中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

0中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀太陽能是人類生存和發(fā)展的最基本能源形式。人類生產(chǎn)的幾乎所有自然資源都來自太陽能。隨著能源危機、環(huán)境惡化以及各國能源政策的調(diào)整,太陽能作為清潔、廉價且可永續(xù)利用的新能源,得到了世界上很多國家的重視。并首先在一些太陽能資源豐富的國家得到大面積推廣和應(yīng)用,主要是德國、日本和美國。特別是德國自2004年實施修訂的“上網(wǎng)電價法”以來,市場需求急劇擴大,光伏產(chǎn)品供不應(yīng)求。在國際市場的刺激下,中國光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,并帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如光伏系統(tǒng)平衡部件、專用設(shè)備及專用材料制造業(yè)等。然而,中國國內(nèi)光伏市場發(fā)展依然緩慢,目前中國發(fā)展的新能源主要是風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能等,太陽能發(fā)展計劃仍在長期醞釀中。由于太陽能發(fā)電價格昂貴,是常規(guī)能源發(fā)電價格的十倍左右,現(xiàn)階段在中國進行大面積推廣和應(yīng)用比較困難。1中國在太陽電池上的發(fā)展現(xiàn)狀進入21世紀以后,中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,特別是2004年以來,在歐洲市場的大力拉動下,更是飛速發(fā)展,到2007年中國已經(jīng)成為太陽電池第一大生產(chǎn)國,為世界矚目。電池/組件的快速發(fā)展也帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,到2005年已經(jīng)基本形成了一條包括Si材料、Si錠/Si片、電池片/組件、光伏系統(tǒng)應(yīng)用等較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。1.1中國多晶si技術(shù)現(xiàn)狀迄今為止,多晶Si電池仍然占據(jù)著光伏市場的主導(dǎo)地位,截至2007年,多晶Si電池的市場份額仍高達91.25%,因此制造多晶Si電池的基本材料(太陽級多晶Si)是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上最重要的環(huán)節(jié)之一。太陽級多晶Si原料主要由原本為半導(dǎo)體工業(yè)生產(chǎn)超純多晶Si的生產(chǎn)商提供。超純多晶Si生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜、投資規(guī)模大、建設(shè)周期長,所以遠遠滯后于快速啟動的光伏市場(3～4年),這就造成了近幾年來太陽級Si材料的緊缺局面,中國面臨著更加嚴重的Si料短缺局面,2004～2006年Si料缺口一直在90%以上。2007年中國多晶Si產(chǎn)量首次突破1000t,但當年缺口仍然將近90%(如表1)。中國多晶Si生產(chǎn)技術(shù)基本都是基于改良的西門子法,但生產(chǎn)工藝落后,能耗為世界先進水平的兩倍左右,且生產(chǎn)規(guī)模小。多晶體Si生產(chǎn)是規(guī)模效益型產(chǎn)業(yè),一般認為臨界規(guī)模為2000t/年,產(chǎn)量低于1000t/年的企業(yè)被認為不具有經(jīng)濟合理性。而我國的多晶Si企業(yè)的產(chǎn)量都遠低于1000t/年,雖然洛陽中硅、四川新光、徐州中能三家企業(yè)2007年的年產(chǎn)能在1000t以上,但都不能滿負荷生產(chǎn),效益相對國外低很多。圖1為2001～2007年中國多晶Si產(chǎn)量的增長情況,可以看出自2005年起中國的多晶Si產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進。雖然如此,在2010年之前Si給料短缺仍然是阻礙中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。在2008年之后,隨著越來越多的Si給料生產(chǎn)線開始運作,這種短缺局面將會逐步得到改善。多晶體Si原材料的生產(chǎn)已經(jīng)成為整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈的瓶頸,不但限制了太陽電池產(chǎn)量的增長,而且使太陽電池的成本持續(xù)保持在3～4S|/W的水平,嚴重制約了光伏產(chǎn)業(yè)和市場的發(fā)展。表2給出了Si材料對太陽電池成本和售價的影響,可以看出Si材料價格的高低直接決定了組件的成本及售價的高低。在太陽電池生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中,主要利潤在多晶Si材料的生產(chǎn),占總利潤的56.16%。中國光伏產(chǎn)業(yè)要想獲得更大利潤、具備更強競爭力,就必須掌握多晶Si原材料生產(chǎn)的先進技術(shù),大力發(fā)展多晶Si產(chǎn)業(yè)。1.2發(fā)展si材料作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)之一,中國太陽級晶Si錠/Si片產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速,與太陽電池制造業(yè)幾乎同步發(fā)展。從2003年起,中國太陽級晶體Si錠產(chǎn)量開始快速增長,特別是2005年以后,增長速度更快且逐漸由以單晶Si錠為主向以多晶Si錠為主發(fā)展(如圖2)。但目前仍以單晶為主,主要原因在于拉單晶投資少,技術(shù)成熟,單晶爐已實現(xiàn)國產(chǎn)化,價格低廉,且建設(shè)周期短,資金回收快,成為很多企業(yè)首選目標。隨著太陽電池理論研究的深入及生產(chǎn)技術(shù)的進步,太陽電池逐漸向大面積、高效率、薄片化方向發(fā)展。太陽電池Si片厚度在逐步降低,目前工業(yè)生產(chǎn)厚度普遍已達到180μm左右,在不到20年的時間減薄超過一半,節(jié)約了Si料消耗近25%,更比20世紀70年代節(jié)約Si料50%以上(如表3)。這將會非常有利于改變一直以來Si材料短缺的局面。更重要的是,降低太陽電池Si片厚度可以顯著的節(jié)約成本,也更有利于提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。1.3日本排名世界第一近幾年來全球?qū)夥a(chǎn)品的需求拉動了中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國太陽電池產(chǎn)量增長迅速,2003年起年增長率達到100%～300%。2007年中國太陽電池產(chǎn)量高達1088MW(不包含中國臺灣地區(qū)),占全球總量的27.2%,超過德國、日本,排名世界第一(如圖3)。圖4給出了2000～2007中國太陽電池產(chǎn)量的歷年變化情況,可以看出從2003年起中國太陽電池生產(chǎn)發(fā)展的迅猛趨勢。同時也可以看出中國太陽電池產(chǎn)業(yè)仍以晶體Si電池為主,占總產(chǎn)量的90%以上,非晶Si太陽電池也在穩(wěn)步發(fā)展。中國太陽電池的生產(chǎn)有以下幾個特點:(1)發(fā)展速度快,呈爆發(fā)式增長。2007年產(chǎn)量遠遠超過以往歷年的總和;(2)市場需求旺盛,這是太陽電池生產(chǎn)發(fā)展的根本動力;(3)原材料緊缺限制了電池生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮;(4)在引進、消化和吸收基礎(chǔ)上,太陽電池生產(chǎn)技術(shù)已接近國際先進水平,且很多生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)了國產(chǎn)化;(5)企業(yè)越來越重視技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品質(zhì)量,技術(shù)力量不斷提高,產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。現(xiàn)在越來越多的企業(yè)產(chǎn)品通過了UL和TUV國際認證,進入國際市場。1.4太陽電池組件封裝技術(shù)在整個太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈中,組件封裝是投資最小、建設(shè)周期最短的一環(huán)。技術(shù)和資金門檻低,很多設(shè)備實現(xiàn)了國產(chǎn)化,單片焊接、片間互連等都是純手工操作,可以充分利用中國勞動力密集的優(yōu)勢。因此,中國太陽電池組件封裝行業(yè)發(fā)展最為迅速。根據(jù)ENFSolar的統(tǒng)計,2007年我國太陽電池組件封裝企業(yè)已有172家,總的封裝能力不少于2000MW,2006和2007年中國光伏組件產(chǎn)量分別達到721MW和1717MW。晶體Si太陽電池組件制造工藝流程中單片焊接、片間互連等都需純手工操作,因此組件封裝產(chǎn)業(yè)吸收了大量勞動力,一定程度上緩解了中國的就業(yè)壓力。系統(tǒng)應(yīng)用方面中國雖然比較落后,但也在逐步發(fā)展。2007年中國安裝了約20MW光伏系統(tǒng),到2007年底,中國光伏系統(tǒng)累計安裝量達到100MW。兆瓦級BIPV并網(wǎng)系統(tǒng)也在逐步建設(shè)之中,已建成的有深圳國際園林花卉博覽園、浙江義務(wù)國際商貿(mào)城等。隨著太陽電池組件產(chǎn)量的迅速增長,組件價格也在逐漸降低。到2007年組件價格已經(jīng)降到2S|/W左右,預(yù)計到2030年左右光伏發(fā)電將和常規(guī)能源發(fā)電價格相當,這將非常有利于光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展。2中國光伏市場總體發(fā)展緩慢太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是非常具有可持續(xù)發(fā)展理想特征的可再生能源發(fā)電技術(shù),倍受世界關(guān)注。資料表明,光伏并網(wǎng)發(fā)電是世界上增長最快的可再生能源利用技術(shù),2000～2004年期間年平均增長率達到60%。中國光伏市場總體上與時俱進,但發(fā)展緩慢。和正在大規(guī)模建設(shè)的產(chǎn)品生產(chǎn)能力相比,中國國內(nèi)市場顯得相對狹小。據(jù)估計現(xiàn)在每年的安裝量僅為10MW。表4為1976年以來中國光伏系統(tǒng)裝機容量的發(fā)展情況,到2000年底,光伏系統(tǒng)累計裝機容量不足20MW,可見中國光伏市場啟動晚、發(fā)展慢。雖然2002年有所突破,在國家推行“送電到鄉(xiāng)”政策的鼓勵下,年裝機容量達到20.3MW,但2003～2005年裝機容量卻開始逐步回落,2005年光伏系統(tǒng)裝機容量僅為5MW。2006年起才開始穩(wěn)步發(fā)展,截止2007年底,中國光伏系統(tǒng)累計裝機容量達到100MW。3光伏產(chǎn)品質(zhì)量受損在國際光伏市場的大力拉動下中國光伏產(chǎn)業(yè)得到健康快速發(fā)展,逐漸形成了較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。Si材料產(chǎn)業(yè)有所發(fā)展,Si料短缺局面稍有改善,2007年太陽級Si材料產(chǎn)量突破1000t。Si錠/Si片生產(chǎn)與太陽電池生產(chǎn)諧調(diào)發(fā)展,2007年生產(chǎn)晶體Si錠11810t,折合電池1073.6MW(按11t/MW計算),與2007年晶體Si太陽電池產(chǎn)量1059.7MW相差不大。2007年光伏組件產(chǎn)量為1717MW,安裝量為20MW,98%以上的產(chǎn)品需要出口。隨著國際光伏市場供求基本達到平衡,光伏產(chǎn)品質(zhì)量倍受關(guān)注。中國光伏企業(yè)不斷發(fā)展自己的技術(shù)力量,確保產(chǎn)品質(zhì)量。中國光伏市場遠遠落后于