中國可再生能源學(xué)會光伏專委會趙玉文吳達成半導(dǎo)體材料

1、. 引言三. 中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況四. 討論與結(jié)語. 引言引言 2007年我國一躍成為世界太陽電池的第一大生產(chǎn)國，但國內(nèi)光伏市場發(fā)展依然緩慢，截止2007年底，累計裝機不足世界累計安裝量的1%。產(chǎn)業(yè)和市場之間發(fā)展極不平衡。國際市場的不確定因素使我國光伏產(chǎn)業(yè)面臨一定風(fēng)險。我國亟待實施上網(wǎng)電價法，啟動我國光伏市場。 2007年世界太陽電池產(chǎn)量：至2007年底累計生產(chǎn)達到12.64 GWp 累計安裝約12.0 GWp中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（20062007）2008.至200至2007(GWp)累計生產(chǎn)12.64累計安裝12.0最近10年平均年增長率為41.3%，最近5年的年平均增長率為49.5，

2、2007年比2006年增長率56.2%。 (在自2004年以來硅材料嚴重短缺情況下)世界光伏產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速、增速發(fā)展。光伏市場仍然是需要政策驅(qū)動的市場。黃色2006,橙色2007德國2006: 850MWp德國2007: 1100MWp世界2006: 1600MWp世界2007: 2400MWpFrom Frank Haugwitz（1）光伏電池產(chǎn)量份額 （2）光伏市場份額2007年主要國家和地區(qū)光伏電池和光伏市場份額2) 并網(wǎng)光伏發(fā)電發(fā)展迅速年份2000 2001 2002 2003 2004 200520062007份額()41.750.451.455.565.9707580（Renewab

3、les 2007 Global status ReportREN21,WWW）并網(wǎng)光伏發(fā)電在可再生能源中發(fā)展速度最快（Renewables 2007 Global status ReportREN21,WWW）成本大幅度降低光伏組件成本30年來降低了2個多數(shù)量級。2006年光伏發(fā)電的成本構(gòu)成2001-2007年各類薄膜電池產(chǎn)量的增長情況 ）薄膜電池的產(chǎn)業(yè)化進程加快）光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展障礙和動力分析 發(fā)電成本太高但下降空間很大 技術(shù)進步的推動力及局限性 政府政策的激勵作用及局限性 上網(wǎng)電價法的強大推動力及科學(xué)性德國2007年的PV上網(wǎng)電價法規(guī)促進成本降低系統(tǒng)類型不同規(guī)模光伏系統(tǒng)的上網(wǎng)電價，歐元/kWh

4、30kWp30-100kWp100kWp建筑屋頂0.5740.5460.540建筑幕簾0.6240.5960.590地面系統(tǒng)0.457 德國2004年1月起的光伏發(fā)電上網(wǎng)電價（修正）上網(wǎng)價格/ kWh100kWp建筑物和隔音墻49.21歐分46.82歐分46.30歐分光伏建筑集成地面系統(tǒng)5歐分地面系統(tǒng)37.96歐分上網(wǎng)電價法 的普及與擴大部分實施上網(wǎng)電價法的國家國家和地區(qū)上網(wǎng)電價，歐元/kWh實施時間德國055(平均)20比利時04520希臘04920意大利04520葡萄牙04415西班牙04225華盛頓州(US）043（美元）10加州（US）050（美元）3韓國05815（solar Ann

5、ual 2007） 年2006 2007 2008 2009 2010 2011電池產(chǎn)量(GWp)2.64.020.5年增長率,%585354664836組件平均銷售價($/Wp)平均系統(tǒng)安裝價($/Wp)未來5年（20072011）太陽電池產(chǎn)量預(yù)測（solar Annual 2007）年200620072008200920102011太陽電池產(chǎn)量2.64.020.5薄膜電池產(chǎn)量（預(yù)測）（實際）0.1910.50.32.6薄膜電池，（預(yù)測）%（實際）7.461

6、2.58.7518.0314.713.2512.68未來5年（20072011）薄膜電池的發(fā)展（1st Workshop Future Direction of PV, Tokyo, 3-4 March 2005）降低趨勢（資料來源：Photon Consulting）4）2010年太陽能光伏發(fā)電成本下降趨勢時間20102020 2030204020502100替代比（）1020 30405080可持續(xù)發(fā)展所要求的可再生能源替代比例 太陽能光伏發(fā)電量（TWh），世界總發(fā)電量（TWh）5）未來太陽能光伏發(fā)電的替代趨勢6）世界光伏發(fā)電路線圖, 累計安裝量, GWp)年度20002010202020

7、30美國0.152.136200歐洲0.153.041200日本0.254.830205世界總計（AIP）1.014.02001850數(shù)據(jù)來源：Japanese，US，EPIA and EREC 2040 scenarios （EREC - European Renewable Energy Council， EPIA - European Photovoltaic Industry Agency， AIP - Advanced International Policy Scenario）=109kW美國能源部Office of Science報告，2005年4月。光伏發(fā)電未來的主導(dǎo)地位太陽級

8、多晶硅單、多晶硅錠/硅片單、多晶硅電池單、多晶硅電池光伏組件制造光伏組件制造光伏系統(tǒng)集成光伏系統(tǒng)集成（光伏電站建設(shè)）（光伏電站建設(shè)）專用設(shè)備及材料系統(tǒng)平衡部件系統(tǒng)平衡部件（BOS）三。中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況三。中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況 光伏產(chǎn)業(yè)鏈1.中國多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況和形勢 1) 20052007年我國多晶硅產(chǎn)量，噸 20052007年中國的多晶硅產(chǎn)量及需求，噸2005年2006年2007多晶硅產(chǎn)量（噸）802901130多晶硅需求量（噸）1652468610597多晶硅缺額（噸）157243969467注：（2005、2006、2007年太陽電池的多晶硅用量分別按照12、11、10噸/ MW

9、p計算，2005、2006、2007年晶硅電池產(chǎn)量分別按照137.7、426和1059.7MWp（即扣除薄膜電池產(chǎn)量）計算。2）我國多晶硅產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展形勢 據(jù)統(tǒng)計，到目前為止，有近50家公司正在建設(shè)、擴建和籌建以西門子改良法為技術(shù)路線的多晶硅生產(chǎn)線，總建設(shè)規(guī)模超過10萬噸，總投資超過1000億，其中一期規(guī)模超過4萬噸，投資超過400億。一期建設(shè)基本上都在20062009年期間開始，在20072010年期間建成投產(chǎn)。2、我國太陽級硅錠/硅片制造產(chǎn)業(yè)20012007年中國太陽級晶體硅錠產(chǎn)量，噸 3、 我國太陽電池制造業(yè)20002007年中國太陽電池產(chǎn)量的歷年變化2007年中國太陽電池產(chǎn)量1088M

10、Wp，超過日本（920MWp）和歐洲（1062.8MWp），成為世界第一大太陽電池生產(chǎn)國。4、組件封裝產(chǎn)業(yè)概況 2006 年 721 MWp 2007年 1717 MWp 組件產(chǎn)量是電池產(chǎn)量的約1.5倍，說明大 約50的組件所用電池是從海外進口的。 5。中國光伏發(fā)電市場發(fā)展概況 2007年安裝20MWp 2007年底累計安裝100MWp19762007我國光伏系統(tǒng)的年裝機容量和累計裝機容量變化6。巨大的社會效益和經(jīng)濟效益我國光伏產(chǎn)業(yè)直鏈就業(yè)人數(shù)和銷售額估計200520062007銷售額（億元）就業(yè)人數(shù)銷售額（億元）就業(yè)人數(shù)銷售額（億元）就業(yè)人數(shù)1281381043339500882.48280

11、0包括相關(guān)產(chǎn)業(yè)，銷售額超過其千億元，就業(yè)人數(shù)超過10萬人。1）可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃）可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃n2010年太陽能發(fā)電達到年太陽能發(fā)電達到300MWp， n其中其中PV：250MWpn2020年太陽能發(fā)電達到年太陽能發(fā)電達到1,800MWp，n其中其中PV：1,600MWpn如果保持近兩年國內(nèi)安裝量每年翻一番的水平，可以實現(xiàn)如果保持近兩年國內(nèi)安裝量每年翻一番的水平，可以實現(xiàn)2010年規(guī)劃目標。年規(guī)劃目標。n但與世界光伏市場發(fā)展和中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度來講，仍然只但與世界光伏市場發(fā)展和中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度來講，仍然只占很小的比例。占很小的比例。n2008-2020目標安裝量尚不及我

12、國目標安裝量尚不及我國2007年年1年的組件生產(chǎn)量。年的組件生產(chǎn)量。洗牌將發(fā)生在洗牌將發(fā)生在2009-2010，最嚴重時發(fā)生在，最嚴重時發(fā)生在2009年下半年。從長遠來年下半年。從長遠來看，洗牌有利于光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，但是對許多公看，洗牌有利于光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，但是對許多公司來說也許是毀滅性的。司來說也許是毀滅性的。n“金融危機金融危機”也許會使也許會使“洗牌洗牌”提前到來？提前到來？n大型光伏企業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈兩端延伸也許是明智之舉。大型光伏企業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈兩端延伸也許是明智之舉。n出售光伏電力出售光伏電力看起來具有更好的和更長遠地利益回看起來具有更好的和更長遠地利益回報。報。n同其它高耗能產(chǎn)業(yè)橫向相

13、比，單位能耗同其它高耗能產(chǎn)業(yè)橫向相比，單位能耗的確是高的的確是高的n總能耗所占比例是不高的總能耗所占比例是不高的n能量回收期能量回收期2年，耗能指標還有可能年，耗能指標還有可能下降下降TP = EP / ES式中：式中：TP（年）為光伏發(fā)電系統(tǒng)能量回收期（年）為光伏發(fā)電系統(tǒng)能量回收期 EP 為制造光伏系統(tǒng)所消耗的能量（為制造光伏系統(tǒng)所消耗的能量（kWh/Wp） ES 為光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量（為光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量（kWh/Wp.年）年）EP = EP1 + EP2 + EP3 + EP4 + EP4 + EP5 + EP6其中其中：EP1為硅砂為硅砂 冶金硅的能耗：冶金硅的能耗：13kwh

14、/kg EP2 為冶金硅為冶金硅 多晶硅的能耗多晶硅的能耗 200kwh/kg（改良西門子法國內(nèi)一般水平，國外先進水平為（改良西門子法國內(nèi)一般水平，國外先進水平為150 kwh/kg） EP3為多晶硅為多晶硅 多晶硅錠、硅片的能耗多晶硅錠、硅片的能耗 18kwh/kg多晶硅鑄錠重量多晶硅鑄錠重量270kg，并使用多線切割機切片能耗水平，并使用多線切割機切片能耗水平 EP4為多晶硅片為多晶硅片 多晶硅光伏電池的能耗多晶硅光伏電池的能耗 0.2kwh/Wp EP5為光伏電池為光伏電池 光伏組件的能耗光伏組件的能耗 0.15kwh/Wp含封裝材料（鋼化玻璃，含封裝材料（鋼化玻璃，EVA，TPT等）的

15、生產(chǎn)能耗等）的生產(chǎn)能耗 EP6為光伏組件為光伏組件 光伏系統(tǒng)的能耗光伏系統(tǒng)的能耗 0.15kwh/Wp 含并網(wǎng)控制逆變器、電纜、開關(guān)、支架、儀表等的生產(chǎn)能耗含并網(wǎng)控制逆變器、電纜、開關(guān)、支架、儀表等的生產(chǎn)能耗光伏發(fā)電（晶體硅太陽電池）的能量光伏發(fā)電（晶體硅太陽電池）的能量回收期計算回收期計算多晶硅產(chǎn)率多晶硅料多晶硅產(chǎn)率多晶硅料/冶金硅料冶金硅料1kg/1.3kg=0.77即每生產(chǎn)即每生產(chǎn)1kg高純多晶硅需要高純多晶硅需要1.3kg冶金硅冶金硅1kg高純多晶硅拉制高純多晶硅拉制1kg硅棒，或澆鑄硅棒，或澆鑄1kg硅錠的產(chǎn)率為硅錠的產(chǎn)率為0.8，即，即1kg硅錠硅錠/硅棒需要硅棒需要1.25kg高

16、純多晶硅；高純多晶硅；1kg硅棒或硅錠可以切硅棒或硅錠可以切50-60片片125125mm的硅片，按照的硅片，按照56片計算，每片計算，每片平均制造片平均制造2.4Wp太陽電池，合計為：太陽電池，合計為：134.4Wp/kg;則：則：134.4Wp太陽電池需要的高純多晶硅為太陽電池需要的高純多晶硅為1/0.8=1.25kg 1250g/134.4Wp = 9.3g/Wp 134.4Wp太陽電池需要的冶金硅為太陽電池需要的冶金硅為1/0.81.3=1.625kg 1625g/134.4Wp = 12.1g/Wp太陽電池組件產(chǎn)率太陽電池組件產(chǎn)率98(即封裝成品率即封裝成品率)根據(jù)上述參數(shù)，得到：根

17、據(jù)上述參數(shù)，得到：EP1 =13kwh/kg0.0121kg/Wp=0.157kwh/WpEP2 = 200kwh/kg0.0093kg/Wp=1.86kwh/WpEP3 =18kwh/kg134.4Wp/kg=0.134 kwh/Wp相關(guān)參數(shù)相關(guān)參數(shù)EP = EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+EP6 =2.651 kwh/WpEs = 1.3kwh/Wp年（按照全國平均太陽能有效峰值時數(shù)年（按照全國平均太陽能有效峰值時數(shù)1300小時計算）小時計算）TP=EP/ES 2.0年年關(guān)于光伏發(fā)電能量回收期的結(jié)論關(guān)于光伏發(fā)電能量回收期的結(jié)論太陽電池的使用壽命超過太陽電池的使用壽命超過30

18、年，電力回報率高達年，電力回報率高達15倍，隨著太陽級硅倍，隨著太陽級硅材料能耗下降（材料能耗下降（200kwh/kg 100kwh/kg），光伏電池效率繼續(xù)提高），光伏電池效率繼續(xù)提高（15% 20%），基片繼續(xù)減薄，能量回收期還會更短。），基片繼續(xù)減薄，能量回收期還會更短。n主要在多晶硅生產(chǎn)過程中有廢液和廢氣產(chǎn)生（主要在多晶硅生產(chǎn)過程中有廢液和廢氣產(chǎn)生（SiCl4 ，HCl ），無論從回收利用還是無公害處理都應(yīng)不存），無論從回收利用還是無公害處理都應(yīng)不存在技術(shù)問題。從已經(jīng)開工生產(chǎn)的多晶硅廠看，通過在技術(shù)問題。從已經(jīng)開工生產(chǎn)的多晶硅廠看，通過尾氣回收、無公害處理、物料循環(huán)使用和綜合利用，尾氣回收、無公害處理、物料循環(huán)使用和綜合利用，完全可以做