光伏新趨勢 能源大變局

前景篇

光伏發(fā)電成本驟降逼近火電 能源變局將現(xiàn)

每經(jīng)記者 張昊

今年初“股神”巴菲特攜巨資收購太陽能電站，而蘋果也在投資光伏電站，他們在這樣的時點，紛紛將投資觸角伸向太陽能領域，究竟從太陽能行業(yè)中看到了什么？

當前全球經(jīng)濟正處于第三次能源革命時期，人類經(jīng)濟社會的發(fā)展，對能源的需求與日俱增，但是以煤炭和石油為標志的化石能源時代終將過去，而太陽能發(fā)電因其可再生、無窮無盡、潔凈等特征，成為新能源代表，也必將是未來的寵兒。

太陽能是最理想的能源

據(jù)估計，當前化石能源是全球消耗的主要能源，而我國的比例甚至高達90%以上。但作為不可再生資源，以煤炭和石油為標志的化石能源時代終將過去，悲觀的估計還有約100年，樂觀估計還有200年。而化石能源大量、廣泛地使用，帶來了日益嚴重的“副產(chǎn)品”：環(huán)境污染，氣候變暖，生態(tài)惡化。

煤炭是中國的主要能源，以煤為主的能源結構在未來相當長時期內(nèi)難以改變。相對落后的煤炭生產(chǎn)方式和消費方式，加大了環(huán)境保護的壓力。

以煤炭和石油為標志的化石能源時代終將枯竭，這迫切需要人類開發(fā)新的資源。在可再生資源中，風能、地熱能、核聚變能以及太陽能是主要的存在形式，其中水能受地理因素限制、發(fā)電量受河流枯豐水變化影響大，尤其是大型水電站，對自然河流的生態(tài)影響巨大。

風能盡管也是清潔能源，但是風能開發(fā)利用同樣有諸多弊端，如風速不穩(wěn)定、產(chǎn)生的能量大小不穩(wěn)定；風能利用受地理位置限制嚴重，轉換率低等；核能的開發(fā)利用主要是有安全性擔憂。

從能源需求折合的裝機量分析，全球人口2006年是65億，能源需求折合成裝機是14.5TW （1TW=1000GW）；到2050年全世界人口大概要達到100億，按照每人每年GDP增長1.6%，GDP單位能耗按照每年減少1%，則能源需求裝機將是大約30~60TW，屆時主要靠可再生能源來解決?？墒?，世界上潛在水能資源4.6TW，經(jīng)濟可開采資源只有0.9TW；風能實際可開發(fā)資源2~4TW；生物質(zhì)能3TW（加起來總共8TW）。

從我國的實際情況看，中國有大約120萬平方公里的戈壁和荒漠面積，即使只開發(fā)利用5%的荒漠，就可安裝超過50億KW太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，年發(fā)電量可以達到6萬億千瓦時，相當于美國2010年發(fā)電量總和的1.5倍，等同于我國2015年預測發(fā)電量的總和。

因此，在這些可再生能源中，只有太陽能才是最清潔、安全和可靠且唯一能夠保證人類未來需求的能量來源，其潛在資源120000TW，實際可開采資源高達600TW。所以有專家認為，太陽能+儲能技術是人類解決能源問題的終極解決方案。

另一方面，據(jù)歐洲光伏工業(yè)協(xié)會EPIA預測，太陽能光伏發(fā)電在21世紀會占據(jù)世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應的主體。根據(jù)歐盟委員會聯(lián)合研究中心 （JRC）的預測，到2030年可再生能源在總能源結構中占到30%以上，太陽能光伏發(fā)電在世界總電力的供應中達到10%以上；2040年可再生能源占總能耗50%以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上；到21世紀末可再生能源在能源結構中占到80%以上，太陽能發(fā)電占到60%以上。

為此，太陽能發(fā)電將為全人類解決“能源危機”、“環(huán)境污染”和“可持續(xù)發(fā)展”等三大世界難題做出歷史性、跨世紀的偉大貢獻。從長遠來看，作為清潔、可再生能源的太陽能光伏技術最成熟，最具可操作性，有著巨大發(fā)展空間，這是不可更改的歷史大趨勢。

技術突破已達 “臨界點”

光伏產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)化石能源競爭的關鍵是價格和成本，由于光伏發(fā)電的價格高于常規(guī)能源，因此市場主要依賴于國家對光伏發(fā)電的政策補貼。近幾年來，中國晶體硅光伏組件制造技術取得了巨大進步。

圍繞著降低成本的各種研究開發(fā)工作取得顯著成就，表現(xiàn)在晶硅原材料制備技術取得巨大突破，硅片厚度持續(xù)降低、電池效率不斷提升等方面，在短短幾年時間，光伏發(fā)電成本下降幅度遠超市場預期。

首先，硅片厚度持續(xù)降低。降低硅片厚度是減少硅材料消耗，降低晶體硅太陽電池成本有效技術措施之一。30多年來，太陽電池硅片厚度從20世紀70年代的450~500微米降低到目前的180~200微米，降低了一半以上，對太陽電池成本降低起到了重要作用。目前，國內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)電池片厚度已達到國際先進水平180微米。在不提高碎片率的前提下，如果太陽電池厚度從180微米降到160微米，太陽電池硅用量可減少10%，組件成本可下降6%。

其次，電池效率不斷提高。單晶硅電池的實驗室效率已經(jīng)從20世紀50年代的6%提高到目前的25%，多晶硅電池的實驗室效率達到了20.3%，先進技術不斷向產(chǎn)業(yè)注入，使商業(yè)化電池技術不斷得到提升。目前量產(chǎn)的晶體硅電池的效率達到14%~20%(單晶硅電池16%~20%，多晶硅14%~16%)。晶體硅電池的效率提高1%，發(fā)電成本可下降6%。

同時，我國提前3年達到專家2014年預測度電成本，更是反映出光伏技術的飛速突破。2011年8月12日，中國資源綜合利用協(xié)會可再生能源專委會在京發(fā)布《中國光伏發(fā)電平價上網(wǎng)路線圖》（以下簡稱《路線圖》）?！堵肪€圖》分析，假設2009年光伏上網(wǎng)電價為1.5元/千瓦時，以后每年下降8%；火電上網(wǎng)電價以后每年上漲6%。則到2014年，中國工商業(yè)用電價格首先超過光伏發(fā)電上網(wǎng)電價，率先實現(xiàn)“平價上網(wǎng)”。假設2009年光伏發(fā)電上網(wǎng)基準價為1.5元/千瓦時，按照光伏發(fā)電價格每年下降8%，2014年光伏發(fā)電價格將低于1元/千瓦時，而常規(guī)工商業(yè)用電2009年平均價格0.81元/千瓦時，若每年上漲6%，到2014年工商業(yè)用電價格將超過光伏發(fā)電上網(wǎng)電價，率先實現(xiàn)平價上網(wǎng)，國內(nèi)光伏發(fā)電的市場將快速啟動。

從當前國內(nèi)的實際情況看，光伏平價上網(wǎng)的時間遠比2011年8月專家們所分析的時間大范圍提前，而這個時間提前將構成非常重要的投資機會。根據(jù)專家在2010年圖示，預計2014年才會達到1元/千瓦時，實際上在2012年已經(jīng)到0.8~1.00元/千瓦時，而當前國內(nèi)光伏行業(yè)的度電成本已達0.7元~0.8元，如果加上國家的一定數(shù)額的政策補貼，度電成本已經(jīng)能夠達到0.4元及以下。

光伏發(fā)展的終極目標是實現(xiàn)平價上網(wǎng)，傳統(tǒng)能源目前的度電成本在0.4元附近。隨著光伏技術持續(xù)發(fā)展，2014年度電成本已經(jīng)提前3年實現(xiàn)，且當前行業(yè)度電成本普遍已達到0.7~0.8元，這意味著當前的光伏技術已經(jīng)達到了一個 “臨界點”。這個臨界點一旦突破，市場需求可能呈現(xiàn)幾何級爆發(fā)，其替代能源甚至主力能源的時代將提前到來。

最后，與傳統(tǒng)化石能源如煤炭比較，隨著煤炭開采量逐年增加，資源消耗導致儲量減少，緊缺程度日益加劇，化石能源價格必然上漲，進而導致火電發(fā)電成本的升高。而煤炭、石油的開采、運輸以及燃燒都需要廣泛的人力參與，人力成本的逐年上升同樣是必然。外部成本方面，在考慮到火電燃燒排放的污染，特別是我國以北京為首的大型城市霧霾嚴重，中央政府為此計劃投入1.7萬億元治理大氣污染，這一部分隱形成本算進去，未來火電成本的持續(xù)上升更將是趨勢性的。所以，如果將環(huán)境治理成本也測算進去，光伏發(fā)電的成本已經(jīng)低于火電成本。

政府對生態(tài)問題重視已經(jīng)提升到一個高度，建設“生態(tài)中國”、“美麗中國”等內(nèi)容相繼提出，前期高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型擴張的經(jīng)濟增長方式已難以為繼，這也迫切需要轉變發(fā)展模式和發(fā)展途徑。

光伏產(chǎn)業(yè)通過這些年競爭發(fā)展，與其他產(chǎn)業(yè)相比是中國與先進國家差距較小的一個行業(yè)。通過中國政府支持，促進企業(yè)技術進步，未來中國光伏行業(yè)能在全球光伏市場搶占更多市場份額。