在化石能源頂峰的大背景以及減排等問題約束之下,人們對新能源大肆追求,最熱的領(lǐng)域當(dāng)屬太陽能。太陽照射地球一個(gè)小時(shí)產(chǎn)生的能源,足夠目前世界全年的能源需求。正因此,使用太陽能被看作是我們擺脫對石油依賴的終極途徑。如果能夠以節(jié)約資源的方式利用太陽能,獲得能源凈利潤,便真正稱得上是擁有了取之不盡、用之不竭的能源。
1太陽能光伏發(fā)電前景廣闊
進(jìn)入新世紀(jì)以來,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今世界最受關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)之一。光伏發(fā)電是利用太陽能和半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽光輻射能,并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式,是當(dāng)今主流的太陽能發(fā)電方式。光伏發(fā)電不需要燃料,無氣體排放,屬于“綠色”產(chǎn)業(yè),具有無污染、安全、長壽命、維護(hù)簡單、資源永不枯竭和資源分布廣泛等特點(diǎn),被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的新能源,可廣泛應(yīng)用于航天、通訊、能源、農(nóng)業(yè)、辦公設(shè)施、交通以及民宅等領(lǐng)域。
近年來,太陽能光伏作為一種清潔可再生的新能源產(chǎn)業(yè),受到世界各國的普遍關(guān)注和重視。許多國家政府都在加大對該產(chǎn)業(yè)的政策支持力度,將太陽能光伏等新能源產(chǎn)業(yè)作為引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措。中國的光伏產(chǎn)業(yè)通過技術(shù)引進(jìn)和創(chuàng)新,產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速壯大,目前已發(fā)展成為全球最大的光伏產(chǎn)業(yè)制造基地之一。
未來中國光伏并網(wǎng)電站主力市場將主要聚集在中國西部,這里具備承載帶動(dòng)中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的地域優(yōu)勢。我國新能源資源豐富、潛力巨大,發(fā)展新能源可以收到‘‘一石三鳥” 的效果:一是可以減少對石油的依賴;二是應(yīng)對當(dāng)前國際金融危機(jī),擴(kuò)大內(nèi)需、拉動(dòng)投資、增加就業(yè),為金融危機(jī)后提供一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn);三是應(yīng)對氣候變化,調(diào)整能源結(jié)構(gòu),減少二氧化碳的排放,推動(dòng)能源可持續(xù)發(fā)展;四是搶占未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制高點(diǎn),推動(dòng)人類進(jìn)入一個(gè)綠色發(fā)展模式,提升中國能源的國際競爭力。
通過發(fā)展新能源,逐步建立起低碳的能源系統(tǒng)、技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),逐步向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,最后形成與低碳發(fā)展相適應(yīng)的生產(chǎn)方式和消費(fèi)模式,這是將來的一個(gè)大趨勢。前三次產(chǎn)業(yè)革命分別由蒸汽機(jī)、電力和電腦為引領(lǐng),第四次產(chǎn)業(yè)革命將迎來以新能源為引領(lǐng)的能源革命。目前,我國正在修訂《可再生能源法》,編制新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,推進(jìn)這一新興戰(zhàn)略性
產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。
2太陽能光伏行業(yè)發(fā)展存在的問題
(1)產(chǎn)能相對過剩
為了引導(dǎo)多晶硅產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,避免產(chǎn)業(yè)過度競爭,促進(jìn)節(jié)能減排,國家將多晶硅產(chǎn)業(yè)列為產(chǎn)能過剩的行業(yè),通過采用經(jīng)濟(jì)、行政等手段,堅(jiān)決抑制多晶硅產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)的勢頭。
當(dāng)前,全國許多省區(qū)市都出現(xiàn)新能源發(fā)展熱潮,100多個(gè)城市提出建設(shè)新能源基地。2008年我國多晶硅產(chǎn)能2萬噸,產(chǎn)量4000噸左右,在建產(chǎn)能高達(dá)約8萬噸,產(chǎn)能明顯過剩。在短短2年間,一個(gè)原本高投入、高回報(bào)、進(jìn)入門檻高的朝陽行業(yè)轉(zhuǎn)眼間變成產(chǎn)能過剩行業(yè),這再次顯示了在目前中國大工業(yè)時(shí)代各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)共性—— 供不應(yīng)求一大小項(xiàng)目一起上一產(chǎn)能過剩一淘汰落后產(chǎn)能。
(2)市場和原料在國外
我國光伏發(fā)電市場發(fā)展緩慢,目前太陽能光伏產(chǎn)業(yè)兩頭在外,即上游的多晶硅材料和最下游的應(yīng)用都在國外。國內(nèi)生產(chǎn)的太陽能電池98%用于出口,相當(dāng)于大量輸出國內(nèi)緊缺的能源。
原料在國外這塊,全球有四個(gè)國家,美國、日本、德國、俄羅斯能生產(chǎn)比較好的多晶硅,這四個(gè)國家都是生產(chǎn)半導(dǎo)體的。我們國家也能生產(chǎn),但產(chǎn)業(yè)程度不一樣、技術(shù)含量也不一樣。我們現(xiàn)在真正具有知識產(chǎn)權(quán)的也沒有,或者說很少吧,至于環(huán)保各方面,能耗,距離國外先進(jìn)水平還差的很遠(yuǎn),應(yīng)該說我們國家沒有什么特別成熟的企業(yè)。
由于光伏是典型的‘兩頭在外”產(chǎn)業(yè),這意味著在中國消耗了大量能源,造成了大量污染,卻在國內(nèi)生產(chǎn)出了清潔能源,這也是人們質(zhì)疑光伏產(chǎn)業(yè)的重要原因。
(3)成本相對較高
在世界范圍內(nèi),太陽能取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,但是太陽能的使用比重遠(yuǎn)不及全球總能耗的1%。高成本是造成太陽能沒有受到廣泛應(yīng)用的重要原因。由于陽光只在白天照射,而且白天還不一定有陽光。如果要完全依賴太陽能,必須找到儲(chǔ)存太陽能的方法。
迄今為止,我們還沒有找到經(jīng)濟(jì)合算的方法儲(chǔ)存太陽能。目前研制的兩種方法——壓縮空氣及電池儲(chǔ)存都非常昂貴。
目前世界大廠生產(chǎn)多晶硅的成本在25~3O美元左右,國內(nèi)一般在70美元/kg左右,且國際七大廠質(zhì)量比國內(nèi)大部分產(chǎn)品更為優(yōu)質(zhì)。在這種情況下,下游的企業(yè)當(dāng)然愿意進(jìn)口。這種70美元/kg的價(jià)格,相比國際七大多晶硅廠商25~30美元/kg的生產(chǎn)成本,利潤也足夠豐厚。
迄今為止,最為成功的光電薄膜技術(shù)是碲化鎘。但薄膜技術(shù)需要依靠碲,而碲是世界最稀有的金屬之一, 應(yīng)用于內(nèi)存芯片、光盤,并且被用做鉛和銅的強(qiáng)化劑。2000~2006年,碲價(jià)上漲了7倍多,上漲速度超過了其他所有商品。目前,以碲為原料的太陽能電池提供的能源僅占世界能源需求的1%。只要薄膜技術(shù)得到顯著提高,碲需求必定節(jié)節(jié)攀升。有些地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為,即使在現(xiàn)有使用情況下,到2020年,碲也會(huì)變得十分緊缺。顯而易見,只要薄膜太陽能電池的生產(chǎn)擴(kuò)大,必然會(huì)導(dǎo)致碲的短缺。多數(shù)碲都來自銅的精煉,但能源價(jià)格上漲,銅的開采成本變得高昂。這樣,碲價(jià)也愈加面臨著上漲的壓力。
(4)綜合能耗較大
光伏發(fā)電是環(huán)保產(chǎn)業(yè),但光伏電池所用的多晶硅在提煉過程中,耗電量卻比素有“電老虎” 之稱的電解鋁還要高。目前國外領(lǐng)先企業(yè)使用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅,綜合電耗在150 kw·h/kg以下;而我國部分企業(yè)由于工藝水平相對落后,綜合電耗達(dá)到200~300 kw·h/kg。
制造多晶硅要消耗這么大的電量,而太陽能電池的其他制造環(huán)節(jié)對電力的需求也較高。
(5)質(zhì)量存在差距
在全球多晶硅行業(yè)要站穩(wěn)腳跟,首先是產(chǎn)品質(zhì)量要好,其次要有成本效應(yīng),這就需要實(shí)現(xiàn)一體化的生產(chǎn)。眾所周知,目前制約國內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸在于,核心技術(shù)的缺失導(dǎo)致企業(yè)的成本過高,產(chǎn)品的質(zhì)量也無法保障,因此很難與國際巨頭進(jìn)行競爭。國內(nèi)生產(chǎn)線多為1000噸左右,多是落后技術(shù),提純的多晶硅含的硼、磷、銅等雜質(zhì)較多。
(6)單線產(chǎn)能低下
多晶硅項(xiàng)目是一個(gè)高能耗的產(chǎn)業(yè),沒有達(dá)到3000~5000噸單生產(chǎn)線規(guī)模優(yōu)勢時(shí),對環(huán)境的污染和規(guī)模不經(jīng)濟(jì)帶來的高成本,不可避免。目前國內(nèi)及國際主流配置為新上產(chǎn)能為單線5000噸以上,且有共用設(shè)備,技術(shù)工藝更為高端,成本大幅減低,未來企業(yè)的競爭將是以萬噸級的產(chǎn)能作為標(biāo)準(zhǔn)。
(7)污染問題突出
雖然太陽能是綠色能源,但太陽能上游的組件和硅原料卻是一個(gè)高污染行業(yè)。產(chǎn)品的制造過程中,會(huì)排出四氯化硅、氯化氫、氫氣等尾氣。特別是四氯化硅,如果不做處理,就會(huì)溶解變?yōu)辂}酸等物質(zhì),將污染土壤。與很多高耗能、高污染行業(yè)一樣,歐洲國家無法承受其在本國生產(chǎn)的負(fù)面影響,中國得以成為太陽能世界制造中心也基于此。
目前普遍采用的是碳還原法,生成的物質(zhì)既有硅,同時(shí)還伴隨著大量的二氧化碳。在耗費(fèi)大量電能之外,二氧化碳的生成直接帶來了溫室氣體的排放,這與目前國家所提倡的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展宗旨明顯相悖。根據(jù)我們測算,每生產(chǎn)1 kg工業(yè)硅需要2kg的碳,相應(yīng)生成2 kg的二氧化碳。
以前用西門子法生產(chǎn)多晶硅,副產(chǎn)物四氯化硅這一劇毒物質(zhì)沒有得到有效處理,要么生成后被就地掩埋,要么賣給下游企業(yè)作為生產(chǎn)原料。近幾年國內(nèi)企業(yè)開始大量引進(jìn)國外通用的改良西門子法,開始對四氯化硅進(jìn)行工業(yè)處理。一般是采用熱氫化技術(shù)和氯氫化技術(shù)生成三氯氫硅,進(jìn)行循環(huán)利用再次生產(chǎn)多晶硅。
但無論是熱氫化還是氯氫化,四氯化硅單次循環(huán)生成三氯氫硅的轉(zhuǎn)化率只能達(dá)到20%-30%之間。按照目前的生產(chǎn)水平,制成一噸的多晶硅要伴隨l0至15噸的四氯化硅副產(chǎn)物的生成,副產(chǎn)物要比主要產(chǎn)品多的多。有一種說法可以進(jìn)行多次循環(huán),最終達(dá)到100%的處理效果。單次循環(huán)過程要耗費(fèi)1O度電,這占整個(gè)多晶硅過程能耗的近1/10。
(8)行業(yè)組織松散
由于產(chǎn)品長期出口,中國光伏行業(yè)內(nèi)的企業(yè)往往各自為戰(zhàn)、組織松散,在需要一致對外的時(shí)候難以統(tǒng)一。光伏企業(yè)以前并沒有注重行業(yè)內(nèi)的合作,在遭遇反傾銷的危機(jī),產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)一致非常必要。但實(shí)際上,中國光伏行業(yè)里卻并沒有一個(gè)公認(rèn)的行業(yè)組織和協(xié)調(diào)機(jī)制,來協(xié)調(diào)大廠之間、大廠與小廠之間錯(cuò)綜復(fù)雜的利益關(guān)系,僅有的幾個(gè)省級光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)能夠起到的作
用也非常有限。
3 促進(jìn)太陽能光伏行業(yè)的發(fā)展2009中國光伏發(fā)電高峰論壇,專家一致認(rèn)定,雖然全球太陽能光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)人了調(diào)整階段,但發(fā)展大勢不會(huì)改變,太陽能產(chǎn)業(yè)是新能源產(chǎn)業(yè)中最富前景的產(chǎn)
業(yè)。所以,對已投產(chǎn)并有良好基礎(chǔ)的多晶硅企業(yè),可調(diào)整發(fā)展腳步,苦練內(nèi)功,穩(wěn)定系統(tǒng),提高質(zhì)量,降低消耗,應(yīng)對市場變化。對人才資金實(shí)力雄厚的在建多晶硅企業(yè),借市場蕭條、原材料價(jià)格低迷之際,用低成本完成項(xiàng)目建設(shè),等待經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇;對無技術(shù)保障、無人才和資金優(yōu)勢的企業(yè),宜借此機(jī)會(huì),調(diào)整發(fā)展方向,盡可能減少損失,有能力的企業(yè)可以兼并重組。
(1)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級
對于眾多能源企業(yè)來說,迅速適應(yīng)新的形勢、加快結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高經(jīng)營水平、避免投資過熱等是迫在眉睫的大事。例如國家著手限制耗電較高的多晶硅項(xiàng)目,但對耗電量較低的多晶硅項(xiàng)目還是比較鼓勵(lì)的。
新建多晶硅項(xiàng)目規(guī)模必須大于3000噸/年,到2011年前淘汰綜合電耗大于200 kw·h/kg的多晶硅產(chǎn)能。
(2)淘汰高污染企業(yè)
多晶硅并不是一個(gè)高污染行業(yè),只有做不好才會(huì)造成污染。污染有兩種原因:一是資金不投人,二是技術(shù)達(dá)不到水平。為此,國家應(yīng)該加強(qiáng)規(guī)范,把高能耗和高污染的企業(yè)淘汰出局。未來政府應(yīng)該提高企業(yè)進(jìn)入的環(huán)保門檻。環(huán)保不達(dá)標(biāo)的企業(yè)規(guī)模再大都不能進(jìn)人這一行業(yè)。國家制定針對多晶硅產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的引導(dǎo)政策,更多應(yīng)該從提高環(huán)保門檻的角度人手。這
也將會(huì)成為未來的政策發(fā)展方向。
(3)促進(jìn)能耗下降
在改良西門子法中,將副產(chǎn)物四氯化硅氫化為三氯氫硅是有效利用資源、降低多晶硅生產(chǎn)成本的一個(gè)關(guān)鍵步驟。傳統(tǒng)的熱氫化方法是在高溫(1 250℃)和高壓(0.5 MPa)下進(jìn)行的,其缺點(diǎn)是高能耗和高成本;而冷氫化工藝在500℃的溫度下即可完成反應(yīng),這種技術(shù)不僅能降低生產(chǎn)過程中的能耗,而且還可以減少80%的占地面積,經(jīng)測算,每生產(chǎn)lkg多晶硅,利用
冷氫化技術(shù)將比熱氫化技術(shù)減少10美元成本。從全球范圍來看,改良西門子法采用熱化學(xué)氣相反應(yīng)路線,這是其能耗高、生產(chǎn)成本高的根本原因,我們應(yīng)該著重發(fā)展低成本多晶硅新技術(shù)產(chǎn)業(yè),用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相反應(yīng)與流化床結(jié)合的技術(shù)逐步取代改良西門子法。
(4)促進(jìn)行業(yè)聯(lián)合
政府和企業(yè)必須進(jìn)一步聯(lián)合推動(dòng),制定相關(guān)政策,建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,提高多晶硅產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門檻,產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合促進(jìn)我國多晶硅行業(yè)邁上一個(gè)新臺(tái)階。國內(nèi)太陽能產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)科研聯(lián)合攻關(guān)是提高我國光伏產(chǎn)業(yè)競爭力行之有效的措施。建議國家應(yīng)該牽頭搞一個(gè)千噸級的企業(yè),國家支持一部分資金,由參與的企業(yè)進(jìn)行投資,把工程技術(shù)人員及專家集中起來,共同
開發(fā),技術(shù)對參與企業(yè)開放,這樣可以避免各個(gè)企業(yè)的低水平重復(fù)開發(fā),減少資源浪費(fèi),推動(dòng)行業(yè)整體技術(shù)水平的提高。
太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈很長,政府應(yīng)該搭建一個(gè)好的平臺(tái),讓每個(gè)環(huán)節(jié)上的優(yōu)秀企業(yè)參與進(jìn)來,走聯(lián)合研發(fā)和市場化運(yùn)作的道路。對企業(yè)來講,最核心的就是降低成本,提高質(zhì)量。多晶硅企業(yè)要適當(dāng)開放,每個(gè)企業(yè)在技術(shù)、工藝、質(zhì)量管理、經(jīng)營理念等方面都有自己的長處,應(yīng)該成果共享,整合資源。
(5)應(yīng)作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)考慮
雖然新能源前景廣闊,但現(xiàn)在只是剛剛見到一絲曙光。我們在大力發(fā)展新能源的同時(shí),也要保持清醒的頭腦——新能源還遠(yuǎn)沒有到“唱主角” 的時(shí)候。新能源是未來的希望,但不是今天的支柱。
發(fā)展光伏發(fā)電,目前對中國來說是一個(gè)比較奢侈的東西。目前還不到大規(guī)模放開發(fā)的時(shí)候。回顧世界能源發(fā)展的歷史,每一次能源轉(zhuǎn)型,都要經(jīng)歷艱巨、長期的發(fā)展過程。盡管石油和煤炭等化石能源是導(dǎo)致全球氣候變暖的原因之一,但世界對化石能源的依賴將長期存在,未來數(shù)十年新能源都難以占據(jù)主流地位。我們需要幾十年的努力,才能把新能源產(chǎn)業(yè)真正打造出來。
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