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太陽能工藝

光伏的“跨界”新玩法

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

過去的幾年間,中國光伏業(ye) 遭受了不少磨難,卻也獲得了許多關(guan) 愛。盡管被歐美的雙反大棒打了個(ge) 措手不及,卻最終在國內(nei) 市場的羽翼下,得到了嗬護。 始於(yu) 去年下半年,政策引...

      過去的幾年間,中國光伏業(ye) 遭受了不少磨難,卻也獲得了許多關(guan) 愛。盡管被歐美的“雙反”大棒打了個(ge) 措手不及,卻最終在國內(nei) 市場的“羽翼”下,得到了嗬護。始於(yu) 去年下半年,政策引導下的國內(nei) 光伏應用市場大規模啟動,以致年終的統計數據令人驚歎不已:2013年,我國新增光伏裝機超過了12GW,累計裝機量則達到了逾20GW。受惠於(yu) 此,去年國內(nei) 在產(chan) 多晶矽企業(ye) 由年初的7家增至年末的15家,電池組件內(nei) 銷比例也從(cong) 2010年內(nei) 的15%增至2013年的43%。此外,全行業(ye) 全年實現銷售收入3230億(yi) 元(製造業(ye) 2090億(yi) 元,係統集成1140億(yi) 元),多數電池骨幹企業(ye) 扭虧(kui) 為(wei) 盈,主要企業(ye) 去年第四季度毛利率超過15%,部分企業(ye) 全年淨利潤轉正。而今,2014年已過去一半,西部集中式地麵電站“路條”搶手依舊,對央企、國企廠房屋頂的爭(zheng) 奪愈發酣暢淋漓……。哪怕年初曾有多家光伏製造企業(ye) 宣布了擴產(chan) 計劃,行業(ye) 高級分析師廉銳博士仍然在Solarbuzz最新發布的研報中斷言,2014年太陽能光伏組件出貨量有望增長30%。總之,中國光伏業(ye) 的回暖趨勢仍在持續,幾年前的火爆場麵似乎將再次上演。 

     不過,剛剛成立的中國光伏行業(ye) 協會(hui) 還是借其《中國光伏產(chan) 業(ye) 發展黃皮書(shu) (2013年-2014年)》給行業(ye) 潑了點冷水,“雖然目前中國光伏總體(ti) 形勢有所好轉,但仍麵臨(lin) 多方問題,不容盲目樂(le) 觀。”就中國光伏行業(ye) 存在的問題,《黃皮書(shu) 》頗為(wei) 中肯地歸納了四點:其一,材料、裝備等關(guan) 鍵技術與(yu) 國外先進水平尚存差距,基礎研究有待加強;其二,資金支持及政策扶持等過於(yu) 偏重應用環節,對製造業(ye) 研發及技術改造支持不足;其三,發電並網等有關(guan) 政策仍待細化落實;其四,國際貿易環境仍存在惡化的可能。其實,在不少業(ye) 界人士看來,中國光伏不僅(jin) 麵臨(lin) 製造環節的創新不足,應用端的墨守成規、千篇一律,從(cong) 某種角度也嚴(yan) 重製約了行業(ye) 的發展。當中國光伏企業(ye) 還忙於(yu) 跑“路條”、控成本、為(wei) 提高補貼振臂高呼時,穀歌卻在主導太陽能無人機的研發,西門子和博世則在秘密實施“SolarCity計劃”(太陽城計劃,並非美國知名光伏公司——SolarCity),而盡管業(ye) 內(nei) 對SunPower的7倍聚光發電還存在諸多疑問,卻也不得不承認,若其真正突破了熱沉係統等技術難關(guan) ,顛覆將指日可待。 

      也許你認為(wei) 這些看似天馬行空的創新不切實際,又或者極高的成本使其不具有產(chan) 業(ye) 化的條件,但事實上,這就是歐美國家的“引領戰略”,是光伏的新玩法——跨界。“西門子和博世正在實施的‘SolarCity計劃’,意在通過太陽能利用,來改造一座城市。這其中不僅(jin) 涉及光伏發電,還涉及BIPV、BAPV及光熱等諸多技術。”一位旅居歐洲的華人光伏專(zhuan) 家向記者透露,“令人意想不到的是,德國人製定並實施該計劃的依據是:中國城鎮化建設將持續至少20年”。“德國人希望仰仗他們(men) 領先的科技,打造一個(ge) SolarCity的樣本,並將所有技術標準化,以期最終實現引領中國城鎮化建設的目的。”同樣,在該專(zhuan) 家看來,穀歌大舉(ju) 投入太陽能無人機,除了考慮無人機可大規模民用外,還主要基於(yu) “引領戰略”,“他們(men) 希望通過引領創造、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(cong) 上遊原材料到製造再到下遊應用,均存在著嚴(yan) 重的同質化。由此帶來的直接後果,便是價(jia) 格戰蔓延。例如,目前光伏電池、組件的利潤率已僅(jin) 能維持在5%上下。雖然,隨著政策引導下國內(nei) 光伏應用市場的大規模啟動,中國光伏發現了又一“金礦”:仰仗補貼,投建、運營光伏電站的內(nei) 部收益率(IRR)可達到10%上下。但遺憾的是,中國光伏很快在應用端也形成了“紮堆兒(er) ”的局麵,同質化的問題在遍布西部的光伏電站中,依舊大規模存在。人們(men) 擔憂,這將再次引發某種危機。例如,即便西部地區光照充足、土地廉價(jia) ,但人煙稀少的特性決(jue) 定了其並不具備就地消納電力的能力,電網建設的滯後,意味著這裏的電站將麵臨(lin) “窩電”風險。更加令人擔憂的是,在中國光伏經曆了高度依賴歐美原材料、設備及市場的“十年寒窗”後,或許不得不在技術革新上繼續被人“引領”,在低附加值的生產(chan) 勞作中周而複始。 

     不可否認,十餘(yu) 年來中國光伏獲得了長足進步,《黃皮書(shu) 》也曾以數據佐證:如今,我國骨幹企業(ye) 已掌握萬(wan) 噸級多晶矽及晶矽電池全套工藝,光伏設備本土化率不斷提高。2010年至今,每千噸多晶矽投資下降47%,每千克多晶矽綜合能耗下降35%,多晶矽企業(ye) 人均年產(chan) 量上升165%,骨幹企業(ye) 副產(chan) 物綜合利用率達到99%以上;每兆瓦晶矽電池投資下降超過55%,每瓦電池耗矽量下降25%,骨幹企業(ye) 單晶、多晶及矽基薄膜電池轉換效率由16.5%、16%、6%增至19%、17.5%、10%;光伏發電係統投資由25元/瓦降至9元/瓦。同時,記者在采訪過程中也發現,一些不走尋常路的中國光伏企業(ye) ,其創新的星星之火,已大有燎原之勢。不久前,一項名為(wei) “國際汽聯世界耐力錦標賽——勒芒24小時耐力賽”的全球頂級賽事在法國勒芒落下帷幕,阿斯頓馬丁車隊最終榮獲GTEAm組別第一名。據說,這輛奪冠的阿斯頓馬丁上,安裝了由中國企業(ye) 提供的柔性薄膜發電係統。

      該中國企業(ye) 內(nei) 部人士向記者介紹,“他們(men) (阿斯頓馬丁)一直在尋找一種既能確保車手在舒適的溫度下駕駛,又不會(hui) 消耗賽車引擎動力的解決(jue) 方案。而我們(men) 認為(wei) ,太陽能柔性薄膜發電係統可以做到。最終,這一方案成功了”。如今,基於(yu) 雙方良好的合作,阿斯頓馬丁正在考慮在旗下Vantage係列跑車V12VantageGT3和V8VantageGT4兩(liang) 個(ge) 車型上,繼續應用中國企業(ye) 提供的太陽能柔性薄膜發電係統。了可以安裝於(yu) 汽車天窗、車頂,為(wei) 車內(nei) 空調係統或更多的設備提供能源外,太陽能薄膜發電的用武之地還有很多,例如應用於(yu) 柔性便攜式隨車發電、汽車充電等設施。 

     據記者了解,此前這家中國公司曾經秘密與(yu) 國內(nei) 車企聯手開發太陽能薄膜發電在汽車上的應用,不久前其還運用CIGS技術,為(wei) 美國電動車——特斯拉量身訂製了“離網式充電站”,為(wei) 2014賽季國際汽聯電動方程式世錦賽(FIAFormulaEChampionship)北京站訂製了全套“快裝電動汽車薄膜發電充電係統”。“其實,運用轉換率可達到35%左右的砷化镓技術,太陽能足以為(wei) 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(zhuan) 家認為(wei) ,“不過,市場往往青睞有準備的人,一旦有朝一日電動車真正實現普及,這一龐大到幾倍於(yu) 集中式地麵電站的市場,或者僅(jin) 僅(jin) 是將太陽能薄膜發電應用於(yu) 車頂為(wei) 汽車部分設備提供能源、應用於(yu) 電動車充電,就足以為(wei) 這家企業(ye) 創造巨額利潤”。早在2009年時,另一家中國企業(ye) ——中國興(xing) 業(ye) 太陽能技術控股有限公司曾投資建設了珠海東(dong) 澳島“風光柴蓄”離網發電項目。據興(xing) 業(ye) 太陽能人士向記者介紹,“這一工程安裝麵積達7100平方米,由1MW光伏發電、50KW風能發電以及2000kWH儲(chu) 能構成。目前一年可以發146萬(wan) 度電,可以滿足全島常駐居民的用電”。或許,差距還很大。不過,對於(yu) 曾在幕牆、建築領域摸爬滾打近二十年的興(xing) 業(ye) 太陽能來說,“SolarCity”就是目標。

       “在一個(ge) 建築、一座城市中綜合、高效的運用太陽能,實現節能減排,甚至以可再生能源替代傳(chuan) 統能源,這是一項係統工程。其中將會(hui) 運用的技術有很多。比如將光轉為(wei) 熱的轉換效率,可以達到50%左右。”興(xing) 業(ye) 太陽能董事局主席劉紅維向記者介紹,“基於(yu) 在建築領域和光伏領域的經驗積累,在BIPV、BAPV,特別是未來的節能建築上,公司都具有一定的優(you) 勢。所以,我們(men) 一直在積極主動地配合國家製定節能建築標準”。此外,劉紅維還向記者透露,“住建部門很快會(hui) 出台一係列政策,以支持光伏、光熱等技術在建築中的應用,支持建築節能的發展”。

      上述《黃皮書(shu) 》的統計數字顯示,2013年全球多晶矽產(chan) 量為(wei) 24.6萬(wan) 噸,而我國的產(chan) 量達到了8.4萬(wan) 噸,占全球的34%,位居全球首位,美國以5.9萬(wan) 噸位居第二,接下來的德國、韓國和日本的產(chan) 量分別為(wei) 4.6萬(wan) 噸、4.1萬(wan) 噸和1.3萬(wan) 噸。其中,我國和韓國主要生產(chan) 太陽能級多晶矽,日本主要供應電子級多晶矽,美國和德國則兼而有之。矽片方麵,2013年全球矽片產(chan) 能超過57GW。其中,中國大陸約為(wei) 40GW,中國台灣約為(wei) 4.5GW,歐洲約為(wei) 4GW,韓國約為(wei) 2.6GW,日本約為(wei) 2GW。全球全年實際產(chan) 量約為(wei) 39GW,同比增長8.3%。其中,中國約為(wei) 29.5GW,我國台灣4GW,韓國約為(wei) 1.6GW,歐洲約為(wei) 1.2GW。電池片方麵,2013年全球產(chan) 能超過63GW(不含薄膜電池),產(chan) 量達到40.3GW。中國大陸以25.1GW的產(chan) 量位居全球第一,產(chan) 量約占全球總產(chan) 量的63%。緊隨其後的是我國台灣,產(chan) 量達到8.5GW。組件方麵,中國同樣以27.4GW的產(chan) 能位居全球第一,歐洲則以3.8GW的產(chan) 量位居第二,日本以約3.5GW產(chan) 量位居第三。除了製造環節,在應用端,2013年我國新增光伏裝機量也達到了驚人的12GW,同比增長166.7%,躍升為(wei) 全球第一大光伏應用市場,累計裝機量近20GW,僅(jin) 次於(yu) 德國位居世界第二。由於(yu) 去年年底搶裝潮的出現,全年光伏電站新增並網項目達到468個(ge) ,新增並網裝機量12.1GW。中國光伏如此高速、大規模的發展,讓本認為(wei) 傳(chuan) 統光伏技術路徑已無成本下降空間的歐美“鼻祖”們(men) 吃驚不已,以至於(yu) 不得不通過發動“雙反”來控製中國光伏的發展,以繼續享有話語權。不過,當中國光伏真的將每兆瓦晶矽電池投資下降了逾55%,每瓦電池耗矽量下降了25%(2010年至今)後,是否也應該反思,繼續壓縮成本的空間究竟還有多大?要知道,相對於(yu) 成本的下降,2010年至今,幾乎占到全國太陽能電池及組件產(chan) 量99%的晶體(ti) 矽電池、組件的轉換效率僅(jin) 僅(jin) 提升了1.5個(ge) 百分點(《黃皮書(shu) 》數據為(wei) 16%至17.5%)。 

     針對這一問題,國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心主任李俊峰不久前在“首屆中國光電建築主題攝影大賽”頒獎典禮上的講話頗具深意。他認為(wei) ,長期以來,中國政府給予了光伏業(ye) 最大力度的支持。比如,在全球範圍內(nei) ,僅(jin) 有我國規劃了每年必須完成的新增光伏裝機指標。而經過了十餘(yu) 年的發展,光伏發電效率的提升空間的確已經十分有限,但與(yu) 此同時,大量建設於(yu) 我國西部地區的集中式地麵電站,卻普遍存在著粗製濫造的現象。在李俊峰看來,光伏發電成本能不能與(yu) 火電持平,甚至低於(yu) 火電,並不重要。“清潔的能源就應該享受清潔的價(jia) 格”,關(guan) 鍵的問題在於(yu) ,我們(men) 如何提高光伏發電的品質。 前述旅歐專(zhuan) 家則認為(wei) ,中國光伏麵臨(lin) 的最大問題,就是創新不足。其中不僅(jin) 包括對多種光伏技術路徑的接受程度,還包括將光伏應用於(yu) 更多領域的創新動力。“比如與(yu) 汽車、建築結合,就是光伏業(ye) 具有廣闊前景的發展之路。但遺憾的是,這樣的案例,在中國並不多見。”

 

 

 

 

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