能源危機(jī)正逐漸蔓延到世界的每個(gè)角落,成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。因此,大力發(fā)展生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能,尤其是太陽能光伏發(fā)電等可再生能源,已成為人類可持續(xù)發(fā)展和生存延續(xù)必須回答的問題。
光伏技術(shù)基于其技術(shù)先進(jìn)性、資源無限性和綠色環(huán)保性等特征,無疑是下輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的核心。
太陽能是最經(jīng)濟(jì)、最清潔、最環(huán)保的可持續(xù)能源
通過對(duì)生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能和太陽能等幾種常見新能源的對(duì)比分析,我們可以清晰地得出太陽能發(fā)電所具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì):
1、從新建電站所消耗能量與電站運(yùn)行周期內(nèi)的發(fā)電量之比,即能量的投入產(chǎn)出比看,目前光伏發(fā)電可達(dá)到10~15倍,在光照良好的地區(qū),高的可達(dá)到15-20倍。其中生物質(zhì)能、水能和風(fēng)能本質(zhì)上都是太陽能的某種轉(zhuǎn)換形式和轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié),其本質(zhì)上還是來源于太陽輻射產(chǎn)生的能量;
2、從光伏電站建設(shè)成本來看,隨著太陽能光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用和推廣,尤其是上游晶體硅產(chǎn)業(yè)和光伏發(fā)電技術(shù)的日趨成熟,建筑房頂、外墻等平臺(tái)的復(fù)合開發(fā)利用,每千瓦光伏電能的建設(shè)成本在2010年前后可能達(dá)到7000元—1萬元,相比其他可再生能源已具有同樣的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì);
3、從我國(guó)可開發(fā)的資源蘊(yùn)含量來看,學(xué)者和專家比較公認(rèn)的數(shù)字,生物質(zhì)能1億千瓦,水電3.78億千瓦,風(fēng)電2.53億千瓦,而太陽能是2.1萬億千瓦,只需開發(fā)1%即達(dá)到210億千瓦;從其比例看,生物質(zhì)能僅占0.46%,風(fēng)電占1.74%,水電占1.16%,而光電為96.64%;
4、從目前各種發(fā)電方式的碳排放來看,不計(jì)算其上游環(huán)節(jié):煤電為275克,油發(fā)電為204克,天然氣發(fā)電為181克,風(fēng)力發(fā)電為20克,而太陽能光伏發(fā)電則接近零排放。并且,在發(fā)電過程中沒有廢渣、廢料、廢水、廢氣排出,沒有噪音,不產(chǎn)生對(duì)人體有害物質(zhì),不會(huì)污染環(huán)境;
5、從能量轉(zhuǎn)換路線來看,太陽能發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換路線,是直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能,是所有可再生能源中對(duì)太陽能的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)最少、利用最直接的方式。一般來說,在整個(gè)生態(tài)環(huán)境的能量流動(dòng)中,隨著轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的增加,轉(zhuǎn)換鏈條的拉長(zhǎng),能量的損失將呈幾何級(jí)增加,并同時(shí)大大增加整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作成本和不穩(wěn)定性。目前,晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率實(shí)用水平在15—20%之間,實(shí)驗(yàn)室水平最高目前已達(dá)35%;
6、從資源條件尤其是土地占用來看,生物質(zhì)能、風(fēng)能是較為苛刻的,而太陽能則很靈活和廣泛。如果說太陽能發(fā)電要占用土地面積為1的話,風(fēng)力則是太陽能的8—10倍,生物質(zhì)能則達(dá)到100倍。而水電,一個(gè)大型水壩的建成往往需要淹沒數(shù)十到上百平方公里的土地。相比而言,太陽能發(fā)電不需要占用更多額外的土地,屋頂、墻面都可成為其應(yīng)用的場(chǎng)所,還可利用我國(guó)廣闊的沙漠,通過在沙漠上建造太陽能發(fā)電基地,直接降低沙漠地帶直射到地表的太陽輻射,有效降低地表溫度,減少蒸發(fā)量,進(jìn)而使植物的存活和生長(zhǎng)相當(dāng)程度上成為可能,穩(wěn)固并減少了沙丘,又向自然索取了我們需要的清潔可再生能源。
由此可以看出,太陽能光伏發(fā)電是我們目前可以使用的能源中最經(jīng)濟(jì)、最清潔、最環(huán)保的可持續(xù)能源。
我國(guó)發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
我國(guó)幅員遼闊,太陽能資源十分豐富,全國(guó)三分之二的國(guó)土面積,每平方米太陽能年輻射總量達(dá)3350—8400兆焦,平均為5860兆焦(相當(dāng)于199kg標(biāo)準(zhǔn)煤),每年我國(guó)地表吸收的太陽能,大約相當(dāng)于2.4萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量,相當(dāng)于2008年全國(guó)能源消耗總量28.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的842倍。其中西藏西部是我國(guó)太陽能資源最富集的地區(qū),每年最高達(dá)2333千瓦時(shí)/平方米(日輻射量6.4千瓦時(shí)/平方米),居世界第二位,僅次于非洲撒哈拉沙漠。我國(guó)現(xiàn)有沙漠化土地面積100多萬平方公里,且呈逐年擴(kuò)大趨勢(shì),主要分布在太陽能資源比較豐富的西北和西南地區(qū),假設(shè)將這些沙漠化土地的1%,用來安裝并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),按目前比較保守的100Wp/m2技術(shù)水平計(jì)算,裝機(jī)容量即可達(dá)到10億千瓦,而2008年全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量?jī)H為8億千瓦。
近年來,隨著太陽能光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用、快速發(fā)展和巨大前景,其上游的多晶硅大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)已日趨成熟,尤其是從國(guó)內(nèi)及全球現(xiàn)有生產(chǎn)工藝看,已可實(shí)現(xiàn)整個(gè)多晶硅生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈和系統(tǒng)內(nèi)部的封閉運(yùn)行,從而接近零排放水平。近10年來,全球太陽能光伏產(chǎn)業(yè)平均年增長(zhǎng)率為41.3%,太陽能電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大了35倍。我國(guó)2008年太陽能電池產(chǎn)量已突破2000MW,占全球產(chǎn)量的36.7%。但國(guó)內(nèi)太陽能發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展卻極為緩慢,截至2008年底累計(jì)裝機(jī)不足全球的2%,產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)發(fā)展不平衡。鑒于光伏產(chǎn)業(yè)在我國(guó)資源上的獨(dú)特、巨大優(yōu)勢(shì),長(zhǎng)久、安全、方便和維護(hù)簡(jiǎn)單,運(yùn)行成本低等顯著特點(diǎn),國(guó)家應(yīng)進(jìn)一步配套相關(guān)政策,大力扶持處于發(fā)展初期的光電產(chǎn)業(yè),成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),參加全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)。
據(jù)調(diào)查,歐盟將在2010年安裝3GW(百萬千瓦)的光伏發(fā)電裝置,在2030年增加到200GW左右,全世界可能會(huì)達(dá)到1000GW。建筑并網(wǎng)光伏系統(tǒng)和大規(guī)模光伏荒漠電站這兩種形式,將逐漸成為中國(guó)光伏市場(chǎng)主流。同時(shí),太陽能光伏發(fā)電可以繼續(xù)在解決中國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)老百姓用電和脫貧方面發(fā)揮重要作用。我們相信,隨著石化能源的逐漸耗竭以及太陽能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速發(fā)展,太陽能最終將以其高轉(zhuǎn)換效率、簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等特性,成為未來能源之星。
光伏產(chǎn)業(yè)是帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)走出危機(jī)的最大動(dòng)力
縱觀近現(xiàn)代歷史,每次經(jīng)濟(jì)蕭條后的復(fù)蘇,都會(huì)出現(xiàn)一些新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和新觀念,從而推動(dòng)人類文明的繼續(xù)發(fā)展。在本世紀(jì),光伏技術(shù)基于其技術(shù)先進(jìn)性、資源無限性和綠色環(huán)保性等特征,無疑是下輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的核心。美國(guó)政府提出的7000億美元經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中,把發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)作為擺脫經(jīng)濟(jì)衰退、創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)、搶占未來發(fā)展制高點(diǎn)的重要國(guó)家戰(zhàn)略。
我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)自2002年以來,年平均增長(zhǎng)高達(dá)191.3%,2008年太陽能電池產(chǎn)量已突破2000MW,繼2007年后繼續(xù)保持全球市場(chǎng)份額第一。多晶硅產(chǎn)量已突破了4000噸。中國(guó)在2007年是7.13億千瓦的裝機(jī)容量,即全國(guó)人均0.5千瓦的發(fā)電能力。2008年裝機(jī)容量提升到8億千瓦。經(jīng)測(cè)算,此發(fā)電能力的10%如果用光伏發(fā)電來取代,就將形成2萬億元的市場(chǎng)規(guī)模,這僅是狹義的發(fā)電消耗,據(jù)此測(cè)算,去年我國(guó)人均耗電是2500度左右,美國(guó)的人均消耗是13000度,將近我們的5倍半;從目前可查數(shù)據(jù),美國(guó)2007年僅煤炭消耗為10.24億噸,如加上其他相關(guān)能源,折算成電能消耗,近29.77萬億千瓦小時(shí),人均接近10萬千瓦小時(shí)。
光伏產(chǎn)業(yè)是拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)走出危機(jī)的火車頭
因此,如果以此方式計(jì)算廣義能源消耗,包括我們的天然氣、煤炭等,燃燒下來以后,簡(jiǎn)單測(cè)算,中國(guó)去年一年燒掉27.4億噸煤炭、3.6億噸石油,還有720億立方米天然氣,算下來后,僅煤炭一項(xiàng),我們?nèi)司褪?000千瓦小時(shí)的能耗,加上其他石油、天然氣,算下來就是人均15000千瓦小時(shí)電量,這包括了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、生產(chǎn)等所有能耗的折算用電。這些用電,如果在未來的20—30年,用光伏發(fā)電來取代其中的10%、30%,甚至50%,只算其中30%,用20年到30年的時(shí)間來實(shí)現(xiàn),這個(gè)過程就會(huì)支撐中國(guó)未來20年到30年,每年超過房地產(chǎn)業(yè)年度規(guī)模的這樣一個(gè)大的新興產(chǎn)業(yè)的形成。對(duì)美國(guó)、歐洲也一樣,能源消耗的升級(jí)換代同樣支撐它們20—30年以上的發(fā)展。
上一輪全球經(jīng)濟(jì)更多靠電子和信息技術(shù)應(yīng)用推動(dòng)整個(gè)人類進(jìn)步了30年,本輪經(jīng)濟(jì)走出困境,以及未來20—30年靠什么來拉動(dòng),我們認(rèn)為,無論西方還是東方,無論是發(fā)達(dá)還是不發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)一定是最大一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī),是形成支撐經(jīng)濟(jì)未來20—30年發(fā)展的最大火車頭。從此角度,我們也就不難理解,為什么新能源產(chǎn)業(yè)成為美國(guó)政府乃至歐洲政府、社會(huì)拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的不二選擇。因此,我們看好這個(gè)行業(yè)未來10-20年甚至更長(zhǎng)時(shí)間,每年將以30—50%甚至更高的速度增長(zhǎng)。光伏產(chǎn)業(yè)也必然會(huì)在替代傳統(tǒng)能源的過程中,加快我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)整合、優(yōu)化、提升的速度,加速光伏產(chǎn)品應(yīng)用的速度和規(guī)模,創(chuàng)造大量就業(yè)機(jī)會(huì)、制造機(jī)會(huì)、建設(shè)機(jī)會(huì)。同時(shí)這也是一個(gè)現(xiàn)有的、成熟的、功在千秋的產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)和新的增長(zhǎng)點(diǎn),其必然加快推動(dòng)我國(guó)乃至世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。
率先邁入清潔能源的時(shí)代,既是緩解資源的壓力,又是中國(guó)能源戰(zhàn)略安全的唯一選擇。2011年3月26日,我國(guó)財(cái)政部與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)文推行太陽能光伏計(jì)劃,對(duì)符合條件的太陽能光電建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目,最高給予20元/瓦的補(bǔ)貼。同時(shí),繼迄今國(guó)內(nèi)最大的太陽能電站——甘肅敦煌10兆瓦并網(wǎng)光伏特許招標(biāo)項(xiàng)目招標(biāo)后,4月15日國(guó)務(wù)院發(fā)布《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》,光伏產(chǎn)業(yè)被列入其中,而中科院的“太陽能行動(dòng)計(jì)劃”也早已啟動(dòng)。所有這些政策和措施,也許比部分人士期望的更慢,也許比大家預(yù)期的還要快。我們完全可以展望,太陽能發(fā)電的大規(guī)模利用,對(duì)環(huán)境的影響和破壞將得到充分遏制,那時(shí)候汽車不排或少排尾氣了,煙囪不冒煙了,青山綠水,鳥鳴山澗,湖光山色,整個(gè)地球?qū)⑹且粋€(gè)可持續(xù)發(fā)展、和諧發(fā)展的童話世界。