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摘要:本文首先说明了我国目前能源结构的现状,阐述了太阳能发电在我国的发展进程、现状,并对太阳能发电面临的问题进行了归纳总结,对未来的发展趋势也作了简要分析。
关键词:能源;太阳能发电;可再生能源
中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2011)-10-0-02
一、绪言
在经济快速增长的背景下,我国能源供需矛盾日渐突出,供给能力不足的趋势逐渐扩大,最终必将成为制约经济快速发展的瓶颈。如何解决解决我国能源供给和需求的矛盾,除了要加强国际合作开发海外资源外,还要立足于充分合理利用国内资源,充分挖掘我国各项能源资源潜力,做到高效合理利用。目前,我国已成为世界上最大的发展中国家,是一个能源生产与消费大国。而我国又是一个以煤炭为主要能源的国家,能量来源主要为不可再生的资源,这种能源结构给环境造成的压力是巨大的,因此,迅速优化能源结构,提高能源效率,发展可再生能源,已经是我国可持续发展战略中不可缺少的重要组成部分。
二、可再生能源
可再生能源,顾名思义,就是可以再生的能源,煤炭、石油、核能均属不可再生能源,而水能、风能、太阳能、生物能等等,均属可再生能源。
人类对能源的利用及开发历史,经历了从单一种类到多样化,从低效到高效的过程,现在及未来,我们又开始由高碳向低碳转换,能源结够日益复杂多元化。人类对能源利用的每一次变革,都极大的推动了社会的发展,是人类由最初的农业文明向工业文明不断进步,但随着社会的不断发展,能的消费量也在大幅增加,不可再生能源带来的种种弊端及危害也凸显出来,比如化石类能源所造成的环境污染,核能源的污染及安全隐患,都已经日益严峻,在这一背景下,迫使人们去开发新能源,用可再生能源去替代不可再生能源,以维持人类社会的可持续发展。
自上个世纪七十年代西方国家爆发第一次石油危机起,人们就开始意思到能源危机,并寻求解决途径,联合国于1981年8月通过了《促进新能源和可再生能源发展与利用的内罗毕行动纲领》,开始在全球范围内推行新能源与可再生能源的发展。近年来,可再生能能源的发展迅速加快,投资迅速增长,市场规模不断扩大,2002—2006年期间,全球可再生能源的增长速度在15%--30%之间,其中太阳能光伏发电年增长率高达60%,2008年,太阳能发电投资额增长了49%。目前,太阳能发电已成为全球增长最快,收益最高的产业之一。
三、我国的太阳能资源状况
太阳作为一种可再生的清洁能源,可以说是取之不尽用之不竭,我国地域辽阔,大部分国土处于中低纬度,太阳照射强留,辐射交大,太阳能资源丰富,根据估算,我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ。从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大,那里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。总体来讲,我国太阳能资源丰富和较丰富的地区,约占全国总面的2/3以上,具备利用太阳能的天然条件。
四、我国太阳能发电的历程
而我国太阳能发电的起步,自1958年开始。我国于1958年开始研究太阳电池,于1971年成功地首次应用于我国发射的东方红二号卫星上。于1973年开始将太阳电池用于地面。我国的太阳能发电工业在80年代以前尚处于雏形,太阳电池的年产量一直徘徊在10KW以下,价格也很昂贵。太阳能发电技术方面的发展也一直处于落后水平,与日本、美国、德国等先进国家相比,差距依然很大。由于受到价格和产量的限制,市场的发展很缓慢,除了作为卫星电源,在地面上太阳电池仅用于小功率电源系统。
受国际大环境的影响,在国际项目、政府项目与市场的驱动下,我国光伏发电技术发展明显,已经形成了自主研发的光伏发电产业。在“六五”(1981-1985)和“七五”(1986-1990)期间,国家开始对光伏工业和光伏市场的发展给以支持,中央和地方政府在光伏领域投入了一定资金,使得我国十分弱小的太阳电池工业得到了巩固并在许多应用领域建立了示范,同时,在“七五”期间,国内先后从国外引进了多条太阳电池生产线,除了一条1MW的非晶硅电池生产线外,其它全是单晶硅电池生产线,使得我国太阳电池的生产能力迅猛增涨,售价也大幅下降。九十年代以后,随着我国光伏产业初步形成和成本降低,应用领域开始向工业领域和农村电气化应用发展,市场稳步扩大,并被列入国家和地方政府计划。进入21世纪,特别是近3年的“送电到乡”工程,国家投资20亿,安装20MW,解决了我国800个无电乡镇的用电问题,推动了我国光伏市场快速、大幅度增长。与此同时,并网发电示范工程开始有较快发展,从5kW、10kW发展到100kW以上,2004年深圳世博园1MW并网发电工程成为我国光伏应用领域的亮点。2007年6月,国内首座70千瓦的太阳能塔式光热发电系统在南京通过鉴定验收。2010年7月,亚洲首座塔式太阳能光热发电站在北京延庆动工兴建。2011年4月,内蒙古50兆瓦槽式太阳能项目中标结果揭晓,大唐新能源股份有限公司以0.9399元/千瓦时的最低价中标。有关资料显示,内蒙古光热发电项目总投资约16亿元,每年可发电1.2亿千瓦时以上。2011年6月1日,国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》正式实施,在指导目录鼓励类新增的新能源门类中,太阳能光热发电被放在突出位置。业内人士认为,光热发电设备市场即将迎来新一轮竞争。
五、面临的问题
与国际蓬勃发展的太阳能发电事业相比,中国的太阳能发电面临的问题也不少,主要有以下几个方面:
(一)全国关于这个行业的规划不够规范、不够详细,仅有一些部委或地区规划恐怕是不够的。目前,全国很多省区市都出现了新能源发展热潮,100多个省市建新能源基地,盲目的投入使得这个新兴行业已经出现产能过剩的格局。
(二)我国对太阳能发电方面的科学研究始于20世纪70年代末,由于长时间受工艺、材料、部件及相关技术的限制,没有相应的政策激励,在太阳能发电方面的基础研究、材料研究、发展研究、应用研究,产业化研究、市场开发,多年的一直处于徘徊不前的局面。在市场方面,由于投资高,成本高,与传统的发电行业相比,根本没有竞争力,需要有力的政策激励扶持,这也是国外成功的经验。光伏研究单位缺少资金,设备老化,科研力量流夫严重,科研成果稀少,知识创新能力薄弱,太阳能发电的科普教育和人才培养薄弱,中青年光伏人才紧缺。
(三)原材料供应上,太阳能电池的原料硅晶,目前世界上只有美国、日本、德国等只有不到10个国家掌握这项技术,并且核心技术也一直都掌握在几家公司手中,具有相当的垄断性。由于硅材料严重短缺的制约,我国95%的高纯多晶硅材料依赖进口,而太阳能电池中组件成本占整套系统的比例达到了70%,因此太阳能电池价格高昂,使太阳能发电价格很难有所下降。从太阳能发电的主要原料到技术,基本上被国外垄断,这一问题已经成为我国发展太阳能光伏产业的最大瓶颈。我们不能指望从国外买进技术,必须要靠科研人员和企业的自主研发创新。所以要使太阳能发电得到大规模推广,科学家必须降低太阳能电池材料的成本,或找到更廉价的太阳能电池新材料,或提高光电转化效率,当然方向是多元的。
六、结束语
最近10年全球太阳能发电产业的平均年增长率为30%,近5年年均增长率为40%。根据《可再生能源中长期发展规划》,到2020年,我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW,到2050年将达到600GW。按照中国电力科学院的预测,未来15年,我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上,太阳能发电投资总额为950亿元。2011年8月1日国家发改委颁布全国统一的太阳能光伏发电标杆上网电价标准,对国内的光伏发电企业以及整个产业链都是个利好消息,太阳能产业在我国将会得到迅速发展并推向了新高潮。
关键词:能源;太阳能发电;可再生能源
中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2011)-10-0-02
一、绪言
在经济快速增长的背景下,我国能源供需矛盾日渐突出,供给能力不足的趋势逐渐扩大,最终必将成为制约经济快速发展的瓶颈。如何解决解决我国能源供给和需求的矛盾,除了要加强国际合作开发海外资源外,还要立足于充分合理利用国内资源,充分挖掘我国各项能源资源潜力,做到高效合理利用。目前,我国已成为世界上最大的发展中国家,是一个能源生产与消费大国。而我国又是一个以煤炭为主要能源的国家,能量来源主要为不可再生的资源,这种能源结构给环境造成的压力是巨大的,因此,迅速优化能源结构,提高能源效率,发展可再生能源,已经是我国可持续发展战略中不可缺少的重要组成部分。
二、可再生能源
可再生能源,顾名思义,就是可以再生的能源,煤炭、石油、核能均属不可再生能源,而水能、风能、太阳能、生物能等等,均属可再生能源。
人类对能源的利用及开发历史,经历了从单一种类到多样化,从低效到高效的过程,现在及未来,我们又开始由高碳向低碳转换,能源结够日益复杂多元化。人类对能源利用的每一次变革,都极大的推动了社会的发展,是人类由最初的农业文明向工业文明不断进步,但随着社会的不断发展,能的消费量也在大幅增加,不可再生能源带来的种种弊端及危害也凸显出来,比如化石类能源所造成的环境污染,核能源的污染及安全隐患,都已经日益严峻,在这一背景下,迫使人们去开发新能源,用可再生能源去替代不可再生能源,以维持人类社会的可持续发展。
自上个世纪七十年代西方国家爆发第一次石油危机起,人们就开始意思到能源危机,并寻求解决途径,联合国于1981年8月通过了《促进新能源和可再生能源发展与利用的内罗毕行动纲领》,开始在全球范围内推行新能源与可再生能源的发展。近年来,可再生能能源的发展迅速加快,投资迅速增长,市场规模不断扩大,2002—2006年期间,全球可再生能源的增长速度在15%--30%之间,其中太阳能光伏发电年增长率高达60%,2008年,太阳能发电投资额增长了49%。目前,太阳能发电已成为全球增长最快,收益最高的产业之一。
三、我国的太阳能资源状况
太阳作为一种可再生的清洁能源,可以说是取之不尽用之不竭,我国地域辽阔,大部分国土处于中低纬度,太阳照射强留,辐射交大,太阳能资源丰富,根据估算,我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ。从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大,那里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。总体来讲,我国太阳能资源丰富和较丰富的地区,约占全国总面的2/3以上,具备利用太阳能的天然条件。
四、我国太阳能发电的历程
而我国太阳能发电的起步,自1958年开始。我国于1958年开始研究太阳电池,于1971年成功地首次应用于我国发射的东方红二号卫星上。于1973年开始将太阳电池用于地面。我国的太阳能发电工业在80年代以前尚处于雏形,太阳电池的年产量一直徘徊在10KW以下,价格也很昂贵。太阳能发电技术方面的发展也一直处于落后水平,与日本、美国、德国等先进国家相比,差距依然很大。由于受到价格和产量的限制,市场的发展很缓慢,除了作为卫星电源,在地面上太阳电池仅用于小功率电源系统。
受国际大环境的影响,在国际项目、政府项目与市场的驱动下,我国光伏发电技术发展明显,已经形成了自主研发的光伏发电产业。在“六五”(1981-1985)和“七五”(1986-1990)期间,国家开始对光伏工业和光伏市场的发展给以支持,中央和地方政府在光伏领域投入了一定资金,使得我国十分弱小的太阳电池工业得到了巩固并在许多应用领域建立了示范,同时,在“七五”期间,国内先后从国外引进了多条太阳电池生产线,除了一条1MW的非晶硅电池生产线外,其它全是单晶硅电池生产线,使得我国太阳电池的生产能力迅猛增涨,售价也大幅下降。九十年代以后,随着我国光伏产业初步形成和成本降低,应用领域开始向工业领域和农村电气化应用发展,市场稳步扩大,并被列入国家和地方政府计划。进入21世纪,特别是近3年的“送电到乡”工程,国家投资20亿,安装20MW,解决了我国800个无电乡镇的用电问题,推动了我国光伏市场快速、大幅度增长。与此同时,并网发电示范工程开始有较快发展,从5kW、10kW发展到100kW以上,2004年深圳世博园1MW并网发电工程成为我国光伏应用领域的亮点。2007年6月,国内首座70千瓦的太阳能塔式光热发电系统在南京通过鉴定验收。2010年7月,亚洲首座塔式太阳能光热发电站在北京延庆动工兴建。2011年4月,内蒙古50兆瓦槽式太阳能项目中标结果揭晓,大唐新能源股份有限公司以0.9399元/千瓦时的最低价中标。有关资料显示,内蒙古光热发电项目总投资约16亿元,每年可发电1.2亿千瓦时以上。2011年6月1日,国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》正式实施,在指导目录鼓励类新增的新能源门类中,太阳能光热发电被放在突出位置。业内人士认为,光热发电设备市场即将迎来新一轮竞争。
五、面临的问题
与国际蓬勃发展的太阳能发电事业相比,中国的太阳能发电面临的问题也不少,主要有以下几个方面:
(一)全国关于这个行业的规划不够规范、不够详细,仅有一些部委或地区规划恐怕是不够的。目前,全国很多省区市都出现了新能源发展热潮,100多个省市建新能源基地,盲目的投入使得这个新兴行业已经出现产能过剩的格局。
(二)我国对太阳能发电方面的科学研究始于20世纪70年代末,由于长时间受工艺、材料、部件及相关技术的限制,没有相应的政策激励,在太阳能发电方面的基础研究、材料研究、发展研究、应用研究,产业化研究、市场开发,多年的一直处于徘徊不前的局面。在市场方面,由于投资高,成本高,与传统的发电行业相比,根本没有竞争力,需要有力的政策激励扶持,这也是国外成功的经验。光伏研究单位缺少资金,设备老化,科研力量流夫严重,科研成果稀少,知识创新能力薄弱,太阳能发电的科普教育和人才培养薄弱,中青年光伏人才紧缺。
(三)原材料供应上,太阳能电池的原料硅晶,目前世界上只有美国、日本、德国等只有不到10个国家掌握这项技术,并且核心技术也一直都掌握在几家公司手中,具有相当的垄断性。由于硅材料严重短缺的制约,我国95%的高纯多晶硅材料依赖进口,而太阳能电池中组件成本占整套系统的比例达到了70%,因此太阳能电池价格高昂,使太阳能发电价格很难有所下降。从太阳能发电的主要原料到技术,基本上被国外垄断,这一问题已经成为我国发展太阳能光伏产业的最大瓶颈。我们不能指望从国外买进技术,必须要靠科研人员和企业的自主研发创新。所以要使太阳能发电得到大规模推广,科学家必须降低太阳能电池材料的成本,或找到更廉价的太阳能电池新材料,或提高光电转化效率,当然方向是多元的。
六、结束语
最近10年全球太阳能发电产业的平均年增长率为30%,近5年年均增长率为40%。根据《可再生能源中长期发展规划》,到2020年,我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW,到2050年将达到600GW。按照中国电力科学院的预测,未来15年,我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上,太阳能发电投资总额为950亿元。2011年8月1日国家发改委颁布全国统一的太阳能光伏发电标杆上网电价标准,对国内的光伏发电企业以及整个产业链都是个利好消息,太阳能产业在我国将会得到迅速发展并推向了新高潮。