光伏发电成本骤降 能源变局将现

时间:2013-08-30
来源:中国经济网
分类:热点
今年初“股神”巴菲特携巨资收购太阳能电站,而苹果也在投资光伏电站,他们在这样的时点,纷纷将投资触角伸向太阳能领域,究竟从太阳能行业中看到了什么?

    今年初“股神”巴菲特携巨资收购太阳能电站,而苹果也在投资光伏电站,他们在这样的时点,纷纷将投资触角伸向太阳能领域,究竟从太阳能行业中看到了什么?

    当前全球经济正处于第三次能源革命时期,人类经济社会的发展,对能源的需求与日俱增,但是以煤炭和石油为标志的化石能源时代终将过去,而太阳能发电因其可再生、无穷无尽、洁净等特征,成为新能源代表,也必将是未来的宠儿。

    太阳能是最理想的能源

    据估计,当前化石能源是全球消耗的主要能源,而我国的比例甚至高达90%以上。但作为不可再生资源,以煤炭和石油为标志的化石能源时代终将过去,悲观的估计还有约100年,乐观估计还有200年。而化石能源大量、广泛地使用,带来了日益严重的“副产品”:环境污染,气候变暖,生态恶化。

    煤炭是中国的主要能源,以煤为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。相对落后的煤炭生产方式和消费方式,加大了环境保护的压力。

    以煤炭和石油为标志的化石能源时代终将枯竭,这迫切需要人类开发新的资源。在可再生资源中,风能、地热能、核聚变能以及太阳能是主要的存在形式,其中水能受地理因素限制、发电量受河流枯丰水变化影响大,尤其是大型水电站,对自然河流的生态影响巨大。

    风能尽管也是清洁能源,但是风能开发利用同样有诸多弊端,如风速不稳定、产生的能量大小不稳定;风能利用受地理位置限制严重,转换率低等;核能的开发利用主要是有安全性担忧。

    从能源需求折合的装机量分析,全球人口2006年是65亿,能源需求折合成装机是14.5TW (1TW=1000GW);到2050年全世界人口大概要达到100亿,按照每人每年GDP增长1.6%,GDP单位能耗按照每年减少1%,则能源需求装机将是大约30~60TW,届时主要靠可再生能源来解决。可是,世界上潜在水能资源4.6TW,经济可开采资源只有0.9TW;风能实际可开发资源2~4TW;生物质能3TW(加起来总共8TW)。

    从我国的实际情况看,中国有大约120万平方公里的戈壁和荒漠面积,即使只开发利用5%的荒漠,就可安装超过50亿KW太阳能光伏发电系统,年发电量可以达到6万亿千瓦时,相当于美国2010年发电量总和的1.5倍,等同于我国2015年预测发电量的总和。

    因此,在这些可再生能源中,只有太阳能才是最清洁、安全和可靠且唯一能够保证人类未来需求的能量来源,其潜在资源120000TW,实际可开采资源高达600TW。所以有专家认为,太阳能+储能技术是人类解决能源问题的终极解决方案。

    另一方面,据欧洲光伏工业协会EPIA预测,太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。根据欧盟委员会联合研究中心 (JRC)的预测,到2030年可再生能源在总能源结构中占到30%以上,太阳能光伏发电在世界总电力的供应中达到10%以上;2040年可再生能源占总能耗50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末可再生能源在能源结构中占到80%以上,太阳能发电占到60%以上。

    为此,太阳能发电将为全人类解决“能源危机”、“环境污染”和“可持续发展”等三大世界难题做出历史性、跨世纪的伟大贡献。从长远来看,作为清洁、可再生能源的太阳能光伏技术最成熟,最具可操作性,有着巨大发展空间,这是不可更改的历史大趋势。

    技术突破已达 “临界点”

    光伏产业与传统化石能源竞争的关键是价格和成本,由于光伏发电的价格高于常规能源,因此市场主要依赖于国家对光伏发电的政策补贴。近几年来,中国晶体硅光伏组件制造技术取得了巨大进步。

    围绕着降低成本的各种研究开发工作取得显著成就,表现在晶硅原材料制备技术取得巨大突破,硅片厚度持续降低、电池效率不断提升等方面,在短短几年时间,光伏发电成本下降幅度远超市场预期。

    首先,硅片厚度持续降低。降低硅片厚度是减少硅材料消耗,降低晶体硅太阳电池成本有效技术措施之一。30多年来,太阳电池硅片厚度从20世纪70年代的450~500微米降低到目前的180~200微米,降低了一半以上,对太阳电池成本降低起到了重要作用。目前,国内优秀企业电池片厚度已达到国际先进水平180微米。在不提高碎片率的前提下,如果太阳电池厚度从180微米降到160微米,太阳电池硅用量可减少10%,组件成本可下降6%。

    其次,电池效率不断提高。单晶硅电池的实验室效率已经从20世纪50年代的6%提高到目前的25%,多晶硅电池的实验室效率达到了20.3%,先进技术不断向产业注入,使商业化电池技术不断得到提升。目前量产的晶体硅电池的效率达到14%~20%(单晶硅电池16%~20%,多晶硅14%~16%)。晶体硅电池的效率提高1%,发电成本可下降6%。

    同时,我国提前3年达到专家2014年预测度电成本,更是反映出光伏技术的飞速突破。2011年8月12日,中国资源综合利用协会可再生能源专委会在京发布《中国光伏发电平价上网路线图》(以下简称《路线图》)。《路线图》分析,假设2009年光伏上网电价为1.5元/千瓦时,以后每年下降8%;火电上网电价以后每年上涨6%。则到2014年,中国工商业用电价格首先超过光伏发电上网电价,率先实现“平价上网”。假设2009年光伏发电上网基准价为1.5元/千瓦时,按照光伏发电价格每年下降8%,2014年光伏发电价格将低于1元/千瓦时,而常规工商业用电2009年平均价格0.81元/千瓦时,若每年上涨6%,到2014年工商业用电价格将超过光伏发电上网电价,率先实现平价上网,国内光伏发电的市场将快速启动。

    从当前国内的实际情况看,光伏平价上网的时间远比2011年8月专家们所分析的时间大范围提前,而这个时间提前将构成非常重要的投资机会。根据专家在2010年图示,预计2014年才会达到1元/千瓦时,实际上在2012年已经到0.8~1.00元/千瓦时,而当前国内光伏行业的度电成本已达0.7元~0.8元,如果加上国家的一定数额的政策补贴,度电成本已经能够达到0.4元及以下。

    光伏发展的终极目标是实现平价上网,传统能源目前的度电成本在0.4元附近。随着光伏技术持续发展,2014年度电成本已经提前3年实现,且当前行业度电成本普遍已达到0.7~0.8元,这意味着当前的光伏技术已经达到了一个 “临界点”。这个临界点一旦突破,市场需求可能呈现几何级爆发,其替代能源甚至主力能源的时代将提前到来。

    最后,与传统化石能源如煤炭比较,随着煤炭开采量逐年增加,资源消耗导致储量减少,紧缺程度日益加剧,化石能源价格必然上涨,进而导致火电发电成本的升高。而煤炭、石油的开采、运输以及燃烧都需要广泛的人力参与,人力成本的逐年上升同样是必然。外部成本方面,在考虑到火电燃烧排放的污染,特别是我国以北京为首的大型城市雾霾严重,中央政府为此计划投入1.7万亿元治理大气污染,这一部分隐形成本算进去,未来火电成本的持续上升更将是趋势性的。所以,如果将环境治理成本也测算进去,光伏发电的成本已经低于火电成本。

    政府对生态问题重视已经提升到一个高度,建设“生态中国”、“美丽中国”等内容相继提出,前期高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型扩张的经济增长方式已难以为继,这也迫切需要转变发展模式和发展途径。

    光伏产业通过这些年竞争发展,与其他产业相比是中国与先进国家差距较小的一个行业。通过中国政府支持,促进企业技术进步,未来中国光伏行业能在全球光伏市场抢占更多市场份额。

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