是太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)能最大,2008年太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)能突破1000萬(wàn)平方米,占到國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量的30%左右;四是推廣太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)品最多,截至2008年,全省累計(jì)推廣1000多萬(wàn)平方米,相當(dāng)于歐盟15年、北美30多年的推廣量;五是太陽(yáng)能下鄉(xiāng)中標(biāo)企業(yè)最多,在全國(guó)中標(biāo)的92家企業(yè)中,山東就達(dá)到了20家,占到中標(biāo)企業(yè)總數(shù)的21.7%;六是太陽(yáng)能技術(shù)水平最高,擁有行業(yè)首條全自動(dòng)真空鍍膜生產(chǎn)線和太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)線,中高溫研發(fā)已經(jīng)取得階段性進(jìn)展。
2.光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)。
山東省在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域起步較晚,目前尚不具備與江蘇、河北、江西等光伏大省相抗衡的實(shí)力。但是隨著2008年力諾集團(tuán)太陽(yáng)能電池片項(xiàng)目的投產(chǎn),山東太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)后發(fā)優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)。特別是近兩年,山東省太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)大動(dòng)作不斷,2008年7月17日,力諾300MW光伏電池片項(xiàng)目一期50MW正式投產(chǎn),產(chǎn)品平均轉(zhuǎn)化效率達(dá)到17%,位居行業(yè)領(lǐng)先水平;僅僅過了不到一個(gè)月,8月14日,中國(guó)光伏集團(tuán)東營(yíng)光伏太陽(yáng)能有限公司在歐交所創(chuàng)業(yè)板Alternext市場(chǎng)成功上市,募集資金512萬(wàn)歐元,成為了我國(guó)第11家在海外上市的光伏企業(yè);10月23日,由(香港)宇駿集團(tuán)有限公司獨(dú)資建設(shè)的太陽(yáng)能硅片項(xiàng)目正式落戶濰坊高新區(qū),該項(xiàng)目計(jì)劃在第一年內(nèi)硅片切割規(guī)模達(dá)到60兆瓦,5年內(nèi)達(dá)到1000兆瓦生產(chǎn)規(guī)模;今年4月18日,晟朗能源科技有限公司總投資達(dá)90億元的光伏項(xiàng)目在濟(jì)南市商河縣正式開工建設(shè),預(yù)計(jì)建成后將形成2000MW太陽(yáng)能多晶硅、1000MW電池片及光伏組件產(chǎn)能;隨后的5月16日,山東昂立天晟光伏科技有限公司總投資12.8億元的光伏項(xiàng)目在棗莊高新區(qū)正式開建,項(xiàng)目全部建成后將形成100MW光伏電池片和100MW光伏組件的產(chǎn)能,年產(chǎn)值將突破30億元人民幣。預(yù)想這些項(xiàng)目均能夠按期完工的話,山東省也必將在我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)中占據(jù)一席之地。
二、太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策
山東省太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展獨(dú)樹一幟,在很大程度上與山東省對(duì)于太陽(yáng)能發(fā)展的重視程度密不可分。早在2007年10月,山東省經(jīng)貿(mào)委和財(cái)政廳就聯(lián)合出臺(tái)了《山東省太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)財(cái)政補(bǔ)貼資金使用管理暫行辦法》,對(duì)教育系統(tǒng)集中安裝太陽(yáng)能熱水器給予30~50%財(cái)政補(bǔ)貼的優(yōu)惠政策,最高補(bǔ)貼額為150萬(wàn)元人民幣,這極大地促進(jìn)了山東省太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在山東省集熱系統(tǒng)補(bǔ)貼政策的帶動(dòng)下,山東省內(nèi)多個(gè)城市出臺(tái)了類似的補(bǔ)貼政策,如東營(yíng)市政府大力實(shí)施“百村萬(wàn)戶太陽(yáng)能工程”,按照農(nóng)戶安裝每臺(tái)太陽(yáng)能熱水器1000元的標(biāo)準(zhǔn)給予財(cái)政補(bǔ)助,對(duì)集熱面積達(dá)100平方米以上的太陽(yáng)能集中供熱工程,每平方米則給予500元的補(bǔ)助。德州市政府啟動(dòng)了太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)財(cái)政補(bǔ)貼項(xiàng)目,對(duì)于新建太陽(yáng)能集熱系統(tǒng),給予基礎(chǔ)教育學(xué)校50%、其他學(xué)校和賓館30%的補(bǔ)貼資金。在強(qiáng)制安裝太陽(yáng)能熱水器方面,2008年至今,山東省包括濟(jì)南、青島、威海等在內(nèi)的多個(gè)城市都出臺(tái)了12層以下建筑必須安裝太陽(yáng)能熱水器的“強(qiáng)裝令”,為太陽(yáng)能熱水器在山東省內(nèi)的普及起到了積極的推動(dòng)作用。
2009年3月下旬,山東省經(jīng)貿(mào)委和節(jié)能辦聯(lián)合《山東省關(guān)于加快新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》,提出打造濟(jì)南和德州兩大太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)基地,拉長(zhǎng)光熱和光伏兩大產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)光熱、光伏產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展,此外,該指導(dǎo)意見還制定了山東省太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo),即到2011年,全省太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)銷售收入達(dá)到550 億元、太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)量達(dá)到2600萬(wàn)平方米;全省太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)銷售收入達(dá)到350億元、光伏電池組件產(chǎn)量500兆瓦。
除了政策法規(guī),山東省還從多個(gè)渠道對(duì)太陽(yáng)能企業(yè)發(fā)展給予扶持幫助。2007年,力諾集團(tuán)正式開工建設(shè)300MW光伏電池片項(xiàng)目,隨后該項(xiàng)目被列入了山東省和濟(jì)南市重點(diǎn)建設(shè)工程,得到山東省政府2000萬(wàn)元科研資金扶持;2007年元月,以皇明集團(tuán)為太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)核心的德州市正式獲準(zhǔn)舉辦第四屆世界太陽(yáng)城大會(huì),2008年4月,山東省省長(zhǎng)姜大明專門到德州調(diào)研太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè),并明確表態(tài)將全力支持德州市舉辦世界太陽(yáng)城大會(huì),隨后,山東省從人、財(cái)、物等各個(gè)方面都對(duì)德州市和皇明集團(tuán)給予了重點(diǎn)支持。2009年4月份,山東省又在全國(guó)范圍內(nèi)率先成立了由省節(jié)能辦主任任會(huì)長(zhǎng)的山東省太陽(yáng)能協(xié)會(huì),該協(xié)會(huì)將對(duì)全省太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予指導(dǎo)和幫助。
三、太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
太陽(yáng)能作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),市場(chǎng)發(fā)展遠(yuǎn)未成熟,目前的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局并不能代表將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),因此,無(wú)論是目前行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),還是剛剛進(jìn)入的后起之秀,都應(yīng)該認(rèn)真研究太陽(yáng)能行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),科學(xué)制定本企業(yè)發(fā)展規(guī)劃,認(rèn)真搞好企業(yè)管理和科技創(chuàng)新,從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的健康、快速發(fā)展。下面結(jié)合自身的理解,對(duì)山東省太陽(yáng)能光熱和光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行逐一分析。
1.光熱發(fā)展趨勢(shì)。
隨著太陽(yáng)能下鄉(xiāng)和“能效標(biāo)識(shí)”等工作的逐步開展,太陽(yáng)能熱水器行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈,其整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展態(tài)勢(shì)將和當(dāng)年電視機(jī)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)相仿,缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力的中小企業(yè)將逐漸退出歷史舞臺(tái),最終形成十幾家大型太陽(yáng)能企業(yè)并存的局面,而這十幾家太陽(yáng)能企業(yè),無(wú)論從生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)創(chuàng)新等方面都形成了自身獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
凡是能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)的企業(yè),都是具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè),都是對(duì)自身發(fā)展有準(zhǔn)確定位的企業(yè)。縱觀國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能熱利用企業(yè),真正在技術(shù)領(lǐng)域形成核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的,還是以山東的企業(yè)為多。一是力諾集團(tuán),依托德國(guó)PARADIGMA公司和清華大學(xué)雄厚的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì),在太陽(yáng)能與建筑一體化和中高溫應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯,而這兩點(diǎn),正是太陽(yáng)能熱利用最核心的兩個(gè)發(fā)展方向;二是皇明太陽(yáng)能集團(tuán),依靠以章其初博士為核心的研發(fā)團(tuán)隊(duì),在太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)設(shè)備的全自動(dòng)升級(jí)上優(yōu)勢(shì)顯著,而這,不僅提高了勞動(dòng)效率,降低了生產(chǎn)成本,還使生產(chǎn)線大規(guī)模復(fù)制成為了可能;三是桑樂太陽(yáng)能,以山東省科學(xué)院強(qiáng)有力的博士團(tuán)隊(duì)為后盾,在全自動(dòng)數(shù)字化太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)突出,該公司目前也是我國(guó)在新農(nóng)村市場(chǎng)開拓領(lǐng)域最成功的企業(yè)。
以這幾家企業(yè)目前的情勢(shì),倘若不出現(xiàn)大的決策失誤或突發(fā)事件,都應(yīng)該能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展起來(lái)。此外,海爾太陽(yáng)能依靠海爾集團(tuán)完善的銷售網(wǎng)絡(luò)渠道,將其在家電領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展到太陽(yáng)能領(lǐng)域,或許能夠取得較大的發(fā)展。其他諸如天豐、黃金等獲得家電下鄉(xiāng)資格的二線品牌,只有充分把握這次難得的發(fā)展機(jī)遇,科學(xué)決策、強(qiáng)化營(yíng)銷、加大研發(fā),才可能后來(lái)居上,更上一層樓。
2.光伏發(fā)展趨勢(shì)。
山東省在光伏領(lǐng)域起步較晚,發(fā)展較慢,尚未形成核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但正如前文所述,山東省太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)新建大項(xiàng)目不斷,這又使我們對(duì)山東省光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展充滿了更多期望。但隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本的逐漸降低,行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)將日趨激烈,在經(jīng)歷一段時(shí)間的企業(yè)混戰(zhàn)后,行業(yè)洗牌將在所難免。在硅片生產(chǎn)領(lǐng)域,倘若晟朗2000MW多晶硅片項(xiàng)目能夠于2012年順利投產(chǎn),屆時(shí)也至少是國(guó)內(nèi)前五位的硅片生產(chǎn)企業(yè),因?yàn)槟壳叭蜃畲蟮墓杵a(chǎn)企業(yè)江西賽維LDK2009年的產(chǎn)能仍維持在1500MW。在晶硅電池片生產(chǎn)領(lǐng)域,力諾和晟朗都制定了宏偉的發(fā)展規(guī)劃,但最終生存并發(fā)展起來(lái)的,是在技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)開拓、企業(yè)管理領(lǐng)域具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè),倘若兩家企業(yè)能夠在2012年前形成1000MW產(chǎn)能的話,也將會(huì)有機(jī)會(huì)進(jìn)入中國(guó)前十強(qiáng),目前無(wú)錫尚德的產(chǎn)能已達(dá)1000MW,產(chǎn)量為497MW。在薄膜電池生產(chǎn)領(lǐng)域,省內(nèi)主要有孚日光伏和威海中玻兩家企業(yè),而孚日光伏最具發(fā)展?jié)摿?它生產(chǎn)的是CIGSSe薄膜太陽(yáng)電池,今年第三季度產(chǎn)能將達(dá)到60MW,最終將形成240MW產(chǎn)能,據(jù)有關(guān)證券機(jī)構(gòu)評(píng)估,該企業(yè)成為中國(guó)First solar的機(jī)會(huì)為70%,僅次于天威薄膜的90%,這充分說明了該企業(yè)在薄膜領(lǐng)域強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)。在太陽(yáng)能工程領(lǐng)域,力諾和華藝將是山東省光伏工程參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的核心力量,力諾集團(tuán)正在積極籌建1.6MW光伏發(fā)電工程,又與日喀則行署簽約10MW光伏發(fā)電項(xiàng)目,這充分說明集團(tuán)在光伏工程領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì);華藝集團(tuán)自主研發(fā)的自動(dòng)跟蹤電站方面比固定安裝的光伏系統(tǒng)發(fā)電量可提高40%,目前年產(chǎn)能可達(dá)500MW,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。
關(guān)鍵詞 光伏技術(shù);專利分析;技術(shù)路徑
1 國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況
1.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況
自1839年發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”和1954年第一塊實(shí)用的光伏電池問世以來(lái),國(guó)外太陽(yáng)能光伏發(fā)電取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。單晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率已經(jīng)從20世紀(jì)50年代的10%提高到目前25%,多晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率也達(dá)到20.4%,非晶硅薄膜電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到10.1%,碲化鎘太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到16.4%,銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到20.3%[1]。以美國(guó)SunPower和日本Panasonic為代表的高效電池組件制造商的光伏產(chǎn)品效率已達(dá)到24%。日本的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)形成了成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系,尤其是住宅建筑的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),已成為最大的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)置用戶。目前高效單晶組件產(chǎn)品的成本已低于傳統(tǒng)單晶組件產(chǎn)品,但還高于多晶產(chǎn)品,高效電池技術(shù)在全球范圍內(nèi)蓄勢(shì)待發(fā)[2]。
目前,世界光伏技術(shù)呈現(xiàn)的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)越重視,其技術(shù)發(fā)展也就越先進(jìn)。在歐洲,德國(guó)、法國(guó)的光伏技術(shù)處于領(lǐng)先地位;在亞洲,日本走在前面,尤其是福島核電站事故后,綠色可再生能源成為日本發(fā)展的主流,日本的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)已形成了成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系,戶用電源系統(tǒng)發(fā)展迅速,已成為太陽(yáng)能發(fā)電的重要組成部分。中國(guó)也緊跟發(fā)展步伐,分布式電站和戶用電站將成為我國(guó)的主要支持方向。
1.2 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況
我國(guó)光伏電池的研究始于1958年,自1981年開始,光伏電池及其應(yīng)用開始列入國(guó)家的科技攻關(guān)計(jì)劃,通過“六五”到“十一五”六個(gè)五年計(jì)劃,在光伏電池器件及應(yīng)用技術(shù)方面取得了可喜成績(jī);2000年之后,國(guó)家科技部啟動(dòng)了國(guó)家863計(jì)劃和973計(jì)劃,分別對(duì)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和基礎(chǔ)性研究給予支持,尤其在晶體硅電池領(lǐng)域,重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)單晶硅電池技術(shù)、多晶硅鑄錠技術(shù)、高效電池技術(shù)、晶體硅電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)以及特殊太陽(yáng)電池組件的開發(fā)[3]。目前,單晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率最高24%,產(chǎn)業(yè)化單晶硅電池的最高效率已經(jīng)超過20%;多晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率最高達(dá)19.5%,產(chǎn)業(yè)化多晶硅電池的效率已經(jīng)達(dá)到18.5%。
在世界光伏市場(chǎng)拉動(dòng)下和國(guó)家隊(duì)發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的支持和促進(jìn)下,我國(guó)光伏制造業(yè)從小到大、從弱到強(qiáng),已經(jīng)成為全球太陽(yáng)電池和組件的最大制造國(guó)??傮w看,一是我國(guó)晶硅電池/組件在性價(jià)比上具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);二是多晶硅材料不具有晶硅電池/組件那樣的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),特別是成本處于劣勢(shì)。我國(guó)現(xiàn)有一部分多晶硅制造企業(yè)由于成本高于國(guó)際平均水平而不得不停產(chǎn),因此針對(duì)提高多晶硅性價(jià)比的技術(shù)是我國(guó)多晶硅的奮斗目標(biāo);三是在原輔材料及設(shè)備制造方面,有些材料,如封裝玻璃、切割液、密封膠等,基本滿足了國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)需求。但有些材料,如組件封裝材料EVA和背板材料TPT等與國(guó)外還有一定差距。我國(guó)光伏設(shè)備制造為滿足國(guó)內(nèi)需求做出了重大貢獻(xiàn),但高端設(shè)備與國(guó)際相比還有一定差距。高端原輔材料及高端設(shè)備制造技術(shù)水平的全面提升是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略任務(wù)之一。
2 河北省光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展情況
2.1 基本情況
河北光伏產(chǎn)業(yè)起步較早,具備較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和競(jìng)爭(zhēng)力。目前,河北省光伏產(chǎn)業(yè)水平和規(guī)模在全國(guó)處于“第一梯隊(duì)”。由《河北省高新技術(shù)企業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表》可知河北從事光伏產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)有30余家。雖然河北省有一些在全國(guó)具有較大影響力的光伏企業(yè),比如晶龍集團(tuán)、英利集團(tuán),但河北光伏行業(yè)也存在著各光伏企業(yè)科技發(fā)展水平總體差異較大的現(xiàn)實(shí)情況。
2012年行業(yè)危機(jī)對(duì)河北省光伏產(chǎn)業(yè)形成嚴(yán)重沖擊。資料顯示,當(dāng)年河北省太陽(yáng)能電池產(chǎn)量3 321.4MW,同比增長(zhǎng)26.69%;主營(yíng)業(yè)務(wù)收入累計(jì)200.11億元,同比增長(zhǎng)-33.48%,利稅總額-27.24億元,增產(chǎn)不增收,虧損額逐月加大,部分以光伏產(chǎn)業(yè)為電子信息領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)的地市虧損局面較為嚴(yán)重。即便如此,主營(yíng)業(yè)務(wù)收入占河北省光伏行業(yè)近30%的晶龍、英利集團(tuán)等一批太陽(yáng)能光伏重點(diǎn)企業(yè),在2012年的行業(yè)危機(jī)中卻逆市上揚(yáng)。
2.2 重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀
河北以晶龍集團(tuán)和英利集團(tuán)為代表的光伏企業(yè)在國(guó)內(nèi)外技術(shù)和市場(chǎng)方面都占有重要地位。晶龍集團(tuán)以生產(chǎn)單晶硅和單晶硅太陽(yáng)能電池見長(zhǎng),英利集團(tuán)在多晶電池及多晶硅鑄碇方面發(fā)展迅猛。
晶龍集團(tuán)旗下子公司晶澳公司開發(fā)了許多高效率、低成本的量產(chǎn)工藝和技術(shù),打通了電池和組件量產(chǎn)中的技術(shù)環(huán)節(jié),率先將所有產(chǎn)線上單晶電池(P型)效率提高至19.5%以上,單晶組件功率提升至270W以上,多晶電池效率提高至18.0%以上,多晶組件功率提升至260W以上。由于較好的產(chǎn)品品質(zhì)、有競(jìng)爭(zhēng)力的生產(chǎn)成本,在歐盟“雙反”背景下,晶澳能夠獲得超過50%的歐盟進(jìn)口配額(晶硅電池)。從2010年開始,晶澳研發(fā)N型電池技術(shù)(Bycium,倍秀)已有4年基礎(chǔ),目前Bycium實(shí)驗(yàn)室批量效率達(dá)20.5%,最高到20.9%。憑借業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制造技術(shù)水平以及優(yōu)秀的電池技術(shù)研發(fā)能力,為低成本、高質(zhì)量、高功率N型單晶產(chǎn)品的規(guī)?;慨a(chǎn)提供富有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。
英利集團(tuán)的Panda(熊貓)電池源于ECN的n-Pasha電池,熊貓電池量產(chǎn)后電池光電轉(zhuǎn)換效率在19.5%~20.0%,組件功率在270W~275W,開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)N型太陽(yáng)能電池的新發(fā)展方向。但熊貓電池為了為了平衡成本,未采用特別復(fù)雜的流程。其與傳統(tǒng)P型單晶電池技術(shù)主要差異如下:需要以少子壽命較高的N型硅片作為襯底,前表面進(jìn)行硼擴(kuò)獲得PN結(jié)結(jié)構(gòu),需要應(yīng)用前表面鈍化技術(shù)和背表面鈍化技術(shù),背面需要金屬Ag柵線收集電流,流程相對(duì)復(fù)雜、輔料成本較高。
3 光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)分析
多晶硅原材料、硅片的制備、高效太陽(yáng)能電池制備等幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展情況是:
3.1 多晶硅原材料
改良西門子法加低溫氫化技術(shù)是目前全球多晶硅原料的主流科技方向,在提高效率、降低成本特別是降低電消耗方面效果顯著。我國(guó)90%以上是改良西門子法,改良西門子法加低溫氫化技術(shù)是我國(guó)行業(yè)發(fā)展的基本態(tài)勢(shì)。
3.2 硅片的制備
3.2.1 晶體硅的制備。晶體硅分為單晶硅和澆鑄硅,兩條技術(shù)路線的爭(zhēng)論持續(xù)了近30年。市場(chǎng)的占有率與兩種方法在不同時(shí)期所產(chǎn)生的科技進(jìn)步緊密相連。澆鑄硅產(chǎn)量大成本低,但是制備電池的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低;單晶硅產(chǎn)量低、成本偏高,但轉(zhuǎn)換效率是目前光伏電池中最高的。歐洲屋頂電站最興旺的時(shí)候,也是單晶硅在世界市場(chǎng)占有率最高的時(shí)候。中國(guó)光伏發(fā)電的發(fā)展初期階段主要以地面大型電站為主,由于不受占地面積的限制,澆筑硅因其成本較低得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。隨著分布式電站的實(shí)施,單晶硅還會(huì)重新占據(jù)上風(fēng),兩條技術(shù)路線的競(jìng)爭(zhēng)也還會(huì)長(zhǎng)期存在。
在單晶硅制備中,目前全球主要采用的是P型摻硼晶硅制作,光照10小時(shí)后會(huì)產(chǎn)生5%~8%不可恢復(fù)效率衰減,該難題長(zhǎng)期困擾著光伏界,河北省科學(xué)家研發(fā)低光衰摻鎵硅單晶,平均消除6%光衰,成本降低6%。
3.2.2 硅片的切割。線切割技術(shù)的問世,完全取代了內(nèi)圓切割,實(shí)現(xiàn)了切割技術(shù)的升級(jí)換代。隨著科技的不斷進(jìn)步,金剛線切割技術(shù)已經(jīng)問世,不僅切割速度是常規(guī)線切割的2倍,而且冷卻漿液無(wú)污染,避免了線切割后的砂漿廢液后處理,具有很好環(huán)保效果。冷卻方式的革新,推動(dòng)了線切割的更新?lián)Q代,金剛線切割技術(shù)是未來(lái)的發(fā)展主流。
3.3 高效太陽(yáng)能電池的制備技術(shù)
高效太陽(yáng)能電池的制備技術(shù)分為:碲化鎘薄膜電池、非晶硅薄膜電池、銅銦鎵硒薄膜電池、染料敏化柔性電池、晶硅電池。晶硅電池以轉(zhuǎn)化效率高、成本低占據(jù)了市場(chǎng)的主流,目前的市場(chǎng)占有率達(dá)到85%以上,成為光伏發(fā)電的主要技術(shù)。相比而言,薄膜電池成本高、效率低,投資巨大。
晶硅電池的發(fā)展近幾年有了突破性的進(jìn)展,量產(chǎn)效率已超過20%,2012-2014年科技部資助的863計(jì)劃把中國(guó)晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率提高到了一個(gè)嶄新的階段,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。繼續(xù)提高晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率,是目前光伏發(fā)電的研究的主流方向和目標(biāo)。
3.4 其他關(guān)鍵光伏制造技術(shù)
背接觸電池技術(shù)、二次印刷技術(shù)、大功率高效低衰減光伏組件技術(shù)是目前最新的科技動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向。
4 光伏技術(shù)領(lǐng)域?qū)@治鯷4]
本部分對(duì)光伏領(lǐng)域的專利進(jìn)行分析,從發(fā)展規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)、主要國(guó)家技術(shù)領(lǐng)域和主要機(jī)構(gòu)技術(shù)分布等方面考察光伏技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。研究對(duì)象為全球光伏技術(shù)的相關(guān)專利,專利數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科技信息研究所專利分析數(shù)據(jù)庫(kù),通過關(guān)鍵詞與分類號(hào)的組配檢索下載建成“光伏產(chǎn)業(yè)專題專利數(shù)據(jù)庫(kù)”,并基于該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相關(guān)分析。由于專利數(shù)據(jù)的延遲性,導(dǎo)致2010年和2011年的專利數(shù)據(jù)不完整,因此下文分析中這兩個(gè)年度的內(nèi)容僅供參考,不做結(jié)論。
4.1 世界光伏領(lǐng)域技術(shù)情況專利分析
4.1.1 世界光伏技術(shù)專利逐年申請(qǐng)情況
20世紀(jì)60-70年代光伏技術(shù)處于發(fā)展初期,總體專利申請(qǐng)量較小,每年的專利申請(qǐng)數(shù)量基本維持在10之內(nèi);直到20世紀(jì)70年代末,光伏技術(shù)越來(lái)越受到重視,專利申請(qǐng)數(shù)量開始逐步增長(zhǎng),最高的年份是1983年,達(dá)235項(xiàng);20世紀(jì)80年代中后期光伏技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)波動(dòng),表現(xiàn)為專利申請(qǐng)數(shù)量開始小幅回落,這種回落的態(tài)勢(shì)一直持續(xù)到20世紀(jì)90年代中期,由每年200余項(xiàng)降到不足百項(xiàng);從1995年開始光伏技術(shù)開始進(jìn)入上升階段,穩(wěn)步、平緩的發(fā)展一直持續(xù)到2001年,該年專利申請(qǐng)量達(dá)306項(xiàng);在2002年增長(zhǎng)速度有一個(gè)小幅回調(diào)之后,光伏技術(shù)度專利申請(qǐng)量出現(xiàn)了新一輪的、真正的高速發(fā)展期,全球?qū)@暾?qǐng)數(shù)量迅猛增長(zhǎng),在2002年到2005年4年間,專利申請(qǐng)數(shù)量翻了一番,由每年近300項(xiàng)上升到600余項(xiàng),在2006年到2009年的4年間,專利申請(qǐng)數(shù)量又翻了一番,由每年不到1 000項(xiàng)增長(zhǎng)2 085項(xiàng)。
4.1.2 光伏技術(shù)專利在各國(guó)的分布
美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、加拿大、澳大利亞這10個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有全球?qū)@暾?qǐng)數(shù)的96.7%,其中美國(guó)和中國(guó)均占24%,日本占20.5%,韓國(guó)和德國(guó)分別占有8%左右的份額。
4.1.3 光伏重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域?qū)@植?/p>
在六大技術(shù)領(lǐng)域中,結(jié)晶硅專利申請(qǐng)量最多,其次為化合物薄膜和薄膜硅,化合物結(jié)晶及染料敏化最少。其中結(jié)晶硅專利申請(qǐng)起始年限最早在20世紀(jì)60年代。
4.1.4 各國(guó)重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)
中國(guó)在光伏技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量總量位于世界領(lǐng)先地位,在結(jié)晶硅和化合物薄膜方面研發(fā)實(shí)力強(qiáng),專利申請(qǐng)數(shù)量超過了其他國(guó)家,而化合物結(jié)晶核方面研發(fā)能力弱,專利數(shù)量較少;美國(guó)在不同領(lǐng)域的技術(shù)分布態(tài)勢(shì)和全球技術(shù)分布一致,專利申請(qǐng)量最多的是結(jié)晶硅,薄膜硅和化合物薄膜專利申請(qǐng)數(shù)量相近,位于其次,染料敏化方面的專利申請(qǐng)數(shù)量最少;日本在結(jié)晶硅和薄膜硅兩個(gè)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)量相近,且為最多,其次是化合物薄膜專利申請(qǐng)數(shù)量,染料敏化方面的專利申請(qǐng)數(shù)量最少;歐洲和德國(guó)的光伏技術(shù)專利分布相似,它們的專利申請(qǐng)數(shù)量遠(yuǎn)低于前三個(gè)國(guó)家,專利申請(qǐng)量最多的是結(jié)晶硅,薄膜硅和化合物薄膜專利申請(qǐng)數(shù)量相近,位于其次,化合物結(jié)晶的專利申請(qǐng)數(shù)額位于倒數(shù)第二,不過在染料敏化和有機(jī)半導(dǎo)體方面,這兩個(gè)地區(qū)存在明顯差異,德國(guó)染料敏化專利數(shù)遠(yuǎn)大于歐洲,而歐洲的有機(jī)半導(dǎo)體專利數(shù)遠(yuǎn)大于德國(guó);韓國(guó)在專利申請(qǐng)量最多的是結(jié)晶硅,其次化合物薄膜,薄膜硅和有機(jī)半導(dǎo)體專利申請(qǐng)數(shù)量相近,位于再次,最少的染料敏化和化合物結(jié)晶的專利申請(qǐng)數(shù)額。
4.1.5 光伏研究機(jī)構(gòu)的專利分析
光伏技術(shù)領(lǐng)域主要專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)全球排名如圖2,在前20位的排名中,日本機(jī)構(gòu)有12家,占60%;美國(guó)機(jī)構(gòu)有4家,占20%;韓國(guó)和德國(guó)分別有2家機(jī)構(gòu)。其中,專利申請(qǐng)數(shù)量最多的3個(gè)機(jī)構(gòu)分別是日本的三洋電力、佳能和三菱集團(tuán),其次是德國(guó)西門子;再次是德國(guó)默克集團(tuán)、日本夏普、日本昭和殼牌石油、美國(guó)RCA以及美國(guó)應(yīng)用材料公司;剩余的11家機(jī)構(gòu)光伏專利申請(qǐng)量差別不大。從中看出,日本科研機(jī)構(gòu)在光伏領(lǐng)域具有很強(qiáng)實(shí)力,不僅擁有光伏專利的機(jī)構(gòu)數(shù)量多,而且機(jī)構(gòu)擁有光伏專利的數(shù)量也多;德國(guó)雖然只有2家機(jī)構(gòu)進(jìn)入全球20強(qiáng),但這2家機(jī)構(gòu)擁有的專利數(shù)量都在排名前5位。中國(guó)雖然擁有光伏專利總數(shù)很多,但沒有一家機(jī)構(gòu)能進(jìn)入全球20強(qiáng)。
4.2 中國(guó)光伏領(lǐng)域技術(shù)情況專利分析
4.2.1 中國(guó)光伏技術(shù)總體專利申請(qǐng)情況
中國(guó)光伏專利發(fā)展動(dòng)向如圖3,在20世紀(jì)90年代中期之前中國(guó)光伏技術(shù)仍處于發(fā)展初期,總體專利申請(qǐng)量較小,每年的專利申請(qǐng)數(shù)量基本維持在1~2項(xiàng);在1995年-2004年的10年間,中國(guó)光伏技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展,專利申請(qǐng)量逐漸增加,這比世界光伏技術(shù)增速發(fā)展的時(shí)間晚20年;2005-2010年是中國(guó)光伏技術(shù)真正的高速發(fā)展期6年間光伏專利申請(qǐng)數(shù)量增長(zhǎng)了7倍,在2010年達(dá)到頂峰。
由世界和中國(guó)光伏領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)圖的分析,初步認(rèn)為從生命周期上看,光伏技術(shù)已經(jīng)走過萌芽期和成長(zhǎng)期,正處于成熟期。
4.2.2 中國(guó)光伏技術(shù)領(lǐng)域分布
通過對(duì)近10年中國(guó)光伏技術(shù)專利申請(qǐng)情況的統(tǒng)計(jì)分析,不同類型的光伏技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展情況各有不同。結(jié)晶硅和化合物薄膜起步稍早,在2002年已經(jīng)開始進(jìn)入新一輪較長(zhǎng)時(shí)期的快速增長(zhǎng)階段,在經(jīng)過4年的穩(wěn)步增長(zhǎng)之后,接下來(lái)又有5年的飛速發(fā)展階段,2010年的專利申請(qǐng)數(shù)是2002年的幾十倍到上百倍;薄膜硅的發(fā)展趨勢(shì)類似于結(jié)晶硅,只是該領(lǐng)域?qū)@暾?qǐng)數(shù)最多的年份是2009年,早結(jié)晶硅1年;化合物結(jié)晶在2002-2007年度6年間,專利申請(qǐng)數(shù)量保持較穩(wěn)定的狀態(tài),在2008年有一個(gè)突然急速增長(zhǎng),之后的4年就維持在這個(gè)較高專利申請(qǐng)數(shù)狀況;有機(jī)半導(dǎo)體專利申請(qǐng)數(shù)在這些年變化不大,前幾年保持穩(wěn)定狀態(tài),后幾年又保持在比前面稍高的一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài);染料敏化起步稍晚,從2006年起一直處于穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
4.3 重點(diǎn)光伏領(lǐng)域情況分析
4.3.1 結(jié)晶硅
結(jié)晶硅發(fā)展趨勢(shì)圖很清晰,在經(jīng)過30多年的少有起伏的持平和平緩發(fā)展階段后,進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展期,然后又開始回落。具體來(lái)說,結(jié)晶硅起步較早,開始于上世紀(jì)60年代中期。在1964年到1974年期間,結(jié)晶硅技術(shù)處于起步期,每年的專利數(shù)不超過5項(xiàng);1975年到1985年結(jié)晶硅專利申請(qǐng)數(shù)開始穩(wěn)步增長(zhǎng);但到1986年突然開始出現(xiàn)回落,這種回落振蕩期一直延續(xù)到90年代中期;從此之后,結(jié)晶硅技術(shù)進(jìn)入不斷發(fā)展階段,這種發(fā)展有個(gè)鮮明的特點(diǎn),先是平穩(wěn)發(fā)展然后就有一個(gè)急速增長(zhǎng)期,1996年到2004年就是穩(wěn)步發(fā)展期,隨后的5年就是急速發(fā)展期。整個(gè)發(fā)展趨勢(shì)看,結(jié)晶硅技術(shù)已走過初始期、增長(zhǎng)期,目前應(yīng)該處于成熟期階段。
在結(jié)晶硅專利全球分布中,中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、澳大利亞、加拿大、法國(guó)和英國(guó)這10個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有全球?qū)@暾?qǐng)數(shù)的96.7%,其中中國(guó)占27%,美國(guó)23%,日本18%,韓國(guó)和德國(guó)分別占9%和7%的份額。
4.3.2 薄膜硅
薄膜硅的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)較簡(jiǎn)單,經(jīng)過長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)定,進(jìn)入發(fā)展階段,又迅速回落。具體可分為3個(gè)階段:1984年到2004年的20年間,都處于平穩(wěn)期,每年的專利申請(qǐng)數(shù)量基本穩(wěn)定在同一數(shù)值;從2005年開始的5年,薄膜硅專利申請(qǐng)數(shù)開始逐年增長(zhǎng),5年增長(zhǎng)了近5倍。
在薄膜硅專利全球分布中,日本、美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、澳大利亞、法國(guó)、加拿大和英國(guó)等10個(gè)國(guó)家擁有全球?qū)@暾?qǐng)數(shù)的97%,其中日本31%,美國(guó)25%,中國(guó)占17%,韓國(guó)和德國(guó)分別占6%的份額。
4.3.3 化合物薄膜
化合物薄膜專利申請(qǐng)數(shù)在1984年到1995年間基本穩(wěn)定在相同水平;從1995年之后的連續(xù)10年都是一個(gè)平緩的發(fā)展階段;到2005年就進(jìn)入了快速發(fā)展階段,每年化合物薄膜的專利申請(qǐng)數(shù)量都有大幅增長(zhǎng)。
在化合物薄膜專利全球分布中,中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)、德國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、加拿大、法國(guó)、澳大利亞和英國(guó)等10個(gè)國(guó)家擁有全球?qū)@暾?qǐng)數(shù)的94%,其中中國(guó)占30%,美國(guó)24%,日本14%,韓國(guó)和德國(guó)分別占8%和6%的份額。
5 結(jié)論
5.1 河北光伏產(chǎn)業(yè)鏈最為完整,不僅有晶體制備和硅片加工,還有光伏電池封裝設(shè)備生產(chǎn)。河北晶龍實(shí)業(yè)集團(tuán)、晶澳太陽(yáng)能有限公司、天威英利新能源有限公司、光為綠色新能源股份有限公司等企業(yè)是河北省光伏產(chǎn)業(yè)的代表性企業(yè),產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力較強(qiáng),在全國(guó)光伏企業(yè)名列前茅,具有較強(qiáng)影響力。但同時(shí)河北省光伏企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平差別很大,僅有少數(shù)幾個(gè)企業(yè)實(shí)力較強(qiáng),大部分企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力不足。
5.2 從世界和中國(guó)光伏領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析,初步認(rèn)為從生命周期上看,光伏技術(shù)已經(jīng)走過萌芽期和成長(zhǎng)期,正開始步入成熟期。美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、中國(guó)、加拿大和澳大利亞這10個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有全球?qū)@暾?qǐng)數(shù)的96.7%。中國(guó)在光伏技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量總量位于世界領(lǐng)先地位,在結(jié)晶硅和化合物薄膜方面研發(fā)實(shí)力強(qiáng),而化合物結(jié)晶核方面研發(fā)能力弱。
5.3 河北是光伏大省,代表性企業(yè)在中國(guó)光伏界具有舉足輕重的地位,擁有引領(lǐng)潮流的科研成果也較多。因此,支持這些企業(yè)將突破性科研成果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化對(duì)河北省乃至全國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有重大意義??蓪⒌湫推髽I(yè)多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)集成形成拳頭產(chǎn)品、優(yōu)秀品牌進(jìn)行推廣,通過以點(diǎn)帶面推動(dòng)河北省光伏技術(shù)的進(jìn)步。
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基金項(xiàng)目:本文由石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士科研啟動(dòng)基金、石家莊市軟科學(xué)項(xiàng)目與中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所科研項(xiàng)目共同資助。
關(guān)鍵詞:風(fēng)電 光伏 電網(wǎng) 影響 對(duì)策
當(dāng)前,能源危機(jī)與環(huán)境惡化是人類面臨的兩大難題,開發(fā)風(fēng)能、太陽(yáng)能等風(fēng)電、光伏等發(fā)電以替代傳統(tǒng)的化石風(fēng)電、光伏等,有望解決此類問題。隨著甘肅河西風(fēng)電及酒泉光伏發(fā)電等風(fēng)電、光伏等的大規(guī)模并網(wǎng),對(duì)電網(wǎng)發(fā)展特別是相對(duì)薄弱的甘肅電網(wǎng)發(fā)展提出了更高的要求。為此,需求適時(shí)調(diào)整電網(wǎng)管理體制,確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
1、風(fēng)電、光伏發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的影響
按照國(guó)家節(jié)能減排政策的要求,在關(guān)停小火電機(jī)組的同時(shí),加快清潔新能源(主要包括水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電)的發(fā)展速度,優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu),截止2010年底,全國(guó)水電裝機(jī)容量達(dá)1.9億千瓦,風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)3000萬(wàn)千瓦,光伏發(fā)電也取得了明顯的階段性試驗(yàn)成果。
其中,水電由于上網(wǎng)電價(jià)較低,全額上網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)企業(yè)購(gòu)電成本的降低是有利的,然而風(fēng)電和光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)均較高,雖然有關(guān)部門已出臺(tái)了可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾磙k法,即使如此,如果大量收購(gòu)可再生能源,對(duì)電網(wǎng)企業(yè)的購(gòu)電成本也是極為不利的。
此外,由于風(fēng)能、光伏發(fā)電具有波動(dòng)性和間歇性,調(diào)峰調(diào)頻能力和低電壓穿越能力都比較差,在傳統(tǒng)電源比例較小的地區(qū),僅靠有功調(diào)節(jié)速度較慢的火電機(jī)組,難以完全適應(yīng)其出力的快速變化,將給電網(wǎng)的并網(wǎng)控制、運(yùn)行調(diào)度、功率預(yù)測(cè)、供電質(zhì)量等帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。
隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電上網(wǎng)電量逐日增加,引起電網(wǎng)企業(yè)購(gòu)電成本上漲的同時(shí),風(fēng)電的不穩(wěn)定性還將引起電網(wǎng)運(yùn)行成本的增加;此外,由于節(jié)能減排政策的要求,高耗能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將會(huì)受到制約,勢(shì)必會(huì)引起電網(wǎng)企業(yè)售電量的急劇下降,電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益將會(huì)受到不良影響。
加之,由于風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電具有波動(dòng)性和間歇性,調(diào)峰調(diào)頻能力和低電壓穿越能力都比較差,在傳統(tǒng)電源比例較小的地區(qū),僅靠有功調(diào)節(jié)速度較慢的火電機(jī)組,難以完全適應(yīng)其出力的快速變化,將給電網(wǎng)的并網(wǎng)控制、運(yùn)行調(diào)度、功率預(yù)測(cè)、供電質(zhì)量等帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。目前,風(fēng)能的功率預(yù)報(bào)技術(shù)還不成熟,運(yùn)行控制技術(shù)尚不能滿足風(fēng)電大規(guī)模接入電網(wǎng)的要求,隨著近年來(lái)風(fēng)電等新能源的大規(guī)模快速發(fā)展,電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行問題已經(jīng)顯現(xiàn),電網(wǎng)適應(yīng)新能源發(fā)展的能力亟待提升。
2、風(fēng)電、光伏等對(duì)電網(wǎng)管理體制的影響分析
技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新之間是一種相互依存、相互促進(jìn)的辯證關(guān)系,技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的決定因素,制度創(chuàng)新。隨著風(fēng)電及光伏發(fā)電的大規(guī)模上網(wǎng),必須相應(yīng)調(diào)整電力調(diào)度管理職責(zé)、管理權(quán)限,優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行管理機(jī)構(gòu),以加強(qiáng)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行,防范、控制可能的安全事故。
根據(jù)甘肅經(jīng)濟(jì)社會(huì)和風(fēng)電、光伏等技術(shù)發(fā)展的總體趨勢(shì),以及甘肅“十二五”能源規(guī)劃,“十二五”期間電源、電網(wǎng)規(guī)模將相應(yīng)地大規(guī)模擴(kuò)展。同時(shí),也各種風(fēng)電、光伏等前沿技術(shù),特別是風(fēng)電、光伏等前沿技術(shù)逐步進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用的階段,對(duì)未來(lái)甘肅電網(wǎng)的發(fā)展提出了更高的要求。因此,電網(wǎng)管理體制的發(fā)展需要逐步適應(yīng)技術(shù)不斷進(jìn)步,確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
3、對(duì)策分析
3.1 風(fēng)電、光伏等項(xiàng)目審批管理規(guī)定
相關(guān)部門核準(zhǔn)的風(fēng)電、光伏等項(xiàng)目,特別是跨省跨區(qū)消納的風(fēng)電、光伏等項(xiàng)目應(yīng)充分考慮對(duì)電網(wǎng)的影響,征求電網(wǎng)公司接入電網(wǎng)的意見,建議國(guó)家主管部門授權(quán)電網(wǎng)企業(yè)制定有關(guān)約束風(fēng)電、光伏等發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)運(yùn)行商之間權(quán)責(zé)的制度。發(fā)電商有責(zé)任向電網(wǎng)準(zhǔn)確上報(bào)預(yù)測(cè)電量,電網(wǎng)有責(zé)任按照考核標(biāo)準(zhǔn)全額收購(gòu)電量。避免對(duì)電網(wǎng)造成較大影響。
3.2進(jìn)一步完善電價(jià)形成及費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制
建議國(guó)家主管部門進(jìn)一步完善風(fēng)電、光伏等電價(jià)形成及費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制,單獨(dú)核定大型風(fēng)電、光伏等基地送出工程的輸電價(jià)格,制定輔助服務(wù)補(bǔ)償辦法。
(1)定價(jià)機(jī)制
采用強(qiáng)制性購(gòu)買方式,保證可再生風(fēng)電、光伏等的開發(fā)商能夠以國(guó)家批準(zhǔn)的價(jià)格出售電力,并由電網(wǎng)企業(yè)全額收購(gòu)。
(2)選擇機(jī)制
我國(guó)對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)采取了政府特許權(quán)招標(biāo)制和核準(zhǔn)制并行的機(jī)制。一方面,政府首先在一定的風(fēng)資源分布區(qū)域進(jìn)行初步的資源勘測(cè)和評(píng)價(jià),把已經(jīng)取得初步評(píng)價(jià)結(jié)果的區(qū)域向投資者招標(biāo),確定最佳的開發(fā)公司和風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)。另一方面,特許權(quán)項(xiàng)目附近地區(qū),可以在資源條件許可、符合規(guī)劃、獲得政府部門批準(zhǔn)的條件下由發(fā)電公司組織開發(fā)風(fēng)電,并參照特許權(quán)項(xiàng)目?jī)r(jià)格確定電價(jià)。
(3)補(bǔ)償機(jī)制
《可再生風(fēng)電、光伏等法》明確,可再生風(fēng)電、光伏等上網(wǎng)電價(jià)按照有利于可再生風(fēng)電、光伏等開發(fā)利用的原則確定。為了鼓勵(lì)發(fā)展可再生風(fēng)電、光伏等,我國(guó)建立了可再生風(fēng)電、光伏等電價(jià)補(bǔ)貼機(jī)制,可再生風(fēng)電、光伏等發(fā)電高于常規(guī)風(fēng)電、光伏等成本的部分由全社會(huì)分?jǐn)?,即從可再生風(fēng)電、光伏等電價(jià)附加中解決。
(4)交易機(jī)制
由國(guó)家明確各省可再生風(fēng)電、光伏等發(fā)電配額,建立綠色風(fēng)電、光伏等交易機(jī)制,可再生風(fēng)電、光伏等發(fā)電能力富余地區(qū)在完成配額目標(biāo)的基礎(chǔ)上,可以將超出部分的發(fā)電量以綠色證書交易形式在交易市場(chǎng)上賣出獲得收益,可再生風(fēng)電、光伏等發(fā)電能力不足地區(qū)可以以購(gòu)買交易市場(chǎng)的綠證來(lái)完成配額指標(biāo)。
4、結(jié)論
為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏等替代和大規(guī)模開發(fā)利用,建立完善適應(yīng)我國(guó)風(fēng)電、光伏等發(fā)展要求的風(fēng)電、光伏等電力規(guī)劃發(fā)展、電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理體制,建立完善相應(yīng)的市場(chǎng)體系框架和補(bǔ)償機(jī)制,形成合理的電價(jià)機(jī)制,完善配套的法規(guī)和政策,形成促進(jìn)風(fēng)電、光伏等發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境、體制環(huán)境和政策環(huán)境,并實(shí)現(xiàn)各方面因素的相互配套、銜接和協(xié)調(diào)。本文通過對(duì)風(fēng)電、光伏等發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的分析,結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際情況,分析大規(guī)模風(fēng)電、光伏等發(fā)電上網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響,全面分析電網(wǎng)管理體制存在的問題,提出具體的應(yīng)對(duì)措施及策略。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:分布式光伏發(fā)電;關(guān)鍵技術(shù);發(fā)展前景
中圖分類號(hào):TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2014) 04-0000-01
隨著能源短缺與能源需求的矛盾日益突出,能源價(jià)格會(huì)不斷升高,嚴(yán)重阻礙了社會(huì)發(fā)展的步伐,尋找可再生能源,走可持續(xù)發(fā)展道路迫在眉睫。太陽(yáng)能作為一種最常見的可再生能源,不僅分布廣,無(wú)污染,而且可再生,被國(guó)際上認(rèn)為是最好的化石能源替代品[1]。
太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)作為可再生能源產(chǎn)業(yè),引起了各國(guó)政府的重視和大力支持。很多國(guó)家正積極研究光伏發(fā)電技術(shù),并出臺(tái)分布式光伏發(fā)電的財(cái)政補(bǔ)貼等政策,以促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,來(lái)應(yīng)對(duì)能源短缺現(xiàn)象[2]。
光伏發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)優(yōu)化未來(lái)能源構(gòu)成的高新發(fā)電技術(shù),分布式光伏電站的快速發(fā)展將加速遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)和推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的市場(chǎng)需求。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展,遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將成為一種重要的手段。
一、分布式光伏電站簡(jiǎn)介
分布式光伏發(fā)電特指采用光伏組件,將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。是指在用戶現(xiàn)場(chǎng)或靠近用電現(xiàn)場(chǎng)配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng),支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,或者同時(shí)滿足這兩個(gè)方面的要求。
二、分布式光伏發(fā)電特點(diǎn)
分布式光伏發(fā)電是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式,它倡導(dǎo)就近發(fā)電,就近使用,就近轉(zhuǎn)換,就近并網(wǎng)的原則,以滿足特定用戶的需求,可以有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量,還可以降低電力在升壓及長(zhǎng)途運(yùn)輸中的損耗。具有以下特點(diǎn):
一是輸出功率相對(duì)較小,一般而言,一個(gè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的容量控制在數(shù)千瓦以內(nèi)但小型光伏系統(tǒng)相比大型的投資收益率并不會(huì)降低;
二是污染相對(duì)很小,沒有噪聲,也不會(huì)對(duì)空氣和水產(chǎn)生污染,環(huán)保效益突出;
三是可以在一定程度上改善當(dāng)?shù)氐挠秒姞顩r,但是分布式光伏發(fā)電的能量密度相對(duì)較低,并不能從根本上解決用電緊張問題,而且具有間歇性;
此外,還有安全可靠性高,抗災(zāi)能力強(qiáng),非常適合于遠(yuǎn)離大電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū)供電,不需要遠(yuǎn)距離輸送電力,成本低、效率高[3]。
三、分布式光伏電站監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)備包括光伏電池陣列、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備,另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置。其運(yùn)行模式是在有太陽(yáng)輻射的條件下,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池陣列組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換輸出的電能,經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜,由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負(fù)載,多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。
四、分布式光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)
分布式光伏發(fā)電倡導(dǎo)盡可能就地消納,通過配電網(wǎng)接入電力系統(tǒng),配電自動(dòng)化系統(tǒng)需要對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行監(jiān)控和管理,以保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。分布式光伏發(fā)電一般在農(nóng)村、牧區(qū)、山區(qū),發(fā)展中的大、中、小城市或商業(yè)區(qū)附近建造,通常建在工業(yè)廠房、公共建筑以及居民屋頂上。這給分布式光伏電站的監(jiān)控和管理都帶來(lái)了挑戰(zhàn),我們可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控來(lái)解決這一難題。
(一)通訊技術(shù)。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的通信方式有多種類型。主要取決于城市中心、市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)電等不同的地理位置。通信介質(zhì)也分多種,包括:光纖、電力線載波、無(wú)線等方式。光纖通信具有容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、抗電磁干擾、無(wú)輻射等特點(diǎn),是市區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化首選的一種通信方式。隨著光纖通信技術(shù)的不斷普及和發(fā)展,其性價(jià)比也比較適中。無(wú)線方式通信實(shí)施比較方便,而且布置靈活,但容易受干擾。電力線載波通信方式比較適合農(nóng)電及遠(yuǎn)距離線路,價(jià)格也相對(duì)便宜。
(二)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成。由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)至少包括環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備,電參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備等。
1.數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等被測(cè)單元中采集需要的數(shù)據(jù),送到上位機(jī)中進(jìn)行分析、處理的行為。電壓傳感器用于采集光伏陣列的輸出電壓、蓄電池電壓、逆變器輸入電壓、直流負(fù)載的輸入電壓。電流傳感器用于采集光伏陣列的輸出電流、蓄電池電流、逆變器輸入電流、直流負(fù)載的輸入電流。智能傳感器用于采集逆變器的輸出電壓、電流、功率、功率因數(shù)。溫度傳感器和調(diào)理板用于采集室外、光伏組件和蓄電池的溫度。輻照儀用于測(cè)量水平面的太陽(yáng)總輻照度和光伏陣列表面的輻照度。
2.數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。電站數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)裝置與數(shù)據(jù)采集裝置之間、數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)分布式光伏電站、電力部門的不同情況選擇相應(yīng)的通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,并確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆奖愫桶踩?/p>
3.數(shù)據(jù)中心。通過實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義與命名規(guī)范,集中多個(gè)光伏電站數(shù)據(jù)的環(huán)境。軟件部分是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心,從傳感器采集得到的信息量將全部送至該部分進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和顯示。提供了強(qiáng)大的圖形界面,顯示畫面生動(dòng),一目了然。
五、我國(guó)分布式光伏電站發(fā)展現(xiàn)狀與前景
中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展曾過度依賴國(guó)外市場(chǎng),尤其是歐洲市場(chǎng),受歐債危機(jī)、歐盟及美國(guó)“雙反”等事件的影響,國(guó)外市場(chǎng)持續(xù)低迷,中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展也因此呼吁國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的快速啟動(dòng)。
目前分布式光伏發(fā)電已被廣泛應(yīng)用在家庭供電、道路照明、景觀照明、交通監(jiān)控、大型廣告牌、發(fā)電站,市場(chǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大,呈現(xiàn)出廣闊的市場(chǎng)前景。2012年12月19日,國(guó)務(wù)院召開常務(wù)會(huì)議提出要著力推進(jìn)分布式光伏發(fā)電,鼓勵(lì)單位、社區(qū)和家庭安裝和使用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。在《關(guān)于申報(bào)分布式光伏發(fā)電規(guī)?;瘧?yīng)用示范區(qū)的通知》文件中,將在每個(gè)省建設(shè)500MW分布式光伏的規(guī)?;瘧?yīng)用示范區(qū)[4],這是國(guó)內(nèi)啟動(dòng)的至今最大的光伏項(xiàng)目,這些政策極大鼓舞了國(guó)內(nèi)分布式光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我國(guó)分布式光伏產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了重大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:光伏電站;溫濕度;動(dòng)態(tài)變化;烏蘭布和沙漠
中圖分類號(hào)為:X828,S161。
引言
隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人口的不斷增加,化石燃料等傳統(tǒng)能源日漸枯竭的同時(shí)也造成了大量溫室氣體的排放,能源危機(jī)和環(huán)境污染已成為世界各國(guó)共同面臨的課題。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)因其清潔、永續(xù)、取用方便等多種優(yōu)勢(shì),成為目前發(fā)展前景最為廣泛的一種能源生產(chǎn)技術(shù)[1-4]。中國(guó)西北干旱區(qū)是中國(guó)沙漠分布最為集中的地區(qū),約占全國(guó)沙漠總面積的80%,同時(shí)也是太陽(yáng)能資源豐富區(qū)[5-7]。在沙漠地區(qū)建設(shè)太陽(yáng)能電站,不僅不占用寶貴的耕地,還能充分利用太陽(yáng)能光照資源,為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供能源保障[8-9]。然而,由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的反射作用,部分太陽(yáng)輻射被反饋回空氣中,額外的能量輸入會(huì)造成微環(huán)境的變異。目前,針對(duì)沙漠地區(qū)光伏電站對(duì)廠區(qū)內(nèi)微環(huán)境的影響研究較少。本文通過對(duì)光伏電站內(nèi)不同位置空氣溫、濕度的監(jiān)測(cè),在小尺度上研究環(huán)境因子對(duì)光伏電站的響應(yīng)及變化,以期為光伏電站周圍的生態(tài)保護(hù)提供參考。
1. 研究區(qū)概況
本研究的試驗(yàn)地點(diǎn)位于巴彥淖市磴口縣境內(nèi),地處烏蘭布和沙漠東北緣,屬溫帶荒漠大陸性氣候,冬、春季受西伯利亞――蒙古冷高壓控制,夏秋季為東南季風(fēng)所影響。年平均氣溫7.8℃,絕對(duì)最高氣溫39℃,絕對(duì)最低氣溫-29.6℃,7月平均氣溫23.8℃。年平均降水量102.9mm,最大年降水量150.3mm,最小年降水量33.3mm,降水主要集中于7~9月份;年潛在蒸發(fā)量2400mm~2900mm,年大風(fēng)日數(shù)20d~40d,年平均風(fēng)速3m/s~3.7m/s,主害風(fēng)為西北風(fēng)[10-11]。
2. 研究?jī)?nèi)容與方法
試驗(yàn)樣地選取磴口工業(yè)園區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)生態(tài)治理示范基地內(nèi)四周為空曠的平整裸沙地的典型獨(dú)立的光伏電站,地理坐標(biāo)為106°54′46″~106°54′51″E,40°23′20″~40°23′30″N。光伏電站已建成3a,規(guī)模為100m×300m,電站內(nèi)地貌為平整裸沙地,植被覆蓋度
采用HOBO小型氣象站,分別在電站外曠野處(CK)以及電站南部區(qū)域、中心區(qū)域、北部區(qū)域的陣列電板行間設(shè)置4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)(圖1)。于2015年7月,選擇晴朗、無(wú)風(fēng)、云量少的天氣條件,同步觀測(cè)距地表1.0m處大氣溫度與相對(duì)濕度。觀測(cè)時(shí)間為每天8:00至18:00,數(shù)據(jù)采集周期設(shè)置為5min,重復(fù)觀測(cè)5d。選擇每個(gè)整點(diǎn)前后各10min內(nèi)數(shù)據(jù)的平均值作為該點(diǎn)的觀測(cè)值,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法采用Z-score法。
3. 結(jié)果與分析
3.1 光伏電站對(duì)空氣溫度的影響
如圖2、圖3所示,分別為光伏電站的南部區(qū)域、北部區(qū)域、中心區(qū)域以及電站外曠野處1.0m、2.5m高度處的空氣溫度日變化特征。可以看出,空氣溫度日動(dòng)態(tài)變化呈現(xiàn)單峰曲線,4處位置空氣溫度均呈現(xiàn)了先增后減的趨勢(shì)??偟膩?lái)說,不同位置處1.0m高度的日均空氣溫度變化呈現(xiàn)了電站中心(31.58℃)>電站南部(30.29℃)>電站北部(30.12℃)>曠野(29.58℃)的趨勢(shì),2.5m高度處空氣溫度變化呈現(xiàn)了電站北部(30.67℃)>電站南部(30.52℃)>電站中部(29.77℃)>曠野(29.32℃)的趨勢(shì)??諝鉁囟仍谟涗涢_始時(shí)刻差距不明顯,自10:00開始,光伏電站區(qū)域內(nèi)空氣溫度上升迅速且明顯,電站中心區(qū)域1.0m高度處空氣溫度升高最快,電站內(nèi)不同高度空氣溫度均高于曠野空氣溫度,至15:00空氣溫度達(dá)到最高。
參考晏海[12]針對(duì)城市公園綠地小氣候環(huán)境效應(yīng)的試驗(yàn)方法,本文以空氣溫度達(dá)到最高值15:00時(shí)刻與觀測(cè)結(jié)束18:00時(shí)刻空氣溫度為例,闡述不同時(shí)刻下光伏電站內(nèi)外不同區(qū)域空氣溫度的差異性。如圖4、圖5所示,15:00時(shí)電站中心區(qū)域1.0m處空氣溫度明顯高于其他區(qū)域,為34.75℃,而曠野與南部、北部區(qū)域溫度相接近,為33.4℃,南部、北部空氣溫度分別為33.7℃與33.3℃;此時(shí)曠野處2.5m空氣溫度為32.6℃,電站區(qū)域內(nèi)南北兩部區(qū)域2.5m處空氣溫度明顯高于曠野,分別為34.68℃、34.50℃。單因素方差和多重比較結(jié)果表明,在15:00時(shí)刻,電站中部1.0m高度處空氣溫度與電站南部、北部區(qū)域及電站外曠野差異顯著(P0.05);在2.5m高度處,電站中心區(qū)域與南部、北部區(qū)域空氣溫度存在顯著性差異(P0.05)。15:00以后,各觀測(cè)位置空氣溫度都開始逐漸下降,至觀測(cè)結(jié)束18:00時(shí)刻,電站中部1.0m處大氣溫度為30.15℃,仍略高于曠野對(duì)照處29.85℃;在2.5m高度處,電站南部、北部區(qū)域空氣溫度分別降低到30.68℃、30.40℃,略高于電站外曠野空氣溫度29.49℃,此時(shí)刻下光伏電站內(nèi)外不同位置1.0m、2.5m高度處空氣溫度差異變得不顯著(P>0.05)。
3.2 光伏電站對(duì)空氣相對(duì)濕度的影響
如圖6、圖7所示,空氣相對(duì)濕度的日變化趨勢(shì)同溫度基本相反。4處位置相對(duì)濕度都呈現(xiàn)了先降后升的趨勢(shì),日動(dòng)態(tài)呈近“U”型變化。在8:00時(shí)刻空氣相對(duì)濕度最高,光伏電站內(nèi)外空氣相對(duì)濕度差不大,隨后隨溫度升高相對(duì)濕度迅速下降,在15:00相對(duì)濕度達(dá)到最低,曠野處空氣濕度表現(xiàn)為高于電站區(qū)域內(nèi)空氣相對(duì)濕度,隨后隨溫度的降低,濕度逐漸上升,且上升較為緩慢??偟膩?lái)說,在1.0m高度上,不同區(qū)域大氣相對(duì)濕度變化呈現(xiàn)了曠野(39.32%)>電站南部(37.89%)>北部區(qū)域(37.60%)>電站中心(35.64%)的趨勢(shì)。2.5m高度處表現(xiàn)為曠野(39.71%)>電站中心(38.56%)>電站南部(38.03%)>電站北部(37.28%)的趨勢(shì)。
如圖8所示,在15:00時(shí)刻,曠野處1.0m空氣相對(duì)濕度為30.1%,南部、北部區(qū)域空氣相對(duì)濕度分別為28.3%與27.9%,均高于電站中心區(qū)域空氣相對(duì)濕度26.3%,此時(shí)曠野區(qū)域1.0m處空氣相對(duì)濕度明顯高于電站內(nèi)空氣濕度,單因素方差分析和多重比較結(jié)果表明(圖8),電站外曠野處1.0m空氣濕度與電站內(nèi)南部、北部、中心區(qū)域1.0m空氣溫度間均存在顯著性差異(P0.05)。
4. 討論與結(jié)論
4.1 討論
本實(shí)驗(yàn)選擇在連續(xù)典型晴天,無(wú)云或云量少的天氣情況下,對(duì)四周為曠野裸沙地的光伏電站內(nèi)外進(jìn)行了空氣溫度與空氣相對(duì)濕度的野外觀測(cè)試驗(yàn),結(jié)果表明光伏電站具有增加空氣溫度和降低空氣相對(duì)濕度的局地小環(huán)境效應(yīng)。司建華[13]對(duì)荒漠河岸林胡楊和檉柳群落小氣候特征研究的結(jié)果表明,生長(zhǎng)季節(jié)林地氣溫均低于林外空曠地,林地內(nèi)氣溫比無(wú)植物種植區(qū)域溫度較低,胡楊林地空氣相對(duì)濕度值高于檉柳林地,胡楊、檉柳群落的林冠的遮蔽作用具有增加濕度的效應(yīng),由于林冠層含水率高,水的比熱容高,較周圍空氣溫度升高緩慢,因此低于周圍環(huán)境。由表1相關(guān)性分析可知,空氣溫度與空氣相對(duì)濕度呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(P
4.2 結(jié)論
在夏季晴天情況下,光伏電站中心區(qū)域具有增溫、降濕的效應(yīng)??諝鉁囟茸罡邥r(shí)刻與空氣相對(duì)濕度最低時(shí)刻均出現(xiàn)在15:00左右。光伏電站內(nèi)1.0m處空氣溫度較曠野處提高了0.3℃~1.53℃,2.5m處空氣溫度較曠野處提高0.44℃~1.34℃。1.0m處空氣相對(duì)濕度較曠野處降低了1.05%~3.67%,2.5m處空氣相對(duì)濕度較曠野處降低了1.15%~2.54%。在15:00時(shí),光伏電站內(nèi)外1.0m、2.5m高度處空氣溫濕度差異顯著,至18:00時(shí),光伏電站內(nèi)外相同高度處空氣溫濕度差異不顯著。
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原油價(jià)格漲瘋了,7月14日,北海布倫特原油竟觸及78.66美元/桶的新高。能源危機(jī)在世界各國(guó)拉響了警報(bào),在此背景下,發(fā)展可再生能源的呼聲越來(lái)越高。而太陽(yáng)能作為一種可再生的新能源,因其節(jié)能和環(huán)保的效果,日益受到廣泛的重視。
太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)高額的利潤(rùn)率以及對(duì)資本市場(chǎng)莫大的吸引力強(qiáng)烈地刺激著資本的神經(jīng),一時(shí)間,從多晶硅原料到太陽(yáng)能電池板整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)各地遍地開花,上市公司自然也不甘落寞,紛紛宣布進(jìn)軍太陽(yáng)能領(lǐng)域。然而,這個(gè)被視為繼互聯(lián)網(wǎng)之后掀起的又一輪投資熱潮,最終得到是“沙子”還是“金礦”仍有待時(shí)間檢驗(yàn)。
資源瓶頸
對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)而言,近年以爭(zhēng)奪原材料為主,以技術(shù)領(lǐng)先者為王。太陽(yáng)能的主要開發(fā)利用方式為太陽(yáng)能熱電、太陽(yáng)能熱水、以及太陽(yáng)能光伏發(fā)電,而從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,重點(diǎn)發(fā)展方向?yàn)樘?yáng)能光伏發(fā)電。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電在技術(shù)上主要包括晶體硅、非晶硅以及合金薄膜涂層兩類,其中,晶體硅光伏發(fā)電系統(tǒng)成為目前重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。整個(gè)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值鏈包括:晶體硅、硅片、電池片、組件以及系統(tǒng)等主要環(huán)節(jié)。自2004年二季度以來(lái)整個(gè)光伏發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)處于供不應(yīng)求的局面,下游環(huán)節(jié)電池片、電池組件進(jìn)入壁壘相對(duì)較低,擴(kuò)產(chǎn)速度過快(擴(kuò)產(chǎn)周期4~6個(gè)月),而上游太陽(yáng)能級(jí)晶體硅原料擴(kuò)建速度較慢,需要長(zhǎng)達(dá)18~24個(gè)月左右的擴(kuò)產(chǎn)周期,原材料的短缺導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)布局呈現(xiàn)出“倒置漏斗”形狀。
由于太陽(yáng)能級(jí)晶體硅原料的短缺,導(dǎo)致高純硅價(jià)格大幅上漲,整個(gè)市場(chǎng)基本處于有價(jià)無(wú)市局面,晶體硅的爭(zhēng)奪成為近兩三年內(nèi)相關(guān)公司發(fā)展戰(zhàn)略中的重點(diǎn)。2008年以后,原料的供應(yīng)隨著國(guó)際各大晶體硅廠家擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能的集體釋放將會(huì)得到一定程度的緩解,至2010年,整個(gè)光伏發(fā)電晶體硅的供需基本達(dá)到平衡局面。
從整個(gè)晶體硅光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說,決定整個(gè)產(chǎn)業(yè)以及公司發(fā)展前途的決定性因素在于公司工藝的改進(jìn)以及技術(shù)的提高,例如硅片切割厚度變薄以及電池片轉(zhuǎn)換效率的提高等。
目前,技術(shù)領(lǐng)先者量產(chǎn)所使用的硅片厚度在200~210um,到2010年預(yù)計(jì)硅片切割的厚度將從2004年的300um下降到150um,厚度的下降將導(dǎo)致光伏發(fā)電電池成本降低40%左右。此外,目前量產(chǎn)化的多晶體硅電池轉(zhuǎn)換效率在15%左右,如果能將電池轉(zhuǎn)換效率提高1個(gè)百分點(diǎn),整個(gè)電池的成本將至少下降6.7%。
而非晶體的電池中,多層砷化鎵合金薄膜電池在實(shí)驗(yàn)室的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到驚人的35%,但是其生產(chǎn)成本更是高得驚人,暫時(shí)還不具備量產(chǎn)的條件。整個(gè)非晶體電池在量產(chǎn)化轉(zhuǎn)換效率以及穩(wěn)定性的提高上還需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過程,在十年之內(nèi),難以撼動(dòng)晶體硅電池占據(jù)市場(chǎng)主體的霸主地位。
供不應(yīng)求
近年來(lái),由于歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家需求大幅增長(zhǎng),光伏發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)處于供不應(yīng)求的局面。EPIA(歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì))于2006年1月調(diào)整了對(duì)全球光伏市場(chǎng)的需求預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)至2010年,將全球光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝容量從3.2GWp(億千瓦)調(diào)高到5.4GWp,太陽(yáng)能級(jí)晶體硅需求量為30000噸/年。國(guó)際市場(chǎng)光伏發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)將維持超過30%的復(fù)合增長(zhǎng)率。
就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)前景而言,類似于發(fā)達(dá)國(guó)家采取的一些政府鼓勵(lì)、財(cái)政補(bǔ)貼手段將會(huì)得到實(shí)施,光伏發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)潛力巨大,近期內(nèi)主要的安裝地區(qū)為西部以及一些城市示范工程等。
根據(jù)《中國(guó)可再生能源法》,國(guó)內(nèi)整個(gè)光伏發(fā)電安裝容量將從2005年的65MWp(兆瓦)發(fā)展到2010年的450MWp,復(fù)合增長(zhǎng)率將超過38%,至2010年國(guó)內(nèi)在光伏發(fā)電系統(tǒng)的投資總額將達(dá)到131億~175億元。
國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)期需求來(lái)自類似于目前發(fā)達(dá)國(guó)家的陽(yáng)光屋頂計(jì)劃以及沙漠發(fā)電計(jì)劃。光伏發(fā)電安裝總量將發(fā)展到2020年3萬(wàn)MWp,2050年的10萬(wàn)MWp。
技術(shù)限制企業(yè)進(jìn)入
目前,國(guó)內(nèi)在高純度晶體硅上游企業(yè)分布比較少,2005年高純晶體硅的主要廠家有四川峨眉半導(dǎo)體廠,產(chǎn)能設(shè)計(jì)為100MWp,實(shí)際產(chǎn)量為90噸。生產(chǎn)高純度晶體硅的原料為金屬硅,從硅礦到金屬硅的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,主要生產(chǎn)國(guó)家有德國(guó)、西班牙等國(guó),全球金屬硅總產(chǎn)能至少有200萬(wàn)噸。
技術(shù)上的突破難度以及專業(yè)團(tuán)隊(duì)的匱乏成為國(guó)內(nèi)發(fā)展高純硅產(chǎn)業(yè)的瓶頸。高純晶體硅的生產(chǎn)具有較高的進(jìn)入門檻,是資金密集性,技術(shù)密集性的產(chǎn)業(yè),目前高純硅的生產(chǎn)制造工藝基本由國(guó)外七大廠家所壟斷。
相對(duì)來(lái)說,國(guó)內(nèi)目前的技術(shù)上處于落后水平,生產(chǎn)成本較高,技術(shù)團(tuán)隊(duì)短缺,相關(guān)人才嚴(yán)重缺乏,涉及的項(xiàng)目主要有四川樂山、寧夏石嘴山、湖北宜昌、遼寧陵海、浙江金華等。
從實(shí)際的產(chǎn)出來(lái)分析,這些廠家在技術(shù)上取得突破并順利達(dá)產(chǎn)可能性非常大,新光硅業(yè)以及洛陽(yáng)中硅最有可能分享由于原料短缺引起毛利率大幅提升所產(chǎn)生的額外利潤(rùn)。
目前為止,直接與新光硅業(yè)晶體硅原料廠關(guān)聯(lián)的上市公司主要包括G天威(600550,擁有新光硅業(yè)的部分股權(quán))以及岷江水電(600131,擁有小部分新光硅業(yè)股權(quán),對(duì)公司盈利影響很?。┑取A硗?,新近計(jì)劃進(jìn)行晶體硅原料生產(chǎn)的上市公司包括G南玻(000012)、G蘇陽(yáng)光(600220)等。
而在目前的情況下,國(guó)內(nèi)晶體硅太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)企業(yè)都面臨同樣的困境,即晶體硅原料短缺,如何解決好晶體硅原料的穩(wěn)定與長(zhǎng)期供應(yīng)成為當(dāng)務(wù)之急,生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能釋放程度決定了整個(gè)公司的盈利能力、經(jīng)營(yíng)的穩(wěn)定性以及持續(xù)性。只有很好地解決了原料供應(yīng)的問題,才能在原料短缺的2~3年內(nèi)完成在太陽(yáng)能電池片的生產(chǎn)上資金以及技術(shù)的積累,奠定企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)能力。
鏈 接
介入太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的部分上市公司
國(guó)內(nèi)上市公司中,參與晶體硅電池片生產(chǎn)的上市公司主要包括G航天、G天威以及G杉杉(600884)等上市公司,競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。
G 天威擁有天威英利51%的股權(quán)和四川新光硅業(yè)35.66%的股權(quán),屬于一體化光伏企業(yè)。其中天威英利硅片年產(chǎn)能70 兆瓦、電池60兆瓦、組件100兆瓦。四川新光硅業(yè)在建1260 噸多晶硅產(chǎn)能,計(jì)劃2006年底投產(chǎn)。2006年一季度,太陽(yáng)能電池組件占其主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的41.80%、占主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)的40.73%。并且,有分拆天威英利到納斯達(dá)克市場(chǎng)上市的計(jì)劃。
此外,G航天控股上海太陽(yáng)能科技公司52%的股權(quán)。2005年,太陽(yáng)能占到公司主營(yíng)業(yè)務(wù)收入和主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)的13.37%和10.87%。G特變(600089)持有新疆新能源股份有限公司約47%的股權(quán)。該公司主要在新疆地區(qū)從事太陽(yáng)能的開發(fā)和利用,目前對(duì)特變電工盈利貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)。而G安泰(000969)2004年與德國(guó)Odersun 公司就太陽(yáng)能電池項(xiàng)目簽訂了研發(fā)合作合同,公司還與清華大學(xué)進(jìn)行了合作并設(shè)立了太陽(yáng)能電池研發(fā)中心,并與科委共同開發(fā)在地區(qū)適用的太陽(yáng)能電池產(chǎn)品。公司依托德國(guó)技術(shù)發(fā)展的是薄膜電池,未來(lái)成本有可能會(huì)低于晶體硅電池。目前尚無(wú)盈利貢獻(xiàn)。
“十三五”時(shí)期我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)仍處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展期,電力需求長(zhǎng)期平穩(wěn)增長(zhǎng)的總體態(tài)勢(shì)和能源大范圍優(yōu)化配置的基本格局沒有改變。根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)劃,到2020年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)超過2.1億千瓦,太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1.1億千瓦以上,核電裝機(jī)達(dá)到5800萬(wàn)千瓦。由于新能源產(chǎn)業(yè)各個(gè)子行業(yè)的資源稟賦、電能質(zhì)量、空間格局存在較大差異,“十三五”期間各子行業(yè)將呈現(xiàn)出差異分化的發(fā)展趨勢(shì)。
棄風(fēng)限電形式加劇,風(fēng)電發(fā)展將由規(guī)模擴(kuò)張向高效利用轉(zhuǎn)變?!笆濉逼陂g,我國(guó)將統(tǒng)一協(xié)調(diào)風(fēng)電開發(fā)建設(shè)與市場(chǎng)消納,著力推進(jìn)風(fēng)電的就地開發(fā)和高效利用,加快開發(fā)中東部和南方地區(qū)分布式風(fēng)電,穩(wěn)步發(fā)展海上風(fēng)電,有序推進(jìn)酒泉、內(nèi)蒙古西部、內(nèi)蒙古東部、冀北、吉林、黑龍江、山東、哈密、江蘇等大型現(xiàn)代風(fēng)電基地,風(fēng)電行業(yè)將由規(guī)模擴(kuò)張向高效利用轉(zhuǎn)變,棄風(fēng)限電問題有望逐步得到緩解。
太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)迅猛增加,新商業(yè)模式助推產(chǎn)業(yè)化、協(xié)調(diào)化發(fā)展?!笆濉逼陂g,我國(guó)將促進(jìn)光伏發(fā)電規(guī)模化應(yīng)用及成本降低,有序推進(jìn)光伏基地建設(shè),加快太陽(yáng)能發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化、協(xié)調(diào)化發(fā)展。這其中,“光伏+”模式和“領(lǐng)跑者”計(jì)劃等新的商業(yè)模式將是主要亮點(diǎn)。一是“光伏+”模式將促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)的多元化融合發(fā)展,如光伏與扶貧、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、氣候結(jié)合等;二是區(qū)域光伏規(guī)劃可以與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃形成較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展;三是“領(lǐng)跑者”計(jì)劃有望引領(lǐng)國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)發(fā)展,“領(lǐng)跑者”基地建設(shè)將會(huì)得到加快推進(jìn)。
核電重啟帶來(lái)新機(jī)遇,核電裝備自主化和“走出去”將成亮點(diǎn)。我國(guó)是世界核電在建規(guī)模最大的國(guó)家,在建核電站分布于遼寧、山東、浙江、江蘇、福建、廣東、海南和廣西等多個(gè)省區(qū)。推動(dòng)核電關(guān)鍵技術(shù)水平提升和裝備自主化,是保障我國(guó)核電的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展是核電產(chǎn)業(yè)全面協(xié)調(diào)發(fā)展的重中之重。核電技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)最具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)之一,在國(guó)家力推“核電出?!钡谋尘跋拢覈?guó)核電企業(yè)“走出去”的步伐也將進(jìn)一步加快。
“十三五”新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的風(fēng)險(xiǎn)
銀行是經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的部門。商業(yè)銀行的經(jīng)營(yíng)根本是在做好風(fēng)險(xiǎn)防控的基礎(chǔ)上,追求信貸收益最大化。從這個(gè)意義上來(lái)說,商業(yè)銀行在對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行信貸投放時(shí),首要關(guān)注產(chǎn)業(yè)和項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)??傮w來(lái)看,我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)主要面臨以下五類風(fēng)險(xiǎn):
一是政策風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)風(fēng)電、光伏的產(chǎn)業(yè)政策體系正在逐步完善,但各項(xiàng)政策文件之間缺乏連貫性和系統(tǒng)性,風(fēng)電、光伏的電價(jià)政策和補(bǔ)貼機(jī)制尚不健全,審批難、補(bǔ)貼難等因素都將影響到行業(yè)的發(fā)展。
二是產(chǎn)能風(fēng)險(xiǎn)。新能源裝備制造業(yè)的低端化和無(wú)序化,尤其是風(fēng)電和光伏,導(dǎo)致較為嚴(yán)重的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)和低端產(chǎn)能過剩。風(fēng)電、光伏行業(yè)產(chǎn)能都已達(dá)到或超過產(chǎn)能上限,平均產(chǎn)能利用率都在70%左右。
三是技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。從風(fēng)電和光伏來(lái)看,資源監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)、機(jī)位點(diǎn)微觀選址不同、x擇機(jī)型差異,都會(huì)對(duì)項(xiàng)目發(fā)電量造成影響。從核電來(lái)看,我國(guó)尚未全面掌握部分關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì),核電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系較不完善,技術(shù)和核安全技術(shù)的研究開發(fā)投入較為不足。
四是出口風(fēng)險(xiǎn)。在海外市場(chǎng)拓展的過程中,新能源產(chǎn)業(yè)會(huì)面臨當(dāng)?shù)胤烧呒s束、貿(mào)易摩擦加劇、市場(chǎng)不穩(wěn)定等風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)多數(shù)新能源出口企業(yè)的結(jié)構(gòu)存在過度集中的現(xiàn)象,特別是向歐美日市場(chǎng)傾斜,過度依賴單一市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)較為嚴(yán)重。
五是財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。新能源產(chǎn)業(yè)屬于資金密集型行業(yè),企業(yè)電站裝機(jī)容量的快速增加可能引起資金周轉(zhuǎn)不靈,而諸多經(jīng)濟(jì)因素也會(huì)引起融資利率水平的變化,從而引發(fā)資金風(fēng)險(xiǎn),影響項(xiàng)目收益。
“十三五”新能源產(chǎn)業(yè)的商業(yè)銀行機(jī)遇分析
隨著我國(guó)能源效率的不斷提高和能源結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化,做強(qiáng)做優(yōu)風(fēng)電、光伏產(chǎn)業(yè),加快核電走出去,發(fā)展新能源核心技術(shù)將成為新能源政策的導(dǎo)向。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo),能源結(jié)構(gòu)將迎來(lái)大幅度調(diào)整,新能源發(fā)電需求將進(jìn)一步擴(kuò)大,步入提質(zhì)增效、科學(xué)發(fā)展階段的新能源產(chǎn)業(yè)有望成為商業(yè)銀行積極關(guān)注和重點(diǎn)扶持的機(jī)會(huì)領(lǐng)域。
但為避免前一輪投資的覆轍,商業(yè)銀行對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的總體扶持原則應(yīng)為“風(fēng)險(xiǎn)可控,分類進(jìn)入,擇優(yōu)支持”,在做好政策研判和風(fēng)險(xiǎn)防控的基礎(chǔ)上,有選擇性有針對(duì)性地扶持新能源產(chǎn)業(yè)的機(jī)會(huì)領(lǐng)域。
首先,要重點(diǎn)支持中東部地區(qū)和低風(fēng)速地區(qū)新增風(fēng)電項(xiàng)目的信貸需求。
從開發(fā)區(qū)域來(lái)看,中東部省份受棄風(fēng)限電影響較小,將成為新增風(fēng)電項(xiàng)目的主戰(zhàn)場(chǎng)。中東部地區(qū)將重點(diǎn)發(fā)展分布式風(fēng)電和海上風(fēng)電項(xiàng)目:分布式風(fēng)電可以直接并網(wǎng)發(fā)電,而且對(duì)電網(wǎng)的沖擊性較??;由于海上風(fēng)電具有資源優(yōu)質(zhì)、不占用土地、不消耗水資源和適宜大規(guī)模開發(fā)的特點(diǎn)。同時(shí),根據(jù)近期風(fēng)電建設(shè)規(guī)劃,河南、山東、陜西、湖南、江西、廣東、貴州、安徽、湖北等省份的規(guī)劃裝機(jī)大幅增加,而新疆、內(nèi)蒙、寧夏、甘肅、山西、吉林、黑龍江等省份的規(guī)劃裝機(jī)急劇減少,風(fēng)電裝機(jī)向低風(fēng)速區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)日益凸顯。
第二,要積極關(guān)注光伏發(fā)電扶貧項(xiàng)目、區(qū)域光伏規(guī)劃以及光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃等亮點(diǎn)領(lǐng)域。
在光伏發(fā)電扶貧方面,2016年4月,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)務(wù)院扶貧開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、國(guó)家開發(fā)銀行等部門聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于光伏發(fā)電扶貧工作意見》。預(yù)計(jì)“十三五”時(shí)期我國(guó)光伏扶貧工程總規(guī)模將達(dá)到15GW,光伏扶貧工程總投資將超過1200億元。
在區(qū)域光伏規(guī)劃方面,2015年7月,國(guó)務(wù)院批復(fù)河北省張家口可在生能源示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃,未來(lái)五年將在張家口建立國(guó)際領(lǐng)先的低碳奧運(yùn)專區(qū),并輻射到京津冀及其他的周邊地區(qū),預(yù)計(jì)光伏裝機(jī)將新增5.6GW。這種區(qū)域光伏規(guī)劃的模式有望逐步推廣到全國(guó)其他地區(qū)。
在光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃方面,2015年6月,山西省大同市采煤沉陷區(qū)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)光伏示范基地成為國(guó)家能源局“光伏領(lǐng)跑者”計(jì)劃首個(gè)被批準(zhǔn)的項(xiàng)目。由于入選計(jì)劃項(xiàng)目的技術(shù)產(chǎn)品有望優(yōu)先被國(guó)家和地方政府用電項(xiàng)目采用,而且政府將在關(guān)鍵設(shè)備、技術(shù)上給予計(jì)劃項(xiàng)目市場(chǎng)支持,因此多個(gè)地區(qū)的項(xiàng)目正在積極申報(bào)中。
第三,要重點(diǎn)滿足核電新建、待建項(xiàng)目的資金需求。
2015年,我國(guó)正式重啟核電項(xiàng)目,核電項(xiàng)目進(jìn)入密集批復(fù)開工期,一批沿海新建核電項(xiàng)目將陸續(xù)開工建設(shè),待建項(xiàng)目將加快推進(jìn),核電裝機(jī)和發(fā)電量保持快速增長(zhǎng)。按照2020年5800萬(wàn)千瓦的在運(yùn)核電裝機(jī)容量計(jì)算,2016-2020年每年大約有6臺(tái)左右百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組投建,年投資規(guī)模將達(dá)到660億元以上。
由于核電企業(yè)大都是國(guó)有企業(yè),加上核電項(xiàng)目前期投入大、回收期長(zhǎng),商業(yè)銀行可與核電企業(yè)以“總對(duì)總”模式開展全面戰(zhàn)略合作,對(duì)其海外拓展、工程建設(shè)、資金結(jié)算等業(yè)務(wù)給予全面支持?;蚴情_展供應(yīng)鏈金融服務(wù),對(duì)核電供應(yīng)鏈上的不同企業(yè)提供個(gè)性化的金融服務(wù),通過核心企業(yè)信用支持、企業(yè)存貨盤活、應(yīng)收賬款貼現(xiàn)等方式減少信息不對(duì)稱風(fēng)險(xiǎn)。
第四,積極關(guān)注新能源產(chǎn)業(yè)兼并重組的業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)。
隨著政策不斷完善,風(fēng)電、光伏的市場(chǎng)環(huán)境將不斷優(yōu)化,大規(guī)模的兼并重組序幕將開啟,進(jìn)而形成一批資產(chǎn)規(guī)模較大、核心競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)、具備區(qū)域整合能力的行業(yè)龍頭企業(yè)。一是產(chǎn)業(yè)鏈橫向整合。具有資金、技術(shù)、品牌等優(yōu)勢(shì)的優(yōu)勢(shì)企業(yè)將吞并運(yùn)營(yíng)狀況欠佳但有一定技術(shù)實(shí)力的企業(yè),產(chǎn)業(yè)集中度將有所提升。二是產(chǎn)業(yè)鏈縱向整合。一些生產(chǎn)多晶硅、電池組件的上游企業(yè)將兼并下游光伏電站企業(yè),部分電力國(guó)企等傳統(tǒng)企業(yè)也將收購(gòu)上游設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。針對(duì)新能源企業(yè)并購(gòu)重組的金融需求,商業(yè)銀行可提供借殼上市、定向增發(fā)、并購(gòu)等投資銀行服務(wù)。
第五,要擇優(yōu)支持海外建廠和布局“一帶一路”的新能源制造企業(yè)。
前些年我國(guó)風(fēng)電、光伏制造企業(yè)出口主要面向歐美等國(guó)市場(chǎng),也造成了與美歐等國(guó)日趨嚴(yán)重的貿(mào)易摩擦。在面臨歐美“雙反”壓力以及新能源產(chǎn)能過剩的雙重約束下,我國(guó)新能源企業(yè)“走出去”亟需進(jìn)行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。在海外建廠,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和銷售的當(dāng)?shù)鼗欣谝?guī)避歐美等國(guó)的貿(mào)易壁荊拓展海外市場(chǎng)空間;同時(shí),要加快布局“一帶一路”沿線國(guó)家和地區(qū)。“一帶一路”沿線國(guó)家將成為我國(guó)風(fēng)電、光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展承接地和利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。我國(guó)已實(shí)現(xiàn)在巴基斯坦、哈薩克斯坦、伊朗等中亞和非洲地區(qū)的技術(shù)出口和產(chǎn)品外包,隨著第三代核電“華龍一號(hào)”的完善和第四代核電技術(shù)的研發(fā),我國(guó)核電在“一帶一路”沿線也將占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。
在當(dāng)前的地緣政治背景下,新能源企業(yè)“走出去”仍將面臨較大風(fēng)險(xiǎn),尤其是中亞、南亞、東南亞等“一帶一路”沿線地區(qū)。商業(yè)銀行應(yīng)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,實(shí)施差異化、精細(xì)化風(fēng)險(xiǎn)定價(jià),進(jìn)而在跨境貿(mào)易、境外貿(mào)易平臺(tái)建立及運(yùn)用、境外實(shí)體投資與平臺(tái)搭建、全球資金管理以及全球資產(chǎn)配置等方面為企業(yè)“走出去”提供助力。
第六,擇優(yōu)關(guān)注新能源技術(shù)企業(yè)的信貸需求。