光伏發電技術應用前景廣闊

光伏發電技術已有幾十年的發展歷史，全世界的光伏實驗室也有幾百家，一直處于一種高研究、低生產的狀態，不乏出色的科研人才。在國內，雖然光伏產業在近幾年有了很大發展，但大多技術落后、設備陳舊，而且多數是直接引進技術和人才，這個局面直接限制了我國光伏科研水平的提高。
    日本從1995年開始就已經實施了政府對光伏發電的補助計劃，從而促使日本的光伏產業在后來幾年的時間里，得到了長足的發展，太陽能電池產量幾乎占了全球總產量的1/2；德國也出臺了對光伏產業的優惠政策，使光伏產業迅速發展壯大，目前德國太陽能電池的產量已經超過全球產量的1/4。從日本、德國的例子來看，在這個領域，政府的推動非常重要。現在，西班牙、美國各州以及其他許多發達國家都開始用政策激勵的方式大規模發展本國的光伏產業。中國雖然是發展中國家，但政府歷來重視新能源的開發和利用，《可再生能源法》這時候能夠出臺也是順應了時代要求，時機選擇非常準確，充分證明了中國政府在能源和環保問題上的態度是明智的。
    他山之石，可以攻玉
    作為屋頂光伏發電工程的主角，上海市政府、江蘇省政府等無疑為國內各省的光伏普及做了表率。但有關專家們認為，光伏發電因為成本高而無法與常規能源競爭的時候，政府采用的補貼電價、規定電網企業收購比例等扶持辦法，對啟動光伏發電規模市場將起到很好的帶頭、促進作用。
    其實，此種方法在國外早就有了先例。2004年，德國實施“購電法”安裝了10萬個太陽能屋頂；日本采用“補貼法”安裝了近7萬個太陽能屋頂，并計劃到2010年，安裝100萬個太陽能屋頂；此外，美國加州50%的新建住宅都要安裝太陽能屋頂；西班牙、意大利等許多發達國家先后出臺高價收購太陽能光伏電力的政策，鼓勵居民安裝太陽能屋頂。據了解，“上海十萬太陽能屋頂計劃”很可能采用日本的模式---初裝“補貼法”，這正是“他山之石，可以攻玉”之所在。
    國外的實踐證明，光伏發電的成本在技術發展的推動下，正在努力突破高成本的制約瓶頸。如果在技術和規模上再有大的突破，中國的光伏產業趕超日本、歐洲等國家將大有可能。有專家預測，在“十一五”期間，很可能會出現國外光伏產業鏈大規模向中國轉移的浪潮，這無疑會給中國經濟注入新的活力因素。光伏發電有望在30年內成為中國重要的電力能源之一。
    中國光伏，由說到做
    2008年北京奧運會提出了“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的理念，光伏發電開始融入奧運建筑。目前，環保、健康已經成為每個中國人關注的話題。
    清華大學BP清潔能源研究和教育中心主任李鉦認為，全球問題是氣候問題，但對中國來說，常規的污染是主要問題。據了解，我國雖然不是全球最大的汽車使用國，卻是全球第二大石油消耗國。從我國單車油耗量來看，我國平均單車所耗油的實際值是2.28噸，比美國高10%～20%，比日本高出1倍。不可否認，中國正在一天天地繁榮起來，但同時環境污染也在一天天加劇。全國大多數地區較差的空氣質量就是我們依賴煤炭、石油等燃料的恒定指示物。
    上海等城市的太陽能屋頂工程，無疑在能源應用方面邁出了很大一步。據了解，僅上海的“十萬屋頂”并網光伏系統，每年至少發電4.3億千瓦時，這不啻為一個天文數字。據相關部門統計，每生產1千瓦時電，大約需要350克左右的煤，4.3億千瓦時電就相當于給能源緊缺的中國每年節省2萬噸左右的煤炭資源。
    由深圳市政府投資6188萬元建設的太陽能光伏電站，是目前亞洲最大的并網太陽能光伏電站，它的建成昭示著我國利用太陽能發電的美好前景。該電站于今年2月開始承建，8月建成發電。電站采用國際上最先進而又成熟的技術，迄今運行狀況良好，并通過業主、設計、監理、質檢、供電等相關部門的驗收。電站總容量達1兆瓦(即MWp，太陽能光伏發電專業術語)，年發電能力約為100萬千瓦時，運行20年后仍具發電能力。專家們稱，這一電站是我國并網光伏發電領域的成功典范，填補了我國在大型并網光伏電站設計和建設的空白，具有里程碑式的意義。
    從《可再生能源法》的頒布到“十萬屋頂工程”的啟動，再到太陽能光伏電站的建立，中國的光伏產業已經從“說”走向了“做”，把建設“綠色城市”、“可持續發展”城市真正的第一次落在了實處，也是中國太陽能發電普及應用的添彩之筆。
    政企結合，大力普及
    據了解，在江蘇無錫市40千瓦并網發電工程中存在一個“怪”現象：作為示范項目，它的資金來源一部分是無錫市科技部門的出資，而另一部分是由排名世界第六的太陽能電力企業---江蘇尚德太陽能電力有限公司提供。而且，由于目前中國太陽能電力收購價格政策還未出臺，所以它發出來的電將作為示范電力，無需電力公司收購，無償供入公共電網。
    從中不難看出，在我國的太陽能電力收購價格政策出臺之前，無錫市等政府部門采用這種與大型光伏生產企業合作的方式，一起來推動中國太陽能發電的大規模普及，可謂用心良苦。
    據了解，除無錫市政府的太陽能電力并網工程外，尚德太陽能電力有限公司作為中國太陽能行業的領頭羊，還是上海“十萬太陽能屋頂計劃”和江蘇“一千個太陽能屋頂計劃”的主角。有關專家分析指出：中國太陽能的發展是“萬事俱備，只欠東風”。不過從上海、江蘇等地區的“太陽能屋頂工程”來看，中國太陽能光伏普及的“東風”已經刮起。
    錦囊妙計，助推發展
    在8月召開的“中國電力論壇”上，美國IEEE協會的高級會員趙建華博士針對目前我國光伏產業的發展現狀，提出了六點建議，以實現光伏產業的高速增長，在國際新能源領域站穩腳跟。
    一是有關部委聯手，整合各方面資源，制定我國光伏事業的科研、生產、應用和推廣方針。
    二是在《可再生能源法》獲人大通過后，一些更加細化的實施細則應盡早出臺。制定強有力的支持、激勵政策，扶持我國光伏產業的發展，如稅收的優惠政策、對研發投資的稅收減免政策、強制并網規定等等。
    三是加大對光伏科研的投入，開發出具有我國自主知識產權的光伏技術和新產品。國際光伏行業的競爭歸根到底是技術的競爭，而我國目前還沒有具有國際權威性的光伏研發中心或者實驗室，這對我們參與未來的國際競爭相當不利。以現有的技術為基礎，成立一到兩個國家級的研發中心是當務之急。同時，在國家的資金投入方面，我們也應該注重投入的效率、目標和時限。
    四是培養自己的人才。建議以國內水平比較高的光伏生產基地為基礎，加大投入的力度，在科研、生產、設備等方面注重年輕人才的培養，爭取在3～5年培養出一批高水平的人才。
    五是進一步拓展光伏技術的應用領域，不斷開發出新型的光伏應用產品。要加快光伏的并網應用工程建設，要從發展互用系統逐步過渡到發展并網應用系統；光伏發電逐步取代部分常規能源，要有一定比例要求。
    六是目前太陽能電池產業鏈的瓶頸在于高純硅的生產。希望國家在這一方面建立政策，鼓勵投資，吸引外資。目前，投資硅材料生產的利潤還是比較可觀的，只是初始投資金額太大，加上其他風險，使投資落后于需求。國家的鼓勵政策可以提高投資者的信心，從而解決國內硅材料緊缺的問題。
    克服障礙，展望未來
    光伏發電技術大規模應用面臨的障礙有：技術問題、制造問題、電力部門的結構、標準化、融資、安裝者的教育和培訓及市場意識或公眾接受能力。當前需要所有相關各方共同參與，以解決不同方面的障礙。光伏發電產業的發展僅僅依靠實驗室里的優秀科研成果還是不夠的，所有開發的技術解決辦法必須能進行產業處理，并在實際中得到應用。
    我國的光伏電池技術是從60年代發展空間用太陽能電池起步的，地面用光伏電池的生產是從70年代初開始，主要的低成本技術及生產能力則在80年代中期建立起來。經過10多年的努力，我國光伏發電技術有了很大的發展，光伏電池轉換效率不斷提高，目前單晶硅電池實驗室效率達20%，批量生產效率為14%，多晶硅實驗室效率為12%。到1999年，我國光伏電池的主要產品是單晶硅電池和非晶硅電池，多晶硅電池只限于實驗室和中試產品，但在2000年之后，多晶硅產品逐步走出實驗室，開始形成規模生產，目前批量生產效率為11%。與發達國家相比，技術差距在不斷縮小。
    隨著科技發展，預計2030年以后發電成本會繼續降低。所有技術如晶體硅、薄膜及一些新概念將會在市場上大量涌現。如果新概念得以成功實施，模塊的轉換效率將進一步提高。最終，光伏模塊的能源轉換率將達到30%～50%，從而使太陽輻射能可以高效地使用。安裝在陽光充足地區的1平方米最高效的光伏模塊每年將發電1000千瓦時。到2030年，光伏系統組件將發展成建筑物通用的部件，可以實現大規模的標準化的具體應用，幾乎所有新建筑都將安裝光伏陣列，把光能轉化為電能。
    未來幾十年，傳統能源仍將是主要的能源，但可再生能源的使用在不斷增加，將發揮重要作用。光伏發電、風能、生物質能、太陽能、水電和地熱能將以補充的形式配合供應需求。由于光伏發電具有節約成本的優勢，因此，被認為是太陽光照充分時期供應電力的首選。