光伏在短短的十年里,已締造出無數(shù)個“神話”,然而在光環(huán)的背后,也隱藏著種種問題。為此就當(dāng)前存的問題如產(chǎn)能、技術(shù)、政策等方面的問題,本刊近日對中國科學(xué)院廣州能源研究所太陽能發(fā)電與系統(tǒng)集成實驗室舒杰主任進(jìn)行采訪。
中國新能源:目前,光伏技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展的總體水平如何?與歐美對比,我們有明顯的技術(shù)短板嗎?
舒杰:總體來說,國內(nèi)的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)強,研發(fā)、應(yīng)用相對弱的情況。光伏產(chǎn)業(yè)這塊比如光伏組件、光伏電池,中國從2010年開始已經(jīng)是全球最大的生產(chǎn)制造基地。中國在產(chǎn)業(yè)規(guī)模和成本控制上比國外強,憑借明顯的產(chǎn)品價格優(yōu)勢,90%以上國內(nèi)生產(chǎn)的太陽能電池都出口國外。應(yīng)用方面,這幾年通過政府補貼也在不斷推動,每年按100%,甚至200%的速度在增加,最近三年,國內(nèi)光伏發(fā)電裝機容量也在成倍增長,2012年計劃新增裝機約2000MW。
我認(rèn)為技術(shù)短板主要是光伏產(chǎn)業(yè)上游技術(shù)的不足、助推光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的政策不夠,這一塊跟國外有比較大的差異。中下游產(chǎn)業(yè)這塊,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國外。比如說晶硅材料的制造技術(shù),目前跟國外比還是有一定的差距。特別是以晶硅為主的太陽級硅材料制造成本、資源的循環(huán)利用上,技術(shù)革新與成本控制需加強,縮短與國外的差距。國外目前的技術(shù)在污染控制與材料循環(huán)利用方面做得很好,最終還是反映在上游技術(shù)的差距。另外,助推光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的政策法規(guī)不到位,難以形成商業(yè)化發(fā)展勢頭。
中國新能源:國內(nèi)太陽能光伏發(fā)展的技術(shù)瓶頸是什么?針對技術(shù)瓶頸的突破,中科院目前有什么相關(guān)的研究項目嗎?請簡單介紹一下。
舒杰:技術(shù)瓶頸主要是太陽能材料、新型高效太陽能電池的研發(fā)方面,一直跟國外有一定差距。主要集中在產(chǎn)業(yè)的上游和中游。比如太陽能電池的工藝,國內(nèi)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化電池效率總體上低于國外,在“薄膜電池”這一塊更是如此。如果生產(chǎn)工藝技術(shù)不夠精湛,成本也自然降不下來,所以國內(nèi)在高效電池的效率和成本方面也缺乏優(yōu)勢。目前薄膜電池最大的問題是轉(zhuǎn)換率低,產(chǎn)業(yè)化技術(shù)不夠成熟。特別是薄膜電池的研發(fā),這兩年基本沒有什么進(jìn)展。
作為國家最高科研機構(gòu),中科院于2009年1月正式啟動“中國科學(xué)院太陽能行動計劃”,就太陽能電池材料、聚光光伏、儲能等應(yīng)用集成技術(shù),智能電網(wǎng)、可再生能源發(fā)電微電網(wǎng)技術(shù)等方面展開研究。目前,分布式可再生能源發(fā)電微網(wǎng)技術(shù)方面的研究已經(jīng)取得重要進(jìn)展。微網(wǎng)技術(shù)可以解決風(fēng)電、太陽能發(fā)電等分布式電源的間歇性、不穩(wěn)定性,以及大量分布式能源接入對電網(wǎng)沖擊大等問題,而分布式發(fā)電技術(shù)則是充分開發(fā)和利用可再生能源的理想方式,具有投資小、靈活、清潔環(huán)保等優(yōu)點,能夠提高配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。分布式可再生能源發(fā)電微網(wǎng)技術(shù)將會大大提高光伏、風(fēng)力發(fā)電等在規(guī)?;瘧?yīng)用方面的效率,推動可再生能源大規(guī)模集中并網(wǎng)及分散式利用。
但新型高效太陽能電池技術(shù)研發(fā)方面,尤其是太陽能光電轉(zhuǎn)換材料技術(shù)與工藝這一塊,不是3-5年就可以實現(xiàn)大突破的,需要有一個長期的技術(shù)研究積累,需要人才、資金的大投入和長期穩(wěn)定的研究過程。
中國新能源:據(jù)知,國外已經(jīng)生產(chǎn)出轉(zhuǎn)換效率達(dá)20%的太陽能電池,而國內(nèi)的太陽能電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如何?
舒杰:不同的太陽能電池會有不同的轉(zhuǎn)換率水平,必須是同一類太陽能電池來比較。比如,應(yīng)用于空間技術(shù)的太陽能電池的轉(zhuǎn)換率能達(dá)到30%。你提到的20%,指的主要是現(xiàn)在市場上普遍使用的晶體硅太陽能電池。國外在幾年前就有20%轉(zhuǎn)換率的商業(yè)化產(chǎn)品,像美國的一些公司幾年前就可以做到產(chǎn)業(yè)化19%的轉(zhuǎn)換率了。其實,國內(nèi)中試、小批量也能做到,只是工業(yè)化生產(chǎn)過程中還不能批量實現(xiàn),一般在13%-17%范圍。
目前使用最普及的是晶體硅太陽能電池,它是人們常說的第一代太陽能電池,第二代太陽能電池是薄膜太陽能電池。晶體硅電池現(xiàn)在仍然是市場的主流,薄膜電池由于轉(zhuǎn)換效率太低,短期內(nèi)不會是市場的主流,但是它是未來發(fā)展的方向,也是研發(fā)的關(guān)注點。薄膜電池還處于發(fā)展之中,比如碲化鎘電池、銅銦鎵硒等,它的效率還不高,在10%-12%左右,普遍不超過13%,非晶硅電池更低(這是國際的情況,國內(nèi)基本沒有成熟的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn))。
國外的薄膜電池轉(zhuǎn)換率(如:碲化鎘電池、銅銦鎵硒)已經(jīng)可以做到12%、13%左右,但是還沒有完全大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用,如:銅銦鎵硒目前還處于小規(guī)模的嘗試中。未來薄膜太陽能電池若能在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)上取得突破,就會得到普及,但是短期內(nèi)就轉(zhuǎn)換效率等來講,跟晶體硅比,目前不具備優(yōu)勢,所以市面上看到的太陽電池90%以上都是晶體硅電池。
中國新能源:中國已經(jīng)成為全球最大的太陽能電池生產(chǎn)國,目前國內(nèi)生產(chǎn)的80%以上的太陽能電池用于出口,你認(rèn)為目前中國太陽能電池產(chǎn)品有什么明顯的優(yōu)勢和劣勢?
舒杰:目前與國外相比,有明顯的規(guī)?;a(chǎn)和成本價格優(yōu)勢。隨著這2-3年全球性經(jīng)濟低靡,產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的競爭也很激烈,企業(yè)下一步的重組、洗牌是未來一到兩年的重要趨勢?,F(xiàn)在市場價格已經(jīng)接近成本價,企業(yè)利潤空間逐步縮小,目前太陽能電池已經(jīng)低至RMB 5元/WP。相對來說,中國原材料和人員綜合成本控制要比國外好,其他優(yōu)勢就不太顯著。
劣勢主要在技術(shù)貯備不夠、技術(shù)研發(fā)程度還不夠。短期內(nèi),國內(nèi)技術(shù)突破有限,仍然以晶體硅太陽能電池生產(chǎn)為主。
中國新能源:中國當(dāng)前對太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有很多看法,例如產(chǎn)能過剩、二次污染等等,對此您如何看待?是否會影響公眾對太陽能產(chǎn)業(yè)的看法?
舒杰:主要問題還是在于技術(shù)的欠缺。以晶體硅電池為例,由于技術(shù)落后,上游硅材料的提煉會導(dǎo)致污染、材料循環(huán)利用率低,關(guān)鍵就在于工藝技術(shù)跟國外差距大、不成熟,簡單擴產(chǎn)、重復(fù)上馬,沒有相應(yīng)處理污染的技術(shù),且工藝技術(shù)研發(fā)投入也比較少。所以國內(nèi)企業(yè)大規(guī)模的擴產(chǎn),技術(shù)上的跟進(jìn)趕不上產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,導(dǎo)致很多企業(yè)做出來的產(chǎn)品,成本高,還不可避免帶來了環(huán)境污染。所以會有人說國內(nèi)的上游企業(yè)做的不好、有污染,實際上還是個技術(shù)的問題。應(yīng)該講,不是太陽能不環(huán)保,而是某些企業(yè)生產(chǎn)過程中由于技術(shù)問題沒有能力做到環(huán)保。通過正確宣傳引導(dǎo),是不會影響公眾對發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)信心的。
中國新能源:從目前來看,新能源產(chǎn)品價格高仍是限制新能源在中國推廣的主要原因,您認(rèn)為就太陽能產(chǎn)業(yè)而言,應(yīng)如何生產(chǎn)質(zhì)高價廉的產(chǎn)品?
舒杰:我覺得首先還是要靠技術(shù)研發(fā),最終要靠技術(shù)研發(fā)來提高產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率、降低成本。第二是國內(nèi)在應(yīng)用這塊,好的政策推動很重要。除了要降低系統(tǒng)成本之外,實際上太陽能應(yīng)用,比如家庭安裝太陽能發(fā)電來說,是有一定的投資回報的,可以開始商業(yè)化的推廣。但實際推廣應(yīng)用力度很小、完全靠政策補貼,這跟國家的相關(guān)政策不完善有關(guān),即:沒有可操作性的上網(wǎng)電價政策。從太陽能大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電看,電網(wǎng)設(shè)施建設(shè)不完善是重要原因。實際上,很多企業(yè)的太陽能電賣不出去,就算是發(fā)了電也拿不到錢,所以只能采用“用戶側(cè)發(fā)電”的應(yīng)用模式,多余上網(wǎng)電力也不能抵扣生產(chǎn)用電電費,這就制約了市場的大發(fā)展。
在國外,德國、日本、美國發(fā)展得很快的原因是有相應(yīng)的國家優(yōu)惠政策來鼓勵清潔能源的發(fā)展。我國目前推動光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展,除電站工程的政策性補貼外,還不夠,不能形成商業(yè)化發(fā)展的勢頭,所以相對發(fā)展得比較慢。國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)界也在不斷提議制定光伏發(fā)電應(yīng)用的政策,考慮盡快制定國家光伏上網(wǎng)電價政策。雖然現(xiàn)在政策還遲遲未出臺,但這是整個光伏產(chǎn)業(yè)界的一個強烈的呼聲,必須要有可操作性的并網(wǎng)電價政策,光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展才能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)、商業(yè)化發(fā)展之路,也才能源實現(xiàn)國家的能源戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。
個人簡介
舒杰 中國科學(xué)院廣州能源研究所太陽能發(fā)電與系統(tǒng)集成實驗室主任、研究員,中國可再生能源學(xué)會高級會員,IEEE會員。