2009年11月12日星期四

太陽能光伏產業突破與隱憂

  在世界性對可再生能源渴求的大背景下,本文介紹了我國太陽能資源狀況、太陽能光伏產業現狀與趨勢,分析了當前我國太陽能光伏產業發展面臨的主要問題,並在國家戰略層面、產業鏈體系、技術創新體系、技術發展線路圖等方面提出了相關建議,具有較強的參考價值。

  伴隨我國經濟社會的發展,能源需求緊張、能源安全局勢日益緊迫,加速了以太陽能、風能等可再生能源來調整我國能源結構,推動了持續能源的可持續發展,使太陽能光伏產業成為我國未來搶佔經濟發展制高點、提升能源國際競爭力的重要支撐之一。

  正在實現的飛躍

  太陽能資源儲量豐富

  我國具有非常豐富的太陽能資源。據不完全統計,陸地表面每年接受的太陽輻射能約為5.0×1019KJ。太陽能資源分佈按照接受太陽能輻射量大 小全國大致可分為五類地區,其中,一類地區西藏西部、新疆東南部、青海西部、甘肅西部年日照時數長、輻射量高;西藏因地勢高、太陽光透明度好,太陽輻射總 量的最高值僅次於撒哈拉大沙漠,居世界第二位。

  我國太陽能資源分佈的獨特地域特徵,為太陽能產業發展提供了良好的資源條件。

  產業發展規模壯大

  我國太陽能光伏電池產業的發展始於20世紀80年代初期,當時由於受電池成本及產量的制約,產業發展比較緩慢。

  「六五」、「七五」期間,我國開始對光伏產業及市場發展予以支持,促進了光伏電池在微波中繼站、軍隊通信系統、水閘和石油管道的陰極保護系統、 農村載波電話系統、小型戶用系統等應用領域建立示範工程。「七五」期間,先後從國外引進了兆瓦級單晶硅及非晶硅電池生產線,使太陽能電池年度產量達到 0.5MW,年度裝機1.55MW,累積裝機6.63MW,提升了我國太陽能電池的生產能力,但是,太陽能電池的成本依然相對較高。

  20世紀90年代以後,我國光伏產業步入穩健發展期,太陽能光伏電池成本的降低,推動了光伏電池向工業和農村電氣化應用領域拓展。隨著西藏「陽 光計劃」、「光明工程」、「阿里光伏工程」以及光纖通訊、石油管道陰極保護、村村通廣播電視、大規模推廣農村戶用光伏電源系統等國家與地方政府光伏發展計 劃的實施,我國光伏市場規模進一步擴大。

  步入21世紀,我國相繼實施包括「光明工程」、「西部新能源行動」等促進光伏發展的電力和科技扶貧項目,國家發改委啟動「送電到鄉」項目以及荷 蘭、美國、德國、法國和日本等國實施的光伏發電雙邊援助計劃,極大地加速了我國光伏產業的發展,推動了我國光伏成本的進一步降低。

  「十一五」以來,太陽能光伏產業進入快速發展期《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006─2020)》、《國家「十一五」科學技術發展規 劃》、《可再生能源「十一五」規劃》中均部署了與發展太陽能光伏發電技術相關的重點及重大示範工程項目。截至2008年底,我國太陽能光伏電池的年產量達 到1781MW,躍居全球首位,我國太陽能光伏產業的發展實現了新的歷史性飛躍。

  關鍵技術逐步實現突破

  技術整體水平不斷提升

  我國太陽能光伏電池研究始於20世紀60年代末,1971年首次成功應用於第二顆人造地球衛星,1973年開始地面應用。1979年開始用半導 體工業次品硅生產單晶硅電池,由於光伏電池成本的不斷下降,逐步開頭了地面市場。1973年到1987年,先後從美國、加拿大等國引進了七條太陽能光伏電 池生產線,促進了我國太陽能光伏電池相關技術水平及生產能力的提高。

  伴隨對太陽能光伏電池技術研發重視程度的加深,「七五」期間,將非晶硅半導體研究列入國家重大課題;「八五、九五」期間,重點研發大面積太陽能 電池等相關技術;「九五」期間,「攻關計劃」部署了晶硅太陽能電池的規模生產製造技術研發,「973計劃」設立了低成本長壽命的太陽能電池研發等的系列項 目,加速了晶體硅高效電池、非晶硅薄膜電池、多晶硅薄膜電池以及應用系統等相關關鍵技術的研發。

  「十五」期間,國家在「863計劃」、「科技攻關計劃」、「973計劃」中,部署了一批提升太陽能光伏電池技術及裝備生產能力的重大技術項目, 太陽能光伏電池技術水平進入逐步上升的發展時期,大幅度提高了光伏發電技術和產業的水平。通過能源研究開發與示範等工程,加速了太陽能技術和產品的集成開 發及太陽能發電產業化,使商業化的光伏電池封裝及配套裝備規模已達數十兆瓦級,其中非晶硅薄膜電池的規模化生產能力達10MW,我國成為世界非晶硅薄膜電 池主要供應商之一。

  「十一五」期間,太陽能光伏電池技術水平將進入穩步躍升的發展時期。為突破能源高效開發利用的技術瓶頸,提高資源和能源的綜合利用效率,初步緩 解制約經濟社會發展的能源需求及資源環境問題,國家提出「可再生能源低成本規模化開發利用」等優先發展主題,重點包含了「高性價比太陽光伏電池及利用技 術、太陽能建築一體化技術」等制約可再生能源高效利用的關鍵技術。《國家「十一五」科學技術發展規劃》能源領域「建築節能關鍵技術研究與示範」重大項目 中,為重點突破太陽能光伏發電關鍵技術,實現太陽能光伏發電的低成本、規模化及產業化利用,已相繼部署實施了「聚光太陽能電池及系統集成技術」、「太陽能 光伏發電技術」、「太陽能光電─光熱綜合利用技術」、「兆瓦級光伏發電」等科技攻關項目。

  經過半個多世紀的發展,我國已在太陽能光伏電池及應用的系統關鍵技術逐步實現突破,使太陽能光伏電池轉換效率不斷提高,成本逐漸下降,並逐步建立了相對比較完備的太陽能光伏發電技術體系。

  光伏設備已基本具備整線供給能力

  隨著我國太陽能光伏產業的興起、發展和壯大,太陽能光伏設備發展逐漸形成規模,為太陽能光伏產業發展提供了強大的設備支撐。目前,國內專業或兼顧從事太陽能電池相關設備研發、生產的廠家已有20多家。

  自2002年以來,通過和國外一流企業合作並引進先進的工藝技術,歷經多次技術升級,使在國產設備及進口設備混搭的主流大生產線中,國產設備已 佔據較大的份額,基本實現了整線供給能力。在太陽能電池產業電池製片的十四個環節,幾乎涵蓋支撐太陽能電池產業發展的全部重要設備。

  目前,在太陽能電池生產線的10種主要設備中,六種已在國內生產線中佔據主導。其中,擴散爐、等離子刻蝕機、清洗制絨設備已達到或接近國際先進 水平,性價比優勢十分明顯。但是,多晶電池絨面製作的制絨機與進口設備還有一定差距,用於周邊刻蝕的激光刻阻機及濕法化學刻蝕設備尚未成功開發。全自動絲 網印刷機、自動分檢機、平板式PECVD等三種設備近期內尚需完全依賴進口。

  產業全面提升下的隱憂

  2008年以來,我國太陽能光伏產業的發展受全球金融危機的衝擊,訂單縮減、業績有所下滑,不過,受國際、國內的市場拉動以及國內相關產業政策 的推動,我國太陽能光伏產業出現了快速增長。其中,太陽能多晶硅產量已突破4000噸,太陽能電池產量接近2000MW,居全球首位。但是,當前我國太陽 能光伏產業整體水平,尤其在事關產業發展的核心關鍵技術、裝備以及相關產業政策等諸多方面,與技術領先國家相比較還存在較大的差距,導致光伏產業發展面臨 一系列問題。

  國家戰略層面缺乏系統完備的「頂層設計」

  德國、西班牙、美國、日本等發達國家的光伏產業發展實踐表明,制定並確立長遠的光伏產業發展規則、遵循或建立保障機制、實施政府補貼等政策是光 伏產業發展與壯大的動力和源泉。當前,全球最受世人矚目的光伏產業發展計劃是美國、日本制定的「面向2030年的光伏工業線路圖」。該計劃均是立足於國家 層面的光伏產業發展計劃,其中美國的目的是由「以出口帶動光伏產業發展轉變為」投資國內技術和市場,擴大內需,帶動產業顯著增長,設定了2030年累積裝 機容量達200GW的宏大目標,每年新增裝機容量19GW。屆時,光伏發電將佔據電力市場較大份額,並成為電力的主要來源。

  日本的目的是使未來的光伏研發從「政府指引研發以創建初期光伏系統市場」轉變為「基於學術界、產業界和政府間的任務共擔與合作的研發模式以創建 成熟的光伏系統市場」,設定了2030年累積裝機容量達100GW的發展目標。屆時,其光伏發電可以提供約50%的日本居民電力消費(約佔總電力消費的 10%)。

  我國出台的《國民經濟和社會發展「十一五」規劃綱要》、《可再生能源中長期發展規劃》、《可再生能源發展「十一五」規劃》等均涉及太陽能光伏產 業發展,明確了未來發展的長遠目標。但是,從當前我國光伏產業發展現狀、總體趨勢看,《可再生能源中長期發展規劃》中,2010年的光伏裝機容量 300MW、2020年的1.8GW、2030年的10GW以及2050年的100GW等發展目標設定明顯偏低,相比當前世界光伏產業發展勢頭顯得滯後。 在涉及制約產業發展的核心技術、裝備等方面,所需攻克的關鍵技術、突破方向、發展路徑等尚未提出明確目標;在涉及光伏並網發電問題方面,並網及運行管理行 業標準、並網價格以及系統維護等缺乏相對完整、系統的管理辦法和政策細則。

  產業鏈構建畸形,高純多晶硅材料成為產業發展瓶頸

  從全球太陽能光伏產業發展整體視角看,產業上中下游構成一個典型的「金字塔」模型,即產業上游企業數量相對較少,產業中游企業數量比上游多,產 業下游企業數目最多。為此,相對完整、合理的產業鏈結構,有利於太陽能光伏產業的發展與壯大,但是,當前全球光伏產業鏈的結構已經發生了明顯變化。

  當前,我國太陽能光伏產業已逐步拓展步入蓬勃發展時期,多晶硅產能、產量不斷擴大,2008年太陽能光伏電池產量已接近2GW。據有關統計數 據。自2005年以來,我國多晶硅產量、產能出現爆髮式增長,2008年產量接近4480噸,產能超過一萬噸;預計2009年的產量將超過三萬噸,產能面 臨巨大過剩風險。從產業鏈的構成、產業發展的整體看,產業鏈發展已經呈現出「畸形」,「金字塔」模式不復存在,未來產業前景不容樂觀。

  2008年,全球光伏產業受金融危機影響,多晶硅現貨價格一路滑落,使未來我國相關企業面臨嚴峻挑戰。同時,在高純多晶硅製備方面,我國與美、日以及德、意、挪威等歐盟技術領先國家存在較大差距,是制約我國太陽能光伏產業發展的瓶頸。

  自主知識產權缺乏,核心技術和設備有待突破

  多晶硅製備,是一項相對複雜的高技術,涉及化工、電子、電氣、機械和環保等多個學科。當前,太陽能級多晶硅技術主要包括物理法和化學法。目前, 最常用方法是「改良西門子法」,佔據了全球太陽能級多晶硅產量的76%以上,但是,「改良西門子法」對原材料、技術要求很高。與國外技術領先國家相比,我 國國內多晶硅廠商主要採用引進「改良西門子法」,整體的製備工藝、關鍵核心設備仍依賴引進。

  另外,其他太陽能級多晶硅製備技術方面,如日本川崎制鐵公司及德國的濕法精煉法、日本德山公司的熔融析出法、美國國家可再生能源實驗室的無氯技術等工藝已經逐步成熟,並步入規模化生產,而我國在上述相關技術、工藝方面尚未涉足。

  行業標準體系尚未建立,缺少應對競爭手段

  當前,全球太陽能光伏產業中,國際通用的光伏模組檢驗標準分別為美國的UL標準以及歐盟的IEC標準。由於不同國家、地區標準不同,使光伏生產商在產品准入、監測等方面的成本、關稅大大增加。

  我國光伏產業沒有統一的國家行業標準和檢測機構,造成市場不規範,企業間不正當競爭頻出,市場相對混亂;同時,國外光伏產品進入我國市場,不需 要進行任何機構的監測,關稅也幾乎為「零」,反之,我國光伏產品進入歐美市場,卻要經過嚴格的監測,並取得認證資格,導致我國光伏產品在國際上的競爭力明 顯降低,與技術領先國家競爭手段匱乏。

  高層次人才短缺,自主創新能力不強

  目前,發達國家已經建立了相對完善的技術研發機構,形成了比較完善的產業技術服務體系。我國太陽能光伏產業發展相對較晚,研究發展的基礎相對較 差,特別是技術發展的整體水平、人才能力培養等相對滯後,缺乏多學科和綜合型的技術人才,不能盡快滿足快速增長的光伏產業對高層次人才需求,導致國內產業 整體研發能力相對薄弱,自主創新能力不強,使制約產業發展的核心技術、關鍵設備未能完全獲得突破。

  產業發展政策未能及時出台,制約產業進一步發展

  美國、德國、日本等發達國家光伏產業的發展實踐證明,除國家層面制定的鼓勵計劃和法律法規外,出台鼓勵和扶持政策成為推進、加速光伏產業發展的強大動力。西班牙、德國、日本光伏產業發展的政策,極大促進了光伏產業的成功。

  日本早在1974年就執行了「陽光計劃」,規定以居民屋頂並網發電為主要目標,對光伏系統初始的政府補貼達到了光伏系統造價的70%;另外,「七萬屋頂計劃」中的最初50%現金補助,全部由政府資助,從而使日本成為光伏產業大國。

  我國為促進光伏產業發展,已相繼出台和實施了10部相關法規。但是,從光伏產業發展整體視角看,我國在促進光伏產業發展的有關財政貼息和稅收優 惠等政策制定方面,還與德國、日本等發達國家存在較大差距,特別是太陽能光伏發電並網標準、發電並網價格等,缺乏相關法律法規。

  相關產業發展政策建議

  1、加強國家層面「頂層設計」,制定系統完備的光伏產業發展規劃

  太陽能光伏產業的發展,不應是局部的、區域性的,應在以往有關規劃、計劃基礎上,立足全球視角,從國家能源發展戰略出發,進行「頂層設計」,在 能源的開發、供給、利用等多方面統籌考慮,編制適合光伏產業發展的長遠規劃,確立未來光伏產業發展目標,提出解決制約光伏產業發展的核心技術、裝備等思 路、突破方向、發展路徑,以及涉及光伏發電並網和運行管理行業標準、並網價格及系統維護等關鍵問題的方法和政策細則。

  2、培育完整的產業鏈體系

  西班牙、德國、美國等發達國家發展經驗表明,光伏產業發展初期,基本都是從產業中某一特定環節切入,較快進入垂直整合階段,形成完整的、垂直分 佈的產業鏈。為此,應培育並構建相對完整、協調、健康的光伏產業鏈體系,引導上下游企業理性擴充產能、合理配置資源,進而提升國際競爭力。

  3、構建技術創新體系,提升自主創新能力

  以新型企業、科研機構與高等院校為基礎,依據產業發展的實際情況,培育與扶持具有自主知識產權、自主知識品牌和持續創新能力的企業、科研院所,攻克當前制約產業發展的多晶硅製備的核心技術與裝備,形成以企業為主體市場為導向,產學研結合的產業技術創新體系。

  4、制定產業技術發展路線圖

  根據全球光伏產業發展趨勢和我國現實國情,科學制定我國光伏產業技術發展路線圖,主要包括明確光伏產業技術發展方向、發展目標、發展路徑以及相 應的保障措施等;針對光伏產業技術的進步和產業發展需求,對技術發展核心、關鍵問題,提出解決問題的科學、合理思路及發展路徑。另外,應綜合考慮未來光伏 市場因素對光伏產業發展的影響,制定國家層面的、科學的、清晰的路線圖計劃。

  5、構建技術平台體系、產業基地及產業聯盟,提升產業國際競爭力

  聯合企業、科研機構、高等院校,包括國家重點實驗室和國家工程技術研究中心,通過建立共享機制和有效管理機制,逐步建立國家級光伏產業研發中 心、檢測中心、認證中心、信息中心和培訓中心,有效實現對資源的整合、共享、完善和提高,並在此基礎上,共同搭建光伏產業技術服務平台體系;通過優化資源 配置,在具有良好發展基礎條件的特定區域,建立光伏產業發展基地,組建以有實力、有創新能力的企業為主體,創建「光伏產業技術創新聯盟」,聯合開展核心技 術研發和產業化推進,適時制定光伏產業技術規範、產業技術標準,規範光伏產業市場及促進企業間的合理、有序競爭。

  6、加強產業技術合作,積極參與國際競爭

  全球範圍內的能源危機、溫室氣體排放導致的氣候變暖是全球各國實現可持續發展面臨的一個巨大挑戰,發展光伏產業、實現可再生能源的高效、清潔利 用已成為世界各國新能源發展的共同目標之一。因此,我國應充分利用國際科研資源,加強與光伏產業技術領先國家及科研機構的技術交流與合作,積極參與國際可 再生能源發展計劃,聯合建立一批我國光伏技術應用示範項目和合作基地,通過引進並逐步培養光伏產業研發、產業化的高層次人才,進而不斷汲取國際上的先進成 果,鼓勵並推動國內企業「走出國門」,逐步擴大並開拓國際市場,積極參與國際光伏產業技術標準的制定,進而增強我國光伏產業的國際話語權,推進並加速我國 光伏產業技術的發展進程。(中國科學技術發展戰略研究院)

產能過剩:2010年出口危局倒逼5萬噸多晶硅

  11月11日,國家統計局公佈10月份國民經濟主要指標數據。數據顯示,粗鋼5175萬噸,增長42.4%;水泥1.6億噸,增長23.9%。

  工信部「中國工業經濟運行季度報告」的執筆人之一、中國社科院工業經濟研究所研究員原磊表示,目前很多地方的投資熱潮依然不減,鋼鐵、建材、水泥、造船等已經出現產能過剩預警的行業依舊是投資的熱點行業。而這些產能的過剩在2010年將會進一步顯現,帶來新的風險。

  此前被國務院常務會議明確點名的6大產能過剩行業是鋼鐵、水泥、平板玻璃、煤化工、多晶硅和風電設備。

  工信部相關領導接受本報記者採訪時曾表示,對於被點名的所有行業,工信部都將制定比較細緻的指導意見和准入條件,「有一些要限制產能,有一些要兼併重組,有一些則兩項兼有」,這些指導意見將逐步公佈。

  「點名」後繼續滿負荷運轉

  據一位光伏企業的高管介紹,在被「點名」之後,很多地方政府力推的「新能源產業規劃」已經基本上進入了暫停的狀態。而很多地方沒有土建的多晶硅項目已都被叫停,已經進入土建階段的項目有不少也開始重新評估。

  多晶硅和風電設備生產企業更是遇到了信貸的瓶頸。「現在很多銀行幾乎是談『晶』色變,談『風』色變,貸款越來越難拿到了。」該高管表示。

  中國可再生能源學會副理事長孟憲淦說,其實目前多晶硅生產尚未出現產能過剩的現象。2008年,全國共生產多晶硅5000噸,佔全國總需求量的 20%。2009年,預計全國多晶硅生產量將達到1萬噸左右,約佔全國總需求量的一半,「還是有大量的多晶硅需要通過進口獲得。」

  但是,由於此前新能源行業的火熱,投資多晶硅成為熱潮。孟憲淦認為,在這股熱潮的帶動下,多晶硅行業出現了重複建設的情況,很多技術含量不高的生產線倉促上馬。

  按照2009年上馬的多晶硅生產項目測算,多晶硅的產能在2010年將達到五六萬噸,幾年後則將達到十七八萬噸。

  「五六萬噸的規模相對於國內市場來說,並不能算是過剩,但是盲目投資,上馬技術含量很低的多晶硅生產線的趨勢的確應該注意。」孟憲淦表示。

  雖然投資熱潮被抑制,但是多晶硅的生產企業的所有生產線現在仍在滿負荷運轉。一位多晶硅生產企業的老總對本報記者介紹說,目前正值年底,幾乎左 右的生產企業都在加班加點趕工期,「年底是歐洲市場需求非常旺盛的時候,而且依照今年的形勢,明年歐洲市場對於光伏產業的扶持力度可能會有所調整,所以生 產廠家都在趕工期,爭取在年底政策改變之前,生產儘量多的產品。而由於政策尚不明確,國內企業的需求,被暫時押後了。」

  現在,光伏企業生產商們擔心的一個問題是:如果2010年,經過政策的調整後,歐洲市場對於多晶硅的需求量降低,而國內市場又暫時未能完全打開,那時,產能過剩的危險才將真正顯現。

  「新興戰略性產業」新投資潮

  9月29日,國務院曾下發《關於抑制部分行業產能過剩和重複建設、引導產業健康發展若干意見的通知》,通知要求嚴格控制在能源短缺、電價較高的 地區新建多晶硅項目,對缺乏配套綜合利用、環保不達標的多晶硅項目不予核准或備案,新建多晶硅項目規模必須大於3000噸/年。

  對此,孟憲淦認為,准入制度的出發點是從產業規模、能耗和環境保護標準三個方面確立了進入多晶硅生產行業的「門檻」。這樣可以有效的避免盲目的非理性的投資。

  但是業界對於3000噸/年的規模限制卻有很多爭論,按照產能衡量,達到3000噸/年的生產標準,要求的項目投資額在20億左右。很多專家認 為,設置這個門檻的目的在於讓企業更加注重能耗的指標,注重自主技術研發,因為多個指標是綜合衡量的。而一些企業則認為3000噸/年的指標將把很多民營 企業攔在門檻之外。

  而被點名的其他行業也面臨著相似的問題。

  而新能源產業出現產能過剩是由其發展階段決定的。「從目前的發展情況來看,由於發展速度很快,出現一定程度上的產能過剩是正常的,也是有利於產業發展的。應當遏制的是惡性的,非理性的投資。」

  但是,原磊也指出,不能忽視的一點是,由於新能源產業是新興的正在發展過程中的產業,一項技術的突破,就可能帶來產業翻倍或者成十倍的發展。近幾年不斷成倍上翻的新能源發展規劃也印證了這種說法。因此,在制定引導政策的過程中,不能忽視這些因素。

  但是,隨著「新興戰略性產業」的提出,一輪新的投資熱潮又在醞釀當中,據前述光伏企業高管介紹,現在很多地方政府都在制定「新興戰略性產業的發展振興規劃」,「各地都在新興戰略性產業中挑出適合自己發展的產業,做出規劃,等待時機成熟的時候向外釋放。」

  而經過原磊的調查,雖然目前信貸有所收緊,「如果地方政府的投資衝動成熟,銀行信貸部門還是非常配合的。」(21世紀經濟報導-王曉明)

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