g4Y从光伏到光热——新能源的现实意义

g4Y从光伏到光热——新能源的现实意义 一、从光伏到光热——新能源的现实意义 太阳能光热产业在中国的高普及率和高替代潜力，使新能源战略更具现实意义。“两会”期间，太阳能作为一支重要的新能源力量，依然是代表们热议的话。只是2009年关注的视角发生了变化。太阳能光伏产业不再一股独大。当它在经济危机的冲击下被迫蛰伏时，太阳能光热产业开始散发其独有的“中国式”魅力。虽然都是利用太阳能，但太阳能光伏和光热是不同产业。最近几年，因国际市场需求的放大，中国光伏企业屡屡谋得海外上市的机会。 与受到了从政策到资本的极度关注的光伏产业不同，光热产业是在一无先例、二无引进、三无成熟市场的“三无”情况下，靠“科普推广”发展起来的。光热企业的规模普遍不大，年产值超过10 亿元的企业仅有4 家，几乎全部由地方品牌发展而来，受资本青睐的机会极少。但是，这一情况在去年底发生了转变。山东德州的一家民营企业——皇明太阳能集团获得国际投行高盛和私募基金鼎晖1 亿美元的投资，那时，光伏产业的领军企业无锡尚德的股价正因国际市场需求的萎缩，一路下跌至谷底。此后，与光热产业有关的利好消息便不断传来。太阳能热水器被列入“家电下乡”产品名录，保证其在拓展城市市场的同时，还可以进一步加大对农村市场的普及力度;在政府节能减排的政策压力下，越来越多的地方政府将“安装太阳能热水器”作为强制政策推出;太阳能热水器企业如皇明、太阳雨，开始酝酿上市;太阳能光热企业在全国各地圈地建厂、招兵买马的消息也是络绎不绝。如无锡尚德集团董事长施正荣在一场主题为“如何过冬”的座谈会上所坦承，中国光伏产业的症结在于，它除了是高科技产业外，同时也是外向型行业——产品对外依赖度高达90% 以上，所使用的设备对外依赖度在50% 以上，核心技术并不掌握在自己的手上。三头在外，与三来一补的加工贸易一样，容易受到国际金融危机的影响。 中国光热产业则恰恰与此相反，不仅“三头在内”，而且无论从产业规模、数量、市场成熟度还是从核心技术上来说，都领先于世界水平。中国太阳能光热产业的自有技术比例已达到95% 以上，其产业链也十分完整，从毛坯管、真空管生产，到太阳能热水器整机制造，再到配件供应，所有环节一应俱全。像浙江海宁、山东德州这样已经形成庞大产业规模的地区，太阳能热水器普及率都已经达到了90% 以上。从市场保有量上来看，2008 年中国太阳能光热市场保有量已超过1 亿平方米，占全球的76%。太阳能热水器在中国华东省区的普及率大部分都超过70% 以上。正是由于中国太阳能热水器的主要市场在国内，受国际大环境的影响较小，因此2008 年太阳能热水器产销量依然保持了高速的增长，全年产值达到2800万平方米，同比增长20%，全年销售额为380 亿元左右，同比增长19%。已经有家电厂商开始尝试进入这个新领域。艾欧史密斯太阳能产品部总经理陆峰说，该公司一年半前开始酝酿进入太阳能热水器，此前该公司只生产电热水器和燃气热水器，现在计划5 月份即正式向市场推出太阳能热水器产品。 太阳能热水器产业总体规模不大、企业众多、竞争充分，这些传统家电的龙头企业积极进入其中，一个更重要原因是，太阳能热水器已经成为威胁燃气热水器和电热水器市场的替代品。以艾欧史密斯为例，虽然它在美国拥有70 多年的电热水器生产历史，但是艾欧史密斯的澳大利亚子公司太阳能热水器的销售比例已经占其全部的70%，而这也是中国艾欧史密斯的榜样。之前，太阳能热水器替代燃气热水器和电热水器主要存在两个方面的困难:产品和价格。然而，太阳能热水器的产品性能在快速改善，价格也在逐步向燃气和电热水器接近。各地政 府陆续出台的太阳能热水器补贴政策，也帮助其拉低了价格，比如福建省规定“农民购买一台太阳能热水器可以享受企业让利400 元、政府再补贴300元的双重优惠”，这样算下来价格也高不了太多。一旦太阳能热水器在产品和价格上完全可以取代燃气和电热水器，那么它将真正地面对大众消费者，这个市场的容量则可与家电产品的今天相媲美。 民用消费市场其实还只是冰山一角，太阳能热水器真正庞大的市场潜力在商用市场。由于太阳能热水器一开始就是从农村市场发展而来，所以商用市场往往被忽视，企业也无暇顾及，这两年在各类政策的压力下(比如节能减排)才慢慢崭露头角。2007 年我国工程市场安装量805 万平方米，占总产量的比重达到34%，近5 年的热水工程所占比重平均每年以37% 的幅度增长。2008 年热水工程量大约在1250 万平方米左右，比去年同期增长55%。 热水系统是有些公共建筑必不可少的基本功能，比如党政机关、部队、学校、宾馆等。从目前的建筑情况来看，它们一般采用传统的燃煤锅炉，也成为这些建筑的耗能重点，大多有50% 的节能空间。这与政府提出的节能减排政策是极其相左的。如果政府强制要求这些建筑更换更加节能的热水系统，那么作为可再生清洁能源的太阳能热水系统就会有庞大的应用空间。而这在国际市场已经拥有先例，如以色列规定所有新建公共建筑热水供应来源必须是太阳能热水工程。 ，太阳能热水器与城镇建筑的一体化进程也在各地政府的推动下，加快此外 步伐。比如，连云港市已建和在建的太阳能热水器整体安装应用的生活小区已接近80 个，已有41.1 万户家庭用上了太阳能热水器，太阳能热水器的普及率也 。 达30% 可以看到，太阳能热水器的高替代性不只是在民用消费市场，在商用市场也开始变得越来越清晰，越来越现实。中国《可再生能源中长期发展规划》要求，到2010 年，太阳能热水器总集热面积达到1.5 亿平方米;到2020 年，太阳能热水器总集热面积将达到3 亿平方米，总产值会超过3000 亿元。从太阳能热水器的可替代市场来看，这样的目标并非不现实。 二、我国光伏产业发展和太阳能利用的问题 ——作者单位:国家发展改革委能源研究所 《宏观经济研究》2009年第2期 近几年来，我国光伏产业经历了高速发展期。特别是在2007年，我国光伏产业呈现出爆发式增长，使得我国一跃成为全球第一大生产国;而且,高纯多晶硅技术以及其他许多关键生产技术装备的研发和国产化工作也取得令人鼓舞的进展。但是，2007年以来，我国光伏产业也集中爆发了一系列相互关联、引起高度关注甚至激烈争议的问题，主要包括:不协调的产业链结构、绝大部分产品出口国外的市场格局、生产过程导致的国内高能耗和四氯化硅环境污染、全球技术和市场竞争加剧下的产业风险和可持续发展能力、光伏发电的商业化前景和时间表等。这些都是当前广受热议的焦点问题，也是推动我国光伏产业发展和太阳能利用的重大问题。 2.1国内外光伏产业的最新进展和发展趋势 2.1.1我国光伏产业的最新进展 近几年来，我国光伏产业经历了爆发式增长，已基本形成了涵盖多晶硅、铸锭、拉单晶、电池片、封装、平衡部件、系统集成、光伏应用产品和专用设备制造的较完整产业链。产业链各个环节的专用设备和专用材料的国产化加快，许多设备完全实现了国产化并有部分出口。截止到2007年底，全国太阳能电池和组件的生产能力分别达到2.9GWp 和3.8GWp，当年产量分别比2006 年增长148% 和138%，达到1.1GWp和1.7GWp，均占世界总产量的27,以上，使我国成为全球第一大太阳能电池和组件生产国。2007年我国光伏产业的销售收入也增加到1000亿元，从业人员达到8万人以上。特别是多年持续严重制约我国光伏产业发展的高纯多晶硅制造技术，在这两年内实现了重大技术突破。在科技部和国家发展改革委等有关部门支持下，2007年新光硅业、洛阳中硅、江苏中能等3个企业分别建成了千吨级高纯硅生产线，使得全年高纯硅产量大幅增加到1130吨。2008年，随着江苏中能二期和重庆大全的各自1500吨多晶硅工程的建成投产，预计国内超纯多晶硅的全年产量将超过4000吨。而且，重庆大全和江苏中能公司实现了还原尾气回收利用技术和多晶硅还原炉制造技术的重大突破;据介绍，综合能耗已降到150—180kWh/kg(使得成本降低到约50美元/kg)，显著低于其他国内同类企业的250—300kWh/kg，主要物料的综合回收率也超过98,。 最近，江苏中能等一些国内企业还在积极准备开发引进流化床法、硅烷法等 —50kWh/kg，新型高纯硅生产技术，可望使高纯多晶硅生产的综合电耗降至20成本降至15—25美元/kg。据不完全统计，目前全国至少有33家高纯硅生产企业的一期工程产能总计约为4.4万吨(规划总产能高达8.8万吨)，如果这些项 预计我国2010年的多晶硅产量将超过3万吨，将从根本上目能顺利建成投产， 缓解高纯硅材料的供需紧张的矛盾。 随着我国光伏产业的迅速发展壮大，不少地方和企业近年来积极建设MWp级并网光伏系统(主要是建筑屋顶光伏系统)。据不完全统计，截止到2008年5月，全国已建和在建11个MWp级并网光伏系统，大部分预计在2009年建成。一些光伏设备制造企业还积极探寻建设更大规模光伏发电站的机会;江苏等省份还提出制定“万个太阳能屋顶计划”。我国第十届中国太阳能光伏会议的《常州宣言》提出了非常积极的目标，力争在2015年前使光伏发电成本下降到1.5元/kWh, 在10年内使光伏发电量占到全国总发电量的1%，这意味着大约500亿kWh的年发电量和超过4000万kW的装机量。 2.2国际光伏产业的进展和发展前景 在国际上，光伏发电产业得到了许多国家的持续政策扶持，光伏发电的成本也随着太阳能电池技术进步、硅原料和组件供需形势逐步缓解而快速下降，使光伏发电成为增长速度最快、初步实现规模化发展的可再生能源发电技术。日本2008年恢复了中断两年的居民屋顶并网光伏发电系统的投资补贴政策。美国目前30多个州都实施屋顶并网光伏发电净电量计量法政策;美国联邦政府2008年又延长了光伏投资税减免政策。德国继续对光伏发电实行为期20年的固定电价，2008年平均上网电价为45.7欧分/kWh。 国内外光伏产业界已开始描绘以居民销售电价和峰谷电价为临界点的并网光伏发电商业化时间表。德意志银行预计多晶硅太阳能电池技术的发电成本最低可降到$0.1/kWh以下(约合0.7元人民币/kWh)，乐观估计大约在2015—2016年左右可降到$0.15/kWh(约合1元人民币/kWh)，使得光伏发电将于2010—2013年期间首先在日本、德国、西班牙等实行较高平均零售电价的国家开始商业化发 展。在扶持政策和发展前景激励下，2002年以来，全球光伏发电装机年均增长率超过40%。2007年全球新增装机量同比增长62%，当年统计安装量为2.83GWp，累计总装机容量大约为12GWp。据有关预测或展望，未来数年全球光伏市场将以大约60%的速度增长，2020年累计装机将达到200GWp，绝大部分为并网光伏发电。 值得注意的是，2007年以来愈演愈烈的金融危机乃至可能的经济危机，预计会减弱全球光伏发电市场增长速度，并影响光伏设备制造业的发展。主要原因包括:一是全球金融危机普遍增加融资难度，而资金密集型的光伏产业也不能独善其身;二是国际能源价格(以油价为代表)的大幅回落将扭转各国销售电价持续增长的趋势，从而延迟光伏发电实现电网平价(grid parity)的时间点;三是各国在金融危机和财政能力影响下，其今后的光伏产业补贴政策将存在一定的不确定性。 3.我国推动光伏产业发展和市场应用的障碍和挑战 虽然我国光伏产业近年来实现了长足进步，但也存在不容忽视的技术、环境和市场风险;近期推动国内光伏市场应用也面临成本高、上网难、缺乏经验等障碍。 3.1国内内在竞争力不强和短期环境风险 光伏技术仍存在总体水平不高、 由于我国光伏产业发展历史短、基础研究工作薄弱，目前我国光伏技术总体水平仍然不高，太阳能电池及组件的效率和质量水平仍然普遍低于世界先进水平，在新型高效的太阳能电池和高纯硅生产技术的研究开发方面也落后于欧美日发达国家，许多装备主要依赖国外引进。因此，目前我国太阳能光伏产业仍主要依靠市场驱动而非技术驱动，缺乏强大的内在竞争力。特别是目前国内大多数高纯多晶硅企业仍面临物料闭路循环和废液废气污染物回收处理等方面的技术瓶颈，存在四氯化硅副产品的环境污染风险，成为我国高纯硅行业发展的重大制约因素。 3.2产业和市场发展不平衡，不利于产业持续稳定发展和节能减排 过去几年内，我国光伏产业界抓住欧美国家光伏市场的快速增长的机遇，利用国内人力和资源成本较低的比较优势，实现了迅速起步与发展壮大。但业界普遍预测，由于近年全球光伏产业的产能迅速扩张以及金融危机影响，未来两年内世界光伏组件和高纯硅材料市场将呈现供过于求的趋势，使光伏产业面临大规模洗牌。 最近我国光伏企业已普遍停止扩产、削减产量。在这个洗牌过程中，利润率最高的环节也将逐渐转向下游的光伏发电运营业,使得出售光伏电力比出售光伏组件和系统具有更长远稳定的回报，这也是传统光伏产业界(光伏设备制造业)日益重视、极力呼吁启动国内光伏市场的根本原因。但是，我国光伏市场的发展却滞后于国内光伏产业和国际光伏市场，2007年我国新增光伏发电装机量为20MWp，仅为当年国内太阳能电池产量的2%和全球总新增装机量的0.71%，其中并网光伏发电装机仅为2MWp。因此，目前这种产业和市场格局意味着我国光伏产业面临日益突出的市场风险。而广受争论的光伏产业的高能耗问题，其实质问题也在于产业和市场发展不平衡，即取决于国内光伏产业链建设和国内外市场的选择。相关研究已达成基本一致的结论，目前多晶硅太阳能光伏发电系统的生产过程所耗能量的回收期只有两到三年。但是，如果在国内生产高纯硅料及硅棒/锭和硅片(占光伏系统生产总能耗的70%—80%)、在国外应用光伏发电系统，则 光伏产业对我国而言即是高能耗的出口加工业。 3.3光伏产业在近中期仍缺乏足够经济竞争力，有赖于政府政策扶持 并网光伏发电的初投资目前大约为5—6万元/kW，预期上网电价3—5元/kWh，离网光伏系统的投资和供电成本更高，需依赖优惠的价格和财税政策扶持。最近数十年全球光伏市场的重心随着各国光伏市场政策的变化而先后从美国(1996年以前)转移到日本(1996—2002年)和欧盟(2002年以来)，即充分反映了全球光伏市场的需求主要是由扶持政策推动的。目前我国还未制定比较系统完善的光伏发电经济激励政策，全国已建成的100多个并网光伏发电项目中只有2个项目在2008年6月经国家发展改革委准予享受4元/kWh的优惠上网电价，有待于加快制定必要适度的财政补贴和优惠上网电价扶持政策。 3.4有待于制定落实光伏发电上网的具体政策措施 由于光伏发电系统增加了不可调度的电力装机，目前的技术也没有关于无功补偿以及电网调度等问题的相应标准和管理规程，使得电力部门不愿接受光伏发电上网。我国已建成的光伏并网发电示范项目都处于试验性并网状态，不允许光伏电力通过电力变压器向高压电网(10kV)反送电，只允许在低压侧(380V/220V)自发自用。因此，目前我国还缺乏真正的光伏发电上网项目和充分的经验。 4.关于我国光伏产业发展道路的探讨 为应对根据我国光伏产业面临的挑战，切实建立符合国情的产业发展道路和政策措施，我国需要正确处理产业、技术和市场的关系，解决以下三个主要问题。 4.1如何增强国内光伏产业的技术水平和持续发展能力 产业发展从根本上取决于技术驱动(竞争力增强)和市场拉动。虽然不少业内人士呼吁立即启动国内规模化并网光伏发电市场以支撑我国光伏产业，但目前的高成本使得大规模发展光伏发电目前仍难以承受。而且，如果我国在当前启动大规模光伏市场和补贴，必将立刻扭转光伏市场的回落趋势，推高光伏发电成本。另一方面，国际光伏市场仍保持增长态势，仍为国内光伏产业提供了必要的支撑。鉴于此，近期仍要努力通过技术进步、健全产业链、巩固开拓国际市场、建设国内示范项目来进一步降低成本、增强产业的持续发展能力。在产业链中，太阳能电池和组件制造业符合我国的人力资源优势和扩大就业政策导向，仍是应首要鼓励发展的环节。自主化生产高纯硅是中国光伏产业降低价格的必由条件，但必须重点支持清洁高效、低成本的高纯硅生产技术的研发和产业化。 4.2近中期国内光伏市场应确立的主要发展方向 由于欧、美、日等国家早已实现电力普遍化服务，其太阳能光伏的推广应用在上世纪90年代就瞄准了并网光伏系统(主要是屋顶并网光伏系统)，并于近年来加快大规模应用，包括大规模地面并网光伏电站。而我国目前还有大约100万无电户需要在2020年以前采用光伏和风光互补发电系统解决用电问题，潜在市场容量为200—1000MWp(1GWp)，应成为近中期首要考虑、予以扶持的光伏市场。虽然某些企业认为必须依靠并网光伏发电而非离网发电来支撑光伏产业发展，但其实质问题在于只有并网光伏发电才能使得光伏企业进入下游市场并实现稳定售电收入，故而光伏企业十分热衷于并网光伏发电。不过，从政府的公共服务责任和有限财政资源来看，我国近期光伏发电的首要方向仍然是面向无电区的电力建设，同时可根据相关科技攻关和前期产业化工作要求建设一批并网光伏系统/电站，为启动大规模并网光伏发电市场做好技术性准备。 4.3我国应制定光伏产业和国内市场应用扶持政策 按照前述的光伏产业政策目标和国内市场应用方向的相关思路，我国在当前和近期仍要坚持并加强相关科技、财税、外贸优惠扶持政策，以进一步提高核心技术能力、完善产业链条、扩大中游电池组件产业能力及国际市场份额。另外， ，予以必要适度的根据国内无电区电力建设和并网光伏发电示范项目建设的需求 财政补贴和优惠上网电价支持。鉴于我国还没有并网光伏发电的充分经验和可靠成本评估，也缺乏相近电价的支撑，而且地区差别较大，故而难以立即制定颁布统一的固定电价，而需要通过招标等途径探索相关经验。 5.结论和建议 我国的光伏产业通过持续开展技术研发和市场化运作，迅速建立了基本完整的产业链，使我国一跃成为世界太阳能电池和组件生产大国，为我国加快开发利用太阳能资源初步奠定了坚实基础。但是，光伏发电价格仍然高昂，我国光伏产业仍未完全摆脱 “低水平扩张的出口依赖型产业”特征。为此，我国在近期宜制定实施以“提高技术和产业持续发展能力、促进经济发展和增加就业、提供国内电力普遍服务”为中心目标的产业发展战略和政策，近期应抓紧开展如下工作: 5.1大力加强先进技术的研发和产业化，扶持 “技术推动型”的光伏设备制造业 要重点研发清洁高效、低成本、新型的高纯硅和太阳能电池生产技术，近期重点支持企业逐步完善改良西门子法，开展流化床法、硅烷法、冶金法等新兴高纯硅生产技术研发和产业化工作。应支持技术领先的企业扩大产能，建立国家光伏技术研发和产品检测中心。要加强相关科技、财税、外贸优惠等扶持政策，鼓励支持发展符合我国的人力资源优势和扩大就业政策导向的太阳能电池和组件制造业，巩固和扩大国际市场份额。 5.2稳步开拓“离网和并网并行，不同阶段各有侧重”的国内光伏应用市场 在近期(估计2015年前)，应在难以延伸电网或建设水电站的无电地区加快建设光伏电站和推广户用光伏系统，另外根据技术研发和项目示范工作需要建设一批集中并网的大型建筑屋顶光伏系统、分散并网的居民屋顶并网光伏系统及新型太阳能建筑一体化光伏系统。在中期(估计2015年左右)，随着无电区电力建设接近尾声和光伏发电成本趋近销售电价，首先扩大建筑屋顶和建筑一体化并网光伏市场，并稳步建设地面并网光伏系统。在长期(预计2020年以后)，随着光伏发电成本接近常规发电成本，全面扩大各类并网光伏市场。 为此，近期应研究制定用户侧低压端光伏系统的发电上网和电量监控技术规程，制定颁布针对工商业和居民的“净用电量计费”管理办法，制定实施投资补贴和税收优惠政策;制定大型地面并网光伏电站示范项目的实施投资经营主体和上网电价的招标办法等。在中期(2015年左右)，随着经验和成本数据的积累再引入建立“控制总量规模的固定电价”，为在2020年后全面实施固定电价制度做准备。 5.3按照“清洁、高效、安全”的基本要求建立健全光伏产业投资准入和监管制度 近期要加强光伏产业特别是高纯硅制造业的能效、环保和安全监管，尽快制定实施能耗标准(比如综合能耗不高于150kWh/kg)，严格实施全闭环生产和 “三同步”制度(环保设备与生产工程的同步设计、同步建设和同步运营)，惩处那些违反环保法规肆意排放污染物的企业，确保四氯化硅等有害污染物的完全回收 循环利用或妥善处理。应坚决避免成为高能耗高污染的高纯硅材料生产大国甚至 世界工厂。