光伏分布式應(yīng)用的展望范文

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《電器工業(yè)》2014年第四期

一、光伏產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

用電量數(shù)據(jù)能夠解釋GDP很大部分，總理曾經(jīng)在任職遼寧書記的時(shí)候，分析了當(dāng)時(shí)遼寧省經(jīng)濟(jì)狀況，并以此為基礎(chǔ)，英國經(jīng)濟(jì)學(xué)人雜志，2010年正式推出克強(qiáng)指數(shù)，這個(gè)指數(shù)受到了包括花旗銀行在內(nèi)的眾多國際機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，我國用電量用GDP呈正相關(guān)關(guān)系，且數(shù)據(jù)高度一致。因此可以利用GDP走勢來預(yù)測用電量的需求。假設(shè)2014年~2020年民意GDP增速保持不變，全社會(huì)用電量將會(huì)保持10%~15%的年增長率，預(yù)計(jì)到2020年中國能源需求將會(huì)翻一番，如果10%的電力由光伏供應(yīng)的話，屆時(shí)將需要1000GW的裝機(jī)容量。

中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年我國煤電占電源總裝機(jī)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(shí)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(fèi)量和大量煤炭長期積累的必然結(jié)果，煤炭消費(fèi)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(fèi)中，大約有一半是用來發(fā)電的，雖然目前的燃煤發(fā)電減排技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是由于煤炭消費(fèi)的基數(shù)過于龐大，導(dǎo)致了每年的溫室氣體排放量依然高得驚人。目前，僅燃煤發(fā)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(fā)展的光伏風(fēng)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(jīng)最嚴(yán)重的重災(zāi)區(qū)，德國魯爾工業(yè)區(qū)已經(jīng)重見藍(lán)天，并成為著名的旅游城市。目前德國可再生能源發(fā)電比重占到22%，其中光伏發(fā)電占全部發(fā)電量的5%，德國政府還計(jì)劃到2020年，關(guān)閉所有的核電站。目前核電占比大概是16%，屆時(shí)將由可再生能源所替代。

通過新能源數(shù)據(jù)顯示，煤電發(fā)電成本逐年攀升，全球煤電發(fā)電成本在過去四年里增長了67%，計(jì)算煤電成本時(shí)除了經(jīng)濟(jì)成本，還應(yīng)該考慮燃煤對環(huán)境帶來的污染而引起的治污成本，霧霾已經(jīng)危急中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，持續(xù)的霧霾給中國造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失，亞洲開發(fā)銀行與清華大學(xué)了邁向發(fā)展可持續(xù)未來，中國環(huán)境報(bào)告稱，中國空氣污染在2012年給中國經(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)煤電非市場化替代，替代價(jià)格每度電0.78元人民幣，如果只考慮到煤電經(jīng)濟(jì)成本，到2020年可實(shí)現(xiàn)光伏對煤電市場化替代，屆時(shí)替代價(jià)格大約每度電0.5元人民幣。盡管目前的光伏發(fā)電成本高于風(fēng)電和生物質(zhì)能中的垃圾發(fā)電，但是風(fēng)電和垃圾發(fā)電成本目前也已經(jīng)接近極限，光伏發(fā)電成本卻在一直快速地呈現(xiàn)出下降的趨勢，光伏發(fā)展前途取決于其發(fā)展成本能否持續(xù)降低，使其在可再生能源發(fā)電中具有領(lǐng)先的優(yōu)勢。

光伏轉(zhuǎn)化效率的持續(xù)提升也是一個(gè)挑戰(zhàn)。光伏組件轉(zhuǎn)化效率是影響光伏發(fā)電系統(tǒng)成本的最重要的因素，經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)表明，轉(zhuǎn)化效率每提升1%，光伏發(fā)電系統(tǒng)成本大約下降7%~8%，專家普遍預(yù)測，常規(guī)晶硅電池效率提升也已經(jīng)接近極限，CIGS、地化膜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展非常迅速，地化膜轉(zhuǎn)化效率每年都有0.5%~1%的提升，CIGS每年也保持了提升1個(gè)百分點(diǎn)，未來幾年薄膜電池轉(zhuǎn)化效率將繼續(xù)保持較為快速的增長態(tài)勢。在今年CIGS薄膜電池組件轉(zhuǎn)化效率就將超過常規(guī)的多晶硅組件，組件成本將進(jìn)一步降低，產(chǎn)品的性價(jià)比將在市場中更加具有競爭優(yōu)勢。

二、光伏分布式應(yīng)用發(fā)展趨勢

分布式應(yīng)用將成為光伏發(fā)展的應(yīng)用方式。與傳統(tǒng)發(fā)電相比，光伏發(fā)電的優(yōu)勢是分布式，而分布式發(fā)電的最大優(yōu)勢是不需要集中并網(wǎng)。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(fā)展分布式發(fā)電的資源很多，根據(jù)預(yù)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(yīng)用提供了廣闊的市場空間，如果將全國建筑物屋頂?shù)?0%，立面的15%都安裝上光伏發(fā)電系統(tǒng)的話，到2020年光伏建筑一體化潛在的市場規(guī)模就有1000GW，可直接拉動(dòng)10萬億元以上投資，間接帶動(dòng)投資消費(fèi)30萬億元，目前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性都已經(jīng)具備，但是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(guī)模應(yīng)用。國家能源局領(lǐng)導(dǎo)在一次光伏企業(yè)座談會(huì)上指出，分布式光伏發(fā)電是最有前途的，光伏建筑一體化是未來光伏應(yīng)用的主要市場。太陽能電池組件應(yīng)用，一是大規(guī)模集中發(fā)電，二是小規(guī)模的分布式發(fā)電，三是B2C，就是一些小產(chǎn)品的應(yīng)用。大規(guī)模集中發(fā)電，主要是指建設(shè)的地面光伏電站，需要占用大量的土地，同時(shí)需要并網(wǎng)。土地資源稀缺和并網(wǎng)難，是最大的制約因素。而小規(guī)模分布式發(fā)電，指的是屋頂?shù)碾娬竞徒ㄖ⒚骐娬荆簿褪峭ǔＫf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(fù)荷比較高，由于經(jīng)濟(jì)相對比較發(fā)達(dá)，導(dǎo)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(fā)與建設(shè)，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(wǎng)還存在一定困難。同時(shí)由于遠(yuǎn)途傳輸導(dǎo)致送出成本相對較高，西部土地的建設(shè)成本也將越來越高。因此中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本出路，筆者認(rèn)為是在光伏建筑一體化上，企業(yè)、居民可以自發(fā)自用，多余上網(wǎng)，國家在關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干條件中明確指出，未來將重點(diǎn)推廣分布式發(fā)電系統(tǒng)。

薄膜化與柔性化是光伏分布式應(yīng)用的發(fā)展趨勢，從前面分析當(dāng)中可以得出這樣的結(jié)論，未來主要的光伏發(fā)電市場是在光伏建筑上進(jìn)行應(yīng)用，就是EAPV和EIPV，所以產(chǎn)品必須適應(yīng)并滿足市場的需求，根據(jù)市場的需求分析，薄膜化和柔性化將成為光伏分布式應(yīng)用的發(fā)展趨勢。就BIPV建筑立面建設(shè)電站而言，薄膜電池更是占有得天獨(dú)厚的技術(shù)優(yōu)勢，尤其是在東南西三個(gè)太陽廣可照射的立面上。實(shí)踐證明薄膜電池與其他產(chǎn)品相比，具有六個(gè)方面的應(yīng)用優(yōu)勢，第一個(gè)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(fā)電量比晶體硅要多出10%~12%。二是良好的弱光響應(yīng)。三是環(huán)境適應(yīng)性比較強(qiáng)，包括風(fēng)沙條件下，薄膜電池也會(huì)比晶硅電池發(fā)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(yīng)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(yīng)用和應(yīng)用領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢。尤其是在屋頂建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，目前全國有數(shù)量巨大的工業(yè)廠房可以用于建設(shè)屋頂?shù)墓夥娬荆谴蟛糠止I(yè)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(guī)模開發(fā)利用，以我國華南地區(qū)為例，工業(yè)廠房屋頂荷載一般要求每平方米小于15公斤，而常規(guī)組件光伏系統(tǒng)荷重都達(dá)到每平方米30公斤，只有薄膜組件光伏系統(tǒng)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(chǎn)業(yè)帶來革命性發(fā)展，并將從根本上改變?nèi)祟惖纳罘绞剑臍v史意義不亞于互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)。柔性化薄膜電池重量輕，具有可塑性，可以根據(jù)建筑物形狀進(jìn)行鋪裝，在使用上無需支架，安裝的時(shí)候也不會(huì)破壞屋頂原有結(jié)構(gòu)，解決了屋頂負(fù)荷不足和分荷載的問題，同時(shí)柔性薄膜電池的應(yīng)用，在雨傘、行李箱、隨身手帶、公文包、手機(jī)、交通工具、汽車、飛機(jī)上都有很多應(yīng)用。

三、結(jié)束語

以太陽能為代表的新能源，它的核心競爭方式與傳統(tǒng)的能源正好是相反的，它已經(jīng)不是資源的競爭，而是核心技術(shù)的競爭，誰掌握了核心技術(shù)，誰就掌握了能源。近些年來，漢能集團(tuán)始終致力于發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，先后從德國、美國并購了全球領(lǐng)先的薄膜太陽能企業(yè)，其戰(zhàn)略就是通過自主創(chuàng)新和技術(shù)并購，在全球范圍內(nèi)進(jìn)一步整合薄膜太陽能工藝技術(shù)路線，繼續(xù)保持技術(shù)和成本領(lǐng)先，為中國的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。2014年2月，漢能憑借全球領(lǐng)先的薄膜光伏技術(shù)和獨(dú)特的創(chuàng)新理念，被美國麻省理工學(xué)院評(píng)為全球最具創(chuàng)新力企業(yè)之一，這不僅是對漢能高科技、能源創(chuàng)新發(fā)展模式，以及漢能薄膜光伏技術(shù)的認(rèn)可，也是對薄膜光伏是今后光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向的認(rèn)可。今天新能源已不再是傳統(tǒng)能源的補(bǔ)充，而是一種替代，到2035年全球?qū)?huì)有50%的傳統(tǒng)能源被新能源所替代。屆時(shí)，世界上將不會(huì)再為爭奪能源而發(fā)生戰(zhàn)爭，人類也將進(jìn)入生態(tài)文明與大自然和諧相處的時(shí)代。

作者：馮電波單位：漢能控股集團(tuán)