主页天使城娱乐注册，摘 要 本文分析了全世界光伏市场的发展情况和趋势，指出太阳光伏发电 在今后十年内将进入一个快速发展阶段，随着太阳能电池的成本降低和国家 政策推动，预测未来光伏产业的平均增长率将达到 20%左右。提出政府的 政策法规是对光伏产业最有影响力的因素的观点。 希望政府尽快制定强有力 的政策，使光伏产业在激烈的竞争中健康发展。 1．前言 电的发明使人类社会的发展进入了一个划时代的文明阶段，在上世纪的中、 后期，人们在航天、交通、通讯等领域的技术发展使人类更多地了解了自然 和宇宙的神秘，更快地促进了人类文明的发展，同时，人类对能源的需求也 越来越大。直到目前为止，人类主要依赖煤、石油和天然气等化石燃料而生 存。随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对能源的需求不 断扩大，于是给现实社会带来两大问题：能源危机——煤和石油的储藏量相 当有限， 取之有尽； 环境污染——以煤、 石油的大量燃烧而排放的废气 （CO2 和 SO2）所产生的环境污染和温室效应使人类的生存环境不断恶化。上述 两大问题迫使人们将眼光投向新的绿色能源的开发和利用。本文总结了近年 来全球光伏产业的发展情况，尤其是西方发达国家为推动新能源产业所作的 努力，展望了中国和世界光伏产业发展的前景。 2．发展新能源的迫切性 纵观人类的发展历史，每一次能源革命都大力地推动了人类文明的发展。瓦 特发明的蒸汽机推动了第一次工业革命，艾迪生发明的灯泡使人类告别黑夜

　　的时代。图 1 描述了人类能源需演变情况，我们可以将人类能源发展史大体 分为前工业时代、工业时代和后工业时代。在前工业时代，人类还未具备开 发能源利用的能力，因此社会财富和能源消耗水平均很低；到了工业时代， 化石燃料和工业革命结合创造了人类历史上辉煌的文明时代， 科学技术飞速 发展，物质财富空前增加，人类的生活水平日益提高，孕育了下一个更高的 文明时代，但同时也造成了资源的极大浪费，生态环境的恶化和破坏；后工 业时代将是一个新的文明时代， 能源结构将是各种干净和可再生能源结构的 组合，单位能耗的物质财富极大增加，生态环境得到恢复和改善，可持续发 展将成为一切社会活动的准则，人和自然将会友好相处。 化石燃料所提供的能源只是人类发展历史上一个脉冲，据国际机构预测， 化石燃料的产出峰值将会在本世纪 2020-2030 年之间出现。然而，人类的 文明史不能由于化石燃料的枯竭而终止。人类必须寻求其他新能源以确保人 类文明发展的源远流长，图 2 显示了 shell 公司对过去和现在能源结构的分 析以及将来的发展趋势。 化石燃料的逐渐枯竭必须由其他的可再生能源进行 替代，而太阳能将是新的能源结构的重要组成部分。 3．光伏发电产业和市场的发展现状 3．1 光伏产业和市场 国际光伏工业在过去 15 年平均年增长率为 15％。90 年代后期，世界市场 出现了供不应求的局面，发展更加迅速。1997 年世界太阳电池光伏组件生 产达 122MW，比 96 年增长 38％，是 4 年前的 2 倍，是 7 年前 3 倍，超 出光伏界专家最乐观的估计。1998 年光伏组件生产达到 157.4MW，比 1997 年增长 29％,光伏发电总装机容量达到 800MW[ 2] 。 在产业化方面，

　　各国一直在通过改进工艺、扩大规模和开拓市场等措施降低成本，并取得了 巨大进展。以美国为代表，能源部自 1990 年起动了 PVMaT(光伏制造技 术)计划，旨在大幅度降低成本。计划实施产生了非常明显的效果：商品化 电池效率达到 12－15％；生产规模从过去的 1－5MW/年发展到 5－ 20MW/年，并正在向 50MW 扩大；工艺不断简化，自动化程度不断提高； 三年来；光伏组件生产成本降低了 32％以上，降到 3 美元/Wp 以下，售价 降到 4 美元/Wp 左右。美国的目标是：2005 年光伏系统安装成本降到 3 美元/Wp(11 美分/KWh), 2010 年降到 1.5 美元/Wp(6 美分/KWh 以下)。 欧洲和日本也有类似的计划，竞争促使各发达国家的产业化技术几乎以大致 相同的水平和速度向前发展。在光伏发电领域，印度在发展中国家处领先地 位，现有 80 个公司从事光伏发电事业，其中有 6 个太阳电池制造厂，12 个组件生产厂。1997－1998 年，电池生产 8.2MW,组件生产 11MW，出 口 4MW。1998－2002 年印度计划安装 150MW。2002 年生产将达到 50MW/年。截止 1998 年低，印度光伏发电总装机容量达到 35MW。98 年 7 月正当世界金融危机最疯狂的时候，世界 PV 市场比 1997 年同期增长 了 50％。世界各大公司业纷纷制定和实施扩产计划，98 年初 PVIR 统计， 将于 2000 年完成的扩产新增能力为 263.5MW/年, 比 1997 年高出 2 倍. 可以说，光伏发电技术和产业正在腾飞。欧盟科技局局长 Wolfgang Palz 博士在第二届国际太阳能光伏会议(1998.7.6-10,Vienna)上，对目前光伏 技术商业化发展态势发表了如下看法： 光伏技术的发展已经很明显地结束 了它的前期开拓(pioneer)阶段,并开始了它的蓬勃发展(explosion)阶段。 3．2 光伏技术的重大进展

　　为降低光伏发电成本的各种研究开发工作一直在发达国家中紧张地进行着。 澳大利亚新南威尔士大学高效单晶硅电池和多晶硅电池效率分别达到 24.5％和 19.8％，美国、日本、德国也分别达到 20％以上和 17％以上。 非晶硅薄膜电池通过双结、 三结迭层和 Ge-Si 合金层技术， 在克服光衰减和 提高效率上不断有新的突破，实验室稳定效率已经突破 15％。CdTe 电池 效率达到 15.8%，CIS 电池效率 18.8％。多晶硅薄膜电池的研究工作自 1987 年以来发展迅速，成为世界关注的新热点。 3．3 我国光伏发电技术及产业的现状 我国太阳能光伏发电产业经过近二十年的努力已经奠定了一个良好的基础。 目前有 6 个单晶硅电池及组件生产厂和 2 个非晶硅电池生产厂。 2004 年光伏 组件产量达到 60MW,装机容量 100MW(部分进口品),累计总装机容量达到 150MW。 在技术开发方面，先后开展了晶硅高效电池，非晶硅电池，CdTe、 CIS 电池，多晶硅薄膜电池以及应用系统的关键技术研究。近年来在国家科 委的支持下，高效电池和多晶硅薄膜电池的研究开发取得可喜的成果：单晶 硅高效电池效率达到 16.79％，大面积(5×5cm2)刻槽埋栅电池效率达到 18.6％，多晶硅电池效率达到 14.5%。在多晶硅薄膜电池方面，采用快速热 CVD 技术在非活性硅衬底上制备的多晶薄膜电池效率达到 14.8%。并且建立 了国内一流的光伏技术研究开发实验室，形成了一支较强的光伏技术研究开 发队伍，成为我国太阳能光伏技术研究开发的重要基地。 我国光伏发电技术及产业的发展在总体水平上同国外相比还有很大差距， 表 现在以下几个方面：①生产规模小。目前我国太阳电池生产厂基本上保持在 2002 年引进时的规模和水平上,实际生产能力均在 15.5MW/年左右。2003 年

　　随着欧洲国家光伏发电热的影响， 2003 年国太阳电池组件的产量达 80MW， 仅 约占世界产量的 3%。 ②技术水平较低。 我国太阳电池的效率平均在 13－15％； 组件封装水平低，工程现场证明，部分产品大约 5－7 年就出现发黄、起泡、 焊线脱落、效率下降等问题，质量同国外有一定差距。③专用原材料国产化 程度不高。专用材料如银浆、封装玻璃、EVA 等尚未完全实现国产化。国家 曾将提高商业化电池效率和材料国产化列入“八五”计划，并取得一定成 果，但性能有待进一步改进，各厂家部分材料仍然采用进口品。④成本高。 目前我国电池组件成本约 26 元/Wp，平均售价 35 元/Wp，成本和售价主要受 太阳能电池片的影响较大。 ⑤国内市场发展迟缓。 我国地域广大、 人口众多， 7000 万人生活在无电地区， 光伏发电的潜在市场非常巨大。 但光伏发电成本 高，目前还不能与常规发电相比。在市场开拓方面，缺乏相应的支持政策、 法规、措施，投入少，市场发展迟缓。对比之下，国外各大公司和世界银行 对开拓中国光伏市场表现出极大兴趣和热心。 例如， 世界银行通过 GEF(全球 环境基金)项目向中国赠款 2500 万美元用于光伏市场开拓，总计 10MW 户用 光伏发电系统； 荷兰政府向新疆赠送近 10 万套户用光伏电源系统， 价值 1500 万美元；日本、美国、欧洲的一些公司也都有过类似的赠送和示范项目，这 对我国光伏事业的发展无疑是起着推动和催化作用。面对将被开发出来的巨 大市场，我国的光伏产业必须加快步伐迎接严峻的挑战。 4．二十一世纪光伏发电发展趋势和展望 预测今后 10 年光伏组件的生产将以 20－30％甚至更高的递增速度发展。 快 速发展的屋顶计划、各种减免税政策和补贴政策以及逐渐成熟的绿色电力价 格为光伏市场的发展提供了坚实的基础。市场将逐步由边远地区和农村的补

　　充能源向全社会的替代能源过渡。预测下世纪中页，光伏发电成为人类的基 础能源之一。 光伏的未来前景已经被愈来愈多的国家政府和金融界(如世界银行)所认识。 特别是 97 年以来许多发达国家和地区纷纷制定光伏发展规划，如美国到计 划到 2010 年累计安装 4.6GW(美国能源部规划,含百万屋顶计划)；欧盟累计 安装 6.7GW(可再生能源白皮书),其中 3.7GW 安装在欧洲内部，3GW 出口；日 本累计安装 5GW(NEDO 日本新阳光计划)， 预计其他发展中国家 1.8GW(估计约 10％)， 世界累计安装 18GW。 1998 年的 200 多倍， 是 届时世界光伏组件价格： 1-1.5 美元/Wp，安装成本在 2 美元以下，发电成本 6-8 美份/KWh。 4．1 光伏发电成本降低趋势 PV 系统安装价格每年以 9％速率降低。 1996 年平均安装成本约 7 美元/Wp，预 计 2005 年可降到 3 美元/Wp， PV 发电成本 0.11 美元/KWh，2010 年降到 6 美分/KWh，相当于系统安装成本 1.7 美元/Wp。 降低成本可通过扩大规模、提高自动化程度和技术水平、提高电池效率等技 术途径实现。通过可行性研究分析可以看出，500MW/年的规模,采用现有不 同的商业化晶硅技术，可使 PV 组件成本降低到 0.71-1.78 欧元/Wp，如果加 上技术改进和提高电池效率等措施，组件平均成本可降低到 1 美元/Wp。在 这个组件成本水平上，加上系统其他部件成本也在不断改进和降低，发电成 本 6 美分/KWh, 是可能和现实的。考虑到薄膜电池，未来降低成本的潜力更 大，因此，在下世纪前 10－30 年把 PV 系统安装成本降低到与核电可比或更 低是完全可能的。 4．2 光伏产业向百兆瓦级规模和更高技术水平发展

　　目前 PV 组件的生产规模在 5－20MW/年，下世纪将向百兆瓦级甚至更大规模 发展。同时自动化程度、技术水平也将大大提高，电池效率将由现在的水平 (单晶硅 13％－15％，多晶硅 11％－13％)向更高水平(单晶硅 18％－20％， 多晶硅 16％－18％)发展,同时薄膜电池在不断研究开发， 这些都为大幅度降 低光伏发电成本提供了技术基础。 4．3 光伏建筑将成为光伏应用的最大市场 光伏建筑集成及并网发电近年来获得了快速发展。 建筑物能为光伏系统提供 足够的面积，不需另占土地；能省去光伏系统的支撑结构、省去输电费用； 光伏阵列可代替常规建筑材料，节省材料费用；安装建筑施工结合，节省安 装成本；分散发电，避免传输和分电损失(5－10％)，降低输电和分电投资 和维修成本。集成设计使建筑更加洁净、完美，更易被专业建筑师、用户和 公众接受。太阳能光伏系统和建筑的完美结合体现了可持续发展的理想范 例，国际社会十分重视。国际能源组织(IEA)于 1991 和 1997 年相继两次年 起动建筑光伏集成计划。许多国家相继制定了本国的屋顶计划，使得建筑光 伏集成技术如旭日东升，蓬勃发展。例如，1997 年 6 月美国宣布了“克林顿 总统百万屋顶光伏计划”， 2010 年完成。 该计划旨在加速和促进美国光伏产 业的快速发展，把发电成本降到 6 美分/KWh 以下，起到减排 CO2、增加社会 就业、保持和加强美国光伏产业在世界的领先地位和支配地位的作用。欧洲 于大致相同的时间宣布了百万屋顶计划，于 2010 年完成。日本政府的计划 目标是，到 2010 年安装 5000MW 屋顶光伏发电系统。德国联合政府在欧洲百 万屋顶的框架下于 98 年 10 月份提出了一个 PV 工业 20 年来最庞大的计划－ 在 6 年内安装 10 万套 PV 屋顶系统，总容量在 300－500MW,每个屋顶约 3－

　　5KW 总费用约 9.18 亿马克。该计划提供 10 年无息信贷，政府提供 37.5％的 补贴，该计划于 1999 年 1 月实施。该计划在德国引起了很大反响，对德国 的 PV 工业将产生不可估量的影响。 建筑物能耗占世界总能耗的 1/3， 是未来 太阳能光伏发电的最大市场。光伏系统和建筑结合将根本改变太阳能光伏发 电在世界能源中的结构中的从属地位，前景光明。 4．4 世纪前半期光伏发电将超过核电 专家分析预测， 未来 PV 发展的年增长率在 20-30%之间.。 按照指数增长规律， PV 将很快发展成巨大的市场。以整机容量计，需要 30－50 年就可超过核能 (图 7)。第二届世界太阳能光伏会议主席 Jurgen Schmidt 说:“作为全球一 种能源,光伏发电在下世纪前半期将超过核电,是 2030 年还是 2050 年的最后 几年超过,只是个时间问题。” 1997 世界发电总装机容量约 2000GW，其中 核能约 370GW，占 17％。世界核电发展是呈收缩或维持趋势，我国和许多发 展中国家由于工业化速度加快，能源短缺，还会适当地发展核能。到下世纪 30－50 年代，核能将发展到 500－600GW 左右。1998 年世界光伏发电总装机 容量 0。8GW，以 2040 年计算，这要求从现在开始，光伏发电每年增长速度 为 16.5％。专家预计下世纪前半期的 30－50 年代光伏发电将超过核电，是 一个有根据的预测，前提是光伏系统安装成本能和核能相比。石油对能源的 贡献整整花了 100 年, PV 从今天对能源的微小贡献到未来的重大贡献所需时 间比石油要短得多。 由此可以看出太阳能光伏发电未来具有重大的应用背景，前景是十分光明 的，降低太阳能光伏发电成本是发展太阳能光伏发电关键问题。 技术的不断发展将会进一步降低太阳电池的生产制造成本，使其更具竞争

　　力，预期 10 年以后，光伏组件的制造成本将下降一半，达到 1.5 美元/瓦左 右，到时，光伏发电成本将可与目前的火力发电相竞争。太阳能的推广和应 用是与节能技术分不开的。 年以后， 10 我们的照明系统再不是白炽灯或日光 灯，取而代之的将是高亮度的发光二极管（LED），发光二极管耗能小，寿 命长达几十年，节能技术的发展为大规模推广和应用光伏发电产品提供有利 的条件。 目前，国际光伏产业的发展已向集团化、规模化发展，产量增幅稳定，生产 成本和市场售价平稳下降，日本已有三家光伏制造企业具有 100 兆瓦以上的 生产能力，生产规模的扩大，导致原材料和制造成本的下降。在我国，“绿 色奥运”、“西部大开发”、“乡乡通”等工程的实施，将使光伏电池在国 内的销售急剧增长。加入 WTO 以后，在国外产品的冲击下，我国光伏企业竞 争意识加强，纷纷更新设备、扩大规模、提高质量、降低成本。然而，要成 为具有国际竞争力的一流企业，必须要实现一定的生产规模，具有先进的技 术设备，高水平的内部管理和市场开拓能力以及具有国际水准的创新研发和 产品开发能力，这样企业才能处于持续永恒的竞争地位。 随着我国经济建设规模的不断扩大，环境问题越来越引起全社会的广泛关 注，传统的能源结构已经不能适应经济、社会和环境的可持续发展要求，因 此促进可再生能源的开发利用已经成为我国能源建设的一项紧迫任务，目前 中国政府已经订立《中华人民共和国可再生能源促进法》，以鼓励和支持中 国可再生能源行业的健康有序发展。相信中国的光伏产业能借着这股东风， 在激烈的国际市场竞争中健康发展， 也使光伏发电这种具有可持续发展理想 特征的能源技术进入中国的能源结构并成为能源主体的构成之一。