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光热发电与光伏发电的应用前景
2010年中国太阳能光热发电发展分析
“我现在手头有20亿元现金,账户里可动用资金200亿元,希望能投资光热发电项目。”2010年初,一家从事传统能源开发的跨国企业告诉中国科学院电工研究所人士,该所是国内太阳能光热发电研究的主导机构。
急于寻找类似投资渠道的巨量资金还有很多,面对传统能源的日渐稀缺和央企不可撼动的垄断地位,新能源自然成为最理想的出口之一。而最近一段时间以来,继水电、风电、核电、光伏发电等投资热潮之后,光热发电渐渐升温,进入投资者和战略决策者的视野。
10月20日,位于内蒙古鄂尔多斯的50兆瓦槽式太阳能热发电特许权示范项目(下称50兆瓦热电项目)正式招标,这是全国首个太阳能商业化光热发电项目,预计最初年发电量为1.2亿千瓦时。业界寄望于借助该项目考量国内研发技术,探索符合国情的商业模式并带动市场规模化发展。
2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》指出,“十一五”期间,在甘肃敦煌和西藏拉萨建设大型并网型太阳能光伏电站示范项目,在内蒙古、甘肃、新疆等地建设太阳能热发电示范项目。到2020年,全国太阳能光伏电站总容量达到2000兆瓦,太阳能热发电总容量也将达到2000兆瓦。
但当下,光热发电的进展远远落后于光伏。“相对于光伏电价,光热电价依然很高,发改委和国家能源局对发展太阳能热发电一直有所顾虑。”参与鄂尔多斯项目可行性研究的知情人士告诉记者,“毕竟可再生能源基金有限,决策层还是更倾向于选择成本低廉的可再生能源先行发展。”
按照财政部今年4月制定的《可再生能源专项基金管理办法(初稿)》安排,基金将主要用于补贴电网企业接受可再生能源电量产生的财务费用,其来源是可再生能源电价附加收入和财政部专项资金。以目前每度4厘钱的可再生能源附加额度计算,基金总量每年约120亿元。
由于光热发电没有光伏、风电等新能源不稳定、不连续的缺陷,许多国家在未来能源规划中将其定位为电力的基础负荷。根据聚热方式,光热发电可分为槽式、塔式、碟式三种,槽式最具商业化可行性。
973(国家重点基础研究计划)太阳能热发电项目首席科学家、中国电气协会副理事长黄湘估算,到2020年,中国光热发电市场规模可达22.5万亿至30万亿元,热发电总量可占全年总发电量的30%-40%。
但是,也有悲观者。多家从事太阳能热发电设备制造的企业在接受记者采访时表示,热电市场前景虽好,规模化难度却很大,目前还只是“沙盘上的房子”。
七年延迟
鄂尔多斯50兆瓦热电项目早在2003年就开始酝酿,原定于2010年一季度招标,但电价方案一直悬而未决,导致招标时间一再拖延。
在2006年召开的中德科技论坛上,该项目被正式确定为中德合作项目。2007年,获发改委开展前期工作的同意复函。
随后,德国太阳千年公司(下称太阳千年)与内蒙古绿能新能源有限公司(下称绿能)合资建立内蒙古施德普太阳能开发有限公司(下称施德普),专门从事该项目可行性研究报告和实施工作。其中,绿能占股75%,太阳千年占股25%。
绿能公司总经理薛际钢告诉记者,项目开始之初,太阳千年打算自己融资运作项目,但依中国相关规定,外资投资电力的比例不能超过25%。于是,太阳千年找到绿能作为合作伙伴。
按照2008年10月的项目可行性研究报告测算,该项目总成本约为18亿元,年均总发电量约为1.2亿千瓦时,以25年营运期计算,若要实现8%的资本金内部收益率,税后上网电价需达到2.26元/千瓦时。
“与国外的电价相比,我们还是低一些的。”薛际钢解释,即使比照当年发改委已批复的光伏电价,光热发电仍具有很大竞争优势。彼时,发改委对上海崇明岛光伏项目和内蒙古鄂尔多斯聚光光伏项目的批复电价均在4元/千瓦时以上。
难以预料的是,正当施德普以2.26元/千瓦时的上网电价将项目上报给发改委时,金融危机发生,光伏组件价格骤降,国内首个光伏并网发电示范项目——敦煌10兆瓦太阳能项目最终中标价仅为1.09元/千瓦时。
这一突然的变化直接导致发改委否决了施德普的方案。此后,施德普将电价降至1.8元/千瓦时,仍因电价过高未获许可。
“核准电价与火电上网价之间的差价,需要政府埋单。”鄂尔多斯项目科研工作负责人姜丝拉夫表示,内蒙古火电上网价是0.285元/千瓦时,二者差价接近每千瓦时2元。照此计算,国家每年需财政补贴约2亿元,25年就是50亿元。
接近国家能源局人士向记者表示,一个项目的补贴政府能够承受,但一旦形成示范,各地纷纷效仿蜂拥而上,决策层担心应付不过来。此外,光伏上网电价经特许权招标后一降再降,决策部门有意效仿。
2010年3月25日,国家能源局再次下发《关于建设内蒙古太阳能热发电示范项目的复函》,决定改以特许权招标方式建设该项目,通过公开招标选择投资者和确定上网电价,并要求电站设备和部件按价值折算的本地化率需达到60%以上。
可这一复函并没有让鄂尔多斯项目马上启动。“之前的价格都是按照设备、部件进口价格计算,中国由于没有一个样本可供借鉴,本地化能力还有待考察。”薛际钢说。
就在绿能为实现本地化率要求进行前期考察的同时,光伏发电市场的竞争愈发激烈。8月,国家第二批大型光伏电站特许权项目开标,13个项目的上网电价均低于1元/千瓦时。远超预期的普遍低价让发改委和国家能源局倍感为难(详见2010年第18期“光电低价搏杀”)。
受此牵连,国家能源局内部曾一度传出消息,50兆瓦热电项目特许权招标无限期推迟。
“在企业层面,光热发电市场早就启动,但若迟迟没有一个商业化项目推出,企业在捕捉到政府的无作为后,很有可能掉转航向,这个市场也就没法培育了。”一位太阳能设备制造商对记者说。
9月,国家能源局召集意向投资商和相关设备提供商连续召开内部会议。一个半月后,50兆瓦热电项目终于在筹备七年之后发出招标公告,招标项目总投资商,期限为三个月,至12月20日止。开标时间定在2011年1月20日,项目建设周期30个月。
发改委摇摆
七年来,上网电价一直影响着发改委的态度,它犹如悬在政策制定者头顶上的一柄利剑,即使项目现已开标,这一担忧仍未散去。
“对待这个项目,发改委和国家能源局一直很谨慎,很认真,很操心。”接近发改委人士对记者透露。
5月10日,在“十二五”战略性新兴产业发展重点咨询研究项目之新能源产业课题组项目会议上,光热发电作为重点被要求详细陈述。
记者了解到,对于光热发电,发改委的初衷是比照光伏发电做法,先核准一两个项目启动市场,而后通过特许权招标摸索出标杆上网电价,并借此拉动产业朝规模化发展。这也是鄂尔多斯项目起初走核准程序申报的原因。
但光伏发电上网电价的骤降和可再生能源基金的捉襟见肘让发改委左右为难。上述接近发改委人士表示,一方面,电价到底核准在什么位置上才合理,发改委一直无法给出定论。国内没有可资借鉴的示范性项目,产业链也不成熟完整,致使发改委既无参照标准也无法准确计算,“政府也不知道该定多少,自然就不敢批,批得是否合理他们心里没数。”
另一方面,光伏上网电价下降幅度颇大,支持光热的补贴可以两倍作用于光伏,“所以决定先发展光伏,等电价能降得比较多的时候,再上光热。毕竟这些补贴最后都要摊到用户身上,结果就是提电价,这也会给发改委带来很多争议”。
3月,发改委提出了特许权招标方式和60%的本地化率要求,希望借此降低光热电价。
有专家指出,光热发电站建设成本直接影响热电并网价格。如果每千瓦单位造价降至1万元以下,上网电价就可降到1元/千瓦时以内,并逐渐接近现行每千瓦时0.51元至0.61元的风电标杆电价。
一度,发改委曾希望与欧盟开展合作。记者获悉,8月,国家能源局新能源司副司长史立山等人,在参加完布鲁塞尔能源会议后特地前往西班牙实地考察光热发电项目。
在此前后,史多次与欧盟接触,希望欧盟以赠款或贴息贷款的形式大力支持这个中德政府的合作项目,目的就是减少中方支付的成本费用,降低电价以便尽快启动项目。
“欧盟没有答应,不然可能还会走核准电价方式。”知情人士透露,直到此项目发出招标公告前半个月,发改委还在做最后努力,但始终没有谈成,“各种方式行不通之后就只能招标了”。
记者了解到,为遏制光热电价过高,发改委还特意在招标书中加设了一道“特别条款”——此次投标电价不得高于国家已核准的光伏电价。目前,在已核准的光伏上网电价中,最高价为1.15元/千瓦时。
这一“特别条款”源于9月国家能源局组织召开的一次内部协调会。华电、中广核、大唐、华能、国电等七八家意向投资商和五六家设备供应商均出席会议,会上,中广核、大唐、国电均表示1.15元以下的电价可以做,其他未表态企业也没有当场反映此价格过低。
薛际钢告诉记者,据此前去各设备厂家询价的结果看,1.5元/千瓦时左右的电价比较合适,但发改委仍然认为太高。“我毕竟是询价,并没有谈到规模化生产后的成本问题,也许大企业去谈1.15元的价格就没有什么问题。”
事实上,担心电价过高之余,发改委对可能产生的超低电价也心存忌惮。记者获悉,为避免招标过程中出现恶性竞争,此次评标先审技术方案,待其合格后再审价格标,电价约占考量因素的七成左右。
沙盘上的房子
筹备七年终上马,政府释放出的这个积极信号让投身其中者欢欣鼓舞。
863太阳能热发电项目总体组组长、中科院电工所研究员王志峰表示,50兆瓦热电项目不仅将引起光热发电行业的觉醒,也将引发整个热发电产业链的觉醒,包括电力企业、设备制造企业、银行、投资商等,光热发电有望成为下一个新能源投资的蓝海。
不少声音则认为“过于仓促”,新能源产业的发展过程一般从技术研发起步,经试验示范成功后再步入商业化推广阶段。
目前,国内仅限于研发工作,试验示范项目虽在建设但结果尚未可知,加之国家没有出台有针对性的扶持政策,不足以支撑这个装机容量不算小的商业化项目。
一位从事光热研究利用的央企负责人在接受记者采访时表示,“我们现在的自主研发有点不计成本,只是为了自主知识产权,成本却没降下来。商业化运行方面,规范、管理、维护等标准体系和盈利模式,以及财务、融资、建设、产业链体系、政策管理等一整套链条都没有形成,还没有做到商业化的可能性。”
不容忽视的事实是,热电产业链上的核心技术,如系统集成,集热管、聚光镜等,仍掌握在国外企业手中,若不能解决将严重阻碍市场规模化发展,这也是发改委要求50兆瓦热电项目本地化率的重要原因。
50兆瓦热电项目的前期本地化调研结果并不乐观。系统集成方面,目前只有中航空港和华电工程两家企业在建设完整的发电试验系统,由于还没实际应用,并不能证明其完整性、成熟性、可靠性,这成为一个令人担心的问题。
集热管部分,虽有北京市太阳能研究所、皇明太阳能、深圳唯真太阳能等多家企业从事自主研发,但眼下只是样品产出阶段,没有工程验证,量产能力和品质如何不得而知。
聚光镜部分,镜面产品弯曲精度和反射率最主要依靠先进的设备做保证。据了解,浙江大明玻璃从国外引进的世界第三条生产线还在运输过程中,年底若完成安装,明年或可供货。倘若不能按期供货,目前国内没有其他可提供满足国外同等技术水平要求产品的生产商。
可国外企业至今都不希望将其技术转移给中国,即使用市场份额交换也不乐意。中国光伏产业的迅速规模化,肇始于国外企业将光伏设备制造产业全部转移至中国,光热发电领域却还没有这样的机会。
据悉,西班牙最大的太阳能企业阿本戈集团(Abengoa Solar),进驻中国已有四五年,一直希望能在中国独立运作项目,而不肯与中国本土企业进行技术合作。
前述央企负责人表示,光热发电的核心技术由国外大企业垄断,既没有污染压力,回报也丰厚,如集热管的利润可达200%-300%,国外企业没有动力转移。“我们曾和西门子、阿本戈等大企业谈合作,承诺可以帮他们在中国拿项目,但要求有技术合作,但这些企业都不愿意技术换项目。”
“不管谁中标,详细设计国内做不了,光场安装、维护国内也做不了。”一位不愿具名的业内人士对记者说,“希望最后中标的投资人能和国外公司联手做,这样成功的几率会更大。”
央企入场
“国家就想把电价控制在一定范围内,但他们对热发电不大了解,一系列问题他们认为都是小事,可以在具体项目上自己去解决。”参与鄂尔多斯项目全过程的黄湘对记者表示,他不认同发改委设置的1.15元/千瓦时电价上限。
黄湘认为,“对于第一个或者前若干个项目,不应在电价上提太多要求,不能只想着做一个价格特别低的,而要做一个好的,不能只看着价格来。”
而更为不利的是,耗时多年的鄂尔多斯项目在其开始阶段便已面临多重额外成本。据了解,在辗转数年之后,这一项目的前期勘探考察、方案咨询费用已高达3000万元,这一费用需要中标人埋单。
此外,该项目选址鄂尔多斯杭锦旗巴拉贡镇,占地约需1.95平方公里,土地成本约4000万元-5000万元,“这是块可以发展农田牧场的土地,价格较高,选择地点不大合理。其实几十块钱一亩甚至白送的土地有很多,更适合热电站建设。”
光热发电只适合阳光年辐射量在2000千瓦时/平方米以上地区,且土地坡度不能超过3%,该项目年用水量约15万方,与火电基本一致。但项目地水源不足,只能做空冷(空气冷却),不仅导致电能转换率可能下降1%,也抬高了投资成本,以上述电价来进行消化并不合理。
而价格上限的严苛要求可能导致的结果是,资金实力小、融资能力和抗风险能力弱的民营企业被拒之门外,实力雄厚又有节能减排压力的央企再次集体登场。记者了解到,截至11月中旬,中广核、大唐、国电、中节能和阿本戈已购买标书,央企占八成。
“每个发电集团对新能源都非常看好。”一位五大电力巨头负责人对记者直言,“为了增加可再生能源份额,大家都非常努力。”
目前,五大发电集团都有各自的太阳能光热发电小型示范项目。有分析人士指出,这些企业可能通过今后扩大规模的方式,大幅度压低投标电价,以求先拿下 50兆瓦热电项目。原因不言自明,光热发电规模越大,每千瓦时电价成本越低,拿下的项目可以作为未来更大容量电站的一部分,先以低电价中标,再将成本分摊到后续建设项目中。
也有媒体报道称,各大电力集团已开始在光热发电领域圈地。国内适宜发展光热发电的土地资源有限,“谁先上项目,土地就给谁,大家自然蜂拥而上,并预留大量后续扩建土地。”
三年前,五大发电集团中只有华电跟随中科院做示范性项目,而最近半年来,约300万千瓦热电项目已完成项目建议书,几大电力巨头更私下里运作了部分未公开项目。国电集团吐鲁番光热发电项目人士曾表示,其项目仅为100千瓦,但圈地达几千亩,目的正是为了将来大规模扩张。
光伏发电已经出现的央企超低价垄断局面似乎又将要在光热发电领域上演。结果是,如果热电低电价持续,无法提高投资回报率,将无法吸引更多社会资本参与,也将会影响到有针对性的补贴政策出台。
“政府对太阳能热电项目的认知度还不够,对市场前景也不那么了解。”前述热电设备制造商表示,热电项目要能够长期稳定地完善下去,必须得到有针对性的政策支持,这样银行融资才会相应跟进。
决策层有矛盾之处,像超白玻璃是生产光热发电所需聚光镜的基本原料,但玻璃制造已被工信部划为淘汰落后产能的重点领域,银行“一刀切”地停止对玻璃制造业放贷,这也势必影响到光热发电所需的上游原料的生产。
2010年8月,美国能源基金会曾委托上海中科清洁能源技术发展中心,对中国光热发电市场进行调研。调研结论是,中国对可再生能源的扶持力度呈现与重视程度的正相关,虽然扶持政策种类较齐全,但存在跟风上政策现象,不具备长期性和稳定性。
“今天这个能源热,政策就一窝蜂地来;明天那个能源热,这边的政策就忽然不见了,全跑到那个领域。这会让投资者看不到稳定的市场回报。”上述调研主管龚思源对记者说。
中国的光伏产业的现状是怎样的?
这些年,我们在全球新能源市场上有怎样的收获呢?
光伏产业在短短十二年,缔造了一个中国工业的传奇: 1.具有全球竞争力,全球市场占有率超过50% 。 2.产能集中在民企。 3.拥有自主品牌。中华民族曾经在电、发动机、计算机等科技革命上一次次落后于西方,可是,就是这一次,中国牢牢掌控了65%的光伏产能和60%的全球市场份额。在2011年TOP10组件制造商中,中国大陆占据7家。
也有舆论诟病光伏为“又一个毫无技术含量的劳动密集型制造业”,“绿色输海外,污染留中国”,也有人称“政府不应该拿纳税人的钱去维持一个依赖补贴生存的行业”。这些言论首先是对光伏这个行业没有深刻的认识,缺乏客观公正的态度。
关于光伏的污染和能耗问题,经计算,多晶硅电池(从硅沙直到光伏电站系统)能量回收期为1.59年, 薄膜电池能量回收期为0.78年。国内生产的太阳能组件的使用寿命25年,以此推算,生产出的太阳能组件在实现生产能耗回收后,几乎不用再消耗电量,即可发电约23年,并且没有任何污染物排放。从光伏最终成品来看,在短时间内就能实现能源的回收,随后输出源源不断的绿色能源。客观的讲,从整个太阳能产业链来看,太阳能是没有污染、低耗能的。只是上游生产环节是有污染和非低碳的但是可控的。随着多晶硅技术进步,低能耗还原、冷氢化、高效提纯等关键技术环节进一步提高,副产物综合利用率进一步增强。 “高能耗高污染”的误导和妖魔化,是一些别有用心的人编造出来的谎言。
关于补贴,从世界范围来看,在没有实现平价上网之前,光伏都是政策市场。补贴是世界各国政府的对待光伏产业的通行做法。德国是世界第一个实行光伏上网电价法(FIT)的国家,据WTO公布的“欧盟产业补贴报告”透露,德国政府通过了太阳能屋顶计划(HDTP)向德国太阳能光伏制造商提供了5.1 亿欧元补助,德国在2010年光伏发电电价上的补贴就超过118亿欧元,这些支持政策的颁布使德国迅速成为太阳能能源利用的全球领先者。美国也不甘落后,暨2009年实行经济刺激法案以来,每年对可再生能源的资金支持额度高达160亿美元。而中国政府至2009年以来,每年对可再生能源的补贴平均不超过150亿元人民币(其中70%用于风电),力度远远低于欧美。那些抨击政府补贴光伏的言论是多么的冠冕堂皇,又是多么的无知和短视啊。
关于技术,光伏产业主要有两大技术路线:晶硅电池和薄膜电池。晶硅太阳能电池是目前发展最成熟、商业化程度最高的产品,市场占有率达90%以上。薄膜电池的技术还在初期发展阶段。
在国际光伏发电市场的带动下,我国光伏电池制造产业快速发展,已经形成了从硅材料、器件、生产设备、应用系统等较为完整的产业链。光伏电池转换效率不断提高,制造能力迅速扩大。无论是装备制造还是配套的辅料制造,国产化进程都在加速。在光伏产业链中,有实际产能的多晶硅生产商20~30家, 60多家硅片企业,电池企业60多家,组件企业330多家。到2010年底,国内已经有海外上市的光伏产品制造公司16家,国内上市的光伏产品制造公司16家,行业年产值超过3 000多亿元,进出口额220亿美元,就业人数近百万人。
多晶硅产业技术与国际先进水平的差距在缩小。少数企业还实现了四氯化硅闭环工艺,使得综合能耗和生产成本大大降低,并彻底解决了四氯化硅的排放和污染环境的问题。已有2家多晶硅生产商的能耗与成本接近国外同行先进水平,多晶硅能耗水平达到每千克耗电40 kWh,成本下降到每千克20美元以下。2011年,国内多晶硅产能接近16万吨,产量在8万吨左右,自给率虽然还不到50%,但是完全依赖进口的局面有了很大的改观。
光伏设备制造业逐渐形成规模,为产业发展提供了强大的支撑。在晶体硅太阳能电池生产线的十几种主要设备中,8种以上国产设备已在国内生产线中占据主导地位。其中单晶炉、扩散炉、等离子刻蚀机、清洗制绒设备、组件层压机、太阳模拟仪等已达到或接近国际先进水平,性价比优势十分明显。多晶硅铸锭炉、多线切割机等设备制造技术取得重大进步,打破国外产品的垄断,有些设备开始出口,如扩散炉、层压机等。
我国已经掌握了产业链的各个环节中的关键技术,并在不断地创新和发展,如电池技术、多晶硅制造技术等,多晶硅电池的平均出厂效率达到16%。尚德的冥王星技术将单晶硅太阳电池的有效面积转化效率提高到了18.8%,多晶硅达到17.2%。英利、天合、阿特斯、晶澳、韩华、南京中电等国际化公司也都持有自己的专有技术,电池的转换效率均达到世界一流水平,平均每瓦太阳能电池的高纯硅材料的用量从世界平均水平9 g/W下降到6 g/W,大大降低了制造成本,使得我国光伏组件在世界上具有很强的价格竞争力。
中国光伏产业在技术的发展上还有哪些不足?
(1)高效节能多晶硅料制备技术
多晶硅料方面我国已经基本掌握了西门子法,硅烷法还需进一步消化吸收,并在大规模合成、高效提纯、低电耗还原、四氯化硅氢化等关键技术环节取得了突破。所生产的多晶硅原料可以满足国内50%的市场。但是在生产成本、产品质量等方面与国外还有一定差距,尤其是冷氢化工艺,需要进一步完成技术的消化吸收。冷氢化工艺能将多晶硅生产改造成为一条低能耗、高产量的完全闭合循环生产线,将剧毒废气四氯化硅转化为多晶硅原料三氯氢硅,实现闭环生产,做到废气系统内消化。冷氢化改造能把成本降低20%。
(2)原材料方面
在电池用银浆方面,目前国内仍是空白,依赖于进口。银浆的性能是影响电池效率的重要因素,发展方向是满足高方块电阻发射极使用的低扩散速度银浆量,甚至是掺杂磷或硼的银浆料,以在烧结过程中同时实现局部重扩散。
EVA树脂是电池主要的封装材料。目前国内虽然可以生产制造,但是性能质量较国外还有一定差别,多数应用在较低端的市场。背板方面国内空白,依赖进口。EVA及背板是影响组件寿命的关键材料,高透过率、抗紫外辐照的EVA和低水、气扩散的背板是主要发展方向,组件寿命应从目前的25年提至30年或更高。
(3)太阳电池制造工艺方面
具有产业化前景的新结构电池包括选择性发射极电池、异质结电池、背面主栅电池及N型电池等,这些电池结构采用不同的技术途径解决了电池的栅线细化、选择性扩散、表面钝化等问题,可以将电池产业化效率提升1~2个百分点。电池制造新工艺还包括无触印刷、铜电极、表面钝化及离子注入等,为电池制造开拓了更多种技术路径。这以上这些新技术上,我国少数企业已经开始涉足,但和国外先进水平尚保持一段差距需要追赶。
(4)设备制造方面
设备投资是电池生产线建设的初始投资中的主要部分,是制约电池成本下降的主要因素之一。在整个光伏产业链上,中国在几种价值较高的关键设备还和国外存在很大差距。有的虽有国产化,但性能质量达不到要求。有的国内尚属空白。包括:还原炉、CVD、PECVD设备、烧结炉和全自动丝印机、线切割机、自动分选机、自动插片机、自动焊接机等、离子注入机。提高这些高价值的关键设备的国产化程度是进一步降低我国电池制造成本的有效途径。
正是由于中国光伏产业的崛起,全球光伏产品成本在10年里获得了快速的下降,从原先的每瓦6美元,下降到现在每瓦1美元,光伏的平准化能源成本已经与天然气持平,平价上网的目标正在逼近现实。在某些电价较高的地区,比如德国,在其居民光伏应用上已经率先实现了平价上网。中国光伏行业的迅猛发展,让世界光伏发电平价上网提前了至少5年,这就是中国光伏行业对世界新能源的巨大贡献。
中国光伏行业在洗牌整合,在等待政策和贸易环境的改善,在积蓄内力提高效率,等待一个真正辉弘的故事高潮的到来---光伏平价上网:光伏发电以平等的价格和传统能源展开发电市场竞争。
光伏能源发展前景怎样?
由于太阳能发电目前相对其他新能源成本高、技术效率还比较低,因此策的规划引导和补贴成为太阳能产业发展的重要动力。2009年我国推出了太阳能屋顶计划和金太阳示范工程,对国内光伏电站投资提供补贴。太阳能屋顶计划是对太阳能建筑进行补贴,标准为20元/Wp。据测算,该补贴标准大约可以覆盖相关企业生产成本的30%-50%,大大降低了太阳能光伏发电成本。金太阳示范工程提出对并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助,偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助。 受“金太阳工程”和建筑屋顶光伏项目推动,国内光伏内需市场开始启动。截至2009年底,全国光伏装机容量已达300兆瓦。国家能源局最新透出的目标是,到2015年国内光伏装机要达500万千瓦;到2020年,光伏装机达2000万千瓦,因此我国太阳能光伏市场空间巨大。 同时,我国企业还将充分受益国际光伏市场的巨大发展。2008年全球光伏产量达6.4GW,新增装机量达5.6GW;2009年产量达9.3GW,新增装机量达7.3GW。光伏产业产量过去5年间增加超过8倍,年复合增长率超过50%。EPIA预测,到2014年世界光伏市场市场需求在策推动下将会达到30GW,从2010年到2014年年复合平均增长率约为17.9%。 从太阳能电池产量来看,目前是晶硅电池占据主导地位,2009年占有超过80%的市场份额,但未来薄膜、聚光光伏和聚光光热随着技术发展也存在发展潜力。因此,随着国内外光伏市场增长,晶硅电池市场前景广阔。非晶硅薄膜电池的投资在2008年开始成为市场一大亮点,随着技术进步其投资规模预计在未来仍将保持高速增长。世界主流非晶硅薄膜设备供应商普遍预计在2012年其薄膜电池成本可降到0.5-0.6美金/kg,转换效率研发目标约12%-14%,随着工艺稳定性和效率研发的不断提升,非晶硅薄膜市场将稳定增长。
中国光伏产业现状?
你好,2020年我国的光伏产业发展态势整体非常好,户用光伏补贴在11月底也会全部用完。而在临近年末,各地区都在下发有关于新能源的政策,可以说是为明年的发展带来了非常好的市场信心。
在最近召开的十四五计划会议中,明确提出要:“推进能源革命”、“构建生态文明体系,促进经济社会发展全面绿色转型”和“加快推动绿色低碳发展”、“全面提高资源利用效率”等要求,为能源产业的持续健康发展指明了方向。
而光伏发电光技术降本空间大、技术进步快、产业化确定性强,是未来主要发展的低成本节能发电方式之一。
未来,我国很多城市农村家庭房屋、建筑的屋顶都会安装光伏电站,来推动清洁能源产业的发展。
按照我国2050年近零排放,深度脱碳的愿景目标,“十四五”能源转型的步伐还需要进一步的加快。大家可以看到,煤电基本要关门了,煤炭提前达峰是大概率的事件。另外,我们要力保非化石能源占比不低于20%的比例,是非常关键的一个指标,风电和光伏就要担当主力了。光伏发电在“十四五”期间,至少要新增2.5亿千瓦,要达到累计装机5亿千瓦。这样我们才能为2030年光伏累计不少于8亿千瓦,实现25%的非化石能源打下基础,进而再一步实现到2030年和2050年非化石能源占到35%和70%的高比例目标。所以我们要坚信并且看见光伏发电将成为未来最重要的发电电源。
所谓,新能源光伏发电的发展前景非常好!
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技术经济学作为整体学科,有着深刻的内涵与广博的研究领域,而技术经济学发展史却是循着技术经济学学科的核心及其精华部分而开展研究的。下面是我为大家整理的技术经济学相关论文,供大家参考。
技术经济学相关论文 范文 一:光伏发电技术经济分析
摘要:太阳是一项很重要的可再生能源,在现行世界能源与环境危机的大背景下,太阳能的应用价值日益凸显。作为太阳能应用的一项重要技术,光伏发电发展前景十分可观,而我国的光伏产业又面临着前所未有的机遇和选择。 文章 将结合技术经济理论和 方法 ,从技术、企业、产业和国家这四个不同的方面,对我国的光伏产业进行深入探讨,促使我国的光伏产业向着又好又快的方向稳步前进。
关键词:光伏发电;经济分析;发展预测
太阳能是地球能源的基本来源,因此,如何更好地利用太阳光发电,是人类一直面临的一个棘手的问题。太阳能是一项清洁性、安全性的能源,资源的来源广泛且充足,而且其具有很长的寿命,也不像其他能源那样,需要经常维护。基于这些其他能源不具备的特点,光伏能源被视为21世纪最有利用价值的能源。自上个世纪50年代,太阳能的应用已经从太阳能电池发展到如今太阳能光伏集成建筑等多个不同的领域。纵观全世界的光伏产业,也历经了半个世纪的发展,进入到21世纪之后,我国的光伏产业也渐渐地步入了高速的发展时期。因此,本文将以市场分析为基础,由四个方面来深入探讨技术经济:技术、企业产业、国家。
一、光伏产业的优点
光伏产业是一项绿色又环保的能源,因此被看作是一项战略性的朝阳性产业,各国给予光伏发电的很高的重视程度,并给予大力的扶持,原因如下:
1.《京都议定书》给予各国以压力,迫使各国政府落实积极开发各项清洁型能源,包含太阳能在内,这样有利于减少温室气体的排放。
2.中东是全球的石油主产区,因此,中东地区的政治趋势一直处于一种紧张的状态。为了保证稳定的能源供应,各国政府不得不大力开发国内能源,其中包含太阳能在内。
3.像石油、煤炭这些矿物能源在渐渐枯竭,各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源,这样才能使能源长期供应。基于以上几个原因,在上世纪末的最后十年,全国光伏发电产业以每年百分之二十的速度高速增长。在新千年以后的三十年中,全球光伏发电产业以每年百分之三十的速度高速增长。光伏能源是可再生能源中一项独具潜力的能源,它的重要性和战略性日益凸显,世界各国积极出台相关政策和法律鼓励光伏产业。自1999年来,世界各国尤其是美、日、德这些西方发达国家逐步推出了大型国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划,这在一定程度上推动了世界光伏产业的发展,世界光伏产业是比IT产业发展还快的产业。作为一项可再生清洁能源,在21世纪前半期,光伏发电将发展成最重要的基础能源。
二、光伏发电成本分析
(一)光伏发电成本和影响因素
光伏发电的成本,直接决定了其能否大规模的快速发展,和其在能源供应中的地位。光伏发电的成本主要受两方面因素的影响:光伏发电总成本以及总发电量。光伏发电成本主要是受初始投资的影响,诸如运行维护费、税收等因素则对系统的发电成本影响较小。1.初始投资。光伏电站的初始投资主要包含光伏组件、电缆、配电设备、并网逆变器等成本,在这其中,光伏组件投资的成本就占初始投资的一半以上。2.发电量。光伏发电系统的发电量受两个因素影响:太阳能资源、太阳发电的效率,与此同时,也受运行方式、线路耗损等因素的影响。因此,在中国与建筑结合在一起的光伏发电系统大多安装在东部沿海地区。3.单位电量成本。(也称度电成本)
(二)多种类型的光伏发电系统度电的成本分析
中国光伏发电市场的起步并不早,主要开展了投资补贴、特许权招标等项目,一些技术的经济分析并不能恰当地反映出成本所在,本文主要结合一些典型的运电站数据来分析。
1.聚光光伏电站的单位投资成本是比晶硅光伏要高的,聚光光伏电站度电成本比薄膜光伏电站要低,但仍然比大规模地面晶硅光伏电站要高一些。
2.薄膜光伏电站的单位成本比晶硅光伏电站的成本要低,但它的效率也低,而度电成本比晶硅光伏电站高。
(三)光伏发电系统度电成本的变化趋势
光伏系统的成本包含太阳电池组件、功率控制、组阵系统平衡、间接费用这四个部分。在这其中,组阵系统平衡涵盖了支撑组件的框架和支架、电线、基础土建和土地的使用费等。功率控制分为两个方面,逆变器和电器控制系统。简介费用包含涵盖了工程建设的管理费、工程设计费、建设期中的利息、意外的费用、运费等等。目前,制约光伏发电规模化发展的一大因素就是成本过高。随着电池效率的提高、组件成本的下降以及寿命的延长,光伏发电的成本和平价上网的水平相近,因此,光伏发电非常具有发电的竞争力。一些国际机构对未来光伏发电的系统度电成本做出了预测:现如今,中国并网光伏的发电单位的初始投资成本大约为15/W,光伏发电装机的容量是3GW。按照中国发电产业现有的发展趋势来看,在技术提升和装备国产化的大前提下,每年的投资成本会有百分之十的下降。按照《可再生能源“十二五”规划》的要求,到2015年年底,中国太阳能光伏发电的装机容量已经达到14GW。预计到2020年年底,太阳能光伏发电的装机容量会达到40GW,到2030年年底,装机容量会达到200GW。根据测算结果来看,2015年中国光伏发电的单位投资成本也大概是11元/W,2020年将会下降至10元/W,2030年会出现大幅下降,降至4元/W。太阳电池成本的下降,不仅仅是依靠技术进步,规模化的生产也在一定程度上降低了成本,使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系统平衡需要的构建成本也有了明显的下降。目前微电网的发电技术仍处于深入研究的阶段,虽然成本还是很高,但伴随着技术的不断革新和进步,成本也会逐步降低,未来光伏发电技术的前景是巨大的。2020年前,全球光伏发电的市场还是主要集中于欧盟地区,占到的比例约为百分之四十,2010~2020年,光伏发电在法国、德国、西班牙、意大利等国的地位逐步提升。2020年之后,光伏发电的新兴市场主要是中国、美国、巴西等国,光伏发电技术是重要的可再生能源发电技术。
三、光伏发电发展前景分析
1.多种光伏电池技术争相发展,第一代晶硅电池具有高校、低廉、使用广泛的主要用途,为市场主导。第二代薄膜电池成本低、耗能少,发展前景良好。第三代新型太阳能电池效率高但价格昂贵,目前仍处于探索阶段。
2.光伏微电网发电技术的发展方向是高成本和低稳定性光伏微电网是用光伏发电当作最主要的电源,它可以和其他的储能装置配合,直接在用户负荷周围供电,典型的微电网是可以脱离主网运行的,也可接到主网上运行,这样可以减少配电投资,大大减少了太阳能间歇性对用户带来的影响,这比较适合成本较高的边远山区和对供电有高可靠性的用户使用。
四、发展光伏产业的建议
综上所述,发展我国的光伏产业已经变得刻不容缓了。我国光伏产业的健康稳步发展,是与国家产业政策的宏观调控分不开的,国家各项政策的颁布和落实,将在很大程度上推动我国光伏产业的发展。
1.政府要做好带头作用,设立光伏产业发展的专项经费,更要在资金、电价、税收等方面制定相应的优惠政策,大力扶持。
2.技术上既要自主研发,又要学会技术引进,也可以和国内研究共同公关,建立健全一套创新的技术体系。
3.要以政府作为主导,多元化投资,建立一套完整的产业链,多方参与、共担风险,以更高的水平进行光伏技术师范建设项目。
4.努力培养国内的光伏市场,制定一套具体的分摊上网电价的实施细则,。5.对光伏产业的发展做出合理的规划。对行业标准的制定要加速,提升光伏产业在未来产业中的竞争力。
五、 总结
总而言之,太阳能光伏发电是绿色、环保的可再生能源,光伏发电技术的发展前景非常可观,在2030~2050年间,光顾能源和常规能源在价格上会有真正的竞争力出现,因此,这必将成为我国多能互补能源中非常重要的组成部分。我国的光伏产业需要在市场的规范、设备国产化、提高技术支持、产业链的发展等方面继续努力。只有这样,中国的太阳能光伏产业才能跻身世界前列。
作者:杜娟 单位:黄河水电光伏产业技术有限公司
参考文献:
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[2]冯百乐.光伏发电在建筑中应用的技术经济和选型分析[J].山西建筑,2012(20).
[3]陈贶,王亮,王满仓.不同容量光伏发电单元的技术经济对比分析[J].有色冶金节能,2014(03).
[4]刘江建筑.屋顶太阳能光伏发电项目的分析研究[J].能源与节能,2014(06).
[5]顾文石,安白.景观带光伏发电项目技术经济分析及综合评价[D].华北电力大学(保定),2013.
技术经济学相关论文范文二:低碳经济与技术经济范式与路径思考
摘要:进入21世纪以来,在社会经济飞速发展的情况下,人与自然之间的矛盾激化,因此,找到一种能够让社会经济与自然环境和谐相处的低碳经济发展模式已经成为各个国家都极为重视的问题,这也是促使低碳经济模式成为不同国家共同发展的一个重要因素。文章主要针对低碳经济发展的技术范式以及发展路径的思考进行了全面详细的阐述,以期为我国经济发展过程中提供参考。
关键词:低碳经济;技术创新
在当前全球变暖越演越烈的情况下,低碳经济发展模式已经成为了各个国家的主要经济发展方式,以此来促进人与自然之间的和谐关系,这不仅是对自然环境的保护,同时也是对人体健康的保护。低碳环境带来的不仅是低污染生产,还能够减少排放,避免大量污染环境的物质排入到水流、土地、大气中,进一步对被人体吸收,导致大量疾病的滋生。因此,应当加大低碳经济的发展力度,并且对其中的技术经济范式以及发展路径要进行深入的思考。
一、低碳经济与低碳技术
低碳经济已经成为了当前社会上一种新兴的经济发展模式,该发展的模式核心内容主要是在当前市场相关机制的基础上来进行制度的创新以及制定,通过这样的方式来使得低碳经济发展模式能够不断地提高技术效能、减少资源使用,同时研究出可再生能源、减少温室气体排放等相应技术,使得绝大部分工业生产都能够走向低排放、低能耗的生产模式。而有着低排放、低能效效能的低碳经济发展模式必然会伴随着新的节能技术、增效技术、减排技术的发展而发展。只有在大量新型技术的带动下,并以创新的低碳技术作为指引,才能够不断推动低碳经济模式的发展。
二、目前我国低碳技术发展的现状
现阶段我国企业在低碳技术研发方面已经取得了明显成功,有些低碳产品甚至达到了中世界先进水平,其中最突出的就是新能源行业。比如,截止到2015年我国已经有82台超超临界机组在网运行,在世界范围内也处于领先地位。除此之外,在世界范围内,我国风力发电机组增长量也处于领先地位,2013年,风电机组增长量已经高于1600万千瓦;2015年风电装机容量已经超过了10000万千瓦,同比增长1474万千瓦,增长率达到了25%。除此之外,我国是世界范围内出口光伏组件最多的国家,全球有接近40%的光伏产品来自于我国。此外,中国是世界最大的太阳能热水器的生产者和消费者,占世界总产量的70%,约95%的太阳能热水器的核心技术为中国公司持有;中国企业生产出了全球首款单次充电可行驶400公里、并可容纳5位乘客的纯电动轿车;中国水泥余热发电效率世界领先,已开始向国外出口技术和设备。由中国科学院能源领域战略研究组编制的《中国至2050年能源科技发展路线图》指出我国近期低碳经济与新能源产业最重要的发展领域为:清洁煤技术、新能源汽车、智能电网、新能源规模发电等。中国在低碳领域取得了不小的成就,但中国的低碳技术发展仍然令人担忧。因为我们的技术仍以中低端为主。
1.风力发电技术虽然是中国发展最快的新能源行业,已具有1.5MW以下风机的整机生产能力,但是一些核心零部件,如轴承、变流器、控制系统、齿轮箱等的生产技术难关却迟迟未能攻克。
2.可再生能源发电并网一直是一大技术难题,其中重要原因是我国的智能电网建设水平较低,没有先进的电网调控和调度技术。3.在发展清洁煤技术方面,整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)相关项目刚刚启动,关键部件尚不能国产。在中国,常规火电站的投资约为每千瓦5000元人民币,而IGCC示范电站高达每千瓦1万余元,比常规火电站高出1倍多。
三、我国低碳经济下的技术创新路径选择
我国是一个人口数量众多的国家,人口数量位居全球第一,但是经济发展的速度却并不符合人口需求,生态环境也较为薄弱,极易受到气候变化的直接影响。目前我国还处在一个经济飞速发展时期,面临着减小贫富差距、大力发展经济、减少温室气体排放量等多个不同层面的重要工作同时发展,这导致我国要推广低碳经济发展模式的变得更加困难。也正是由于我国的国情较为特殊,因此我们不能照搬国外的低碳经济发展模式,应当从国外低碳经济发展模式中吸取能为我国所用的精华,从我国所特有的低碳经济发展之路。
1.对低碳技术研发给予政策、资金等方面的支持。不断完善我国的低碳技术开发政策,加强相关的政策以及制度,并且对我国的低碳经济发展模式的企业,予以大量的资金支持。①部分新型的能源技术一直以来都是世界上极其难以攻克的问题,而如果仅仅只依靠企业独立进行研发,必然是极其困难的,因此,政府必须要帮助企业在一方面加强与国际先进能源技术的合作以及交流,从而为我国新型能源技术的快速发展打下坚实的基础。②国家应当在涉及到公共基础设施的建设工作上,加大对低碳建设的力度,例如智能电网等,大量低碳技术应用在基础建设上,能够为国家节省资源和资金,减少排放。③国家应当扶助进行尖端领域的技术研究工作,使得我国的低碳技术能够不断的进步,不仅快速与国际尖端技术接轨,未来还要努力超越国际平均水平,例如在风力发电机上的相关核心技术等。④严格制定相应的低碳技术制度,以及战略规划,引导低碳技术的正确发展,避免盲目发展的现象出现,同时,低碳技术的发展方向应当由国家来予以规划;⑤国家建立起相应的低碳经济发展扶持基金会,以此来帮助我国企业低碳技术的发展。
2.从企业发展角度来说,企业需要进行低碳技术方面的创新,如若不然,企业将在低碳经济发展大趋势下失去市场竞争力。首先,企业应该转变营销理念以及传统的盈利模式,在制定短期目标的同时,还需要制定长期目标,总体大方向应该是发展低碳技术,通过低碳技术的应用,以使企业获得更高的利润,真正的实现发展模式与技术平衡;其次,企业需要与政府、机构以及其他企业加强交流沟通,展开密切合作,以此分散低碳技术研发期间可能会出现的各项风险。由于低碳技术本身并不成熟,有很多低碳技术还只是停留在概念阶段,企业研发过程中需要承受非常大人力、物力等压力,如果企业单打独斗显然成功的可能性并不高,所以企业需要与政府、科学研究机构等展开合作,以此规避风险;最后,可以引进先进的低碳技术。现如今,技术发展也逐渐实现了全球化,我国企业完全可以通过技术贸易来着获得先进低碳技术,而后再依据我国国情消化吸收,与此同时国家还应该做好专利产权保护工作。
3.对于科研机构来说,应该密切关注国家出台的各项政策 措施 ,在此基础上,还需要与企业进行合作,以此得到研发资金。科研机构低碳技术研发的重点应该放在以下几方面:提升煤炭资源的利用率;核电技术、输配电技术以及可再生资源的开发利用技术等。通过这些技术的大力研发,真正的促进我国低碳技术发展,融入到各行各业中。另外,科研机构还需要做好一项非常重要的工作,即必须将研发成功的低碳技术推入到市场中,真正的将技术转变为生产力。
四、结语
综上所述,低碳技术已经成为了全世界生产技术发展的主流,这也是生产发展的必经之路,因此,在当前低碳经济模式发展的潮流中,我国应当加快与国际水平接轨的速度,扩大低碳生产技术在我国生产行业的覆盖范围,将更多技术应用到生产中,促使低碳经济发展走上可持续发展的道路。
作者:候雪雁 单位:大庆市红岗区伟业社区
参考文献:
[1]王国栋,杨志.低碳经济[M].石油工业出版社,2010.
[2]黄栋.低碳技术创新与政策支持[J].中国科技论坛.2010(02).
太阳能光伏发电行业现状如何?
我国光伏行业发展至第四阶段
我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步,十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展,建立了完整的市场环境和配套环境,已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业,也成为我国产业经济发展的一张崭新名片和推动我国能源变革的重要引擎。目前我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列,已形成了从高纯度硅材料、硅锭/硅棒/硅片、电池片/组件、光伏辅材辅料、光伏生产设备到系统集成和光伏产品应用等完整的产业链,并具备向智能光伏迈进的坚实基础。我国光伏行业发展经历了以下几个历史阶段:
年新增装机量波动较大
据国家能源局统计数据显示,2015年,我国光伏发电新增装机容量为1513万千瓦。2018年,受光伏531新政影响,各地光伏发电新增项目有所下滑,全年新增装机容量出现下降态势,从2017年的5306万千瓦下降至4426万千瓦。2019年,国内光伏新增装机仍然呈现下降趋势,下降至3011万千瓦。2019年对需要国家补贴的项目采取竞争配置方式确定市场规模,因政策出台时间较晚,项目建设时间不足半年,很多项目年底前无法并网,再加上补贴拖欠导致民营企业投资积极性下降等原因,截止2019年底竞价项目实际并网量只有目标规模的三分之一。
2020年,在未建成的2019年竞价项目、特高压项目,加上新增竞价项目、平价项目等拉动下,预计国内新增光伏市场将恢复性增长。“十四五”期间,随着应用市场多样化以及电力市场化交易、“隔墙售电”的开展,新增光伏装机将稳步上升,中国光伏发电新增装机容量为4820万千瓦。
2020年末累计装机量超2.5亿千瓦
累计装机容量方面,据国家能源局统计数据显示,2015年以来,我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2015年,全国光伏发电累计装机容量为4318万千瓦,到2020年已经增长至25300万千瓦。从一定程度上说,我国的光伏发电正在迅速发展起来。
光伏发电量增速维持在15%以上
据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国光伏发电量增长迅速。2013年,全国光伏发电量仅为91亿千瓦时,到2019年,全国光伏发电量2238亿千瓦时,同比增长26.08%。截止2020年底,全国光伏发电量为2605亿千瓦时,同比增长16.4%。
华北、西北与华东地区新增装机量较多
截至2021年9月底,全国分布式光伏装机9399万千瓦,占光伏总装机比重33.8%,与上二季度相比提升1.2个百分点,同比提升1.8个百分点
从全国并网光伏发电新增装机布局看,2021年前三季度,我国华北地区新增装机8027.6万千瓦,占全国的28.9%;西北地区新增装机6456.8万千瓦,占全国的23.2%;华东地区新增装机5390.6万千瓦,占全国的19.4%;华中地区新增装机3716.2万千瓦,占全国的13.4%;南方地区新增装机2753.1万千瓦,占全国的9.9%;东北地区新增装机1438.4万千瓦,占全国的5.2%。
总体来说,为了响应巴黎协定,我国提出了“碳中和”“碳达峰”的号召,在此号召下,近年来我国光伏行业有了长足的发展。
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》