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展的风险来源、太阳能光伏产业可持续发展的风险识别、太阳能光伏产业可持续发展的风险度量、太阳能光伏产业可持续发展的管理与控制机制等。
(8)我国太阳能光伏产业化发展的条件及障碍。主要包括我国太阳能光伏产业发展现状、我国太阳能光伏产业化的障碍分析、我国太阳能光伏产业化发展的趋势分析等。
(9)我国太阳能光伏产业可持续发展的战略。主要包括我国太阳能光伏产业核心竞争力战略、我国太阳能光伏产业核心技术开发战略、我国太阳能光伏产业全球化发展战略。
阳能光伏产业可持续发展理论研究方法的选择
由于太阳能光伏产业可持续发展理论研究主要围绕建立太阳能光伏产业可持续发展的基本理论、分析我国太阳能光伏产业可持续发展的瓶颈与选择实现我国太阳能光伏产业可持续发展的战略路径3个主要方面进行,依下面路径展开研究: 本着“研究贵在创新”的思想,循着“太阳能光伏产业可持续发展的基本原理分析”——“我国太阳能光伏产业可持续发展的现状考察”——“实现我国太阳能光伏产业可持续发展的对策与建议”展开研究。
(1)第一部分“太阳能光伏产业可持续发展的基本原理分析”,拟从太阳能光伏产业可持续发展的基本内涵、资源配置、理论模式、运行机制等方面分别进行分析与研究。
(2)第二部分“中国太阳能光伏产业可持续发展的现状考察”,拟从我国太阳能光伏产业可持续发展的物质基础、技术基础、现状及其障碍等方面分别进行实证考察分析。
(3)第三部分“实现中国太阳能光伏产业可持续发展的对策与建议”,拟从我国太阳能光伏产业可持续发展核心竞争力、核心技术研究与产品开发及其全球化等方面着手进行。
开展太阳能光伏产业可持续发展理论研究的现实意义 开展太阳能光伏产业可持续发展理论研究:①有利于加深对开发太阳能资源的战略意义的认识。把太阳能光伏产业化纳入政府议事日程,加强对开发推广太阳能可以减少或替代常规能源和实施可持续发展战略的意义认识;②完善发展太阳能光伏产业化的激励政策。政府支持是发展太阳能光伏产业的关键,也是太阳能产业化发展的原始动力。配备有利于太阳能产业发展和刺激广大居民应用太阳能光伏电源装置等新能源设备的激励政策;③增加研发太阳能光伏核心技术的经费投入力度。制定一系列切实有效的政府扶持政策,打造太阳能光伏产业坚实的核心技术基础,储备雄厚的技术研发和生产能力,从而提供一条保障我国能源安全的措施。
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3、全球太阳能光伏产业发展趋势评述
21 世纪,全球能源紧缺的局势越发严峻,节能减排、应对气候变化的形势推动并加速了可再生能源的开发与利用。2007 年以来,尽管受全球金融危机的冲击,太阳能光伏产业投资依然稳步增长,促使全球太阳能光伏产业规模不断发展与壮大。欧洲已成为引领全球太阳能光伏发展的主导地区,太阳能光伏并网发电技术与政策日趋完善,电价逐年降低,太阳能光伏技术已呈现梯度发展格局,各国相关产业促进政策相继出台,为太阳能光伏产业发展奠定了坚实的政策基础。
太阳能光伏产业发展动态
(1)太阳能光伏电池产量增长趋势明显
全球各国“太阳能光伏计划”的实施、投资额度的不断增长及其相关促进政策的相继出台,极大地推动了全球太阳能光伏产业的蓬勃发展。特别是进入21 世纪,随着太阳能光伏产业高纯度硅料开采、提炼、生产技术与工艺不断完善,太阳能电池组件生产技术与设备日益成熟,太阳能电池并网发电逐步具体应用,以及太阳能光伏电池在与机电产业、建筑材料相结合( 光伏集成建筑) 等取得的重大进展,使得全球太阳能光伏电池产量逐年获得突破。据欧洲光伏工业协会(EPIA)统计数据显示,全球光伏产业在过去20 年平均复合增长率达30.48%。尤其是20 世纪90 年代后期,全球光伏组件市场供不应求局面的出现,更加显著地加速了光伏电池产量的迅猛发展.
(2)欧盟引领全球太阳能光伏并网发电进程
全球范围内太阳能光伏电池产能显著增长的同时,太阳能光伏并网发电的发展步伐逐年加快。据EPIA 统计数据,20 世纪末期,太阳能光伏并网发电容量开始出现逐年扩大趋向。21 世纪以来,全球太阳能光伏并网发电年度并网容量增长44.1 倍,近几年来,随着太阳能光伏并网发电技术的发展步伐逐步加快,发达国家的新增并网容量增长趋势愈发明显。从美国、日本、韩国、欧盟等全球主要发达国家和地区太阳能光伏并网发电发展可以看出,欧盟太阳能光伏并网发电新增容量自2002 年的85MW,剧增至2008 年的4.5GW,增长达50 多倍,另外,欧盟太阳能光伏并网发电占全球的比例逐年递增,因此,欧盟已成为全球太阳能光伏并网发电的主导区域,引领未来全球太阳能光伏并网发电的发展。 (3)全球太阳能光伏并网发电已逐步商业化
伴随全球太阳能光伏并网发电技术的不断成熟,光伏并网容量的显著增加,以及光伏组件成本与光伏电价的逐步降低,太阳能光伏发电系统产品已在全球范围内获得了广泛应用,特别是在改善国家能源安全、增加就业机会、改进偏远地区公民生活条件、提高公民社会福利等方面的作用尤为重大。当前光伏电价水平虽然与消费者能够接受的水平还存在一定差距,但却缓解了欧盟在电力高峰时期的需求,实现了代替独立性电力系统进行竞争的目标推动了全球太阳能光伏并网发电大规模应用的商业化进程。为此,可以预测,欧盟太阳能光伏并网发电将于2010 ~ 2020 年逐步大规模进入主流能源市场,2020 ~ 2030 年间接近电力市场高峰电价,在2020 ~ 2040 年间接近电力市场平均电价。 太阳能光伏电池技术与相关设备发展动态 (1)太阳能光伏电池技术的发展日益成熟
Si 晶系第一代太阳能光伏技术发展已步入成熟期。自1954 年,美国贝尔实验室发明了首块单晶硅(Si)太阳能光伏电池以来,经过半个多世纪的发展,以
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Si 晶系为基材的第一代太阳能光伏技术已完全进入产业化阶段,并成为太阳能光伏产业的主导,目前,太阳能光伏电池转换效率已获得显著提高。美国、德国、日本、澳大利亚等全球知名厂商产业化太阳能光伏电池中,Si 晶体太阳能光伏电池商业化的效率达14% ~ 20%.
(2)太阳能光伏电池相关设备制造已形成稳定格局
太阳能光伏电池制造的相关工艺设备与检测设备,贯穿于光伏材料、光伏电池、光伏组件、光伏应用系统等整个太阳能光伏产业链,主要包括光伏材料提纯、 薄片制造设备、电池制造设备、组件制造设备及相关的检测仪器等,构成了太阳能光伏产业的重要基础与支撑,同时也是太阳能光伏产业竞争力的集中体现。太阳能光伏电池产业链中,除产业链上游的光伏材料制备中的Si 材料提纯、Si 片加工和下游的光伏组件、光伏方阵及光伏应用系统生产外,最核心的环节就是太阳能光伏电池制造,主要涉及“扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/ 制绒机、石英管清洗机、低温烘干炉、等离子体增强化学汽相淀积设备(PECVD,包括管式PECVD、平板式PECVD)、快速烧结炉、自动丝网印刷机、自动分检机”等10 种关键核心设备。据美国咨询公司统计数据:全球主要从事太阳能光伏电池生产的工艺设备、检测设备制造厂已多达90 家,形成了以美国、德国、瑞士、意大利及日本等国家为主导,掌控太阳能光伏设备制造的核心技术,垄断全球太阳能光伏设备市场。
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4、我国大力支持太阳能产业的可行性分析
太阳能产业的发展现状分析: 1、国际
在人类生存环境遭到破坏严重,能源需求日益紧缺的今天,如何开发环保能源成为全球关注的一个热点话题太阳能作为一种清洁能源更是受到世界各国的重视在美国荷兰德国等许多国家,太阳能已成为商业化程度最高利用最广泛的可再生能源之一,太阳能热水器,太阳能电站,太阳能空调太阳房等已非常普及。当前,将太阳能热水器、太阳能空调和太阳能电池发电与建筑物一体化的新型太阳能建筑已在欧美和日本等地方进行示范,并引起强烈反响。太阳能发电技术日趋成熟,2004年全球安装的太阳能发电系统容量已超过1 000兆瓦。最新的世界能源统计资料表明,太阳能发电产业在最近5 年的年均增长速度超过30%。 2、国内
目前我国仅太阳能热水器行业就有约1 000家企业从事研发、生产、销售和安装。该行业年增长率达到30%。年生产量为600万平方米,太阳能热水器还出口到欧洲和东南亚各国。太阳能热水器作为我国近年来迅速发展的新型产业,已形成完整的产业体系。2004年总产值已经超过120亿元年生产量已经是欧洲的2倍北美的4倍,并仍然以每年20%、 30% 的高速度递增到2010年国内市场容量将达到600亿元。在高速发展的同时,由于许多地方政府对之寄予超高期望,太阳能热水器行业的竞争非常激烈,山东、江苏、北京是太阳能热水器主要生产基地。 太阳能资源的技术评价: 1、 主要特点及状况:
首先,太阳能资源可定期再生,其可用的资源总量几乎不存在上限,通常采用年资源总量来表明资源供应潜力。
其次,太阳能资源中有多少能够被利用取决于该资源被转换成有用能的工艺技术水平。
再次,太阳能能量的分布极其分散,主要取决于受太阳照射的面积与角度,它不可能集约化生产。
最后,太阳能能量的强度有鲜明的周期性和不确定性。
由于上述特点,人们在对太阳能的非光合利用寄予极大期望的同时,大 部分太阳能技术尚未商业化,太阳能资源的利用率还很低。 2、 技术评价:
太阳能技术是一类新兴技术,其产品具有新技术产品特点,即在技术上处 于不同发展阶段,商品化程度不高,市场发育不成熟。经过近20多年的研究和开发,我国在太阳能应用领域已取得重大进展,技术水平有了很大提高,尤其以太阳能热利用技术为背景的太阳能热水器已取得世界领先水平,一大批科技成果也转化为生产力。 目前,我国太阳能技术发展可粗略地分为四类,即经济可获利技术需要激励的商品化技术、待发展技术和远景技术。
太阳能热水器技术属于经济可获利技术,技术已成熟并研制开发出了实用产品,已具有一定的获利能力和巨大的市场,我国太阳能热水器生产能力与市场规模均居世界第一。太阳能光伏技术基本成熟,一些太阳能光伏产品已逐步在市场中出现但需要进一步完善技术,降低成本以及实施激励政策进行推动,才能与常
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规技术竞争。太阳能—建筑一体化,已在某些方面成功商业化但程度不高,仅仅是初步应用,与国外相比还有一定的差距,急需政策激励和投资。太阳能热发电技术为待发展技术,还处于实验阶段,但发展潜力很大,一旦商业化成功,必将成为一项极具革命性的技术。
目前产业化的重点主要集中在上述前三类技术, 随着技术创新和技术进步,更多的、具有良好前景的太阳能技术一旦有了突破,达到成熟实用并具有产业基础,国家必将对其产业发展进行推动和扶持,下面我们从技术开发成熟性、实用性及技术发展潜力等方面对这四类具体的太阳能技术进行评价。 3、太阳能热水器技术
目前,太阳能热转化技术最主要的发展方向是太阳能热水器。经过近二十年的研究和开发,我国太阳能热水器技术已趋成熟,市场不断扩大,产业迅速发展。 目前我国的太阳能热水器绝大部分分布在城市,未来仍将占据较大比例,特别是建设部,已将太阳能热水器列为民用节能住宅建设的实用技术之一,并将制订相应的设计和施工标准,这势必大大加速太阳能热水器在城市中的推广。从我国国情来看,农村市场潜力巨大。
随着技术进步,太阳能热水器不仅能提供民用生活热水,还将满足工农业生产用的中高温热水,这就为太阳能热水器的使用进一步扩大到工农业生产中去提供新的生产领域。 4、 太阳能光伏技术
利用半导体器件的光伏效应原理把太阳辐射能转换成电能称为太阳能光伏技术,其转换过程不污染环境不破坏生态。目前,太阳能电池已不再局限于作为小功率电源使用,而已扩展到通信、交通、农村电气化以及民用等不同领域,市场年增长率不低于20%。
影响我国光伏发电应用和推广的因素之一是太阳能电池组件的成本和价格。光伏系统的高投资成本影响了光伏发电的单位成本,因此也影响了光伏产品的市场需求。随着时间的推移和技术进步,光伏发电市场也将不断发生变化。目前的光伏市场主要是在通信领域和电网覆盖不到的边远地区,随着光伏发电系统成本的降低,它必将进入更多的应用领域向工业及民用领域发展。 5、 太阳能建筑一体化
太阳能利用与建筑一体化问题是多学科、多层面参与和合作的综合性事业,需要国家政策法规部门建筑主管部门、太阳能厂商、房地产开发商、建筑设计单位的共同努力。
6、太阳能热发电技术
把太阳辐射能转换成热能属于太阳能热利用技术。利用太阳热能进行发电称为太阳能热发电,可实现大功率交流发电和替代常规能源,在热利用技术中最具革命性。太阳能热发电技术同其他太阳能技术一样,还在不断完善和发展。其商业化程度还未达到热水器和光伏发电的水平,正处在商业化前夕工业化应用初期,能源的潜在危机和生态环境的恶化使世界各国积极开发包括太阳能在内的新能源及其他可再生能源据,专家预测今后20~ 30年内全球能源结构必将发生根本性的变化,到本世纪50 年代新能源与可再生能源将在整个能源构成中占40%~ 50%, 因此,研究太阳能热发电具有重要的战略意义。
目前国内外太阳能利用技术正不断取得进展或重大突破,其中太阳能热发电是太阳能利用的重要方向,技术成果将极具革命性,是实现较大功率发电替代常规能源的最经济手段之一。
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