光伏分布式應用的展望范文

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《電器工業》2014年第四期

一、光伏產業面臨的機遇與挑戰

用電量數據能夠解釋GDP很大部分，總理曾經在任職遼寧書記的時候，分析了當時遼寧省經濟狀況，并以此為基礎，英國經濟學人雜志，2010年正式推出克強指數，這個指數受到了包括花旗銀行在內的眾多國際機構的認可，我國用電量用GDP呈正相關關系，且數據高度一致。因此可以利用GDP走勢來預測用電量的需求。假設2014年~2020年民意GDP增速保持不變，全社會用電量將會保持10%~15%的年增長率，預計到2020年中國能源需求將會翻一番，如果10%的電力由光伏供應的話，屆時將需要1000GW的裝機容量。

中電聯統計數據顯示，2013年我國煤電占電源總裝機的67%，是世界上煤電比重最高的國家。煤炭利用不僅帶來了大量的二氧化碳排放，同時也是霧霾天氣的主要元兇。我國大面積霧霾最主要的原因是巨大的煤炭消費量和大量煤炭長期積累的必然結果，煤炭消費排放的二氧化硫，氮氧化物及煙塵，是形成PM2.5最重要的污染物，世界上一半的煤炭都在中國燃燒，在我國煤炭的消費中，大約有一半是用來發電的，雖然目前的燃煤發電減排技術已經相當成熟，但是由于煤炭消費的基數過于龐大，導致了每年的溫室氣體排放量依然高得驚人。目前，僅燃煤發電排放的二氧化硫和氮氧化物幾乎占到總排量的一半以上。煤電比重同樣較大的德國，依靠大力發展的光伏風電等清潔能源，成功擺脫了空氣污染的困擾，通過清潔能源代替部分煤電，德國的煤電占比從1990年的57%下降到2012年的45%。作為歐洲空氣污染曾經最嚴重的重災區，德國魯爾工業區已經重見藍天，并成為著名的旅游城市。目前德國可再生能源發電比重占到22%，其中光伏發電占全部發電量的5%，德國政府還計劃到2020年，關閉所有的核電站。目前核電占比大概是16%，屆時將由可再生能源所替代。

通過新能源數據顯示，煤電發電成本逐年攀升，全球煤電發電成本在過去四年里增長了67%，計算煤電成本時除了經濟成本，還應該考慮燃煤對環境帶來的污染而引起的治污成本，霧霾已經危急中國經濟社會發展，持續的霧霾給中國造成了較大的經濟損失，亞洲開發銀行與清華大學了邁向發展可持續未來，中國環境報告稱，中國空氣污染在2012年給中國經濟造成的損失是19734億元，以煤電成本每年2%遞增，光伏度電成本以每年7%遞減為例，2016年可實現煤電非市場化替代，替代價格每度電0.78元人民幣，如果只考慮到煤電經濟成本，到2020年可實現光伏對煤電市場化替代，屆時替代價格大約每度電0.5元人民幣。盡管目前的光伏發電成本高于風電和生物質能中的垃圾發電，但是風電和垃圾發電成本目前也已經接近極限，光伏發電成本卻在一直快速地呈現出下降的趨勢，光伏發展前途取決于其發展成本能否持續降低，使其在可再生能源發電中具有領先的優勢。

光伏轉化效率的持續提升也是一個挑戰。光伏組件轉化效率是影響光伏發電系統成本的最重要的因素，經濟數據表明，轉化效率每提升1%，光伏發電系統成本大約下降7%~8%，專家普遍預測，常規晶硅電池效率提升也已經接近極限，CIGS、地化膜產業化技術發展非常迅速，地化膜轉化效率每年都有0.5%~1%的提升，CIGS每年也保持了提升1個百分點，未來幾年薄膜電池轉化效率將繼續保持較為快速的增長態勢。在今年CIGS薄膜電池組件轉化效率就將超過常規的多晶硅組件，組件成本將進一步降低，產品的性價比將在市場中更加具有競爭優勢。

二、光伏分布式應用發展趨勢

分布式應用將成為光伏發展的應用方式。與傳統發電相比，光伏發電的優勢是分布式，而分布式發電的最大優勢是不需要集中并網。因此，小型模塊化，分散式布置在用戶附近的高效可靠的分布式單元，將成為未來能源利用的主要方式。中國可供發展分布式發電的資源很多，根據預測，到2020年，全國屋頂建筑面積將超過9億平方米，為光伏建筑一體化的應用提供了廣闊的市場空間，如果將全國建筑物屋頂的10%，立面的15%都安裝上光伏發電系統的話，到2020年光伏建筑一體化潛在的市場規模就有1000GW，可直接拉動10萬億元以上投資，間接帶動投資消費30萬億元，目前技術和經濟可行性都已經具備，但是相關標準制定還比較滯后，從而制約了我國光伏建筑一體化市場大規模應用。國家能源局領導在一次光伏企業座談會上指出，分布式光伏發電是最有前途的，光伏建筑一體化是未來光伏應用的主要市場。太陽能電池組件應用，一是大規模集中發電，二是小規模的分布式發電，三是B2C，就是一些小產品的應用。大規模集中發電，主要是指建設的地面光伏電站，需要占用大量的土地，同時需要并網。土地資源稀缺和并網難，是最大的制約因素。而小規模分布式發電，指的是屋頂的電站和建筑立面電站，也就是通常所說的BIPV和BAPV等光伏建筑一體化。我國東南沿海省份光照資源比較充分，用電負荷比較高，由于經濟相對比較發達，導致土地資源比較緊缺，土地成本也相對較高，從而制約了地面電站的開發與建設，我國西北省份光照資源也非常得好，閑置土地資源目前來看相對充裕一些，但短期來看并網還存在一定困難。同時由于遠途傳輸導致送出成本相對較高，西部土地的建設成本也將越來越高。因此中國光伏產業發展的根本出路，筆者認為是在光伏建筑一體化上，企業、居民可以自發自用，多余上網，國家在關于促進光伏產業健康發展的若干條件中明確指出，未來將重點推廣分布式發電系統。

薄膜化與柔性化是光伏分布式應用的發展趨勢，從前面分析當中可以得出這樣的結論，未來主要的光伏發電市場是在光伏建筑上進行應用，就是EAPV和EIPV，所以產品必須適應并滿足市場的需求，根據市場的需求分析，薄膜化和柔性化將成為光伏分布式應用的發展趨勢。就BIPV建筑立面建設電站而言，薄膜電池更是占有得天獨厚的技術優勢，尤其是在東南西三個太陽廣可照射的立面上。實踐證明薄膜電池與其他產品相比，具有六個方面的應用優勢，第一個是無污染，即良好的溫度特性。薄膜組件工作溫度在60~70℃情況下，它的發電量比晶體硅要多出10%~12%。二是良好的弱光響應。三是環境適應性比較強，包括風沙條件下，薄膜電池也會比晶硅電池發電量多出2%。四是薄膜電池相對晶硅而言，它的能源回收期比較短。五是具有美觀和透光性，包括家里面、辦公室有窗戶的地方都可以安裝。六是應用范圍比較廣，薄膜電池能夠加工成柔性組件，它的重量也比較輕，在光伏建筑應用和應用領域具有獨特的優勢。尤其是在屋頂建設光伏發電系統，目前全國有數量巨大的工業廠房可以用于建設屋頂的光伏電站，但是大部分工業廠房的屋頂都為輕鋼屋頂，由于受到屋頂荷載的制約，而不能大規模開發利用，以我國華南地區為例，工業廠房屋頂荷載一般要求每平方米小于15公斤，而常規組件光伏系統荷重都達到每平方米30公斤，只有薄膜組件光伏系統荷重小于平每平方米5公斤，因此柔性化的薄膜化電池將給光伏產業帶來革命性發展，并將從根本上改變人類的生活方式，它的歷史意義不亞于互聯網的出現。柔性化薄膜電池重量輕，具有可塑性，可以根據建筑物形狀進行鋪裝，在使用上無需支架，安裝的時候也不會破壞屋頂原有結構，解決了屋頂負荷不足和分荷載的問題，同時柔性薄膜電池的應用，在雨傘、行李箱、隨身手帶、公文包、手機、交通工具、汽車、飛機上都有很多應用。

三、結束語

以太陽能為代表的新能源，它的核心競爭方式與傳統的能源正好是相反的，它已經不是資源的競爭，而是核心技術的競爭，誰掌握了核心技術，誰就掌握了能源。近些年來，漢能集團始終致力于發展新能源產業，先后從德國、美國并購了全球領先的薄膜太陽能企業，其戰略就是通過自主創新和技術并購，在全球范圍內進一步整合薄膜太陽能工藝技術路線，繼續保持技術和成本領先，為中國的光伏產業發展貢獻力量。2014年2月，漢能憑借全球領先的薄膜光伏技術和獨特的創新理念，被美國麻省理工學院評為全球最具創新力企業之一，這不僅是對漢能高科技、能源創新發展模式，以及漢能薄膜光伏技術的認可，也是對薄膜光伏是今后光伏產業的發展方向的認可。今天新能源已不再是傳統能源的補充，而是一種替代，到2035年全球將會有50%的傳統能源被新能源所替代。屆時，世界上將不會再為爭奪能源而發生戰爭，人類也將進入生態文明與大自然和諧相處的時代。

作者：馮電波單位：漢能控股集團