2007-02中国能源：中国光伏发电有关问题研究-solarbe文库

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Vol. 29 No. 2 Feb. 2007 第 29 卷第 2 期 2007 年 2 月 7中国能源 1 我国光伏发电的发展前景截止到 2004 年底，我国新技术利用的可再生能源（不含传统秸秆燃烧）总量为 1.3 亿 tce ，占全国能源消耗总量的 6.5 ％ ; 如果只考虑 5 万 kW 以下的小水电 , 则可再生能源总量为 5600 万 tce, 占全国能源消耗总量的 3 ％。可再生能源是可循环利用的清洁能源，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。目前，太阳能光伏发电、小水电、风电、太阳热水器和沼气等可再生能源技术已经成熟，生物质供气和发电技术也接近成熟，具有广阔的发展前景。预计今后 20 ～我国光伏发电有关问题研究王斯成（北京市计科能源新技术开发公司，北京 100080 ）摘要光伏发电在解决我国无电地区电力建设和电力规模的并网发电的市场中都将扮演重要的角色，应当予以高度重视。在原材料和市场两头在外的情况下，目前国内光伏发电产业有盲目增长的趋势。原材料短缺的问题有望在 2 ～ 3 年内得到解决，国内光伏市场的拉动是保证中国光伏产业健康发展的关键。无论是离网光伏电站的后期运行维护的问题，还是并网光伏发电市场拉动的问题，都有赖于可再生能源法的全面实施。关键词光伏发电；可再生能源法中图分类号 TK01 文献标识码 A 文章编号 1003-2355200702-0007-04 收稿日期 2007- 01- 07 作者简介王斯成 1951- ，教授级高级工程师，国家发展和改革委员会能源研究所下属北京市计科能源新技术开发公司工作，获政府特殊津贴，曾 4 次获部委级科技成果二等奖， 2 次三等奖。 Abstract PV wi l l pl ay very i mportant rol e i n rural el ectri fi cati on and uti l i ty scal ed gri d-connected appl i cati on i n ci ti es, so we shoul d pay more attenti on to PV. Today， consi deri ng the si l i con raw materi al i s i mported from outsi de and products export to oversea market, PV i ndustry i s devel oped bl i ndl y i n Chi na. The shortage of raw materi al su ppl y wi l l be sol ved w i thi n next 2 or 3 years. The dom esti c PV market i s the more i mportant factor to guarantee the devel opment of PV i ndustry heal thi l y. To sol ve the probl em of servi ce pro- vi di ng for the i nstal l ed PV powered vi l l age systems i n rem ote pl aces or to prom ote the dom esti c PV m arket, al l of these w i l l depend on the Renewabl e Energy Law to be i mpl emented compl etel y. Key words PV; Renewabl e Energy Law 30 年内 , 可再生能源将逐步从弱小地位走向能源主角 , 将对经济和社会发展做出重大贡献。我国可再生能源 2010 年、 2020 年直至 2050 年的发展预测如表 1 所示。光伏发电在整个能源消费中所占比例虽然不大，但在某些应用场合却是无法替代的。中国目前光伏发电的 40 以上用于解决边远无电地区人民生活用电问题，并网光伏发电还处于示小水电风电生物质发电光伏发电装机（万 kW ）年发电量（亿 kWh ）装机（万 kW ）年发电量（亿 kWh ）装机（万 kW ）年发电量（亿 kWh ）装机（万 kW ）年发电量（亿 kWh ） 2004 年 20 3400 1000 76 11.4 200 51.8 6.5 0.78 3 2010 年 23 5000 1545 500 105 550 212 30 3.6 4.2 2020 年 30 7500 2300 3000 690 2000 835 180 21.6 8 2030 年 50 10000 3200 10000 2300 5000 2250 1000 140 14.6 2050 年 70 20000 6400 40000 9200 10000 5000 10000 1500 22.5可再生能源比例（％）我国能源总量（亿 tce ）表 1 我国可再生能源发展预测注按照 1 kWh35 0 gce 折算，不含大水电 Expert Forum 专家论坛 Vol. 29 No. 2 Feb. 2007第 29 卷第 2 期 2007 年 2 月 8 中国能源范阶段， “十一五” 期间这一趋势仍然不会改变，农村电气化仍然是光伏发电市场的主角； 2010 ～ 2020 年，并网光伏发电的市场份额将会明显上升，并取得主导地位。表 2 给出了 2006 年中国光伏发电累计装机和市场份额。根据国家发展和改革委员会的可再生能源中长期发展规划 , 中国光伏发电的发展目标到 2010 年太阳能光伏发电的累计装机要达到 30 0 MW ， 2020 年达到 180 0 MW ，届时的市场份额如表 3 和 4 所示。从上面数据看出，光伏发电在补充能源方面扮演重要角色 , 中国的光伏发电市场在 2010 年以前平均每年新增 50MW ， 2010 ～ 2020 年平均每年新增 14 0 MW 。同世界其他国家相比，我国制定的光伏发电目标相对保守。由于光伏发电成本尚高，如果没有政府和政策的大力支持，即便是相对保守的目标也是难以实现的。 2 我国的光伏发电政策我国的可再生能源法于 2005 年 2 月 28 日由人大常委会批准通过，已于 2006 年 1 月 1 日生效，涉及到光伏发电的条款如下。 2.1 与并网光伏发电相关的条款第十四条电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量，并为可再生能源发电提供上网服务。第十九条可再生能源发电项目的上网电价，由国务院价格主管部门根据不同类型可再生能源发电的特点和不同地区的情况，按照有利于促进可再生能源开发利用和经济合理的原则确定，并根据可再生能源开发利用技术的发展适时调整。上网电价应当公布。第二十条电网企业依照本法第十九条规定确定的上网电价收购可再生能源电量所发生的费用，高于按照常规能源发电平均上网电价计算所发生费用之间的差额，附加在销售电价中分摊。具体办法由国务院价格主管部门制定。 2.2 与离网光伏发电系统有关的条款第十五条国家扶持在电网未覆盖的地区建设可再生能源独立电力系统，为当地生产和生活提供电力服务。第二十二条国家投资或者补贴建设的公共可再生能源独立电力系统的销售电价，执行同一地区分类销售电价，其合理的运行和管理费用超出销售电价的部分，依照本法第二十条规定的办法分摊。 2006 年 1 月 4 日，国家发展和改革委员会发布了 “可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法” , 与光伏发电有关的条款如下第九条太阳能发电、海洋能发电和地热能发电项目上网电价实行政府定价，其电价标准由国务院价格主管部门按照合理成本加合理利润的原则制定。第十二条可再生能源发电项目上网电价高于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的部分、国家投资或补贴建设的公共可再生能源独立电力系统运行维护费用高于当地省级电网平均销售电价的部分，以及可再生能源发电项目接网费用等，通过向电力用户征收电价附加的方式解决。据此，作者认为（ 1 ）城市与建筑结合的光伏并网发电系统和大规模荒漠电站都将享受 “上网电价” 政策，合理的上网电价将吸引开发商投资建设光伏电站（同风电场的情况相似），从而拉动国内光伏市场；（ 2 ）对于离网光伏发电村落电站，电站后期运行维护费用（包括蓄电池更新的费用）超出电费收入的部分，通过加收绿色市场分类农村电气化通信和工业太阳能光伏产品城市并网发电 BIPV 大型荒漠电站合计累计装机（ MW 33 27 16 3.8 0.2 80 市场份额（％） 41.3 33.8 20.0 4.8 0.3 100 表 2 2006 年光伏发电市场分配市场分类农村电气化通信和工业太阳能光伏产品城市并网发电 BIPV 大型荒漠电站合计累计装机（ MW 150 45 32 53 20 300 市场份额（％） 50.0 15.0 10.7 17.6 6.7 100 表 3 2010 年光伏发电市场分配市场分类农村电气化通信和工业太阳能光伏产品城市 BIPV 沙漠／戈壁电站合计累计装机（ MW 400 300 200 700 200 1800 市场份额（％） 22 11 17 39 11 100 表 4 2020 年光伏发电市场分配专家论坛 Expert Forum Vol. 29 No. 2 Feb. 2007 第 29 卷第 2 期 2007 年 2 月 9中国能源电力附加费的办法在全国电网分摊；（ 3 ）如果可再生能源法能够得到全面实施，国内光伏发电市场的拉动和离网光伏电站的后期运行维护都将不成问题。 3 我国光伏发电目前存在的问题 3.1 材料和市场两头在外我国光伏发电产业的主要问题是 “两头在外”， 95 ％的高纯多晶硅需要进口， 95 ％以上的太阳电池出口。由于这 2 年欧洲市场的拉动 , 太阳电池的需求迅速增长，造成高纯多晶硅材料的短缺，价格也一路攀升，从 2002 年每公斤 25 美元，上涨到现在的每公斤 100 ～ 150 美元。根据预测，硅材料市场供需周期性的短缺，到 2008 年将会得到缓解。我国目前正在建设的多晶硅材料厂有 4 家 , 预计到 2008 年底将形成 436 0 t 的年生产能力，按照每 MW 太阳电池需要 1 3 t 多晶硅材料计算，可以满足 35 0 MW 太阳电池年产量的需求。 2006 年，我国太阳电池生产链除硅材料外已经全面提升。表 5 给出 2006 年我国太阳电池产业链的情况。表 6 列出了 1980 年以来我国太阳电池的年产量、国内年装机和累计装机。从表 6 可以看出， 2000 年以前，我国的太阳电池基本上是自给自足 ,2002 年国家 “送电到乡” 工程时国内总生产能力大约只有 1 0 MW ，有一半太阳电池进口。自 2003 年以后，国内太阳电池产量迅速增加， 2004 ～ 2006 年是我国太阳电池大量出口的 3 年， 2004 年国内太阳电池产量 5 0 MW ，国内安装 1 0 MW ， 80 ％出口； 2005 年我国太阳电池产量 15 0 MW ，国内安装 5 MW ， 96.7 出口， 2006 年我国太阳电池产量 30 0 MW ，国内安装 1 0 MW ， 96.7 出口。欧洲的光伏发电市场并不是商业化的市场 , 而是政府和政策拉动的市场 , 一旦欧洲各国的政策有所变动或者本国光伏电池的供应能力能够满足需求（政府肯定会优先采购本国产品），我国的光伏工业将会面临困境。 3.2 光伏发电的成本仍然很高光伏市场依赖于国外是非常危险的，光伏组件不像纺织品等商品，只要质量好价格便宜，每个人都需要购买，光伏产品远远没有达到商业化的水平 , 目前的初投资为每 kW 装机 5 万～ 8 万元 , 发电成本大约 3.5 ～ 5 万元／ kWh ，这个价格比常规发电成本高 10 倍以上，如果没有政府补贴没有人会购买太阳电池。可再生能源法的实施需要测算光伏发电的上网电价，上网电价的高低取决于光伏发电的协调成本、当地太阳能资源、自有资金与贷款比例、贷款利息、自有资金回报率、有无政府补贴等多种因素。下面从上海 10 0 kW BIPV 的案例进行分析。上海的太阳能资源情况太阳电池方阵面上的辐射量比水平面多 4.8 ，平均日辐射量为 3.5 6 kW h / m 2 .d 。比全国平均值 4 kW h / m 2 .d 要少。系统的初投资如表 7 所示。系统的环境效益评估假设太阳能光伏发电替代的是火力发电 , 则年发电量为 107.1 2 MWh 条编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 分项项目开发和可行性研究工程设计费晶体硅太阳电池组件太阳能电池支架并网逆变器其他电气设备施工、安装和调试运输和仓储不可预见费初投资合计年运行维护费用周期性投资规格、型号系统、房建及电气施工设计 EQ125S 组件太阳能电池方阵支架 1 0 kVA 5 逆变器周期 15 年数量 1 1 100 100 10 1 1 单位次次 kW W 台套次单价（万元） 10 50 3.6 0.4 8 20 50 5 小计（万元） 10 50 360 40 80 20 50 10 31 651 5 80 表 7 10 0 kW BIPV 系统工程预算年产量（ kW ）年安装量（ kW ）累计装机（ kW ） 1980 年 8 8 16.5 1990 年 500 500 1780 1995 年 1550 1550 6630 2000 年 3300 3300 19000 2002 年 10000 20300 45000 2004 年 50000 10000 65000 2005 年 150000 5000 70000 2006 年 300000 10000 80000 表 6 1980 年以来我国太阳电池的生产量和国内安装量项目生产能力（ MW ）硅材料 25 硅锭 580 硅片 500 电池 1400 组件 868 表 5 2006 年我国光伏产业生产链情况 Expert Forum 专家论坛 Vol. 29 No. 2 Feb. 2007第 29 卷第 2 期 2007 年 2 月 10 中国能源件下年减排温室气体为 114. 5 t 。系统的财务分析和上网电价测算在初投资 6.51 万元 /kW, 没有国家拨款 , 贷款 70 情况下 , 在保证自有资金回报率 10 时 , 上海 BIPV 项目合理的上网电价测算为 5 元 / kWh 。上网电价取决于当地的太阳能资源，北京的年辐射量比上海高 10 ～ 15, 如果在北京建设 BIPV 系统 , 上网电价大约为 4.5 元 / kWh 。 3.3 欧洲市场正在增设壁垒减少进口 2006 年欧洲出台了一些对进口太阳电池的质量限制政策，增设了壁垒，一些中国厂商出口到欧洲（德国）的太阳电池组件遭到退货 ; 另一方面，随着欧洲太阳电池生产能力的提高，日本太阳电池出口量的增大，太阳电池的市场价格开始下降。中国太阳电池的生产企业由于采用昂贵的进口硅材料，成本比国外厂家高 , 很多企业采购低档次的硅材料 , 转换效率达不到欧洲新的质量标准，将面临出口困难和无利可图的双重压力。 3.4 国内光伏产业仍在盲目膨胀现在，还有投资者不断涌入光伏行业，原来的一些企业也在不断扩大生产能力， 2006 年部分公司的太阳电池生产能力如表 8 所示。预期我国的市场 2010 年以前每年为 5 0 MW ， 2010 ～ 2020 年每年为 14 0 MW ，现有的能力已经远远超出了这个预测。中国的光伏产业是否可以长久地依靠外国的光伏发电市场本人认为当每年 30 0 MW 产量的时候，有可能 95 ％以上出口；当每年 200 0 MW 产量的时候，决不可能再依靠国外的市场了。 3.5 边远地区独立光伏电站的后期维护管理没有保障 2002 年，我国启动了举世瞩目的 “送电到乡” 工程，在西部 7 省建立了 720 多座无电乡政府供电的独立离网光伏电站，加上 2002 年以前实施的 “无电县建设” 和 “光明工程” 等计划，全国已经建成的离网光伏电站大约有 1000 多座。所有这些电站普遍存在业主不明确，保修期已经结束但仍然由电站的安装公司无偿提供维护服务等问题。独立离网光伏电站由于存在蓄电池每 5 ～ 7 年必须更换的问题，使得运行维护费用非常高，根据测算，每 kW 每年大约需要 4000 元的维护维修费用（其中 50 是按照每 5 年更新一次蓄电池的年平均费用），这部分费用至今没有落实（“送电到乡” 工程总计安装 1.8MW 太阳电池，每年全国共需要 7200 万元运行维修和蓄电池更新费用）。如何落实离网光伏电站的后期运行维护费用，使这些电站长期可靠地运行下去是亟待解决的问题，这一问题如果不能妥善解决，也会影响即将实施的 “无电地区电力建设” 中光伏电站的推广。 3.6 可再生能源法尚未有效实施可再生能源法虽然已经生效 1 年，但还没有落实到光伏发电上 , 表现如下。 3.6.1 对于并网光伏发电到目前为止 , 国内已经建成几十个光伏并网发电系统 , 最大的 1 MW, 小的也有几个 kW 。但是还没有任何一个具体的项目执行 “成本加合理利润” 的上网电价 ; 还没有任何一个项目是电力公司正式批准允许并网的 ; 也还没有任何一个项目是开发商按照商业化运营的方式投资建设的。光伏发电在可再生能源法的实施上比风力发电要困难得多 , 风力发电已经被电力部门所接受 , 是开发商出于盈利的目的投资建设的（不需要国家投资） , 并且按照 “上网电价” 政策实施了多年。到目前为止，电力部门还没有正式接受光伏发电 , 国内已经建成的示范项目也还只是按照试验项目并网 , 绝大多数系统都安装了防逆流装置 , 不允许光伏电力通过电力变压器向高压电网（ 1 0 kV ）反送电 , 只允许在低压侧（ 38 0 V / 22 0 V ）自发自用。要想使电力公司正式接受光伏发电 , 真正按照 “ 成本加利润” 的上网电价全额收购 , 还需要进行艰苦的努力。 3.6.2 对于离网光伏发电虽然可再生能源法和实施细则已经明确了离网光伏电站的后期运行维护资金的来源厂商名称无锡尚德江苏林洋浙江向日葵宁波太阳能南京中电保定英力常州天合晶澳太阳能上海太阳能（ 811 ）云南半导体器件厂深圳珈玮无锡尚品上海交大泰阳北京中轻太阳能其他合计生产能力（ MW ） 300 100 100 100 75 50 50 50 50 50 40 30 25 25 355 1400 表 8 2006 年国内部分公司的太阳能电池生产能力专家论坛 Expert Forum Vol. 29 No. 2 Feb. 2007 第 29 卷第 2 期 2007 年 2 月 11中国能源（在全国电网分摊），但是到现在还没有落实。如何按照可再生能源法的原则，在全国电网加收绿色电力加价，并把这部分收上来的资金落实到农村光伏电站的后期运行维护中去，是亟待解决的问题。基于此，作者认为（ 1 ）我国光伏工业 “两头在外” 的情况不容乐观，硅材料短缺的问题有望在 2 ～ 3 年中得到缓解 ; 市场在外更具危险性，国内光伏工业正在迅速膨胀，很多投资者还在涌入，而可以预见的国内市场又很有限，应当敲响警钟，不要盲目投资光伏产业。（ 2 ）我国的可再生能源法虽然已经生效 1 年，但是没有真正落实到光伏发电上。在当前光伏发电成本还很高的情况下，拉动国内光伏市场的关键要依靠可再生能源法的全面实施，否则国内光伏发电市场很难推开。（ 3 ） “送电到乡” 工程建成的 720 多座光伏电站面临后期运行维护和蓄电池更新的问题，这一问题也要靠可再生能源法的实施才能从根本上得到解决。 4 结论和建议（ 1 ）光伏发电在解决中国无电地区电力建设和在电力规模的并网发电的市场中都将扮演重要的角色，必须予以高度重视；（ 2 ）硅材料短缺是当前光伏工业发展的障碍 , 目前 95 ％的硅材料需要从国外进口，但是这个问题有望在 2 ～ 3 年内缓解 ; （ 3 ）市场在外的危险性很大，大力开发国内市场是可持续发展的关键；（ 4 ）全面落实可再生能源法是拉动国内并网光伏发电市场的关键；（ 5 ）全面落实可再生能源法也是落实独立光伏电站的后期运行维护资金的有效途径；（ 6 ）建议在北京、上海、江苏、广东、云南等地通过建立与建筑结合的并网光伏发电系统（ BIPV ）工程示范，真正落实可再生能源法，推进 “上网电价” 政策的实施，引入市场机制，启动 BIPV 市场；（ 7 ）建议在甘肃、内蒙、西藏、新疆等日照资源和荒漠资源充足的省份建立大型荒漠并网光伏电站的工程示范，落实 “上网电价” 政策；（ 8 ）建议尽快落实边远地区独立光伏电站的后期运行维护资金，尽快开展 “农村能源服务公司” （ RESCO ）的招投标工作，使得已经建成和即将建设的独立光伏电站长期、可靠地运行下去，真正发挥其作用，造福于民。上海国际风能大会暨技术和设备展览会（ Wind Power Shanghai 2007 ）将于 2007 年 10 月 31 日至 11 月 1 日在上海举行。本届展会由中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会 CREIA 、世界风能理事会 GWEC 、中国风能协会 CWEA 和世博集团上海市国际展览有限公司 SIEC 共同发起主办。预计本届展览会规模将达到 1 万 m 2 ，会议规模达 400 ～ 500 人。世界风能理事会代表了全首届上海国际风能大会暨技术和设备展览会 2007 年亮相申城球 50 多个国家 1500 多家风电制造企业、相关组织和研究院所，包括国际风能行业全部重要制造商，占有全球 99 的风机装机容量，其成员协会代表了整个行业的发展动向。世界风能理事会表示，上海国际风能大会暨技术和设备展览会是其 2007 年在华的唯一活动。为满足中国风能市场不断增长的技术、设备和服务需求，主办方还将于 2007 年 11 月 1 至 3 日在上海国际展览中心举办专业展览会 , 展品包括风电项目开发和工程建设咨询、项目融资和认证咨询、风力预报、测量和估算、风电软件、风电场运营和维护、电力电网设施、专业媒体、技术研究、教育培训等，为行业搭建信息交流和贸易的平台，提供海内外商业合作机会，推动中国风能市场的健康发展。届时 , 主办方还将邀请政府官员、项目决策者、买家、风电场运营者、项目开发者和投资者、协会会员、风能从业人员等参观展会。本刊记者杨静 Concentrate Information 信息大观