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作者:管理员    发布于:2024-04-13 20:30   文字:【】【】【

  光芒娱乐注册-首选网页随着城镇化建设的不断推动和扩大,绿色发展、低碳发展、循环发展以及节能环保成为了新城镇规划的主旋律;且目前中国面临着电力紧张、土地紧张、环境污染等众多问题;而光伏发电系统是一种节能环保的新能源;不仅能缓解电力紧张问题还无需占用可利用的土地面积,是适合中国现状及发展规划的新能源。

  若客户端用电高峰在白天(如工业、商场、工厂等用电),光伏发电时段也处于白天,为了提高电力使用效率、缓解工业用电紧张现状,并网发电系统凸显其优点;我们可以利用客户端的屋顶或空余的厂区(无需占用其他土地资源)安装太阳能方阵,采用低压并网方式直接将所发的电能送至工厂负荷使用,多余的电能还可以卖给电网,这是现在和未来白天用电比较大的客户端使用的发电模式(自发自用,余电上网)趋势。(附图一)

  若客户端用电高峰在晚上,且电力供应稳定,晚上用电电价比较低,“自发自用,余电上网”这种模式将是经济合理的发展趋势;但电力供应不稳定或晚上用电电价比较高,混合系统将是经济合理的发展趋势。混合系统中的直流并接及交流并接系统将是未来的发展趋势中的重点。(附图三)

  在无公共电网的地区,离网系统是解决此类地区用电问题的经济方案,离网系统可以独立存在,无需依托外部电网,且不需要架设昂贵的电力线路。在没有外部电网的偏远农村、渔船、探险、通信等区域,离网系统将会体现出很大的优势和便捷性,是无电地区未来的发展趋势。(附图二)

  有较稳定的公共电网且用电高峰在白天的客户端适合建造自发自用、余电上网的并网系统;

  我国处于经济发展的上升阶段,能源需求不断增长与常规能源匮乏成为了严重阻碍了我国经济持续发展的重要矛盾。为此,加速推进可再生能源的开发和利用成为了缓解我国能源供需矛盾,促进能源利用结构优化升级,保证我国经济社会科学发展的重要举措。根据国家制定的新能源发展振兴计划(讨论稿),至2020年我国光伏装机容量将达到20Gwp。预计今后10年内,光伏发电的年平均新增装机将达到2GWp。在今后10年,我国光伏发电将会迎来黄金发展时期。2009年财政部、住房和城乡建设部联合下发了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》(下简称《实施意见》),《实施意见》要求对光伏建筑项目给予政策支持。2011年3月的我国国民经济和社会发展十二五规划纲要指出,要“推动重点领域跨越式发展”。光伏发电是我国“十二五”期间重点发展领域。虽然光伏建筑项目有清洁、环境效益好,可再生、永不枯竭,基建周期短,装机规模灵活等众多优点。但是,我们也必须清楚的认识到,我国现阶段的光伏建筑开发技术与发达国家相比还存在很大差距,在开发过程中将会遇到诸多风险。本研究将以国际光伏产业市场及发展趋势为背景,通过对产业结构相关理论的梳理,结合投资风险及决策研究,旨在对过去几年太阳能光伏产业的投资及发展方式进行反思。

  在英美等发达国家,风险管理的实施分三个层次:由国家制订法规并进行监督;企业内部设置,专人负责,董事会决策;对人民群众进行教育,培养风险意识。已有不少国家以此模式来开展工作,并已取得了较好的效果。从现有情况看,已呈现出以下发展趋势。随着项目管理技术的发展,项目管理形成一套科学的方法体系,风险管理正式列入了项目管理的行列,构成了项目风险管理。

  美国学者汉斯等在《风险管理与保险》中对风险管理进行了定义:风险管理是通过对风险的识别、管理和控制而以最小成本使风险所致损失达到最低程度的管理方法。巴格利尼在指出风险管理的目的是在保持企业财务稳定性的同时,是风险发生造成的成本损失降低到最低。Rerry和Hayes基于建设项目的主要风险源分析了风险因素。Wirbaetal将Tahetal和Cooper与Chapman的研究成果进行了综合,按照HRBS(Hierarchical Risk Breakdown Structure)方法对风险进行分类。Akintoyet和Macleod等先后归纳了工程项目风险管理的主要技术,如概率分析、敏感分析、随机控制等方法,对风险出现的后果和概率及分布进行定量分析。Terry Lyons和Martin Skitmore做了一份关于风险管理技术应用的高级管理调查,调查的研究结果认为项目生命周期的执行和规划阶段风险管理的应用多于项目的概念设计和结束阶段;在项目风险管理中,风险识别和评价尤为重要,风险应对和风险监控次之。

  目前国外对光伏发电项目的研究主要还集中在经济效益分析和产业发展政策研究等内容上,在光伏发电项目风险评价方面缺乏系统的研究。

  John Byrne等基于需求管理的应用前景分析了光伏发电经济效益的多样性,并通过案例验证了需求侧管理系统可以为光伏发电项目使用者提供潜在的效益和功能。Kate DLatham对美国加利福尼亚州的屋顶光伏项目进行了成本-收益分析,论证了应用光伏发电替代非再生能源发电是非常可行的,并通过案例计算得出并网政策是促使州政府推广光伏发电的关键。

  Lemer Ivan提出了光伏发电项目具有较好的市场前景,对美国的光伏产业发展趋势进行了分析,并且预测了到2020年世界光伏产业年收益将达到15亿美元。Jardim等分析了巴西南部地区建筑应用并网光伏系统的潜力,并将六种不同的商业光伏系统与完全屋顶安装的光伏系统进行比较,结果表明了建筑屋顶光伏系统具有优势。Masini等总结了欧洲五国推广光伏建筑一体化的实践经验,分析并设计了促进并网光伏发电项目发展的激励政策,并基于学习曲线研究光伏发电项目在四种不同政策下所表现出的不同宏观发展情景。

  国内在风险评价方面,主要结合不同的研究主体采用不同的评价方法进行综合研究。风险评价应用的研究主体,多集中于风险投资、财务风险管理、工程项目管理领域,评价的方法多集中于层次分析法、模糊综合评价法、灰色系统理论、神经元网络法等。汪忠、黄瑞华梳理了国外风险管理的研究状况,对风险内涵进行了深入解读,从纵向、横向、垂向对国外的风险管理研究进行了立体透视分析,进而从金融风险分析技术和项目管理风险分析技术两个大的方面阐述了风险评价的相关工具。陈建华将视角定位于风险投资项目,结合风险投资特性,阐述对风险的识别并分析了相关风险评估方法,包括客观风险评价法、蒙特卡罗模拟法、故障树分析法、Var方法、风险矩阵法等等,进而结合触发器原理、屏障分析、多层防御体系建立动态风险防范体系。吕海萌关注于高新技术风险投资项目,设计了风险投资项目综合动态评价模型,在对项目进行全面初评的基础上,结合项目的生命周期,利用风险矩阵法和层次分析法进行深层次评估。

  国内外学者对光伏发电项目的评价主要还集中在经济效益的分析上,对外部效益的研究还不全面,且缺乏具有普遍应用价值的评价模型和方法,对光伏发电项目投资可行性准确判断的缺失是制约光伏发电项目规模化化发展的重要原因。

  国内学者对光伏技术发展也进行了相关研究,主要包括:一是从技术路线图的角度分析了特定区域内光伏产业的发展研究,耿亚新等人分析了我国光伏产业发展的技术路线图,李彦峰研究了保定光伏产业的技术路线图,二是从光伏产业的技术应用角度进行分析,张青虎对太阳能光伏发电系统和太阳能光伏照明系统的应用进行了介绍,李剑等从光伏技术应用的现实意义出发,分析了光伏技术与绿色照明在建筑领域的应用优势,张悦等从光伏技术的应用、价值链和成本分析来探讨光伏技术带来的社会效应、长期和外部的经济效应,黄鲁成等在梳理技术评价研究方法的基础上,构建了主客观相结合的组合评价模型来确定太阳能电池产业化过程中的关键技术。

  综上所述,近年来我国在光伏发电项目风险评价方面的研究已取得一定的成绩,但是我国光伏发电项目风险评价起步较晚,还未能有针对性的建立一套适合的风险评价体现,有效科学的发觉和评价风险。因此,将风险识别、评价与境外水电工程项目特点相互整合,构建一套适合我国光伏发电项目风险评价体系,显得尤为必要。

  [2]王家远,刘春乐.建设项目风险管理[M].北京:中国水利水电出版社,知识产权出版社,2004,11~15.

  [3]罗吉弗兰根,乔治.诺曼工程建设风险管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.

  随着经济的发展和人口的增加,能源面临着供应不足,各国都在努力寻求稳定充足的能源供应,可再生能源的开发利用尤为引人注目。光伏发电指利用太阳能电池组件将太阳光能直接转化为电能,具有转化环节少、资源蕴含量取之不尽、能源质量高、建设周期短、发电方式接近零排放等优势。

  进入21世纪后,随着人类工业化文明的日趋发展,能源问题越来越受到重视和关注,电力的需求量也随之增长,其中火电、水电、核电等占了很大的比重。我国发电的主要来源仍是火力发电,但火力发电需要燃烧大量的煤炭、石油等化石燃料,造成了资源的匮乏和环境的破坏。太阳能光伏发电技术逐渐兴起,这是一种将太阳辐射能转化为电能的新型发电技术。目前中国的太阳能发电尚处于起步阶段,由于技术问题,中国的太阳能光伏产业成本高,竞争力弱,这不仅需要技术的引进、开发,产业的管理模式,这更是政府的政策引导和扶持作用。

  光伏并网系统通常可以看作是大电网的组成部分,它可以传输有功功率和无功功率到与之相连接的电力系统中。按照有无储能装置,光伏并网系统可分为有储能装置光伏并网系统和无储能装置光伏并网系统。根据功率级别和光伏阵列的分布情况,可将光伏并网系统分为集中型大型光伏并网系统和分布式小型光伏并网系统。光伏并网发电就是利用并网逆变器将光伏系统连接到大电网中,将光伏系统所产生的电能传输到大电网中,由电网进行分配,为当地的负荷供电。随着对系统稳定运行要求的逐步升高,光伏并网发电已成为当今社会光伏发电系统主要采用的运行方式。

  独立光伏发电系统由于不与公共电网相连接,因此其建设地点一般选在与电网隔离的偏远地区,比如海岛、移动通讯站及边防哨所等。储能元件是独立光伏发电系统中不可缺少的,这是由于太阳能发电一般选择在白天,然而负荷用电是全天24h实施,这就需要在光伏系统中设置必要的储能元件。在气象环境影响下,其供电可靠性很难得到保障,然而对于偏远无电地区而言这一系统的建立已然产生十分重要的社会价值。

  关于光伏建筑的一体化应用主要表现为两个方面: 通过在建筑物屋顶安装光伏器件的方式实现电网与光伏阵列的并联,进而构成光伏建筑一体化系统; 通过建筑和光伏器件集成化的方式于屋顶位置设置光伏电池板,利用光伏玻璃幕墙替代原有幕墙,提高墙面积屋顶的太阳能吸收量,这就同时实现了建材功能与发电功能,是对光伏发电成本的有效控制。与此同时,在墙体外饰材料研究方面也出现了全新的彩色光伏模块,这在充分利用太阳能光伏发电原理的同时也使得建筑物外观更具美学欣赏价值。

  所谓的混合型光伏发电系统是将多种发电方式相互融合并应用于光伏发电系统的过程,混合型光伏发电系统的构建旨在发挥不同发电模式的技术优势,扬长避短,从而更加有效地提高电能的利用率。例如光伏发电经常会受到天气状况的影响,在冬季风力较大地区,就可通过光伏发电和风力发电的混合模式,尽可能减少天气变化对发电系统的影响,进而达到控制负载发电率的目的。

  作为半导体材料制作而成的组件,LED与光伏发电的结合可实现电能至光能的转化。这一半导体照明技术不仅有着环保、节能、高效的技术优势,并且照明周期较长,且易于维护。光伏发电在LED照明系统中的应用突出了光生伏特效应的技术原理,通过太阳能电池实现对太阳能至电能的转化,再借助LED照明系统将其转化为最终的光能。

  目前在太阳能光伏并网发电的应用,通常是通过建立集中式大型并网光伏电站及一些分散式小型并网光伏系统来实现光伏发电。此外,光伏建筑一体化发电系统也不断发展,其投资小,而且不需要占有多大的面积,建设周期较短,发展较快。总体来看,当前光伏发电的主流还是大型并网电站和分布式电站,而分布式发电具有广阔的发展前景。

  首先,太阳能光伏发电与常规的发电系统相比具有较为明显的优点,由于其是利用太阳能来进行发电,不仅安全可靠,而且无污染,没有噪音产生,同时太阳能资源也不会存在枯竭的危险。利用太阳能进行发电不用受到资源分布地域的限制,而且可以充分的利用建筑屋面,不需要消耗燃料,同时也不需要架设输电线路,能源质量较高,而且易于建设,可以在较短时间内即可获取到能源,使用者对太阳能光伏发电更易于接受。其次,随着不可再生能源的大量开采与利用,使人类面对的能源危机问题日趋严重。太阳能取之不尽、用之不竭,低成本、高效益,尤其具有极高的清洁性,越来越受到关注。合理利用太阳能等可再生能源发电是解决能源危机和环境污染问题的一种有效方法,对可持续发展具有极其重要的意义。随着科学技术的不断进步,光伏组件材料的价格也随之不断降低,光伏发电越来越明显地显现出其经济效益和可利用的社会价值,使其作为缓解能源压力和改善环境的重要战略引起发达及发展中国家重视。此外,目前我国太阳能光伏发电项目已经取得了大量的成功经验,近年来国家也针对光伏电站的前期核准备案、电价补贴、电力接入以及税收等方面出台了一系列的支持政策,这对于太阳能光伏发电的建设起到极为重要的作用,而且随着各项目的建设和投产,我国光伏发电的装机总量将不断增加,根据国家能源局的“太阳能发电十二五规划”,2015年中国光伏累计装机容量可达35GW。

  近年来,我国太阳能光伏发电行业得以快速的发展,无论是太阳能电池的产量还是太阳能光伏发电装机容量都得以不断增加,相信在不久的将来,太阳能光伏发电将取代常规的发电系统,成为能源的主体。

  [1]吴理博.光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现[D].清华大学,2006.

  国家和上海都高度重视产业结构调整和经济转型工作,部署推进新能源产业发展,促进产业能级提升及资源节约型、环境友好型社会建设。同时,上海积极关注国内外光伏产业态势,与兄弟省市共同推进我国光伏产业发展,成效显著。以下是本刊记者采访上海市经济和信息化委员会主任李耀新的访谈录。

  财经界:光伏产业是一个新兴的产业,请李耀新主任简单介绍一下世界光伏产业发展的历史变化及其发展特点和前景。

  李耀新:太阳能光伏发电是新能源产业的重要领域,上世纪以来,美日欧等国家和地区加大光伏产业推进力度,2000-2008年全球光伏市场年均增长50%,2008年后特别是2012年来,全球光伏产业进入调整期。国内外光伏产业发展的主要特点有:

  1、发达国家加强光伏产业规划和政策支持。美国自1974年起陆续颁布推动能源可持续发展的法令,1997年起实施“百万太阳能屋顶”计划;2010年奥巴马政府对绿色能源制造业提供23亿美元税收优惠,发放给132家企业183个绿色能源制造项目。日本1993年制定“新阳光计划”,2003年出台可再生能源配额制法;2006年颁布“新国家能源战略”,提出到2030年的能源结构规划。德国1990年、1998年分别提出“千屋顶计划”、“十万屋顶计划”,2004年《新可再生能源法》规定了光伏发电上网电价,推动光伏产业快速发展。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国也纷纷制定光伏产业发展计划,并投入巨资开展技术开发,加速产业化进程。

  2、全球光伏市场波动和竞争加剧。由于各国光伏产能迅速扩张导致供过于求,以及受到国际金融危机等影响,2008年后光伏市场产品价格逐步下滑,太阳能组件制造企业普遍亏损。在此背景下,全球贸易保护主义抬头,2011年美国对中国光伏企业发动“双反调查”,2012年美国商务部终裁对中国光伏企业征收反倾销税、反补贴税;2013年6月,欧盟基于“双反调查”,对中国光伏企业执行11.8%的临时税率,近期中欧就中国输欧光伏产品贸易争端达成价格、出口数量等承诺安排;印度也对来自中国、美国等的太阳能电池组件发起反倾销调查。

  3、国内光伏产业发展面临困境。我国光伏产业2004年后快速发展,从无到有、从小到大,从粗放发展到技术提升、结构优化发展,2007年至今光伏电池产量居世界首位,产能占全球60%,成为全球最大光伏产品输出地。我国光伏产业最大挑战在于“两头在外”,多晶硅材料约50%从国外进口,光伏电池生产设备主要依靠进口;光伏电池产品90%出口国外,其中60%出口欧盟。受美国“双反”影响,我国对美光伏产品出口下降八成,欧盟市场对国内光伏企业影响更大。在国外市场低迷及国内市场未启动背景下,我国光伏产业出现严重产能过剩,2011年四季度以来半数以上电池组件企业停产,2012年以来制造环节全线亏损,企业普遍融资困难,当务之急是调整产业结构、淘汰落后产能、开发国内市场。

  4、光伏产业发展前景分析。据欧洲光伏工业协会EPIA预测,太阳能光伏发电21世纪将成为能源供应主体,预计2030年、2040年占世界总电力供应比重分别达到10%、20%以上,21世纪末占比达到60%以上。根据各国光伏发电技术路线和装机容量规划,美日欧2020年装机量将是2010年的4倍左右,2030年装机量是2020年的6倍左右。同时,随着节能要求及环境约束收紧,火力发电成本将呈上升趋势;而光伏组件出货量每翻一番平均售价下降约20%,能源转换率可望提升至30%以上,光伏发电设备成本尚有30%下降空间。预计全球光伏市场过剩产能经整合重组将重拾升势,可再生能源将逐渐发挥对传统能源的替代作用。

  财经界:上海也是我国光伏产业发展比较快的地区,目前发展情况及其发展趋势如何? 上海在光伏产业方面的引领企业有哪些?

  李耀新: 1、上海发展光伏产业具有技术研发、服务集成、金融资源组件、EPC总承包、电站运营到装备研发等垂直一体化的光伏产业链;建成上海、内蒙、江苏三大产业基地,具备4500吨多晶硅、500MW电池片、500MW组件的产能。承担了上海世博会太阳能应用总体规划研究及永久性场馆太阳能应用设计,建设了世博中心兆瓦级光伏电站、酒泉卫星发射中心问天阁风光互补照明系统、部级“光明过程”等项目,参与上海虹桥枢纽太阳能光伏发电项目建设。同时实施全球化发展战略,与美、德、意、韩等国光伏运营商成立合资公司,提高光伏产品市场份额,持续提升海外业务竞争力。

  2、加强技术研发应用做精做强企业。积极打造产业链核心技术研发平台,依托上海太阳能工程技术研究中心,累计投入1亿多元,加强硅材料、BIPV组件、聚光电池、薄膜电池、硅电池、PECVD等产品的技术研发,拥有相关专利超过30项。正在加快双面胶带电池组件、标准成本组件、抗PID组件等新产品的研发;探索应用3D打印技术提高电池组件转换效率,应用离子注入技术提高装备生产水平;将在连云港电池组件制造厂应用自动化焊接机器人,预期生产线%产能,进一步降低生产成本、提高生产质量。

  3、以集成服务为主的盈利模式。当前光伏制造环节普遍亏损,产业链利润向电站建设运营环节转移,其中电站项目授权开发、EPC建设、电站项目开发商环节毛利率分别为3.5%、7%和10.15%。航天机电正从光伏制造商向电站运营商转型,以电站项目建设为突破口,拓展综合集成业务,已累计建设国内外600多座光伏电站。2011年、2012年,航天机电在光伏系统集成市场排名全球第15位、国内第6位,预计2013年将进入全球光伏系统集成市场前十位。

  4、具备多样化融资支持路径。随着国内外光伏行业陷入困境,银行收紧对光伏企业贷款,电站项目融资困难,光伏企业IPO受阻,VC/PE投资案例大幅下降。航天机电具有强大的金融支撑服务能力,由航天集团提供财务支持,搭建海内外融资平台;已申请使用国家开发银行44亿元授信额度,通过资本市场融资累计约40亿元;与上实集团加强战略合作,组建合资公司收购运作国内外电站项目;探索组建新能源产业发展基金等。

  财经界:上海光伏产业如何面对国际国内严峻形势,结合产业结构调整,因地制宜,再创佳绩,引领我国光伏产业健康稳定发展。

  李耀新:根据国内外光伏产业发展格局及上海产业链整体情况,上海必须在把握技术升级规律、成本结构、产业链细分和价值分析的基础上,确立融入世界、服务全国、发展自身的定位。坚持核心高端引领,发挥核心技术研发、高端装备制造、集成配套服务等优势,形成在全国的产业龙头地位和引领作用;坚持引进开发并举,把握发展空间、载体和资源,一手抓结构调整优胜劣汰,一手谋市场可持续发展;坚持创新发展模式,推动建立行业联盟,加强国内外合作,提升产业链优势,努力打造上海光伏产业核心竞争力。发展目标是到2015年,形成3-5家有较强市场竞争力的龙头企业,光伏产业链核心装备技术水平和产业规模保持国内领先,进一步提升光伏总集成总承包等现代服务业发展优势,推动能源结构转型,促进经济社会可持续发展。

  1、研究制定城市能源发展路线月国际能源署(IEA)太阳能光伏路线图报告,描述了光伏技术发展现状及到2050年的发展前景。国内相关机构和省市也开展了光伏产业发展路线图的研究和制定工作,分阶段明确光伏技术发展路线、产业格局及政策措施等。上海在资源能源缺乏、环境约束趋紧的背景下,更需从长远发展的角度,规划制定包括太阳能光伏在内的能源发展路线图,明确新能源替代的总体部署、领域空间、阶段步骤、载体主体和资金支持政策等,加快建设资源节约型、环境友好型城市。

  2、加强核心技术和高端装备研发。根据未来技术升级发展路线,加强超前谋划和技术装备研发。如在卷对卷薄膜太阳能电池领域,空间电源所已建成柔性薄膜电池卷对卷中试生产线;多层非晶硅、微晶硅领域,理想能源开发的PECVD和LPCVD设备性能达到国外一流进口设备水平,售价仅为进口设备一半。下一步,上海将依托承担的国家重大专项及本市战略性新兴产业重点专项,支持N型晶硅电池、异质结、离子注入等新一代光伏技术发展,加强产业链配套,扩大首台套应用;通过引进消化吸收再创新,促进从生产技术到产业技术的跨越,推动技术产业化、生产规模化发展。

  3、鼓励推进光伏发电项目建设应用。据测算,微网分布式新能源储能系统可使楼宇每年节电30%-40%以上。下一步,上海将围绕建设低碳、节能城市,推动大型电站、光伏建筑一体化(BIPV)、分布式发电等项目建设,依托基地园区挂牌建设分布式发电示范区;在世博最佳实践区、新兴产业馆、工博馆等,组织推进一批太阳能光伏示范应用项目;探索建设新能源充电站,实现能耗自我平衡和余电并网,发展城市BIPV产业。

  4、推进检测认证平台、产业联盟等建设。进一步加强产业对接合作,发挥上海在光伏产业领域的龙头和引领作用。如在光伏检测认证平台方面,依托太阳能工程中心和微系统所,采用部市合作、市区合作方式,建设部级光伏检测认证平台,与国际标准接轨,为长三角乃至全国服务。加强与国家光伏行业协会等对接,建立光伏产业联盟,探索建设经营模式创新,推进生产制造和终端安装服务专业化分工,加强与国际领先企业合作,促进产业价值链再造。

  随着社会的不断发展,对于能源的需求也在不断增大。但资源的匮乏、能源的紧缺以及生态问题的日益突出成为目前最大的问题,引起了全世界的关注和担忧。此时人们认识到可持续发展的重要性,并开始关注资源的有效利用和管理。太阳能资源是一种干净、无污染、分布广泛的一种可再生资源,符合了当前环保节约的生产要求,逐渐被人们所认可和采用,并成为公认的理想化替代性能源之一。人们在太阳能研究基础上研究了光伏发电,实现了从太阳能到电能的有效转变,这对于人类生活来说具有重大意义。如果对于太阳能加大研究和探索,用它来代替石油、煤炭等不可再生资源将是全人类的福音。

  太阳能光伏发电系统是由光伏电池板、控制器和电能储存及变换环节构成的。这种新型的发电体系中太阳能电池起着调节转换的作用,也被称为光伏电池,太阳能电池之所以能够产生电源其主要的原因是光生伏特效应导致的。当太阳光线或其他一些光源照在这种特殊性能的电池上的时候,它会将全部的光线吸收到体内,从而形成光生电子―空穴对。光生电子和空穴在里面经过一些特殊的化学反应以后会出现相互离散的现象,异号电荷会不断地积累然后集中分布在两头,所谓的“光生电压”也就产生了,这就是太阳能发电的原理“光生伏特效应”[1]。要是把电极内部的两极进行导出处理,然后和负载连接在一起,“光生电流”就会从负载流出,在这种情况下就会引起功率的流失。可以无限获取的太阳的能量就能转换成我们日常生活以及生产所需的源源不断的能量了。

  经过长时间仔细研究与分析我们总结出了这一伟大的转换工作之所以能够顺利完成的基本原理:①当电池板吸收了足够的太阳光线的时候,在其内部就会形成电子―空穴对产生,也就是所谓的“光生负载电子”,它们的主要区别就是电性是相反的,空穴带正电,电子带负电;②在半导体节中生成的具有特殊性的电场在化学反应的影响之下会将光生电流的两种性能却别开来[2];③太阳能电池的正、负极分别收集光生载流子和空穴,在这种情况下电路中就会有电流出现,我们日常生活生产活动所需的电量就会出现。

  独立光伏发电系统由于不与公共电网相连接,因此其建设地点一般选在与电网隔离的偏远地区,比如海岛、移动通讯站及边防哨所等。储能元件是独立光伏发电系统中不可缺少的,这是由于太阳能发电一般选择在白天,然而负荷用电是全天24h实施,这就需要在光伏系统中设置必要的储能元件。在气象环境影响下,其供电可靠性很难得到保障,然而对于偏远无电地区而言这一系统的建立已然产生十分重要的社会价值。

  关于光伏建筑的一体化应用主要表现为两个方面:通过在建筑物屋顶安装光伏器件的方式实现电网与光伏阵列的并联,进而构成光伏建筑一体化系统;通过建筑和光伏器件集成化的方式于屋顶位置设置光伏电池板,利用光伏玻璃幕墙替代原有幕墙,提高墙面积屋顶的太阳能吸收量,这就同时实现了建材功能与发电功能,是对光伏发电成本的有效控制。与此同时,在墙体外饰材料研究方面也出现了全新的彩色光伏模块,这在充分利用太阳能光伏发电原理的同时也使得建筑物外观更具美学欣赏价值。

  所谓的混合型光伏发电系统是将多种发电方式相互融合并应用于光伏发电系统的过程,混合型光伏发电系统的构建旨在发挥不同发电模式的技术优势,扬长避短,从而更加有效地提高电能的利用率。例如光伏发电经常会受到天气状况的影响,在冬季风力较大地区,就可通过光伏发电和风力发电的混合模式,尽可能减少天气变化对发电系统的影响,进而达到控制负载发电率的目的。

  作为半导体材料制作而成的组件,LED 与光伏发电的结合可实现电能至光能的转化。这一半导体照明技术不仅有着环保、节能、高效的技术优势,并且照明周期较长,且易于维护。光伏发电在LED照明系统中的应用突出了光生伏特效应的技术原理,通过太阳能电池实现对太阳能至电能的转化,再借助LED照明系统将其转化为最终的光能。由于 LED 照明和光伏发电技术同是直流电,因此转化过程并不需要借助变频器,这明显提高了整个过程的执行效率。除此之外,在可充放蓄电池的辅助下,光伏发电在 LED照明中的技术优势必将更加突出。

  3.1 我们都知道太阳能属于一种绿色资源,而且随着科学技术的发展我国利用太阳能技术满足生活生产所需的技术水平也在不断提高,但是在这种新型的发电系统中还是存在各种不足之处需要我们进行调整和完善,主要表现在:使用策略、环保型和社会需求等,这些因素都在某一些程度上影响了这种新型发电体系的普及,另外,由于太阳能发电成本太高;制作所需的材料还是销售所需的市场都不再本土市场中,产业与市场倒挂现象严重;太阳能光伏产业投资出现的潮涌现象,这些都在很大程度上制约着太阳能光伏发电应用的普及。

  3.2 发展趋势与发达国家相比,我国太阳能光伏发电还有很多需要完善的地方,需要政府及相关部门予以政策和资金上的支持,以保证新能源和可再生能源得以良好地发展。目前,我国政府对新能源和可再生能源的发展给予了高度重视,面对化石能源的枯竭,大量化石能源对环境的影响逐渐加剧,国家起草了可再生能源开发战略规划,为我国新能源以及可再生能源的长期发展制定了指导方针。在规划当中,对于新能源的利用效率提出了要求,其中发电总容量达到了6000万kW,太阳能光伏发电达到45万k W。未来我国太阳能光伏发电的总量将逐渐提升,覆盖的范围也将更为广泛,成为我国电业行业发展的主要能动力。相信通过各方面的协调配合以及努力,我国的太阳能光伏发电技术将向着更快、更好的方向发展。

  [1] 张立文,张聚伟,田葳,张晓红.太阳能光伏发电技术及其应用[J]. 应用能源技术,2010,03:4-8.

  光电子学是由光学技术和电子学技术结合而成的技术学科,是继微电子技术之后迅速兴起的一个高科技领域,将在当今信息时代占据越来越为重要的位置。全面深刻了解该领域发展现状及趋势对于科技管理、科研选题和国际合作具有重要意义。本文以预测光电子学领域未来发展趋势为目的,利用知识图谱可视化工具,以固定时长随时间逐步推移为窗口,绘制动态知识图谱,连续观察其研究热点变化趋势,形成一套新的技术情报监测方法。

  以SCI-Expanded数据库为数据来源,检索策略为:“(主题=(opto-electronic device*)OR(optoelectronic device*))AND文献类型=(Article)”,时间确定为2000-2011年,经检索和清洗,最终得到6266条论文记录。运用科学计量学的方法及CiteSpace II可视化工具,对光电子学领域的学术论文作国家/地区分布及研究热点趋势的分析。

  6266篇论文记录共分布于78个国家/地区,其中美国、中国和日本分别位列SCI论文量世界前三甲。值得注意的是,中国台湾跃居前5,可见在近12年间,其对光电子器件领域的研究较为活跃(见表1)。

  而要确定核心国家/地区,仅凭量来判定有失偏颇。篇均被引频次(Average Citations Per Paper)是在给定时间内,某期刊(科学家、机构和国家/地区)所发表文献的总被引频次除以该刊(科学家、机构和国家/地区)全部论文数。以国家为例,它表示某国家所被引用的平均水平,若其值高,代表该国家在本学科和学科共同体中的影响程度高。篇均被引频次是一个相对数量指标,它弥补了绝对数量指标中马太效应导致的偏差。因此,该指标可消除国家/地区科研规模大小的差别,更强调科学研究的质量。

  统计SCI论文量TOP20国家/地区2000-2011年的篇均被引频次,并与世界平均水平相比较,如图1所示。其中世界平均水平为18.95。在SCI论文量TOP20国家/地区中,有6个国家的篇均被引频次超过了世界平均水平,分别为:美国(37.50)、瑞典(37.01)、荷兰(34.41)、以色列(26.77)、英国(24.62)、瑞士(21.25);有4个国家较为接近世界平均水平,分别为:意大利(17.71)、日本(17.48)、加拿大(16.33)、德国(16.10);包括中国在内的其余10个国家/地区的篇均被引频次均小于15。从图2中可以看出,以世界平均水平为分界线,世界上不同国家/地区对光电子器件研究的篇均被引频次存在较为明显的分化现象。各国在该领域的科研实力参差不齐,存在较大差距。

  为了清晰展示和准确分析光电子器件领域研究论文的研究热点,本文利用CiteSpaceⅡ软件,生成关键词共现图谱。在关键词共现图谱中,节点的中心性是一个用以量化点在网络中地位重要性的图论概念,中心性越大,表明该节点在网络中越为重要[1]。本文提出一种动态监测方法,即以3年为时间窗,以1年为一个单位时间差依次向后推移,将2000-2011年12年划分为10个时间段,得到随着时间连续变化的研究热点动态图谱,见图2。在图谱的绘制过程中,选择“节点标签的字体大小与节点中心性大小成正比例显示”;为保证在分析动态图谱中研究热点词的中心性随时间变化情况时的准确性,所有图谱的相关参数均做相同设置,如:Node Size:30,Font Size:10,Threshold:8。图中共呈现出36个关键节点,即研究热点关键词,其中心性均不小于0.05,见表2。利用词频分析法和共词分析法,分析光电子学领域研究论文的研究热点。

  在表2中,序号4的关键词在本研究中与检索词重合,不具有实际意义,因此对其不再做具体分析。结合以上图表并征求电子学相关专家意见,光电子器件领域的研究基本上是围绕以下3个研究方向而展开,主要归纳如下:

  纳米光电子器件是纳米半导体光电子技术领域中的一个主要分支,旨在研究各种纳米光电子器件的制作方法、工作原理及其在光通信和光信息处理中的应用等[2]。近年来国际上的研究热点主要集中在:发光二极管,其近年来的成就使有色光二极管尤其是白色发光二极管成功应用于便携式和特殊照明;纳米激光器,包括量子阱、量子线和量子点激光器等;光电探测器,主要是红外光电探测器、谐振腔增强型光电探测器等的研究;纳米线、纳米棒、纳米晶体及纳米粒子等在室温下的结构特征及光学性能[3-4]等。统计动态图谱10个时间段中各热点词的中心性值变化情况,得出结果为:发光二极管的研究在2001-2003年度达到最高点,此后稍有下降,并在2007-2009年度达到第二个高潮,对其的研究关注度具有一定的间断性;激光器的研究在早期较为突出,在后期关注热度一般;光电探测器在早期和后期均有一定的研究,但在中间时段出现空缺;光电子纳米线、纳米结构、纳米棒、纳米晶体和纳米粒子器件等的研究基本呈现出一致的状态,均是在近5年出现较高的研究热度。

  薄膜技术是研制新材料、新结构的重要方法之一,用该技术制作的材料具有优良的光电性能、钝化性能以及抗水渗透性能等,主要用来充当绝缘层、各种敏感膜层,具有很高的硬度和较强的化学稳定性。在光电子器件中,薄膜的使用非常普遍,因此对其的研究进展也是学者们关注的热点。近年来国际上在薄膜器件及技术方面的研究主要集中在:薄膜的制备与生长,尤其是利用分子束外延技术和化学气相沉积技术制作薄膜;薄膜的光致发光、电致发光特性、光电发射特性等;有机薄膜晶体管的制作和应用等[5]。在12年间,薄膜的生长特性研究一直具有较高的关注度;分子束外延技术比化学气相沉积技术具有更高的关注度;光电子薄膜中光致发光的研究呈现出下降的趋势,而电致发光的研究在近5年重新复燃;薄膜光电发射特性的研究呈现出波浪式趋势;薄膜晶体管为近3年的研究热点。

  有机聚合物材料由于其具有快速响应的性能和容易加工等优点,对于集成光电子器件的制备来说是非常有吸引力的。近年来国际上在此方向上的研究热点主要集中在:聚合物电光调制器阵列、含金属(合金)共轭聚合物、聚合物的形貌优化以及共轭聚合物光伏材料研究等。近年来由于能源危机的日趋严重,其中聚合物光伏材料已经成为国内外研究的重中之重,主要包括光伏电池和太阳能电池,目前研究和开发的太阳能电池有单晶硅、多晶硅、无定型硅、单晶GaAs等[6-8]。统计动态图谱中各热点词的中心性值变化情况,得出结果为:2003-2005年间是光电子器件领域研究的低潮。对于聚合物器件来说,共轭聚合物和聚合物电光调制器阵列在后期一直处于较高的研究热度;聚合物形貌优化研究在2005-2007年间达到最高点;合金共轭聚合物的研究热度稍有起伏;对于聚合物光伏材料来说,光伏电池和太阳能电池及其光电转化效率的研究基本同步,同时在2006-2010年间达到较高的研究热度;硅材料与砷化镓材料相对来说,研究热度处于较低水平。

  参照Erten等人的做法,将以上研究热点的发展趋势分为三类:研究热点主题、逐渐过时的主题和快速发展的主题[9],见表3。

  本文提出一种动态观测技术科学研究方法,较好地展示了技术热点演变过程,得到了相关电子领域专家的基本认可,对光电子器件领域研究趋势的观测结论和建议如下:

  ⑴在光电子器件领域的研究中,从国家/地区层面上可以看出,中国虽然SCI总量排名位于前3名,但其论文篇均被引频次却低于世界平均水平,中国在国家层面上未能在核心电子器件研究领域起到核心作用。其主要原因是起步基础较为薄弱。目前,中国正处于国家中长期科技发展规划纲要实施的初步阶段,我们需要从现有基础出发,进一步增强自身科研实力,重视原始创新,提高论文影响力。论文“量不在多,重在核心”。

  ⑵光电子器件领域的主要研究方向有3个,分别为:纳米光电子器件及技术、薄膜器件及技术、聚合物与光伏器件。每个研究方向中研究热点的发展趋势又分为三类:研究热点主题、逐渐过时的主题和快速发展的主题。“研究热点主题”依然是目前阶段研究热点,需国家科研机构和相关学者持续关注与研究其相关技术;“逐渐过时的主题”经历了一个由热到冷的发展阶段,说明其技术已发展成熟或被其他技术所取代,已不再是目前的研究热点,可不再继续关注;“快速发展的主题”是目前和今后阶段的研究热点与前沿,能够引领该领域的研究热潮,需重点关注。

  全球电池行业自2007年起,经过2009年的波动,2010年至2011年均有较大增长。

  其中,铅酸电池的市场份额占据主要地位,增长平稳,增速放缓;锂离子电池增速最大;太阳能电池波动较大。

  铅酸蓄电池市场需求量正逐年下降,增长速度自2000年以来已明显放缓。锂离子电池已经在电动自行车市场开启了大规模替代铅酸电池的进程,燃料电池正取代铅酸电池成为电动叉车的主要能量,其它市场的替代进程也陆续开始。铅蓄电池目前主要在中国、巴西、墨西哥等国生产。

  1991年才实现商业化的锂离子电池产业发展速度最快。2005-2015年,全球锂电池市场规模从56 亿美元增长到230亿美元,复合年增长率高达15.2%。如以15.2%的年增长率,预计到2020年全球锂电池的市场规模将达到466亿美元。

  2000年至2010年间,智能手机、平板电脑、移动电源等便携式锂电池等应用领域的发展是驱动锂电池行业持续增长的主要动力。2010年以后,锂离子电池在动力电池领域的应用逐步成熟,并逐步向新能源汽车等领域拓展。

  新能源汽车强劲增长的需求推动动力电池成为锂电池重要组成部分,占比上升到2015年的28.26%。各类电动交通工具持续翻番增长将会成为推动锂离子电池、尤其是动力锂电池在未来的五到十年间蓬勃发展的主力。

  储能市场(4G移动基站微站、家庭储能市场、分布式光伏发电等应用)将会成为锂离子电池的新蓝海。

  全球锂电池产业呈“三足鼎立”态势。2014年中国、日本和韩国合计占有全球90%以上的市场份额。日本占据锂离子电池技术优势和高端产品市场,韩国迅速追赶,中国则更多集中在中低端市场竞争。

  全球的锂电池产业在向中国转移。松下、三星、LG 等多家锂电池产业巨头纷纷在华设立子公司或将生产制造部门甚至研发部门迁至中国。

  全球燃料电池产量飞速增长。其中固定领域对增长的贡献最大,运输领域增长相对平稳,便携式领域几乎停滞不前。氢燃料电池发展迅速。2011年全球氢燃料电池市场规模为10.3亿美元,较2010年6.7亿美元成长54%。

  固定式燃料电池未来增长潜力巨大。根据Pike Research的预测,到2022年固定式燃料电池的出货量将达到35万台,相对于目前的规模有一个巨幅的提升。加拿大的巴拉德动力公司和美国的Bloom Energy,Fuel Cell Energy,UTC Power是该领域的主要生产公司。

  交通运输领域燃料电池已在物料搬运设备领域实现商业化。北美的Plugpower和加拿大巴拉德动力公司是主要厂商。未来发展主要集中在物料搬运设备市场和轻型燃料电池电动汽车上。

  氢燃料电池在电动汽车发展中有望后来居上,突破只是时间问题。其发展机遇有:其一,全球燃料电池电动汽车已经从开发阶段进入市场导入阶段,成本的持续显著下降助推燃料电池汽车加快批量化生产进程;其二,激烈的专利竞争为燃料电池产业的发展奠定了技术基础(为了氢燃料电池车的发展,丰田汽车在2015年1月宣布开放其5680项燃料电池技术专利的使用权);其三,全球汽车巨头在燃料电池汽车上的投入及相互合作,推动燃料电池商业化的快速发展;其四,政府补贴以及与燃料电池汽车的市场导入量相匹配的加氢站建设也在积极推进。目前全球加氢设施的发展主要集中在三大区域:北美、欧洲和日本。

  根据预测,从2020年开始,全球燃料电池车销量出现大幅增长;2023年,全球燃料电池车销量有望突破1.5万辆,北美、欧洲和亚太地区基本上各占1/3;2024年,亚太地区的燃料电池车销量将超过欧洲和北美。

  燃料电池在便携式领域的发展由于携带和使用安全等难题几乎处于停滞状态,未来在该领域的发展还需很长时间。

  2008年以来,全球太阳能电池产能波动性增长,产量持续稳步增长。其中,全球EPC市场容量(非住宅光伏市场)迅猛增长。

  2011年,中国大陆光伏电池产能占全球总产能的60%,其余产能主要分布在美国、台湾省、韩国、欧洲等区域。

  在太阳能电池中,多晶电池仍为主流,产业集中度逐步提升。美国的First Solar公司掌握薄膜电池生产专利技术,是世界领先的太阳能光伏模块制造商之一。

  在2012年以前,以德国、意大利、西班牙三国为代表的欧洲区域为全球光伏发展的核心地区,占全球总装机规模的70%。2013年以后,中、美、日三国成为主要增长区域,南非和印度成为了最有潜力的新兴市场。

  全球光伏发电未来发展前景广阔。目前光伏行业的终端需求受各国政策变化的影响大。根据各国政策,日本、美国、英国、德国、西班牙等未来需求将减少,中国、印度、泰国、韩国、菲利宾、巴西、智利、洪都拉斯、乌拉圭、沙特阿拉伯、以色列、南非、阿尔及利亚、法国、土耳其、荷兰的新增需求将快速增加。

  镍镉电池呈现出年销量下滑态势。由于镉具有毒性,许多发达国家已建议禁止使用镉镍电池。传统镍镉电池在民用领域将被逐步取代。

  镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品,近年来市场在逐步萎缩。目前在移动电话、笔记本电脑等领域被钴酸锂等锂电池取代,在便携式电器市场、电动工具、电动车市场被锰酸锂电池和磷酸铁锂电池取代。

  原电池市场需求稳定,市场份额相对萎缩。2014年全球市场规模达136.6亿美元,占全部电池市场的18%,比2009年的24%有所下降。其中锌锰电池逐渐减少,碱锰电池增速缓慢,锂一次电池增速强劲。

  日本碱性电池产业发达,全球知名碱性电池厂商都集中在日本。美国和德国是主要碱性电池进出口贸易国。

  各类电池的市场规模此消彼长,以新能源作为材料的电池发展潜力巨大。铅酸蓄电池增长放缓;镍镉和镍氢电池市场持续萎缩;锂电子电池涨势迅猛;燃料电池市场突破在即;太阳能电池发展受各国相关政策影响大。

  全球电池产能在向中国转移。日本、韩国和欧洲的一些电池巨头由于成本或环保问题,纷纷在华设立子公司或将生产制造部门甚至研发部门迁至中国。如,日本和韩国的锂电池,欧洲的锂锰电池及太阳能/光伏电池等。

  第一,各主要新能源电池成本显著下降。而随着厂商扩大生产规模、调整融资、提高效率,这一趋势仍将持续。

  2011年以来,动力锂电池成本价格下降了50%,能量密度也不断上升。(如下图所示)。

  燃料电池中铂的用量在过去十年间下降了80%,成本较2006年降低50%以上,且还存在继续下降的空间。交通运输用燃料电池的成本有望接近实现规模化生产、与内燃机汽车竞争的起始点。

  太阳能发电技术成本在过去二十年已大幅下降,并将继续下降,能量转换效率也在不断的提升中。

  第二,锂离子电池技术停滞不前,燃料电池重获重视并有新进展,两条技术路线将在较长时期齐头并进,未来新能源汽车技术构成不明朗;结合几种电池优势的混合产品率先实现量产和市场化。

  目前能够生产出的使用石墨负极的第一代锂电池的能量密度已离理论极限值(600Wh/L)不远,无法满足市场应用的需要,制约潜在需求的释放。

  目前锂离子电池技术研发方向为第二代锂电池(使用硅负极,最高能取得800Wh/L左右的能量密度)和第三代锂电池(使用更高能量密度的金属负极甚至做到无负极,能超过1000Wh/L的能量密度)。

  目前,交通领域燃料电池的功率密度达到了接近内燃机的水平。从燃料电池的寿命看,小车达到了5000小时,大巴超过了1万小时。

  日本在燃料电池研发上处于世界领先。根据近年来燃料电池专利持有情况来看,各大汽车公司在近几年的专利数目节节攀升,其中丰田公司更是位居榜首。2014年,丰田推出首款量产版氢燃料电池车。

  燃料电池的研发方向主要集中在如何解决质子传导膜的适用温度范围扩展、氢气储存和运输技术难度大、氢气安全性等问题,以及继续降低铂族金属作为催化剂的使用比例等。

  目前各大电池企业和汽车巨头在锂电池和氢燃料电池研发上齐头并进,未来新能源动力车辆的技术构成不明朗。

  对于太阳电池来说最重要的参数是光电转换效率。晶硅电池因转换效率、运行可靠性等综合性能指标较优,成为目前光伏市场的主流。

  太阳能电池的能量转换效率在不断提升(美国能源部国家再生能源实验室(NREL)实现了目前最高的45.7%的转换效率);发电成本在过去二十年已大幅下降,并将继续下降。

  高分子聚合物太阳能电池有望获得9%的光电转化效率,但距离聚合物电池投入商用的15%的光电转化效率尚有一定距离。

  目前结合几种电池优势的混合电动汽车产品率先实现了产业化和市场化。诸如燃油混合动力汽车,以及联合使用风能、光能和储能的发电系统等过渡产品必将在某种占绝对优势的电池产品成功商业化之前长期存在。

  第三,处于电池研发技术前沿的新能源终端电池,如锂硫电池、锂空气电池、铝空气电池、石墨烯电池、超级电容器等,凭借各自的突出优势有非常好的前景。但由于上述电池等各自在技术、成本和市场应用上的一些关键问题没有解决,产业化和商业化尚需时日。

  进入二十一世纪以来,我国电池制造行业保持多年增长,在全球电池行业中的份额逐年增加。2013年全年实现主营业务收入4192.19亿元,利润总额162.92亿元,利润率5.94%。以锂离子电池为代表的新型电池发展迅猛,铅酸蓄电池发展呈稳健上升趋势,锌锰电池产量稍降,镍镉电池、镍氢电池和碱锰电池产量降幅较大。我国电池产业重点分布在广东、浙江、江苏、河北等省份。

  我国是铅酸蓄电池的产销大国之一。2009年以来,我国铅酸蓄电池产量呈现上升趋势,2014 年达2.21亿千伏安时。

  铅酸蓄电池的下游主要是电动汽车行业,以及作为通信基站的后备电池和储能电池。

  拉动铅酸蓄电池2011年以来增长较快的电动自行车的市场容量已基本饱和,未来几年是锂离子电池大规模替代铅酸电池的时间。

  随着环保、工艺落后的小企业将逐步退出生产,铅酸蓄电池的行业集中度将不断提升。

  ①发展现状。2009年以来,我国锂离子电池的产业规模保持了较快的增长速度,高于其它类电池增速和全球增速。2014年,我国锂离子电池产量达52.9亿只,已是全球最大的锂离子电池制造基地。

  我国锂离子电池企业主要分布在长三角、珠三角地区以及北京、天津、河南、四川、江西等地。

  我国锂离子电池企业主要有ATL,比亚迪,天津力神,光宇国际、海特电子和深圳比克等。

  我国锂离子电池整体还处于产业链低端。锂离子电池在安全性、续航能力、使用寿命、成本、使用便利性等方面急待提高和改进。高端动力和储能电池差距近两年来在缩小,但距离仍然比较大,是制约我国电动汽车发展的瓶颈。

  ②锂电子电池4大材料行业现状。在锂电池4大关键材料生产上,虽然目前我国在全球的市场份额远超日本和韩国(2014年),但整体来说工艺、技术水平不高,中低端产品产能过剩,行业集中度偏低,企业很难获得规模效益。在隔膜、电解液、动力锂电池的核心配方以及电池管理技术等方面,我们也都没有自己的核心技术,高端产品一直被日本、韩国、美国等国外企业把持。

  我国目前消费类电子产品市场中手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等主要产品的市场容量已基本饱和,未来对锂电池增长拉动有限。

  我国动力锂电池市场由于投资急剧扩张、技术水平不高,未来将在中低端产品上出现产能过剩和价格战。

  2005年以来,我国太阳能电池产量快速增长。产业发展大致经历了高速增长及产能盲目扩张期、出口骤减进入产业寒冬期、政府扶持增加国内需求进入稳步回暖期这三个时期。

  我国太阳能电池企业主要分布在江苏、浙江、四川以及北京、天津等地。无锡尚德是全球最大的太阳能面板制造商。

  目前我国产业化生产的多晶硅和单晶硅电池平均转换效率处于全球领先水平。我国铟、镓资源丰富,加之铜铟镓硒技术的效率提升,使我国在太阳能电池制造成本上具有相当大的优势。

  第一,市场严重依赖出口。中国目前是太阳电池的生产大国、光伏发电市场应用的小国,光伏产业仍未改变出口为主的局面。

  第二,电网方面,目前我国的智能电网建设仍然十分落后,存在诸多技术问题,新电改中的输配分离仍面临技术、资金、安全等困境。

  第三,电站方面,分布式光伏发电需要在屋顶建立电站,但是投资方一般难以获得屋顶业主的产权。电站产权制度的设计是制约分布式光伏发电在居民中推进的一大阻碍。

  目前国际光伏市场迅速发展、国内需求不断增加。未来发生像2012年全球性产能过剩问题的可能性不大,甚至可能面临首次太阳能电池板短缺的问题。

  随着我国西北部地区地面电站的逐渐饱和,以及光伏平价上网的条件达成,配合储能技术的成熟,未来东部及南部地区将兴起建分布式电站的热潮。

  随着锂电池对镍镉电池的替代和镍镉电池严重的环境污染问题,我国镍镉电池的市场规模急速下滑,生产镍镉电池的厂家数量不断减少,未来成长缺乏动力。

  我国的镍氢电池产业经过近二十年的发展已经初具规模,目前产量和出口量居世界第一。重点生产区域有广东、江苏、山东、江西、河南等省份。主要生产企业包括深圳德赛电池、湖南科力远新能源、惠州超霸电池等。

  虽然镍氢电池是我国现在电池的主流方向之一,近年来其产量呈下降趋势,市场规模在萎缩。

  我国镍氢电池三大应用领域:电动车、便携式高耗电产品、电动玩具(2014年)。镍氢电池在大功率工业用动力电池方面有较大的应用占比,但未来成长空间有限。纯电动汽车的推进或影响镍氢电池前景。

  我国燃料电池汽车处于探索发展阶段,和国际相比有较大差距。截至目前,我国仅有200余辆燃料电池电动车示范运行,2015年燃料电池车产量仅有10辆。目前拥有燃料电池汽车整车生产技术的国内车企仅为上汽集团一家。

  虽然我国在燃料电池关键材料的研发已经达到国际水平,但在燃料电池发动机等产业链主要环节上还存在较大的发展空间。

  我国尚未形成明确的燃料电池汽车发展路线图,加氢站的建设任务也很艰巨(目前仅有北京、上海、郑州3座),未来燃料电池发展面临较多变数。

  我国原电池及原电池组行业产量平稳增长。2014年产量为384.42亿只(折R20标准只),比2007年的峰值略有下降。

  预计锌锰电池国内需求将逐渐减少,碱锰电池增速较缓慢,锂一次电池增速强劲。锂锰电池目前处于行业整合期。

  我国的铅酸蓄电池发展平稳,未来增长空间有限,行业集中度将有所提高;锂电子电池涨势迅猛;太阳能电池产业发展回暖;镍镉和镍氢电池市场在萎缩;燃料电池处于市场探索期。

  太阳能资源的应用潜力巨大,根据今后经济的增长,能源需求量的增大,能源的安全保障和环境问题的重要性也会逐渐凸显,这会使太阳能的利用有更多的需求。最近的大部分研究表明,太阳能在社会、环境和经济方面都表现出了很重要的作用。这些因素使太阳能生产过程的输出增大,从而导致国家间经济竞争激烈化,各国经济地位发生着变化。所以,关于太阳能产业的成长过程。国际间经济地位的变化以及输入输出状况的研究就显得尤为重要。

  但是,对于太阳能产业的进出口现状和竞争地位直接进行分析研究的文献几乎没有,对太阳能研究,大多数都是对太阳能光伏产业的研究或者关于太阳能的利用现状和发展前景。耿亚新和周新生通过研究太阳能光伏产业的发展历程,找出了我国太阳能光伏产业在发展过程中存在的问题,认为中国的太阳能光伏产业应该走一条有政府政策支持,能够优化自身产业空间布局的发展道路[1]。孙广彬一方面分析了我国太阳能光伏产业在发展中存在的问题,另一方面通过对我国太阳能产业近些年出口情况的研究,指出我国太阳能光伏产业的出口一定会越来越激烈[2]。陆维德根据我国太阳能分布具有分散的特点,重点研究了太阳能的利用前景和发展趋势,指出具有太阳能低温热利用和光伏这一特点的太阳能建筑将是太阳能发展的主要趋势[3]。

  本文利用联合国商品贸易统计数据库(UN comtrade)的统计数据,基于Veena Jha(2009)[4]的可再生能源贸易之商品品目分类,把可再生能源分为生物能源、水利能源、风能、太阳能、地热能、海洋能以及具体“子目(Subheading)”,利用我国太阳能能源的进出口贸易统计数据,通过测算显示性比较优势指数和贸易竞争力指数,分析我国1996年-2011年的太阳能产业的国际竞争力,依据实证分析结果,提出了我国太阳能产业发展的政策性启示。

  基于太阳能产业对我国经济发展的重要性,以及世界各国将太阳能产业的发展视为其可再生能源产业发展中最为重要的一个环节,如何提高太阳能产业的国际竞争力,如何让太阳能产业的发展为我国对外贸易添光加瓦,成为我们今后要考虑的重要问题。为此本文首先利用TC和RCA指数对我国太阳能产业竞争力进行实证分析,并就1996年和2011年的TC指数进行动态演化分析,从而把握中国太阳能产业的竞争力变化趋势,以便对我国太阳能产业未来的发展得出具有高价值的政策性启示。

  1996年-2011年间我国太阳能资源的显示性比较优势指数始终大于1,说明我国太阳能资源处于比较优势、出口竞争力强。从发展趋势来看,RCA指数始终呈显出明显的上升趋势,这对于提高我国在国际市场上的竞争地位,优化我国的资源匹配提供了可靠地指示作用。

  通过对我国太阳能产业显示性比较优势指数、贸易竞争力指数以及贸易竞争力动态分析的实证分析,可以得出我国太阳能产业虽然还处在发展阶段,但是有很大的发展潜力,基于上述实证分析结果,本文提出以下几点政策性建议。

  第一,合理布局科学规划太阳能产业,使之形成一个有效的产业聚集并形成一条产业链。我国的太阳能产业还处在发展阶段,容易受到来自国际市场的影响,所以,我们应该积极采取应对政策,强调从总体布局,从大处着手,细微之处也并不能放松。

  第二,把降低成本作为发展的目标,在此基础上,鼓励技术创新,提升自主创新能力。我们应该着重研究各个产业的发展状况,扶持具有自主创新能力的企业,同时,政府应该对我国太阳能产业的发展给予足够的技术支持,企业加大研发投入。以此来提高自主创新能力,构建技术创新体系,提高我国太阳能产业的国际竞争力。

  第三,充分利用国际资源,加大与各技术强国的强强合作。当前,我们应该在充分发挥自主创新的基础上,开展国际间的互惠合作。并且密切关注最新科研成果的发展,积极学习相关技术,取其精华去其糟粕。同时,也应该大力支持我国企业走出去,支持企业参加海外展览、国际会议和竞标项目并对其实施补贴或补助。

  第四,政府充分实行激励政策。经济激励政策是拉动太阳能产业发展的保障,各地要因地制宜的制定激励太阳能产业发展和推广应用的激励政策和措施,包括税收、补贴和其他激励政策等。各地区和各有关部门要研究制定鼓励太阳能产业发展的优惠政策,通过宏观调控和市场引导相结合的方式,为太阳能产业在国内的发展提供必要的条件,加快太阳能产业的升级步伐,积极促进太阳能产业的发展。

  [1]耿亚新,周新生.太阳能光伏产业的理论及发展路径[J].中国软科学,2010(4):19-28.

  [2]孙广彬.我国太阳能光伏产品出口竞争将日趋激烈[J].电器工业,2009(11):20-30.

  [3]陆维德.太阳能利用技术发展趋势评[J].世界科技研究与发展,2007(2):95-99.

  [5]文华.崔文.我国服务贸易的国际竞争力分析及其政策性启示[J].延边大学学报,2012(12):

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