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太陽能工藝

光伏的“跨界”新玩法

星之球科技 來源:《太陽能發(fā)電》雜志2014-07-15 我要評論(0 )   

過去的幾年間,中國光伏業(yè)遭受了不少磨難,卻也獲得了許多關(guān)愛。盡管被歐美的雙反大棒打了個措手不及,卻最終在國內(nèi)市場的羽翼下,得到了呵護(hù)。 始于去年下半年,政策引...

      過去的幾年間,中國光伏業(yè)遭受了不少磨難,卻也獲得了許多關(guān)愛。盡管被歐美的“雙反”大棒打了個措手不及,卻最終在國內(nèi)市場的“羽翼”下,得到了呵護(hù)。始于去年下半年,政策引導(dǎo)下的國內(nèi)光伏應(yīng)用市場大規(guī)模啟動,以致年終的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)令人驚嘆不已:2013年,我國新增光伏裝機(jī)超過了12GW,累計(jì)裝機(jī)量則達(dá)到了逾20GW。受惠于此,去年國內(nèi)在產(chǎn)多晶硅企業(yè)由年初的7家增至年末的15家,電池組件內(nèi)銷比例也從2010年內(nèi)的15%增至2013年的43%。此外,全行業(yè)全年實(shí)現(xiàn)銷售收入3230億元(制造業(yè)2090億元,系統(tǒng)集成1140億元),多數(shù)電池骨干企業(yè)扭虧為盈,主要企業(yè)去年第四季度毛利率超過15%,部分企業(yè)全年凈利潤轉(zhuǎn)正。而今,2014年已過去一半,西部集中式地面電站“路條”搶手依舊,對央企、國企廠房屋頂?shù)臓帄Z愈發(fā)酣暢淋漓……。哪怕年初曾有多家光伏制造企業(yè)宣布了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,行業(yè)高級分析師廉銳博士仍然在Solarbuzz最新發(fā)布的研報(bào)中斷言,2014年太陽能光伏組件出貨量有望增長30%??傊袊夥鼧I(yè)的回暖趨勢仍在持續(xù),幾年前的火爆場面似乎將再次上演。 

     不過,剛剛成立的中國光伏行業(yè)協(xié)會還是借其《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展黃皮書(2013年-2014年)》給行業(yè)潑了點(diǎn)冷水,“雖然目前中國光伏總體形勢有所好轉(zhuǎn),但仍面臨多方問題,不容盲目樂觀。”就中國光伏行業(yè)存在的問題,《黃皮書》頗為中肯地歸納了四點(diǎn):其一,材料、裝備等關(guān)鍵技術(shù)與國外先進(jìn)水平尚存差距,基礎(chǔ)研究有待加強(qiáng);其二,資金支持及政策扶持等過于偏重應(yīng)用環(huán)節(jié),對制造業(yè)研發(fā)及技術(shù)改造支持不足;其三,發(fā)電并網(wǎng)等有關(guān)政策仍待細(xì)化落實(shí);其四,國際貿(mào)易環(huán)境仍存在惡化的可能。其實(shí),在不少業(yè)界人士看來,中國光伏不僅面臨制造環(huán)節(jié)的創(chuàng)新不足,應(yīng)用端的墨守成規(guī)、千篇一律,從某種角度也嚴(yán)重制約了行業(yè)的發(fā)展。當(dāng)中國光伏企業(yè)還忙于跑“路條”、控成本、為提高補(bǔ)貼振臂高呼時,谷歌卻在主導(dǎo)太陽能無人機(jī)的研發(fā),西門子和博世則在秘密實(shí)施“SolarCity計(jì)劃”(太陽城計(jì)劃,并非美國知名光伏公司——SolarCity),而盡管業(yè)內(nèi)對SunPower的7倍聚光發(fā)電還存在諸多疑問,卻也不得不承認(rèn),若其真正突破了熱沉系統(tǒng)等技術(shù)難關(guān),顛覆將指日可待。 

      也許你認(rèn)為這些看似天馬行空的創(chuàng)新不切實(shí)際,又或者極高的成本使其不具有產(chǎn)業(yè)化的條件,但事實(shí)上,這就是歐美國家的“引領(lǐng)戰(zhàn)略”,是光伏的新玩法——跨界。“西門子和博世正在實(shí)施的‘SolarCity計(jì)劃’,意在通過太陽能利用,來改造一座城市。這其中不僅涉及光伏發(fā)電,還涉及BIPV、BAPV及光熱等諸多技術(shù)。”一位旅居歐洲的華人光伏專家向記者透露,“令人意想不到的是,德國人制定并實(shí)施該計(jì)劃的依據(jù)是:中國城鎮(zhèn)化建設(shè)將持續(xù)至少20年”。“德國人希望仰仗他們領(lǐng)先的科技,打造一個SolarCity的樣本,并將所有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,以期最終實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)中國城鎮(zhèn)化建設(shè)的目的。”同樣,在該專家看來,谷歌大舉投入太陽能無人機(jī),除了考慮無人機(jī)可大規(guī)模民用外,還主要基于“引領(lǐng)戰(zhàn)略”,“他們希望通過引領(lǐng)創(chuàng)造、培育市場,而不是一味地跟隨市場變化。” 

       反躬自省,中國光伏從上游原材料到制造再到下游應(yīng)用,均存在著嚴(yán)重的同質(zhì)化。由此帶來的直接后果,便是價格戰(zhàn)蔓延。例如,目前光伏電池、組件的利潤率已僅能維持在5%上下。雖然,隨著政策引導(dǎo)下國內(nèi)光伏應(yīng)用市場的大規(guī)模啟動,中國光伏發(fā)現(xiàn)了又一“金礦”:仰仗補(bǔ)貼,投建、運(yùn)營光伏電站的內(nèi)部收益率(IRR)可達(dá)到10%上下。但遺憾的是,中國光伏很快在應(yīng)用端也形成了“扎堆兒”的局面,同質(zhì)化的問題在遍布西部的光伏電站中,依舊大規(guī)模存在。人們擔(dān)憂,這將再次引發(fā)某種危機(jī)。例如,即便西部地區(qū)光照充足、土地廉價,但人煙稀少的特性決定了其并不具備就地消納電力的能力,電網(wǎng)建設(shè)的滯后,意味著這里的電站將面臨“窩電”風(fēng)險(xiǎn)。更加令人擔(dān)憂的是,在中國光伏經(jīng)歷了高度依賴歐美原材料、設(shè)備及市場的“十年寒窗”后,或許不得不在技術(shù)革新上繼續(xù)被人“引領(lǐng)”,在低附加值的生產(chǎn)勞作中周而復(fù)始。 

     不可否認(rèn),十余年來中國光伏獲得了長足進(jìn)步,《黃皮書》也曾以數(shù)據(jù)佐證:如今,我國骨干企業(yè)已掌握萬噸級多晶硅及晶硅電池全套工藝,光伏設(shè)備本土化率不斷提高。2010年至今,每千噸多晶硅投資下降47%,每千克多晶硅綜合能耗下降35%,多晶硅企業(yè)人均年產(chǎn)量上升165%,骨干企業(yè)副產(chǎn)物綜合利用率達(dá)到99%以上;每兆瓦晶硅電池投資下降超過55%,每瓦電池耗硅量下降25%,骨干企業(yè)單晶、多晶及硅基薄膜電池轉(zhuǎn)換效率由16.5%、16%、6%增至19%、17.5%、10%;光伏發(fā)電系統(tǒng)投資由25元/瓦降至9元/瓦。同時,記者在采訪過程中也發(fā)現(xiàn),一些不走尋常路的中國光伏企業(yè),其創(chuàng)新的星星之火,已大有燎原之勢。不久前,一項(xiàng)名為“國際汽聯(lián)世界耐力錦標(biāo)賽——勒芒24小時耐力賽”的全球頂級賽事在法國勒芒落下帷幕,阿斯頓馬丁車隊(duì)最終榮獲GTEAm組別第一名。據(jù)說,這輛奪冠的阿斯頓馬丁上,安裝了由中國企業(yè)提供的柔性薄膜發(fā)電系統(tǒng)。

      該中國企業(yè)內(nèi)部人士向記者介紹,“他們(阿斯頓馬?。┮恢痹趯ふ乙环N既能確保車手在舒適的溫度下駕駛,又不會消耗賽車引擎動力的解決方案。而我們認(rèn)為,太陽能柔性薄膜發(fā)電系統(tǒng)可以做到。最終,這一方案成功了”。如今,基于雙方良好的合作,阿斯頓馬丁正在考慮在旗下Vantage系列跑車V12VantageGT3和V8VantageGT4兩個車型上,繼續(xù)應(yīng)用中國企業(yè)提供的太陽能柔性薄膜發(fā)電系統(tǒng)。了可以安裝于汽車天窗、車頂,為車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)或更多的設(shè)備提供能源外,太陽能薄膜發(fā)電的用武之地還有很多,例如應(yīng)用于柔性便攜式隨車發(fā)電、汽車充電等設(shè)施。 

     據(jù)記者了解,此前這家中國公司曾經(jīng)秘密與國內(nèi)車企聯(lián)手開發(fā)太陽能薄膜發(fā)電在汽車上的應(yīng)用,不久前其還運(yùn)用CIGS技術(shù),為美國電動車——特斯拉量身訂制了“離網(wǎng)式充電站”,為2014賽季國際汽聯(lián)電動方程式世錦賽(FIAFormulaEChampionship)北京站訂制了全套“快裝電動汽車薄膜發(fā)電充電系統(tǒng)”。“其實(shí),運(yùn)用轉(zhuǎn)換率可達(dá)到35%左右的砷化鎵技術(shù),太陽能足以為汽車提供更多動力。但目前來看,這樣做的成本太高了。”上述旅歐專家認(rèn)為,“不過,市場往往青睞有準(zhǔn)備的人,一旦有朝一日電動車真正實(shí)現(xiàn)普及,這一龐大到幾倍于集中式地面電站的市場,或者僅僅是將太陽能薄膜發(fā)電應(yīng)用于車頂為汽車部分設(shè)備提供能源、應(yīng)用于電動車充電,就足以為這家企業(yè)創(chuàng)造巨額利潤”。早在2009年時,另一家中國企業(yè)——中國興業(yè)太陽能技術(shù)控股有限公司曾投資建設(shè)了珠海東澳島“風(fēng)光柴蓄”離網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目。據(jù)興業(yè)太陽能人士向記者介紹,“這一工程安裝面積達(dá)7100平方米,由1MW光伏發(fā)電、50KW風(fēng)能發(fā)電以及2000kWH儲能構(gòu)成。目前一年可以發(fā)146萬度電,可以滿足全島常駐居民的用電”。或許,差距還很大。不過,對于曾在幕墻、建筑領(lǐng)域摸爬滾打近二十年的興業(yè)太陽能來說,“SolarCity”就是目標(biāo)。

       “在一個建筑、一座城市中綜合、高效的運(yùn)用太陽能,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,甚至以可再生能源替代傳統(tǒng)能源,這是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。其中將會運(yùn)用的技術(shù)有很多。比如將光轉(zhuǎn)為熱的轉(zhuǎn)換效率,可以達(dá)到50%左右。”興業(yè)太陽能董事局主席劉紅維向記者介紹,“基于在建筑領(lǐng)域和光伏領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)積累,在BIPV、BAPV,特別是未來的節(jié)能建筑上,公司都具有一定的優(yōu)勢。所以,我們一直在積極主動地配合國家制定節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)”。此外,劉紅維還向記者透露,“住建部門很快會出臺一系列政策,以支持光伏、光熱等技術(shù)在建筑中的應(yīng)用,支持建筑節(jié)能的發(fā)展”。

      上述《黃皮書》的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示,2013年全球多晶硅產(chǎn)量為24.6萬噸,而我國的產(chǎn)量達(dá)到了8.4萬噸,占全球的34%,位居全球首位,美國以5.9萬噸位居第二,接下來的德國、韓國和日本的產(chǎn)量分別為4.6萬噸、4.1萬噸和1.3萬噸。其中,我國和韓國主要生產(chǎn)太陽能級多晶硅,日本主要供應(yīng)電子級多晶硅,美國和德國則兼而有之。硅片方面,2013年全球硅片產(chǎn)能超過57GW。其中,中國大陸約為40GW,中國臺灣約為4.5GW,歐洲約為4GW,韓國約為2.6GW,日本約為2GW。全球全年實(shí)際產(chǎn)量約為39GW,同比增長8.3%。其中,中國約為29.5GW,我國臺灣4GW,韓國約為1.6GW,歐洲約為1.2GW。電池片方面,2013年全球產(chǎn)能超過63GW(不含薄膜電池),產(chǎn)量達(dá)到40.3GW。中國大陸以25.1GW的產(chǎn)量位居全球第一,產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的63%。緊隨其后的是我國臺灣,產(chǎn)量達(dá)到8.5GW。組件方面,中國同樣以27.4GW的產(chǎn)能位居全球第一,歐洲則以3.8GW的產(chǎn)量位居第二,日本以約3.5GW產(chǎn)量位居第三。除了制造環(huán)節(jié),在應(yīng)用端,2013年我國新增光伏裝機(jī)量也達(dá)到了驚人的12GW,同比增長166.7%,躍升為全球第一大光伏應(yīng)用市場,累計(jì)裝機(jī)量近20GW,僅次于德國位居世界第二。由于去年年底搶裝潮的出現(xiàn),全年光伏電站新增并網(wǎng)項(xiàng)目達(dá)到468個,新增并網(wǎng)裝機(jī)量12.1GW。中國光伏如此高速、大規(guī)模的發(fā)展,讓本認(rèn)為傳統(tǒng)光伏技術(shù)路徑已無成本下降空間的歐美“鼻祖”們吃驚不已,以至于不得不通過發(fā)動“雙反”來控制中國光伏的發(fā)展,以繼續(xù)享有話語權(quán)。不過,當(dāng)中國光伏真的將每兆瓦晶硅電池投資下降了逾55%,每瓦電池耗硅量下降了25%(2010年至今)后,是否也應(yīng)該反思,繼續(xù)壓縮成本的空間究竟還有多大?要知道,相對于成本的下降,2010年至今,幾乎占到全國太陽能電池及組件產(chǎn)量99%的晶體硅電池、組件的轉(zhuǎn)換效率僅僅提升了1.5個百分點(diǎn)(《黃皮書》數(shù)據(jù)為16%至17.5%)。 

     針對這一問題,國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心主任李俊峰不久前在“首屆中國光電建筑主題攝影大賽”頒獎典禮上的講話頗具深意。他認(rèn)為,長期以來,中國政府給予了光伏業(yè)最大力度的支持。比如,在全球范圍內(nèi),僅有我國規(guī)劃了每年必須完成的新增光伏裝機(jī)指標(biāo)。而經(jīng)過了十余年的發(fā)展,光伏發(fā)電效率的提升空間的確已經(jīng)十分有限,但與此同時,大量建設(shè)于我國西部地區(qū)的集中式地面電站,卻普遍存在著粗制濫造的現(xiàn)象。在李俊峰看來,光伏發(fā)電成本能不能與火電持平,甚至低于火電,并不重要。“清潔的能源就應(yīng)該享受清潔的價格”,關(guān)鍵的問題在于,我們?nèi)绾翁岣吖夥l(fā)電的品質(zhì)。 前述旅歐專家則認(rèn)為,中國光伏面臨的最大問題,就是創(chuàng)新不足。其中不僅包括對多種光伏技術(shù)路徑的接受程度,還包括將光伏應(yīng)用于更多領(lǐng)域的創(chuàng)新動力。“比如與汽車、建筑結(jié)合,就是光伏業(yè)具有廣闊前景的發(fā)展之路。但遺憾的是,這樣的案例,在中國并不多見。”

 

 

 

 

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