关于发展宝安区太阳能光伏产业的思考

1关于发展宝安区太阳能光伏产业的思考——宝安区发展太阳能光伏产业的意义、现状、问题及对策蒋铭章太阳能既是一次性能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。太阳能利用在产业化方面包括两大部分，即太阳能热利用产业和太阳能光伏产业。近20多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。而光伏产业是20世纪80年代后世界上增长最快的高新技术产业之一。对宝安来说，发展太阳能光伏产业不仅符合循环经济理念，还可培育成新的经济增长点。一、太阳能光伏发电的原理和产业发展前景1、太阳能光伏发电的原理和技术太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能转换为电能有两种基本途径：一种是把太阳辐射能转换为热能，即“太阳热发电”，目前以色列的技术最为先进。另一种是通过光电器件将太阳光直接转换为电能，即“太阳光伏发电”，美国、日本和德国的技术居世界前列。（1）光伏发电原理。太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能。太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件，太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应：硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子，就成为带负电的N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子，形成带正电的P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电2势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，空穴由N极往P极移动，电子由P极向N极区移动，形成电流。这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程。（2）光伏发电技术。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电。而通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，因此又称太阳能光伏技术。20世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破，为太阳能利用进入现代产业化发展时期奠定了技术基础：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池；二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。（3）光伏发电设备。光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。光伏发电设备极为精练，可靠稳定寿命长、安装维护简便。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅和薄膜电池等。目前，单晶硅和多晶硅电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算机辅助电源等。由一个或多个太阳能电池组成的太阳能电池板称为光伏组件。由于目前世界上应用最广泛的太阳能电池是晶体硅太阳电池，所以太阳能电池的生产是光伏产业链中最关键的一环。2、太阳能光伏发电的应用领域及产品1954年美国贝尔实验室诞生第一个太阳能电池，20世纪60年代美国采用太阳能电池作为人造卫星能源。至70年代石油能源危机爆发后，太阳能电池开始被应用于民用领域。目前太阳能光伏发电产品主要用于五个方3面：一是用户太阳能电源：（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电；（2）3-5W家庭屋顶并网发电系统。这在发达国家已经大面积推广实施，但我国并网发电还未起步。预计2008年奥运会部分用电将会由太阳能发电提供。（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。二是交通领域：如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守班供电等。三是通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。四是石油、海洋、气象领域：石油管道和水闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。五是太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统：海水淡化设备、卫星、航天器、空间太阳能电站等。3、太阳能光伏发电的特点和缺点（1）太阳能光伏发电的特点：一是太阳能取之不尽、用之不竭。据估算，一年之中投射到地球的太阳能，其能量相当于137万亿吨标准煤所产生的热量，大约为目前全球一年内利用各种能源所产生能量的2万倍。二是太阳能在转换过程中不会污染环境。三是太阳能资源遍及全球，可以分散地、区域性开采。我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源。四是光伏发电是间歇性的，有阳光时才发电，且发电量与阳光的强弱成正比关系。4五、光伏发电是静态运行的，没有运动部件，寿命长，无需或极少需要维护。六是光伏系统模块化，可以安装在靠近电力消耗的地方，在远离电网的地区，可以降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。（2）太阳能光伏发电的缺点：主要是指太阳能资源本身的不稳定。太阳能本身有两个主要缺点：一是能流密度低，只有1W/m2；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点一定程度上限制了太阳能的有效利用。4、太阳能光伏发电的产业发展前景（1）当今世界发展最迅速的高新技术产业之一。据中国科学院电工研究所报告显示，世界光伏发电产业发展非常迅速，最近10年太阳能电池及组件生产的年平均增长率为33%，最近5年的年平均增长率是43%，成为当今世界发展最迅速的高新技术产业之一。据《中国新能源产业年度报告（2006）》预测，2010年我国的光伏发电产品产量可能突破1000兆瓦，成为世界最大的光伏电池生产国。（2）生产自动化程度不断提高，生产规模不断扩大。随着光伏技术不断提高，商品化电池效率由20世纪的10%提高到目前的13%—17%。2003年前10名光伏电池及组件生产商占据总市场份额的85.5%。并网发电在光伏市场中的份额逐年增加并占据主导地位，2003年并网发电的市场份额达到55.5%。2004年世界光伏系统的总装机容量超过4000万千瓦。估计2020年光伏发电在世界电力生产中所占比例将达到1%，2050年达到25%。（3）发电成本不断降低。2003年世界重要厂商的成本为2—2.3美元/瓦，售价2.5—3美元/瓦。2006年降到1.5—2美元/瓦。例如，一台能满足5中国家庭日常电器需要的200W光伏系统，市场价为1500元，太阳能光伏发电成本约为2.8—3元/千瓦时。随着技术进步，估计2015年成本可降到0.5元/千瓦时。二、宝安发展太阳能光伏产业的重要意义和有利条件（一）宝安发展太阳能光伏产业的重要意义1、缓解目前宝安电力紧张的有效途径。一方面我区面临着土地、资源、人口、环境四个方面的“难以为继”，资源紧张特别是供电紧张一直是困饶着宝安经济发展的一个瓶颈。2006年由于省网系统电力供应不足、部分发电厂因机组检修等原因，我区电力供应缺口大增，7、8月份最高负荷需求420万千瓦，缺口100万千瓦。充分利用太阳能光伏发电，在一定程度上可有效缓解我区电力供应紧张的局面。2、发展光伏产业是宝安产业升级的方向之一。宝安区四届一次党代会提出，要“重点发展电子信息业、新型装备制造业、现代物流业、循环经济产业和文化产业等五大支柱产业，打造高新技术与先进制造业基地、生产性服务业基地、开放性经济基地和生态旅游基地。”而发展太阳能光伏产业是循环经济产业的重要内容，发展太阳能光伏产业必将是宝安产业升级的方向之一。3、培育新的经济增长点的优化选择。光伏发电是一种最理想的可再生能源，全世界都在加紧开发太阳能光伏发电技术。可以说，发展光伏产业是人类可持续发展战略中最核心的内容之一。光伏发电产业也是当今世界发展最迅速的高新技术产业之一，这对进一步提升我区的高新技术产业、培育新的经济增长点具有重要意义。6（二）宝安发展太阳能光伏产业的有利条件1、独特的气候优势。宝安区地处南海之滨，属南副热带季风气候，长夏短冬，阳光充足，气候宜人。若以气候寒暖为具体指标来划分宝安区的四季，则春季有76天，夏季有185天，秋季有80天，冬季只有24天。宝安区太阳辐射量丰富，年太阳辐射量为5225兆焦耳/平方米，年日照时数1975.0个小时，年日照百分率达47%，年平均气温22.3℃。宝安区独特的气候条件为发展太阳能光伏产业提供了广阔的市场空间。2、雄厚的技术和广阔的市场基础。宝安区已经有40多家从事太阳能利用的生产企业，初步形成一批自主品牌的知名企业，如珈伟、雄日、晴尔、拓日等。此外，内外资企业之间形成了比较完整、高度配套的各行业的产业链条，为太阳能光伏产业的起步和发展奠定了雄厚的物质技术基础。3、及时的政策促进。2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》规定：“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统”。国家还积极推动国际太阳能的发展，并积极申办了世界太阳能大会。根据深圳市“十一五”期间“太阳能建筑一体化”实施计划，将新建200万平方米的太阳能光热示范项目、100万平方米太阳能光电示范项目。并启动了建筑项目包括侨香村、招商海运大厦、万科中心等共16个，另有创意和嘉普通两个产业示范基地。4、发展循环经济大环境下的有力推动。李鸿忠书记在2006年全国人大广东代表团审议政府工作报告会议上提出发展循环经济，在发展循环经济的产业创新中，首次提出推广太阳能利用。《深圳经济特区循环经济促进7条例》中对资源的循环利用制定了一系列支持与鼓励措施，太阳能利用也不除外。《宝安区全面推进循环经济发展“一十百千万”试点工程实施方案》规定，试点社区、医院、建筑的工作内容之一是太阳能利用。随着循环经济发展的深入，宝安太阳能光伏产业必将获得了前所未有的政策支持和资金扶持。三、目前宝安太阳能光伏产业发展现状1、我区是国内太阳能产品生产的主要基地。据《深圳商报》报道，全世界7成以上的太阳能光电小产品生产厂家主要集中在深圳及周边地区。深圳从事太阳能光电产品的研究起步较早，目前从事太阳能相关产品研发、生产和销售的企业约100多家，单是光电企业就有70多家，其中宝安区就有40多家。这些企业通过来料加工的方式，使宝安区迅速成为世界太阳能光电产品的主要产业聚集地。例如，我区的珈伟公司的产品全部外销到美国、加拿大、日本、德国等地；深圳市云碧实业发展有限公司的产品出口比例占销售额的70％以上；深圳索鹰电器实业有限公司的产品在业内属规模较大的成熟厂商，产品大部分出口到欧美国家。据估计，2006年我区太阳能光电产品产值超过30亿元，出口额近5亿美元。2、企业生产模式以出口加工为主。由于满足太阳能电池生产需要的高纯度硅生产的核心技术掌握在西方发达国家少数几家企业手中，加之高纯度硅料也可用于军事工业，从而使引进此项核心技术非常困难。因此，我区绝大多数企业靠“等米下锅”，这些太阳能光伏企业的生产模式主要以来料加工为主。它们初期主要采取来料加工的方式，进口太阳能电池组件，加工生产太阳能灯具再返销国外。但是，上游高端市场被国外牢牢控制，8国内核心技术受制于人，严重制约了我区光伏企业的快速发展，大部分企业只能搞贴牌生产，利润十分有限。3、自主知识产权开始崭露头角。目前我区在太阳能研发上已经有相当自主知识产权的产品。深圳市索鹰电器实业有限公司研制出的BW-203L微型高速光电探测器达到国内领先、国际先进水平。深圳市拓日电子科技有限公司公司TOPRAYSOLAR品牌的多类型全系列产品畅销全球51个国家和地区；2006年该公司产品获得“年度国家级重点新产品称号”；“整体式非晶硅光伏电池幕墙”获得了联合国工业发展组织2006年度最具投资价值的十大领先技术——蓝天奖；深圳拓日成为深圳市可再生能源领域唯一的“市级研发中心”，拥有完全知识产权的“晶体硅太阳能电池生产工艺”和“非晶硅太阳能电池生产工艺”通过了深圳市科技成果鉴定；并独立承担了国家科技部“十五”攻关计划中唯一的薄膜电池攻关计划，打破了国内太阳能电池产业使用国外成套设备、国外技术包干的固定格局。4、产业国际竞争力有待加强。我区光伏产业与发达国家相比还存在相当大的差距。一是生产规模、技术水平、专用原材料国产化程度等方面有差距，既无龙头企