光伏發(fā)電現(xiàn)狀與應(yīng)用前景分析

賈興寶

(中國水利水電第十三工程局有限公司機電安裝分公司,山東德州 253034)

光伏發(fā)電現(xiàn)狀與應(yīng)用前景分析

賈興寶

(中國水利水電第十三工程局有限公司機電安裝分公司,山東德州 253034)

本文簡要介紹了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展過程中面臨的一些主要問題,并在此基礎(chǔ)上對光伏發(fā)電未來的發(fā)展方向與應(yīng)用前景做出展望。

光伏發(fā)電 現(xiàn)狀 問題 應(yīng)用前景

1 光伏發(fā)電的發(fā)展及現(xiàn)狀

早在十九世紀中期，法國科學(xué)家貝克雷爾就通過實驗發(fā)現(xiàn)了“光伏效應(yīng)”，證實了光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。在1954年，美國科學(xué)家首次制作完成了單晶硅太陽電池，從此進入了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的光伏發(fā)電新時代，而作為最基本光電池材料的晶體硅在光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)中也一直占據(jù)著統(tǒng)治地位。進入到20世紀90年代后期，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更加迅速，工作效率和生產(chǎn)規(guī)模都有了大幅度提高，與此同時光伏組件的生產(chǎn)成本直線下降到3美元以下。在發(fā)展中國家的范圍內(nèi)，印度的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)一直處于領(lǐng)先地位，有50多家公司從事與光伏發(fā)電技術(shù)有關(guān)的制造業(yè)。進入二十一世紀以來，許多發(fā)達國家先后出臺了包括光伏發(fā)電在內(nèi)的可再生能源計劃，對光伏發(fā)電和太陽能電池的研究生產(chǎn)在歐、美以及亞洲都開始大規(guī)模地進行。目前為止，主要的光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模都集中在美國、日本和歐盟，其光伏發(fā)電市場份額占到了全世界光伏發(fā)電總量的五分之四左右。為了成為世界光伏發(fā)電市場的領(lǐng)頭羊，美國和日本先后出臺有關(guān)太陽能技術(shù)和光伏發(fā)電的研究開發(fā)計劃，如百萬屋頂計劃和日本的新陽光計劃。由此可見，在國際大環(huán)境和大市場下，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭是十分迅猛的。

1959年我國成功研制出首個具有實用價值的太陽能電池，并于1971年成功應(yīng)用于我國第2顆人造衛(wèi)星中。1979年我國開始實現(xiàn)單晶硅工廠化，在此之后引進了國外光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的先進生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)水平，初步形成了屬于我國的光伏產(chǎn)業(yè)。而在進入2000年以后，由于受到國際環(huán)境的影響和國際市場的驅(qū)動，我國的光伏產(chǎn)業(yè)迎來大發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)日益增多，光伏發(fā)電技術(shù)漸漸應(yīng)用于通信、交通、天氣、偏遠地區(qū)等不同領(lǐng)域.太陽能電池的使用率也逐年提高。盡管我國的光伏發(fā)電水平從總體上來看同國外比較還有一定距離，但我國的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展已初具規(guī)模。

2 我國光伏發(fā)電發(fā)展過程中存在的問題

2.1上游產(chǎn)業(yè)污染嚴重

雖然太陽能源和光伏產(chǎn)業(yè)屬于綠色無污染的能源產(chǎn)業(yè)，但利用太陽能的上游產(chǎn)業(yè)和硅材料的相關(guān)生產(chǎn)和加工會對環(huán)境帶來很大的污染。例如太陽能薄膜電池制造時會伴隨四氯化硅和氯化氫等廢氣污染物。特別是四氯化硅，如若處理不當，極有可能會變成某些酸性物質(zhì)，從而對土壤帶來污染和破壞。我國將大部分目光放到了光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)點優(yōu)勢上，對太陽能制造引起的相關(guān)消極影響卻缺乏有效的重視和監(jiān)管。

2.2 缺乏統(tǒng)一的管理和協(xié)調(diào)機制

我國擁有眾多光伏發(fā)電企業(yè)，且產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品中出口份額占了很大一部分比例。但中國太陽能光伏發(fā)電企業(yè)在大部分時間內(nèi)只重視自身企業(yè)的發(fā)展和利潤，忽略了同類企業(yè)之間的團結(jié)和協(xié)作，往往無法團結(jié)對外，這就導(dǎo)致了當我國光伏產(chǎn)業(yè)面臨國際帶來的反傾銷危機壓力時，無法采取有效的應(yīng)對方法。造成這種局面很大的原因在于中國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)缺乏統(tǒng)一的組織或者協(xié)調(diào)機制，去管理光伏企業(yè)之間的利益紛爭，僅僅只靠少量的光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會顯然無法滿足光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的要求。

2.3 對光伏產(chǎn)業(yè)的扶持力度不夠

盡管光伏發(fā)電和太陽能電池的成本已經(jīng)減少了數(shù)十倍，但同傳統(tǒng)發(fā)電手段相比價格依舊過高，這也成為制約光伏發(fā)電發(fā)展的重要因素，因此想要大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，就必須依靠本國政府的大力扶持。但我國政府針對光伏產(chǎn)業(yè)的扶持力度仍有所欠缺。在美國，采用太陽能光伏產(chǎn)品的家庭會獲得政府一定數(shù)額的補助。在法國和印度，使用可再生資源的企業(yè)項目都會享受減稅免稅的優(yōu)惠，而在我國，此類針對光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)惠政策和扶持手段仍需出臺和完善。

2.4 部分群眾的認識不足

光伏發(fā)電雖然并非近幾年的事，但對我國大部分人，尤其是偏遠地區(qū)人民來說是個新事物，因此不可避免地在推廣過程中存在各種問題和困難。很多人缺少對光伏發(fā)電的足夠認識，或多或少存在著不信任的態(tài)度，這也反映了政府和相關(guān)部門對光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)缺乏有效宣傳與指導(dǎo)，導(dǎo)致消費者認識不足。

3 光伏發(fā)電未來的發(fā)展方向與應(yīng)用前景

光伏發(fā)電是人類目前研發(fā)的新型能源中最可靠、最有代表性的發(fā)電工藝，可以預(yù)計，在不久的將來光伏發(fā)電必定會代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)電方式，成為發(fā)電方向的主流。歐洲光伏工業(yè)協(xié)會的最新研究成果表明：到2020年，全球光伏組件產(chǎn)值每年能達到40GW，系統(tǒng)的總裝機容量接近195GW，屆時光伏發(fā)電的產(chǎn)量會占到全球發(fā)電量的1%左右[1]。而到2040年時，光伏發(fā)電的比例會快速上漲到21%左右。世界能源組織研究結(jié)果表明：光伏發(fā)電為世界總發(fā)電帶來的貢獻呈飛躍式發(fā)展，從2000年的0.01%，到2020年的1%，到2040時比例會達到五分之一左右。

能源問題和環(huán)境問題都是我國迫切需要解決的問題，我國經(jīng)濟的發(fā)展方式也急需透過傳統(tǒng)的手段，尋找新的解決辦法。發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)，積極開展可再生能源利用，是我國未來發(fā)展的一個重要方向。在未來發(fā)展我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的道路上，我國應(yīng)采取上網(wǎng)電價均攤方式，通過降低光伏產(chǎn)業(yè)成本來促進太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在技術(shù)成熟后進而過渡到取消法規(guī)，使其真正成為切實具有競爭力的新型發(fā)電技術(shù)，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。在未來我國光伏發(fā)電發(fā)展過程中，要建立具有先進水平的國家級太陽能光伏研發(fā)中心，并根據(jù)我國國情建立不同的產(chǎn)業(yè)基地，例如在我國西部成立硅材料生產(chǎn)基地，而在東部沿海地帶建立太陽能電池產(chǎn)業(yè)基地，在加大光伏發(fā)電研究的同時還要積極研發(fā)應(yīng)用光伏的系列產(chǎn)品，包括光伏建材、光伏家電、光伏燈具和文具等。在發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的同時，要加強學(xué)習(xí)和吸收其他新型發(fā)電產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，通過開展獨立光伏電站、城市并網(wǎng)光伏電站和風(fēng)光互補電站的建設(shè)和示范來大力培育我國光伏發(fā)電市場。

4 結(jié)語

相信在不久的將來，人類會更加主動和高效地利用好光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，為光伏發(fā)電創(chuàng)造更廣闊的應(yīng)用前景。

[1]趙爭鳴,劉建政,孫曉英.太陽能光伏發(fā)電及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2005,13(2):13—14.