中国光伏发电的现状和展望.docx
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中国光伏发电的现状和展望
中国光伏发电的现状和展望
一、中国光伏发电的战略地位
1.1中国的能源资源和可再生能源现状和预测；
不管从世界依旧从中国来看，常规能源差不多上专门有限的，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。
图一给出了世界和中国要紧常规能源储量预测。
图1、世界和中国主要常规能源储量预测（赵玉文）
从长远来看，可再生能源将是以后人类的要紧能源来源，因此世界上多数发达国家和部分进展中国家都十分重视可再生能源对以后能源供应的重要作用。
在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是进展最快的，世界各国都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的进展方向。
依照欧洲JRC的预测，到2030年太阳能发电将在世界电力的供应中显现其重要作用，达到10%以上，可再生能源在总能源结构中占到30%；2050年太阳能发电将占总能耗的20%,可再生能源占到50%以上，到本世纪末太阳能发电将在能源结构中起到主导作用。
图二是欧洲JRC的预测。
图2、低界能源发展趋势（PVNET2003）
中国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。
2003年能源消费总量约为16.8亿吨，比2002年增长13%,其中：
煤炭占67.1%、石油占22.7%、天然气占2.8%、水电等占7.3%,石油进口达到9700万吨。
由于能源需求的强劲增长，煤炭在能源消费结构中的比例有所提高,比2002年提高1个百分点。
图三给出了我国2003年一次能源消费构成O
CorrpositionofEnergyConsurrption（2003）
袒源消员构成（2003年）
■cxl（煤炭）
口oilC石油）
口naturalg:
as<尺然气）
□hydropowerandother
〈水电及其他〉
图4、2003年中国一次能源消费比例（史立山）
我国政府重视可再生能源技术的进展，要紧有水能、风能、生物质
能、太阳能、地热能和海洋能等。
我国目前可再生能源的进展现状如下:
水能：
我国经济可开发的水能资源量为3.9亿千瓦，年发电量1.7万亿千瓦时，其中5万千瓦及以下的小水电资源量为1.25亿千瓦。
到
2003年底，我国已建成水电发电装机容量9000万千瓦，其中小水电容量3000万千瓦。
风能：
我国濒临太平洋，季风强盛，海岸线长达18000多公里，内陆还有许多山系，改变了气压的分布，形成了分布专门广的风能资源。
依照全国气象台风能资料估算，我国陆地可开发装机容量约2.5亿千瓦，海上风能资源量更大，可开发装机容量在7.5亿千瓦，总共可开发装机容量10亿千瓦。
目前全国已建成并网风力发电装机容量57万千瓦，此外，还有边远地区农牧民使用的小型风力发电机约18万台，总容量约3.5万千瓦。
太阳能：
目前太阳能利用方式要紧有热利用和光电利用两种，到
2003年底，全国已安装光伏电池约5万千瓦，要紧为边远地区居民及交通、通讯等领域提供电，现在已开始进行并网光伏发电系统的试验和示范工作。
全国已有太阳光伏电池及组装厂10多家，制造能力超过2万千瓦。
到2003年底，全国太阳热水器使用量为5200万平方米，约占全球使用量的40%,年生产量为1200万平方米。
生物质能：
生物质能要紧有农、林生产及加工废弃物、工业废水和都市生活垃圾等。
目前，全国农村已有户用沼气池1300多万口，年产沼气约33亿立方米；大中型沼气工程2200多处，年产沼气约12亿立方米；生物质发电装机容量200多万千瓦。
其它可再生能源：
除上述水能、风能、太阳能、生物质能外，还有地热能、海洋能等可再生能源资源。
目前所占比例不大。
我国目前新技术利用可再生能源（不含传统秸秆燃烧和5万千瓦以上的大水电）总量为5000万吨标煤，占能源消耗总量3%。
可再生能源是可循环利用的清洁能源，是满足人类社会可持续进展需要的最终能源选择。
目前，小水电、风电、太阳热水器和沼气等可再生能源技术差不多成熟，生物质供气和发电技术也接近成熟，具有宽敞的进展前景。
可能今后20-30年内，可再生能源将逐步从微小地位走向能源主角，将对经济和社会进展做出重大贡献。
我国可再生能源2010,
2020直至2050年的进展预测如下:
公历年
2003
2010
2020
2030
2050
能源总呈（亿吨标煤）
16.8
20
30
-10
60
小水电（万千瓦）
3000
5000
7500
10000
20000
年发电呈（亿干瓦时）
960
1600
2400
3200
6400
相当于（亿吨标煤）
0.34
0.56
0.84
1.12
2.24
风电（万千瓦）
60.5
400
2000
5000
10000
年发电昼（亿千•瓦时）
12.7
84
420
1050
2100
相当干（亿吨标煤）
0.0044
0.03
0.15
0.37
0.74
生物质发电（万千瓦）
200
1000
2000
5000
10000
年发电绘（亿T•瓦时）
100
500
1000
2500
5000
相当于（亿吨标煤）
0.035
•0.18
0.35
0.S8
1.75
沼气（亿立方米）
45
100
250
300
1000
相当于（亿吨标煤）
0.036
aos
0.20
0.24
O.SO
光热（万平方米）
5200
10000
27000
50000
LOOOOO
相当于（亿吨标煤）
0.062
0.12
0.32
0.6
1.2
光电（万千瓦）
5.5
50
3000
4000
10000
年发电址（亿千瓦时）
0.55
7.5
390
540
1400
相当于（亿吨标煤）
0.0002
0.0027
0.14
0.19
Q.49
其它f亿吨标煤）
0・027
0.087
1.00
2.60
4.7S
合计（亿吨标煤）
0.504
1.0
3
6
12
可再生能源比例（％）
$
A
10
15
20
*:
按照］KWh=350克标煤折算
表2、各种发电形式的年利用小时数比较（李俊峰、顾树华）:
发电形式
年有效'利用小时数（小时）
煤电
5000
核电
6000
气电
4000
大水电
5500
小水电
3000
生物质发电
5000
风电
2100
光电
井网1300.离网1100
1.2中国电力现状和以后电力缺口分析
中国的电力供应在2000年往常不紧张，2001年以后，由于经济进展迅猛，电力需求以每年超过20%的速度增长，2003年全国出现电力供应严峻不足的现象，电力供应的紧张情况在今后2—3年内可不能缓解。
2002年全国电力装机35657万千瓦，煤电占74.5%,发电16542亿千瓦时，煤电占81.7%。
下表给出了2002年我国电力装机和发电情况：
表3、2002年中国电力装机和发电情况（电力科学院）
发电方式
装机容量（万千瓦）
发电轨（亿千瓦时）
容S
山总分比
电©
占总虽戸分比
（万千H>
<%）
（亿F兀时〉
（%）
火电
26551
715
1352-2
S1.7
水电
3607
24.1
2746
16.6
核电
446
L.25
26&
1.6
总计
35657
ICO
16542
100
按照目前的经济进展趋势和中国的资源情况，2010年和2020年
的电力供应单靠传统的煤、水、核是不够的，尚存在一定的缺口，需要由可再生能源发电来填补。
年
煤
水
核
缺口
总计
2010
100
135
12.5
37
584.5
68.40%
23.10%
2.10%
6.40%
100%
2020
592
220
36
102
950
62.30%
23.20%
3・80%
10.70%
100%
表5、2010>2020和2050年中国总电力发展需求预测如下；〈电力科学院）
年度
装机容量（亿千瓦
发电虽｛亿度.
2002
3.57
16542
2010
5.85
27tOO
3020
9.50
44000
2050
20.0
92700
表6、2050年中国发电装机构成预测（电力科学院）
种类
藪机容虽（亿千瓦）
占总址百分比（%>
煤电
10.0
50%
核电
2.4
12%
气电
1.0
5%
大水电
1.6
8%
小水电
2.0
10%
生物质发电
1.0
••驪
可再生能源
风电
1.0
5%
25%
光电
1.0
5%
总计
20.0
100%
二、世界光伏产业现状和进展预测
太阳电池是利用材料的光生伏打效应直接将太阳能变成电能的半导体器件，也称光伏电池ol954年，第一块有用的硅太阳电池（n=6%）与第一座原子能发电站同时在美国诞生，1959年太阳电池进入空间应用，1973年能源危机后逐步转到地面应用。
光伏发电分为独立光伏系统和并网光伏系统。
独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源，阴极爱护，太阳能路灯等各种带有蓄电池的能够独立运行的光伏发电系统。
并网光伏发电系统是与电网相连并向电网馈送电力的光伏发电系统。
目前从技术上能够实现的光伏发电系统并网的方式有：
屋定并网发电系统和沙漠电站系统。
屋顶系统是利用现有建筑的屋顶有效面积，安装并网光伏发电系统，其规模一般在几个kWp到几个MWp不等。
沙漠电站则是在无人居住的沙漠地区开发建设大规模的并网光伏发电系统，其规模从lOMWp到几个GWp的规模不等。
近年来，世界太阳电池年产量迅速增加，连续8年增速在30%左右,2004年的年增长率甚至超过60%,达到1200MW。
图二给出世界历年太
阳电池产量:
a
1988
1990
1992
1955
1996
1997
1998
im
2000
：
001
：
00：
2003
：
004
•它田家
3
4.?
4.6
•忙
9”
9.4
18.7
20.；
23.42
32.6
■•
S3.8
135
■攻洲
6.7
10J
16.4
21.7
20.1
18.8
30.4
33（
60.66
86.38
15?
153.4
□日本
12.§
16,$
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1：
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363,9
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■會计
33#
46.5
575
69.44
77*6
S85
1：
5.8
154.9
：
01.3
：
87.7
390,5
561
7443
1200
图四、世界太阳电池历年产杲（发货量）CPVNET2004）
三、中国光伏发电市场和产业现状
3.1中国太阳电池的市场进展
我国于1958年开始研究太阳电池，于1971年成功地首次应用于我国发射的东方红二号卫星上。
于1973年开始将太阳电池用于地面。
我国的光伏工业在80年代往常尚处于雏形，太阳电池的年产量一直徘徊在10KW以下，价格也专门昂贵。
由于受到价格和产量的限制，市场的进展专门缓慢，除了作为卫星
电源，在地面上太阳电池仅用于小功率电源系统，如航标灯、铁路信号系统、高山气象站的仪器用电、电围栏、黑光灯、直流日光灯等，功率一般在几瓦到几十瓦之间。
在“六五”（1981-1985）和“七五”（1986-1990）期间，国家开始对光伏工业和光伏市场的进展给以支持，中央和地点政府在光伏领域投入了一定资金，使得我国十分微小的太阳电池工业得到了巩固并在许多应用领域建立了示范，如微波中继站、
部队通信系统、水闸和石油管道的阴极爱护系统、农村载波电话系统、小型户用系统和村庄供电系统等。
同时，在“七五”期间，国内先后从国外引进了多条太阳电池生产线，除了一条1MW的非晶硅电池生产线外，其它全是单晶硅电池生产线，使得我国太阳电池的生产能力猛增到4.5MWp/年，售价也由“七五”初期的80元/Wp下降到40元/Wp左右。
九十年代以后，随着我国光伏产业初步形成和成本降低，应用领域开始向工业领域和农村电气化应用进展，市场稳步扩大，并被列入国家和地点政府打算，如西藏“阳光打算”、“光明工程”、“西藏阿里光伏工程”、光纤通讯电源、石油管道阴极爱护、村村通广播电视、大规模推广农村户用光伏电源系统等。
进入21世纪，特不是近3年的“送电到乡”工程，国家投资20亿，安装20MW,解决了我国800个无电乡镇的用电问题，推动了我国光伏市场快速、大幅度增长。
与此同时，并网发电示范工程开始有较快进展，从5kW.10kW进展到100RW以上,2004年深圳世博园1MW并网发电工程成为我国光伏应用领域的亮点。
截止2004年底，我国光伏系统的总装机容量约达到65MWO
深圳、汕头、广州和浙江等地，大量出口太阳能庭院灯，年销售额达5亿之多。
庭院灯用的电池片通常进口，然后用胶封装，工艺简单。
所用电池片每年达6MW之多，是太阳电池应用的一个大户（这部分未入统计）。
3.2中国太阳电池的产业化现状
上世纪七十年代末到八十年代中，我国一些半导体器件厂开始利用半导体工业废次单晶和半导体器件工艺生产单晶硅太阳电池，我国光伏工业进入萌发时期。
八十年代中后期，我国一些企业引进成套单晶硅电池和组件生产设备，以及非晶硅电池生产线，使我国光伏电池/组件总生产能力达到4.5MW,我国光伏产业初步形成。
九十年代初中期，我国光伏产业处于稳定进展时期，生产量逐年稳步增加。
九十年代末我国光伏产业进展较快，设备不断更新。
2003年、2004年在我国《送电到乡》工程及国际市场推动下，一批电池生产线、组件封装线、晶硅锭/硅片生产线相继投产和扩产，使我国光伏产业的能力有大幅度上升，我国光伏产业进入全面快速进展时期。
截止2004年底，我国光伏产业总的年生产能力为：
组件150MW,电池生产67MW,硅锭/硅片生产54MW；生产量约为组件100MW,电池42MW（其中非晶硅4MW）,硅锭/硅片46MW。
最近3年由于《送电到乡》工程和国际市场的推动，我国太阳电池/组件生产迅速增长，2004年的产量是2002年的6倍。
电池和组件性能不断提高，商业化电池效率由八十年代的10-12%提高到12—14%。
太阳电池/组件成本20年来不断降低，售价由八十年代初的65
-70元/Wp降到2003年的24-28元/Wp,2004年由于太阳级硅国际性紧缺，售价又回升到28-32元/Wpo2004年我国太阳电池的实际产量达到50MWp,国内光伏市场消化掉不到lOMWp的光伏组件，产品绝大部分出口到国外。
尽管我国光伏产业进展迅速，产业规模和技术水平都有相应提高。
但同发达国家相比，仍存在专门大差距，如：
专用原材料国产化程度不高，品种不全，差不多实现国产化的材料和部件，其性能比国外偏低，如银、铝浆、EVA等。
组件封装低铁绒面玻璃、TPT尚未投放市场。
光伏产业链上游小、下游大的不平衡状态，其中最严峻的是太阳级多晶硅生产是空白，完全依靠进口。
其它环节的差额部分需要进口，如电池片、硅锭/硅片，配套材料等，如图5所示。
图5截止2004年底我国光伏产业链（晶硅）发展的不平衡状态
产业设备设计水平和制造能力落后。
多晶硅铸造炉、线锯、破锭机完全需要进口；PECVD氮化硅沉积设备、丝网印刷机、电池片分选机、串联焊接机等性能均不能满足现代化生产需要。
这些设备都需要全套引进，等等。
这些差距同研发基础和工业基础薄弱有关。
企业通过引进消化汲取
能够在短时刻内建立起现代光伏产业，但配套的专用材料和设备一时还跟不上，其中太阳级多晶硅材料尤其突出。
国家应组织光伏产业同化工、
升级会员 