2015年中国太阳能发电总体发展概况分析及市场展望

    一、太阳能发电的介绍

    太阳能的能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能），是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

    太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。

    太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。

    太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。

    产业信息网发布的《2015-2020年中国光伏发电站市场运行态势及发展趋势研究报告》显示，太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨 道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现 在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。　尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

    二、太阳能电力填补电网供电死角

    目前，我国已具有15MW的太阳能发电容量，光伏产业也形成了较好的基础。虽然光电成本仍然高于煤电，但在边远地区，与拉设电网相比，小型太阳能发电设施仍然相对便宜适用。

    近年来，太阳能光伏电池的应用在我国西部地区逐渐扩大。国家电力公司在西藏无水利资源的地区先后建设了10座光伏电站，解决了7个无电县的工业和生活用电，1.2万余人从中受惠。而过去这些县大多用柴油机发电，各县财政每年要花数十万元购买柴油。另外，西藏还建立了众多的太阳能道班、学校、边防哨所、气象站和广播电视微波中继站。青海及周边地区的6万余无电散居户，利用便携式小功率光伏系统解决了家庭生活用电问题。青海省还在电网无法延伸也无水利资源的地区建成了10个太阳能光伏电站，深受当地干部群众的欢迎。新疆则在亚欧光缆、南北疆光缆等工程必经之地的无电地区，安装了100多座无人值站的光伏电源。在西藏地区已有7个县靠太阳能解决了用电困难。

    按照目前的资源情况,2010年和2020年的电力供应单靠并网的煤、水、核电尚存在一些供电“死角”,需要由太阳能等可再生能源发电来填补。

    根据国家有关部门的最新统计数字,我国还有大约2.9 万个村庄、700 万个家庭、2300万人口没有用上电。这些无电人口大都分布在我国西部边远地区和一些海岛,这些村落和农户在今后相当长的时期很难靠电网获得电力供应。而这些无电地区大都拥有很丰富的太阳能资源,太阳能发电在这样的地区有广阔的市场前景。采用太阳能、风力发电等技术解决边远地区分散供电比延伸电网或柴油发电有明显的优势。

    三、中国太阳能发电发展存在的瓶颈

    （1）太阳能发电成本高，装机规模小

    太刚能发电成本大约是生物质发电（沼气发电）的7-12倍，是风能发电的6-10倍，是传统煤电方式的16-18倍，如此昂贵的价格让太阳能发电产业在中国的发展举步维艰。山东力诺太阳能发电的并网成功如果没有国家政策的扶持，短期内不可能实现日常应用。虽然光伏发电的成奉有所下降，但目前的成本仍达到了2.6-2.7元/kWh，要并人电网还要包含企业利润、电力公司的利益、税收等因素，这样电价增至4元/kWh。正是这样的高发电成本，导致光伏发电在国家能源远期规划中占据极少的份额。

    2005年，我国风力发电装机容量为126万千瓦，而光伏发电总装机容量只有7万千瓦；最近完成的《可再生能源中长期发展规划》中提出，到2020年，风力发电装机容量为3000万千瓦，而对太阳能，也就是光伏发电提出的目标也只有200万千瓦。而与光伏发电相比，太阳那热发电的示范站才刚起步，离实际的规模应用面临着更长的路要走。

    （2）激励政策不够

    像太阳能这样的可再生能源，在其发展初期，由于资因素存在，与传统的能源发电相比，在技术和市场上根本金投入大、相应的发电技术水平低、成本和上网电价高等没有竞争力；如果使太阳能发电产业得到实际的普及应区域可持续发展的模式用，就需要一些力度适当的激励政策来扶持，这基本是国外所有成功经验的关键之一。

    日本政府对可再生能源利用一直颇为重视，为普及太阳能发电，政府投入大量补贴资金，鼓励家庭购买太阳能发电装置，并将发电卖给电力公司或者政府。在2002年，日本的太阳能发电最已经占到全球总量的46%。

    美国先后在上世纪70—90年代间制定和调整了一批政策法规来促进可再生能源发展，而且这些政策要求严格，可操作性强，与地方政策形成一套紧密配合的体系。

    政府通过减税、生产和投资补贴、电价优惠等经济激励政策，来降低可再生能源产品和相关服务的成本价格，提高市场竞争力。根据美国1978年《能源税收法》的规定，购买太阳能设备的房屋主人，所付金额中头.2000美元的30%和其后8000美元的20%可从当年须交纳的所得税中抵扣，而开发太阳能发电技术投资总额的25%可以从当年的联邦所得税中抵扣。1992年的《能源政策法》又规定对太阳能项目永久减税千分之一。此外，美国联邦和州政府还通过建立可再生能

    源发电配额制、从财政和金融方面给予优惠、制定和推广市场标准规范等措施推来推进可再生能源市场化。

    单就我国的光伏产业而言，就始终没有一个全国统一的国家光伏规划，因此无法全面考虑光伏科学的基础、材料、发展、应用，产业化、市场升发等研究，也无法全面规划光伏产业的发展规模和原材料供应以及光伏市场的培育建设和鼓励政策。

    （3）科研力度不够，技术落后

    发达国家肘太阳能发电技术的研究一直保持者高度重视，以确保占领技术制高点。日本在第一次石油危机的爆发后，采取多种途径来开发可再生能源，每年拨款570多亿日元研究再生能源技术、能源输送与储存技术等。在太阳能的研究和利用上，日本推出了“新刚光计划”，目前它的太阳能技术全球领先。以色列在太阳能利用技术的研究与开发方面，不但受到政府、研究机构和企业的高度重视，还与欧荑等国家和地区有着广泛的合作关系，使以色列在此领域一直保持世界领先水平。美国在太用能光电技术发展与应用过程中，政府和民间重视研究、开发和推广新技术以降低经济成本。除了政府资助研发，还建立了数目可观的技术商品化示范项目。依靠强有力的技术支撑，美国太阳能技术逐年提高。近年来，美国太阳能产业西会拟订了一项到20.30年的太阳能产业发展计划——“我们未来的太阳能”，该计划建议加大对太阳能研发力度，中国可持续发展研究会2006学术年会提升到2.5亿美元、强化太阳能利用关键技术系统研究、支持有突出表现以及

    降低系统成本的高风险项目研发、增强企业和大学以及国家实验室之间的关系，以促进太阳能的制造与产品科技合作研发。

    与之相比，我国对太阳能发电研究的重视程度远远不够，技术上还很落后。目前世界上应用最广泛的太阳能电池是晶体硅太阳能电池，而生产晶体硅太阳能电池的原材料一一高纯度多晶硅在我国却极度短缺：中国工程院的专家调查，2005年我国光伏产业需求的多晶硅为2691吨，而2004年我国多晶硅的产量只有6D吨，因此绝大部分需要依赖进口填补喁Ｊ。高纯度多晶硅销售和制造几乎全部被全球的七大公司控制，他们既不合作也不合资，技术完全封闭；全球踮%的光伏组件和光伏电池的生产集中于12家国际大公司，其中日本占全球的52%，欧洲占26%，美国占12%。不仅如此，国内高纯硅生产至今还是空白。因此，我国太阳能产业的高端技术亟待突破，如果无法突破材料瓶颈，就将直接导致发电成本居高不下。

    由于德国光伏发电最近几年的爆发性增长，我国光伏企业生产的太阳能发电产品大约九成以上是出口。表面上看来是由于太阳能电池成本过高，暂不适于国内广泛应用，而造成这一现象直接原因在于技术跟不上，原材料受控。这种进口和出口基本上都依赖国外市场的现状，形成了国内光伏产业独特的“两头在外”现象。随着光伏生产扩产的加速，德国市场将于2007年前后达到饱和并开始出口，而作为全球光伏产业的三巨头之一.日本光伏生产一直保持出口强势，美周的光伏生产也是自给之后略有盈余。如果不致力于太阳能发电的深入研究、提高应用技术，不大力发展研究国内潜力巨大但却滞后的光伏市场，那么我国光伏产业只能是纸上谈兵。

    四、中国太阳能发电即将步入普及应用

    国内首座普及型光伏电站将在江苏如东洋口港开建，该项目建设成本和发电成本只有多晶硅电池的40%左右

    对降低光伏发电成本、推广太阳能有着标志意义的国内首座普及型光伏电站即将现身江苏如东。昨天，已投产国内最大非晶硅太阳能薄膜电池生产线的光伏企业——南通强生光电董事长沙晓林在上海宣布，该公司即将在如东洋口港建设这一电站，此举标志着我国太阳能光伏发电进入实质性普及型应用新阶段。

    据介绍，洋口港非晶硅光伏并网电站容量达1兆瓦，使用非晶硅薄膜电池1.6万片，共40个方阵，占地30亩。装机容量1000千瓦，年平均上网电量约115万千瓦时。该项目由强生光电与如东县开发建设总公司共同出资建设，总投资2800万元。

    有关数据显示，到2007年，中国太阳能电池的年产量已突破3000兆瓦。但中国光伏产品的原材料主要依赖进口，产品主要依赖出口，90%中国生产的光伏产品都出口到欧洲、美国、日本等国外市场。到目前为止，我国太阳能光伏发电累计只有100兆瓦，2007年国内市场仅消化了20兆瓦，主要是一些离网型太阳能光伏示范项目，真正并网型的太阳能光伏市场远未形成。

    专家指出，中国太阳能光伏产品国内市场尚未启动的原因主要是光伏发电的成本很高，目前光伏电每度是5-6元，和普通电价格相比，相差十多倍，国内市场还不能承受。

    而位于如东的这座光伏电站采用最新非晶硅薄膜电池，使建设所需的主体材料和综合成本大为下降，项目建设成本和发电成本只有多晶硅电池的40%左右。目前，在国外建设1兆瓦光伏电站需要投资800万美元，国内运用晶体硅电池建设的1兆瓦光伏电站示范项目投资额达6500万元人民币，而这座1兆瓦并网电站成本仅为2800万元。

    “随着薄膜电池转换率提升和生产成本的进一步降低，两年后，1兆瓦电站的成本有望降至2000万元以下，三年后降至1500万元，为目前常规项目三分之一和四分之一。低成本电站的建设，将使每度上网电价逐步降低至1元人民币。”沙晓林说。

    值得注意的是，相比晶体硅电池，非晶硅薄膜电池更适合用于高温、荒漠地带使用和建设光伏电站。

    为此，强生光电已作出规划，今后几年中分别在内蒙古、西藏、新疆、青海、甘肃、贵州、陕西、四川等边远地区建立一批1兆瓦至5兆瓦的大型光伏电站，促进和推动太阳能在中国全面普及及应用。

    不过，光伏产业能否在中国尽快进入普及型、实用型阶段，根本上取决于政府政策。沙晓林指出，国家应尽快出台有效的太阳能市场激励政策，建议仿效德国、西班牙、意大利等国家的做法，采用电价补贴、均电分摊的办法，使中国的企业和个人大家都分摊0.5-1分人民币的太阳能发电成本。

    五、2013-2014年中国太阳能发电成本预与常规发电的相当

    自我国上个世纪80年代光伏工业起步以来，太阳能电池成本持续下降，到2014年，我国太阳能光伏发电成本有望降至１元/千瓦时（ｋＷｈ）左右，达到或接近常规发电成本。

    随着世界电子技术的突飞猛进，太阳能电池的产量逐年递增。自2000年以来，全球太阳能电池产量年增幅是20世纪90年代的2倍。与此同时，技术水平也在不断提高，生产规模不断扩大，组件成本大幅下降。

    1977年，我国太阳能电池发电成本高达200元/千瓦时；20世纪80年代，我国光伏工业开始起步，太阳能电池发电成本降至40元/千瓦时至45元/千瓦时；到2000年底，我国单晶硅太阳能电池发电成本为42元/千瓦时至47元/千瓦时，非晶硅太阳能电池发电成本为23元/千瓦时至25元/千瓦时。目前，我国太阳能电池的成本为10元/千瓦时至75元/千瓦时。2014年，我国太阳能光伏电池的发电成本降到1元/千瓦时左右，达到或接近常规发电成本价格。

    在全球太阳能电池价格一路走低的同时，水电、火电的价格由于燃料短缺、环境污染、原料运输费用上涨等种种原因，正在逐步升高。到2020年，随着各项技术突破，太阳能光伏发电成本将会降到6美分/千瓦时，从而使太阳能光伏发电拥有完全取代石化燃料发电的经济基础和商业价值。

    六、2020年后中国将大规模发展太阳能发电

    可再生能源“十二五”规划的征求意见稿中对屋顶光伏系统的建设目标作了具体设定：2015年计划达到300万kW，2020年则计划达到2500万kW。

    政府不仅力推集中的光伏电站的发展，还将大规模推动分散的太阳能屋顶电站的发展，如果这一系列举措得以实现，那么国内的太阳能发电市场将会大规模启动，太阳能发电产业将会获得高速发展。

    在此带动之下，国内从事屋顶太阳能电站系统集成及光伏组件和硅片材料的相关公司将集中受益。同时，屋顶电站的大规模开建也意味着众多开发中小型光伏应用系统的公司将迎来较多市场机遇。因此，在这些因素的带动下，光伏全行业或再现较高速增长。

    据了解，太阳能屋顶电站相比风力、生物质能等分布式能源系统具有更大优点，能够对电网起到补充作用。