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太阳能光伏发电是目前发展最为迅速ღ◈★、并且前景最为看好的可再生能源产业之一ღ◈★。自1990年以来大阳城集团(中国)科技有限公司ღ◈★,ღ◈★,全球光伏组件年度产量从46兆瓦增加至2010年的23.5GWღ◈★,20年期间增加了500倍以上ღ◈★,年均复合增长率超过36.5%ღ◈★。截至2010年全球光伏发电累积装机容量达到了40GWღ◈★,近5年的增长率超过了49%大阳城ღ◈★,ღ◈★。这一增速使得光伏产业成为到目前为止增长最快的产业之一ღ◈★。展望未来ღ◈★,国际能源署预计到2020年光伏发电在许多地区能够实现电网平价ღ◈★,到2050年能够提供全球发电量的11%ღ◈★。
2011年9月5日ღ◈★,欧盟联合研究中心能源与交通研究所发布了其年度统计分析报告《光伏现状报告2011》太阳能ღ◈★。ღ◈★,对全球超过300家相关企业的调查结果进行总结和评估ღ◈★。根据报告ღ◈★,从光伏组件生产情况来看ღ◈★,过去数年经历了重大变化ღ◈★,中国大陆已成为全球主要的太阳能电池和组件制造中心ღ◈★,其后是中国台湾ღ◈★、德国和日本星光大道朱之文周赛ღ◈★。全球前20位太阳能电池制造商中ღ◈★,有8家中国大陆企业ღ◈★、5家欧美企业ღ◈★、4家台湾企业ღ◈★、3家日本企业ღ◈★,中国大陆有6家企业进入前十位ღ◈★。而从光伏装机情况来看ღ◈★,欧盟凭借其累计装机容量超过29 GWღ◈★,领先于其他国家和地区ღ◈★。截至2010年底ღ◈★,欧洲光伏装机占到全球光伏装机总量的70%以上ღ◈★。
在价格方面ღ◈★,受光伏市场从供应受限向需求驱动转变ღ◈★,以及光伏组件产能过剩的影响ღ◈★,过去3年内光伏组件价格大幅降低星光大道朱之文周赛ღ◈★,降幅接近50%ღ◈★。未来光伏系统成本的降低将不仅取决于太阳能电池和组件的技术改进和规模扩大效益ღ◈★,还取决于系统组件成本以及整体安装ღ◈★、规划ღ◈★、运行申博ღ◈★、许可与融资成本的降低ღ◈★。预计ღ◈★,光伏技术领域的投资将从2010年的350~400亿欧元翻倍增长至2015年的700亿欧元ღ◈★,组件终端价格还将持续下降光伏工程ღ◈★,ღ◈★。
在技术发展方面ღ◈★,结晶硅太阳能电池仍是主流技术ღ◈★,2010年其市场份额约占85%ღ◈★,目前ღ◈★,该技术主要优势是能够在相对较短的时间内提供ღ◈★、组装和开工生产ღ◈★。但由于硅原料的阶段性短缺和为新进企业直接提供交钥匙生产线年ღ◈★,薄膜太阳能电池的投资有大幅度的增加ღ◈★,目前该行业已有超过200家企业ღ◈★。此外ღ◈★,聚光光伏(CPV)是一个新兴市场ღ◈★,包括两种技术途径ღ◈★:一种是高聚光倍数ღ◈★,超过300个日照强度ღ◈★;另一种是中低聚光倍数ღ◈★,聚光系数在2~300之间ღ◈★。目前CPV的市场份额还很低ღ◈★,但有越来越多的企业开始关注该领域ღ◈★。2008年CPV产量约为10兆瓦ღ◈★,2010年预计在10~20兆瓦之间ღ◈★,到2011年有望达到100~200兆瓦申博·太阳城ღ◈★!ღ◈★。此外ღ◈★,受到光伏市场整体增长驱动ღ◈★,染料敏化太阳能电池也已准备进入市场ღ◈★,此种电池主要由纳米多孔半导体薄膜ღ◈★、染料敏化剂ღ◈★、氧化还原电解质ღ◈★、对电极和导电基底等几部分组成ღ◈★,欧ღ◈★、美ღ◈★、日等发达国家已投入大量资金对其进行研发ღ◈★。
2011年9月6日ღ◈★,欧洲光伏产业协会(EPIA)发布了最新光伏竞争力分析报告《太阳能光伏在能源部门的竞争在竞争的道路上》申博ღ◈★,全面分析了5个太阳能光伏产业主要市场ღ◈★,包括法国ღ◈★、德国ღ◈★、意大利ღ◈★、西班牙和英国ღ◈★。分析结果表明光伏发电ღ◈★,ღ◈★,一些国家最早于2013年可实现光伏产业竞争力ღ◈★,到2020年可在更广泛的市场实现竞争力ღ◈★。近年来已证明在合适的监管框架下ღ◈★,太阳能光伏发电技术可以成为达到欧盟2020年能源目标的一个主要贡献力量ღ◈★。
报告主要结论包括ღ◈★:在未来10年内ღ◈★,所有国家和各细分市场的光伏发电系统价格将下降36%~51%ღ◈★;考虑到光伏发电效率的提高ღ◈★、规模经济和光伏市场的发展成熟ღ◈★,以及所有电力来源发电成本的增长趋势申博ღ◈★,2020年前光伏可在欧盟5个最大的电力市场中具有竞争力ღ◈★;鉴于多数欧盟大国从南到北的太阳能辐射水平不同ღ◈★,以及不同的细分市场ღ◈★,欧洲各地不会在同一时间实现光伏技术的竞争力ღ◈★;整个欧洲范围光伏竞争力的实现将需要监管框架的政治承诺ღ◈★,支持技术发展申博ღ◈★,并消除市场畸变ღ◈★。
如同其他任何新兴产业一样ღ◈★,光伏产业也存在着若干不容忽视的问题ღ◈★,将会制约其进一步发展ღ◈★。国际社会对光伏产业发展的制约因素也有着不同声音ღ◈★:
美国田纳西大学Knoxville分校土木与环境工程助理教授Chris Cherry领导的一项研究发现ღ◈★,由于太阳能光伏发电严重依赖铅酸蓄电池进行储能ღ◈★,到2022年ღ◈★,中国和印度太阳能光伏产业直接造成的铅污染可能相当于2009年全球铅产量的三分之一ღ◈★;这两个发展中国家由于在铅采选ღ◈★、冶炼ღ◈★、制造和重复使用生命周期环节的低效率ღ◈★,可能会产生超过240万吨的铅污染物ღ◈★;其他发展中国家也可能会出现类似的问题ღ◈★。研究指出ღ◈★,铅金属采选和冶炼业应进行技术改造以提高转化效率ღ◈★,太阳能光伏产业界应该开展铅回收和循环利用计划ღ◈★;而政府在国家太阳能发电计划中需要考虑到向铅蓄电池行业环境保护方面进行投资ღ◈★、制定电池回收政策等措施ღ◈★。如果情况得不到改善ღ◈★,铅电池的使用将导致环境的污染以及工人和儿童的铅中毒ღ◈★,如神经损伤ღ◈★、肾功能衰竭ღ◈★、心血管系统及生殖系统问题ღ◈★。
2011年7月ღ◈★,英国能源研究中心(UKERC)发布了题为《材料的可用性ღ◈★:未来低碳经济的潜在制约因素》的报告ღ◈★,基于太阳能电池厚度ღ◈★、转换效率和其他材料使用的主要驱动因素等不同假设ღ◈★,对全球铟和碲的需求与供应情况进行了评估ღ◈★。报告指出星光大道朱之文周赛ღ◈★,铟和碲是目前主流薄膜太阳能电池(CIGSღ◈★、CdTe)的关键材料ღ◈★,尽管目前薄膜光伏市场增长迅速ღ◈★,但短期内光伏设备的材料需求能够得到满足ღ◈★;而从长期来看ღ◈★,如果未来20年的市场增长速度与一些高增长预测情景相一致甚至超出ღ◈★,薄膜光伏设备的材料需求将大大超过当今全球的生产量ღ◈★,如碲需求的增长可能会高达1800%ღ◈★,铟(也用于平板显示器的制造)产量可能需要增加12%~170%ღ◈★。而且有关这两种稀有金属未来供应的信息不够充分(如不同来源的产量大阳城集团ღ◈★,ღ◈★、储量或资源量预测值相差甚远)ღ◈★,现有研究工作无法确定产量的扩大能否满足需求ღ◈★,还需要开展更多的工作及收集更加全面的数据来深入探讨这一问题星光大道朱之文周赛ღ◈★。
2011年7月6日ღ◈★,美国电气和电子工程师协会(IEEE)终身会士Prabhu Deodhar指出申博ღ◈★,目前ღ◈★,世界上一些国家正计划建设或已建设了大量兆瓦级太阳能光伏电站ღ◈★,但基于以下原因ღ◈★,许多专家都认为建设如此多的大型集中式太阳能发电站是浪费投资和滥用技术ღ◈★。
①一般常规电厂(水电或火电)需要在临近能源资源处建造星光大道朱之文周赛ღ◈★,这就要求付出巨大的成本将电力输送到负荷中心ღ◈★。而由于太阳能是无所不在的ღ◈★,可在需要能源的地方就地收集利用ღ◈★,是理想的分布式电源ღ◈★,避免了高压输电造成的线损ღ◈★。
②光伏发电具有真正的模块化优势ღ◈★。它可以通过从数千瓦到20兆瓦甚至200兆瓦的不同规模实现成本效益ღ◈★。一座10千瓦电站或150兆瓦电站的每瓦太阳能发电成本相同ღ◈★,但土地成本和其他“软成本”使得大型电站更加昂贵ღ◈★。因此ღ◈★,大型太阳能光伏电站没有“规模优势”ღ◈★。事实上ღ◈★,由于逆变器的功率有限ღ◈★,所有兆瓦级太阳能电站基本上是若干500千瓦电站的集群ღ◈★,用一百座500千瓦电站来代替单个50兆瓦电站更切实际ღ◈★。
③兆瓦级太阳能光伏电站最大的问题在于ღ◈★,当电能通过一系列电力变压器后ღ◈★,损耗率达到12%~15%ღ◈★。太阳能光伏用400伏三相逆变器产生电力ღ◈★。在大型电站中ღ◈★,首先通过几个电力变压器将电压提高到66千伏或是更高ღ◈★,然后再通过变压器组降至400伏以满足消费者的需求ღ◈★。此外ღ◈★,在电网传输中还有5%~7%的损耗ღ◈★。而与此形成鲜明对比的是大阳城集团娱乐游戏ღ◈★!ღ◈★,规模较小的太阳能发电站靠近用户ღ◈★,在输送过程中几乎没有能量损失ღ◈★。
④太阳能光伏发电的一个主要限制是每千瓦占用空间较大申博ღ◈★,土地可以采用更有价值的使用方式ღ◈★,而不是被太阳能电池组件所覆盖ღ◈★。大型太阳能电站往往建在偏远地区ღ◈★,会导致环境问题或与农业用地产生冲突ღ◈★。大型集中式电站相关的安全和维护问题也日益突出ღ◈★。
⑤电力在电网中的流动方式和其电网结构的分析ღ◈★。大量的电力在电网中始终循环在66千瓦或132千瓦的水平申博ღ◈★。即使并入200兆瓦电力也只是极小的一部分星光大道朱之文周赛ღ◈★。所以这样的容量提升并没有解决类似停电和电网终端“高阻抗”大幅波动的问题ღ◈★。相比于大型电站ღ◈★,400伏馈电通常能够切实减轻电网阻塞ღ◈★。电压波动的发生是由于电网的高阻抗ღ◈★,就地回馈400伏太阳能电力将立即降低电网的阻抗ღ◈★,并提供稳定ღ◈★、清洁的能源ღ◈★。
总之ღ◈★,光伏产业作为代表性清洁能源新兴产业ღ◈★,对应对能源问题ღ◈★,缓解气候变暖起着重要作用ღ◈★。但在蓬勃发展的光环下仍存在着如环境污染ღ◈★、材料短缺ღ◈★、规模问题等诸多负面因素ღ◈★。如果对此没有充分认识星光大道朱之文周赛ღ◈★,并综合包括政府ღ◈★、学界ღ◈★、产业界申博ღ◈★、公众等各利益相关方的意见进行统筹规划ღ◈★、进行技术的升级改造和因地制宜的应用ღ◈★,将不可避免地对光伏产业未来发展造成严重影响ღ◈★。