太阳能发电

0 引言
　　能源问题，成为我国经济发展的一个重要问题。为了落实科学发展观，建设节约型社会，到“十一·五”计划末，要实现资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗降低20%左右。包括太阳能发电在内的新的可再生能源的利用，将成为实现这一目标的关键。为此，“可再生能源法”已于2006年1 月1日正式实施。到2020 年，我国将大力扶持包括产业在内的可再生能源产业，我国的太阳能发电技术产业将迎来一个大发展时期。

　　据不完全统计，现在我国从事太阳能发电技术产业研究、开发、生产和应用的单位已超过100家，出现了类似无锡尚德太阳能电力公司和保定英利新能源有限公司等知名的大企业，中电电气集团等其他行业的大企业纷纷进入，我国的太阳能发电技术产业迅速壮大，早已突破以前提出的2006 年年产太阳电池20MW，太阳能发电设备累计装机容量80MW的指标。但是，也存在一些问题。其中主要产品太阳电池组件的上下游两头在外：90%以上的原依赖进口，90%以上的产品依赖出口。很可能将阻碍我国太阳能发电技术产业的发展。

　　太阳能发电技术作为一种多学科综合交叉技术，包括物理电源（太阳电 池）、化学电源（蓄电池）和电源变换（逆变器、充电器）等电源技术，也受到越来越多的电源工作者的注意。期刊《电源资讯》2006 年第6 期发表了“太阳能光伏发电产业的发展趋势和展望”，读后深受启发，也引起笔者进行思考。在这里，从国际贯用分析产业项目的几个方面：技术、材料、、国外现状（同行业现状）、相关技术等，对我国发展太阳能发电技术产业的问题和趋势谈谈看法，和大家进行交流。如果有什么不当之处，敬请指正。

　　1 太阳能发电技术

　　1.1 太阳能发电的特点

　　太阳能发电技术主要包括：太阳电池和矩阵、蓄电池和充电器、逆变器等技术。它具有以下特点。

　　（1）利用太阳能。优点是太阳能总量巨大，是使用不会枯竭的能源；没有影响环境的排泄物，是最清洁的能源；不集中在某个地方，是在整个地球上都可以利用的能源。但是，不集中也是它的缺点。有时可采取聚焦等方法，来提高效率。另外，还受天气影响，一般在计算太阳电池的转换功率时，都是在规定的天气和辐射条件下来确定，采用单位叫峰瓦，符号为Wp。下面为了方便起见，在本文中仍用瓦（W）作为单位，但是实际意义是峰瓦（Wp）。

　　（2）太阳能发电使用的是静止装置，无可动部分，容易维护。太阳电池、蓄电池和逆变器都可以采用模块结构，自由组合，可大可小，可以大规模生产，降低成本。不需要运送燃料，可以放置在边远地区和海岛上。建设工期比水电站和火电站短，节省施工费用。

　　（3）太阳能发电一般把设备安装在用户所在地，可以节省输配电设备。据日本有关统计资料，可节约供电成本25%左右。但是1MW（1 000kW）以上的太阳能发电系统，仍然要采用输配电设备，形成独立电网。

　　根据国家发改委、国家科技部共同提出的可再生能源发展的总目标：“提高转换效率，降低生产成本，增大在能源结构中所占比例。”太阳能发电技术的发展方向主要也是提高转换效率，降低生产成本。

　　1.2 太阳电池

　　太阳电池技术是太阳能发电技术的主要组成部份。太阳电池的光电转换效率是代表材料性能、器件结构、制备技术、工艺设备和检测手段等综合性能水平的标志性指标。太阳电池的光电转换效率分为两种。一种是小尺寸（例如1cm2）的研究开发水平：单晶硅太阳电池24.7%，多晶硅太阳电池19.8%，非晶硅太阳电池15%，铜铟硒太阳电池18.8%，砷化镓太阳电池33%，有机纳米晶太阳电池5.48%。一种是大尺寸（例如1200cm2）的商品化生产水平：单晶硅太阳电池15%，多晶硅太阳电池12%，非晶硅太阳电池8%，铜铟硒太阳电池10%。以上数据都是从已经公开发表的文献资料中收集来的，现在可能已有所变化。

　　提高太阳电池的光电转换效率是降低太阳能发电设备成本的主要手段。转换效率高，可以在同样发电容量下，减少太阳电池矩阵面积，减少太阳电池模块用量。因此成为太阳能发电技术的主要发展方向。

我国从上世纪50 年代起就开始对太阳电池进行研究。1993年成立中国光电发展技术中心，上世纪80 至90 年代先后从国外引进多条太阳电池生产线。到2001 年，太阳电池的年生产能力达到6.5MW/年。近几年，太阳电池的研究开发和生产飞跃地发展。保定英利新能源有限公司建成500MW的太阳电池生产线。南开大学在天津建立铜铟硒太阳电池中试线，使我国成为继德、美、日之后第4 个开展这种电池中试的国家。中国科学院半导体研究所对非晶硅太阳电池转换效率下降机制的研究取得国际上领先的成果，转换效率最低可限制在10%以内。中国科学院物理研究所研制的有机纳米晶太阳电池，转换效率达到5.48%，向实用性产品迈出了重要一步。从整体上看，我国不但在太阳电池生产能力上进入国际先进行列，而且在两大主要发展的太阳电池产品：非晶硅太阳电池和铜铟硒太阳电池的研究开发上达到国际先进水平。同时还在新的有机纳米晶太阳电池的研究中取得国际领先的成果。

1.3 逆变器技术

　　逆变器技术也是的主要组成部分。对逆变器的主要要求有以下三点。

　　（1）可靠，能满足使用条件要求国大多数独立型太阳能发电设备用于边远地区和海岛，要求逆变器能承受恶劣的使用条件，能保证在少维护条件下长期工作。大多数并网型太阳能发电设备用于家庭，要求逆变器的电磁干扰少，不影响人的生活环境，也不妨碍其他家用电器工作。

　　（2）效率高国由于现在常用的太阳电池矩阵的光电转换效率小于15%，如果逆变器效率低，将太阳电池好不容易转换来的电能损耗掉，十分可惜。这样势必要增加矩阵中太阳电池组件的数量，增大矩阵所占的面积，从而大大增加太阳能发电设备的投资和土建费用。所以，要求逆变器效率要大于90%。

　　（3）波形畸变小，功率因数高国并网型太阳能发电设备要并网，逆变器输出波形必须与外电网一致，波形畸变小于5%，高次谐波含量小于3% ，功率因数接近于1。独立型太阳能发电设备中的逆变器波形畸变可以大一些，小于10%。

　　太阳能发电用逆变器分为以下几种形式。

　　（1）工频变压器绝缘方式国用于独立型太阳能发电设备，可靠性高，维护量少，开关频率低，电磁干扰小。

　　（2）高频变压器绝缘方式国用于并网型太阳能发电设备，体积小，重量轻，成本低。要经两级变换，效率问题比较突出，采取措施后，仍可达到90%以上，高频电磁干扰严重，要采用滤波和屏蔽措施。

　　（3）无变压器非绝缘方式国本来希望进一步降低成本，从两级变换变为单级变换，提高效率，使它成为并网型太阳能发电设备中更理想的逆变器，但是使用中出现一系列问题。无变压器非绝缘方式逆变器不能使输入的太阳电池与输出电网绝缘隔离，输入的太阳电池矩阵正、负极都不能直接接地。太阳电池矩阵面积大，对地有很大的等效电容存在，将在工作中产生等效电容充放电电流。其中低频部分，有可能使供电电路的漏电保护开关误动作。其中高频部分，将通过配电线对其他用电设备造成电磁干扰，而影响其他用电设备工作。这样，必须加滤波和保护，达不到降低成本的预期效果。

　（4）正激变压器绝缘方式国是在无变压器非绝缘方式使用效果不佳之后开发出来的，既保留了无变压器非绝缘方式单级变换的主要优点，又消除无绝缘隔离的主要缺点，是到目前为止并网型太阳能发电设备比较理想的逆变器。

　　我国从上世纪80 年代起开始对太阳能发电设备用逆变器进行研究开发，现在已有专门的单位研究开发和生产。由于我国并网型太阳能发电设备还未形成规模生产，如何正确选定并网型太阳能发电设备用逆变器，将是近期必须面对的一个重要课题。最近报道，国内有人开发出“零功耗光伏并网逆变器”。在这里对此发表一点不同的意见，供研究开发者参考。“零功耗”，或者“无功耗”，虽然据研究开发者说，实际上有功耗只不过功耗小到接近于零，是略有夸张之意的一种说法。但是，有与无，大与小，零与微小是两种不同概念。绝不能把“小”说成“无”，把“微小”说成“零”。这样，“零功耗”，效率将达到100%，是不是开发出一种新的“永动机”了吗？有时，真理和谬误只相差一步，迈过这一步，就会闹出大笑话！作为科技工作者，要使用严谨的科学用词，不能使用广告式的语言，希望与有关的朋友共勉吧。

　　2 材料是决定技术产业发展的大问题

和研究开发阶段不同，在规模生产阶段，开发出来的产品，需要有足够的原材料才能批量生产。如果没有可靠稳定的材料来源，技术产业的发展很可能停滞，甚至夭折，这方面的经验教训相当不少，值得注意。

我国现在生产的太阳电池所用的，90%以上采用提炼的纯净硅（包括单晶硅和多晶硅）。据资料报导，2005 年我国太阳电池需用多晶硅2 691 吨，其中无锡尚德太阳能电力有限公司和保定英利新能源有限公司两家生产太阳电池的大企业就需用多晶硅1000吨左右。国内目前只有峨嵋半导体材料厂和洛阳单晶硅有限公司生产多晶硅，2004年产量为60 吨。90%以上的多晶硅只能从国外进口。但是，在我国多晶硅供需严重失衡的情况下，国外多晶硅主要生产企业结成企业联盟，严格控制技术转让并垄断全球多晶硅材料，抬高多晶硅价格，从13 美元/kg上涨到2005 年的80 美元/kg。更有，由于我国出口的太阳电池组件价格低于某些多晶硅供应国生产出口的太阳电池组件价格，他们对我国采取限购甚至禁购多晶硅材料的办法，以维护自身的市场。使我国某些太阳电池生产企业，即使出高价也购买不到足够的多晶硅材料，形成非常尴尬的局面。太阳电池90%以上的多晶硅材料依赖进口，已经成为制约我国产业的瓶颈。

为了改变这一尴尬局面，必须集中力量突破原材料这一难关。虽然以前我国从“七·五”计划立项到“十·五”期末都未能突破多晶硅材料的关键技术，但是现在情况不一样了。在如此巨大的市场需求和经济效益推动下，投资者和科技工作者都会集中力量攻关，使多晶硅材料从60 吨迅速扩产到3000 吨是完全可能的。因为国内已有生产单位可以作为依托，并不是从零开始。据报道，洛阳中硅高科技有限公司2005 年9 月投产300 吨多晶硅生产线，就是一例。与此同时，还正在研究开发用其他材料的太阳电池项目，例如铜铟硒太阳电池，有机纳米晶太阳电池和非纯净硅材料太阳电池生产技术。现在，我国太阳能发电技术产业的最佳切入点，不再是扩大多晶硅太阳电池生产，而是开发其他材料的太阳电池，尤其是如何解决太阳电池的多晶硅材料供应问题。

　　3 市场

　　现在，我国90%以上的太阳电池出口，也会成为限制我国太阳能发电技术产业发展的另一个大问题。

　　我国太阳能源丰富。按各地区接受年太阳辐射总量的多少，可以把全国划分为五类地区。一类地区为太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6 680~8 400MJ/m2 ，包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海本部和西藏西部。二类地区为太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量5 850~6 680 MJ/m2，包括北京、天津、河北西北部、山西北部、内蒙古中部和南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、新疆南部和西藏东南部。三类地区为太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5 000~5 850 MJ/m2，包括河北东南部、山西南部、吉林、辽宁、陕西北部、甘肃东南部、新疆北部、云南、河南、广东南部、香港、澳门、山东、江苏北部、安徽北部、福建南部和台湾西南部。四类地区为太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200~5 000 MJ/m2，包括内蒙古北部、黑龙江、陕西南部、湖北、湖南、广西、广东北部、上海、江苏南部、安徽南部、江西、浙江、福建北部和台湾东北部。五类地区为太阳能资源最差地区，年太阳辐射总量3 350~4 200MJ/m2，包括四川、重庆和贵州。我国总面积2/3以上属于一、二、三类地区，年平均日辐射量在4 000MJ/m2以上，年日照时数超过2 000 小时。同世界上同纬度的其他国家相比较，与美国相接近，比日本和欧洲国家都好。我国这样丰富的太阳能资源，为发展太阳能发电产业，提供了良好的市场。例如日本大部份地区相当于我国的四类地区，建造同样的3 kW并网型户用太阳能发电设备，按综合效率75%，太阳电池光电转换效率10%计算，日本需用28m2太阳电池，我国三类地区需用20m2太阳电池，可节约28.5%太阳电池费用，有利于并网型户用太阳能发电设备的推广使用。

　　要把良好的市场条件变成现实的市场，关键取决于成本，也就是太阳能发电设备的发电成本。太阳能发电设备的发电成本，由设备初投资和利息加运行维修费再按运行寿命20 年，每年日照时数所发出的电量分摊，就可计算出每度电（kW·h）的发电成本。太阳能发电设备运行中不消耗燃料，在运行寿命20 年期间，除蓄电池外，基本上不需要维修，因此发电成本主要决定于设备初投资和利息。太阳能发电设备的投资大致分为太阳电池矩阵占60%，逆变器占15%，蓄电池占15%，其他为10%，其中太阳电池价格是主要因素。所以，一般文献资料在列出太阳能发电设备的发电成本时，都要同时列出太阳电池价格和太阳能发电设备价格。现在看到的文献资料说法不一致。作者比较相信的是2006年的太阳电池价格为3.15美元/W，发电设备价格6美元/W，发电成本0.25美元/kW·h。2010 年的太阳电池价格1.8 美元/W，发电设备价格3 美元/W，发电成本0.1 美元/kW·h。遗憾的是，没有明确是指国外还是国内的平均价格，也没有说明发电成本和上网电价之间的关系，所以才出现上网电价3.4 元或4.5 元/kW·h 与发电成本0.25 美元/kW·h 之间有比较大的差距，让读者无法弄清楚到底是怎么一回事？根据参考文献[1]中提供的风力发电成本与售价关系，可以推算出：上网电价等于发电成本乘120%（考虑20%利润）再乘117%（再考虑17%增值税），也就是上网电价等于1.404倍发电成本。接照这个算法，2006 年的太阳能发电设备的上网电价为（人民币）2.8 元/kW·h 左右，2010年的上网电价应为1.12 元/kW·h 左右（接1 美元等8 元人民币计算）。

根据“可再生能源中长期发展规划”，2010 年，我国太阳能发电设备累计装机容量达到500MW，其中300~350 MW 用于解决边远地区无电区的供电。2020 年达到2 000MW，为我国太阳能发电产业的发展提供了巨大的机遇，除了通讯、交通和照明，我国的太阳能发电设备的市场主要有两个：独立型发电设备和并网型太阳能发电设备。下面分别讨论其中的一些问题。

我国从上世纪80 年代起就开始推广100~500W的农牧民户用太阳能发电设备。后来实施光明工程，解决边远地区无电的2 300 万人民的生活用电问题。从2001 年起，实施“全球环境基金/ 世界银行可再生能源发展项目”和联合国开发计划署支持的可再生能源村落发电项目计划，到现在为止，已安装50 万套以上100~500W的用户太阳能发电设备，在边远地区和海岛上建立了县级、乡级、村级、学校用1 kW、10 kW 至100 kW大大小小的太阳能发电站将近1000 座，累计总容量已达50MW，今后还会以超过30%的速度逐年迅速增加。从1985 年在甘肃省榆中县园子乡建成10 kW 太阳能发电站起，经过20 多年，我国独立型户用和100 kW 以下太阳能发电设备技术已基本成熟。今后，除了继续推广户用和中小型太阳能发电设备外，还要向大型1MW以上的太阳能发电站发展。2004 年9 月在广东深圳建成1MW太阳能发电站。2007 年以前上海准备建设总容量5MW的示范太阳能发电站，其中首先在崇明岛建设1MW太阳 能发电站。四川攀西地区准备建设2MW太阳能发电站。2005 年甘肃《敦煌8MW并网光伏发电系统建设预可行性报告》，已通过专家评审，列入国家“十一·五”规划，如果建成容量将超过现在世界上最大的6.45MW太阳能发电站。

　　我国发展独立型太阳能发电设备具有独特的优势。现在的无电区都处于太阳能资源丰富的一、二、三类的西部地区和东南部海岛，太阳能辐射总量大，年平均日照时间长，建设太阳能发电站可以少用太阳电池和蓄电池，年发电量高，从而使太阳能发电成本显著下降。如果用柴油发电来解决这些无电地区的供电问题，其发电成本考虑运输费用在内，超过太阳能发电成本。如果从现有输电网架设线路来解决这些无电地区的供电问题，投资费用大。据资料介绍，建设1km的输电线路，相当于5~6 kW 太阳能电设备的投资费用。无电地区绝大部分都离输电网几十km，即使建设100 kW以上的太阳能发电站的投资费用也低于建设输电线路的费用。

　　独立型太阳能发电设备中的逆变器，要根据容量大小来选用不同的类型。100~500W户用太阳能发电设备，现在主要采用工频变压器绝缘方式。10 kW以下的太阳能发电站也可以采有工频变压器绝缘方式。因为既可靠，又稳定，维修量少，比较适合在边远地区工作。但是，现在的工频变压器绝缘方式逆变器，主变压器铁心采用取向冷轧硅钢，为了减少铁心损耗，工作磁密低，体积和重量大。为改变这种主变压器，美国在上世纪80 年代，就已经采用铁基非晶合金铁心，在同样的逆变器效率下，铁心重量减少三分之一，主变压器重量减少五分之二。现在，我国铁基非晶合金铁心和变压器生产技术已经成熟，同时取向冷轧钢的价格上涨，已超过铁基非晶合金价格，完全有条件采用铁基非晶合金铁心制造太阳能发电设备中的逆变变压器。100kW以上的太阳能发电站可以采用高频变压器绝缘方式或者正激变压器绝缘方式，高频变压器和正激变压器都可以采用非晶和纳米晶合金铁心，工作频率20kHz，可以完全保证90%以上的逆变效率。现在50kW以上的太阳能发电站中的逆变器，国外已有企业采用模块结构，每个模块10 kW 或20 kW，既便于生产，又可以灵活组成各种容量的逆变器，还可以提高运行的可靠性。10 kW 以上的太阳能发电站，如果供一个地区使用，还需要小型的输配电网，供电距离小于500m，可采用380/220V电压等级。供电距离3km以上，可采用1kV或6kV电压等级。逆变器输出从220 V升至1 kV 或6 kV，线路结构不变，只需要改变主变压器的参数和绝缘结构，这时逆变器采用工频变压器绝缘方式比较好，便于实现高压绝缘隔离。

　　并网型户用太阳能发电设备将成为我国太阳能发电产业的另一个主要市场。根据2006年1 月1 日实施的《可再生能源法》，并网型户用太阳能发电设备可以合法地与电网相联，在白天可以把太阳发电设备发出的多余的电供给电网，在晚上可以由电网供电。标志着太阳能发电由边远和海岛地区的特殊供电电源向一般电网电源发展，由补充能源向替代能源发展。并网型户用太阳能发电设备有以下优点：

　　（1）安装在屋顶上，节省太阳电池矩阵结构；

　　（2）直接与电网相连，不需要蓄电池和充电器；

　　（3）直接供给用户，不需要输配电设备。

　　因此，发电成本比同地区的独立型太阳能发电设备低。

不过，目前并网型户用太阳能发电设备的上网电价超过3 元/kW·h，远远高于电网城乡电价0.5 元/kW·h，电网公司不可能用这样高的价格购买并网型户用太阳能发电设备多余的电力。如果并入电网让所有的用户分摊，将损害收入较低人群的利益，不利于建设和谐社会。在这种高发电成本条件下，在我国推广并网型户用太阳能发电设备，即使采用政府补贴，仍然相当困难。现阶段应当通过试验性并网型户用太阳能发电设备，解决关键技术问题，使发电成本降到接近火力发电成本，并网型户用太阳能发电设备才能在真正意义上大规模推广。

4 国外现状

　　目前全世界有136 个国家正在普及推广应用，其中95 个国家正在大规模研究开发和生产各种太阳能发电设备和太阳电池应用产品。2005 年全世界太阳电池总产量已经达到2 000MW。其中日本发展较快，太阳电池产量约占世界总产量的50%，10 年内太阳电池的每W成本下降90%。2001 年时日本太阳能发电设备累计总装机容量为450 MW，2003 年为887 MW，2004 年达到1 900 MW，估计到2008 年达到2 350 MW，2010 年达到5 000MW。2010 年全世界太阳能发电设备累计总装机容量达到18000MW。

　　世界各主要国家都在努力提高太阳能发电设备的生产规模和应用规模，因为太阳电池从生产量10MW 开始，每增加一倍，成本将降低20%。应用上建立MW级的大型太阳能发电站，不但可以降 低成本，还可以缓解荒漠和海岛地区的供电和环境问题，为荒漠地区打井抽水和海岛淡化海水提供动力，改善生态环境。现在世界上MW级太阳能发电站已超过10 座，其中最大的一个容量达到6.45MW。

　　并网型户用太阳能发电设备，从1994 年后迅速发展，到2003 年已占当年太阳能发电设备的55%。其中比较突出的是美国，1997 年提出的“百万太阳能屋顶计划”，按每户3 kW 计算，计划到2010 年将在100 万个用户屋顶上安装共计3 000MW 的太阳能发电设备。德国1999 年开始实施的10 万太阳能屋顶计划，在2005 年安装共计300~500MW的太阳能发电设备。日本从1994年开始发展并网型户用太阳能发电设备，到2004年已安装58000套，到2008年要达到147600套。

　　日本为了发展并网型户用太阳能发电设备（3~5kW），把它作为一种新的家用电器来对待，突破关键技术，降低成本。这其中包括把太阳电池的转换效率提高到15%以上，发展新型的高频变压器绝缘方式或正激变压器绝缘方式逆变器。据资料介绍，2005 年日本太阳电池价格为140 日元/W，并网型户用太阳能发电设备价格为370 日元/W，发电成本为30 日元/kW·h。2010 年将分别下降为120 日元/W，300 日元/W和25 日元/kW·h。2020年将分别下降为60日元/W，200 日元/W和15 日元/kW·h。到那时完全可以和火力发电价格相竞争。

　　5 相关技术

　　我国发展的可再生能源技术比较多，与太阳能发电技术可以相比的首推风力发电技术。据估计，中国10 m 高度层实际可开发的风能储量为2.53×108kW，如果年满发电按2 000 小时到2500小时计，风力发电年发电量可达5.06×1011 kW·h到6.325×1011 kW·h。

　　现在已开发出100W到10 kW的独立型风力发电设备，10 kW到200 kW的风力发电与柴油发电机或太阳能发电混合供电设备。并网型风力发电设备，由单机容量150 kW 到2 500 kW风力发电机组成。规模在10MW以上的并网型风力发电场已超过10 座。

　　到2005 年，我国风力发电设计总装机容量为1 000~1 500 MW，为太阳能发电设备的20 倍以上。到2020 年规划风力发电累计总装机容量可达30 000MW，为太阳能发电设备的15 倍。据计算，2001 年风力发电上网电价不含增值税为0.55 元/kW·h，含增值税为0.64 元/kW·h。2005年6 月上海12家企业以1 元/kW·h 的价格购买了上海的风力发电的电力，成本和价格也比太阳能发电低。因此，即使到2020年，太阳能发电技术产业也赶不上风力发电技术产业的规模。

6 结语

　　本文从国外情况、相关技术等5 个方面讨论了我国发展太阳能发电技术产业的问题和趋势。太阳电池生产能力虽然进入国际先进行列，但光电转换效率还有较大差距。逆变器技术发展并不成熟，面临着选型的重要问题。多晶硅材料依赖进口，制约着我国太阳能发电技术产业的发展，必须集中力量打破这一难关。独立型太阳能发电设备技术基本成熟，有比较可靠的市场前景。并网型户用太阳能发电设备发电成本较高，现在要通过建立试验性并网型户用太阳能发电设备，解决关键性技术问题，使发电成本接近火力发电成本，才能大规模推广使用。世界上太阳能发电技术产业在2010 年前都会快速发展。应当大力吸取国外（例如日本）的经验，提高光电转换效率，降低发电成本，才能扩大太阳能发电在我国能源结构中所占的比例。与相关技术风力发电相比，在现在的技术条件下，到2020 年，太阳能发电技术产业也赶不上风力发电技术产业的规模，必须在太阳电池等关键技术上有重大实破，才能改变这种局面。

　　本报记者 李国训

　　“这也许不是北京最昂贵的建筑，也不是最气派的建筑，但却是这里最独一无二的建筑。”当意大利设计师西蒙先生说着这些话时，无锡尚德电力(NYSE：STP)董事长兼首席执行官施正荣在不远处负手而立，面带微笑。6月24日晚上，他们一起为世界上最大的太阳能多媒体幕墙揭幕。

　　夜色中，闪耀着不同图像的幕墙熠熠生辉，光影交错。这个位于长安街的西侧，与北京奥运会篮球馆隔路相望的建筑，是由尚德电力为北京辉煌净雅大酒店定身打造的，面积2200平米，由2300块、9种不同规格的光电板组成。

　　不过，施正荣兴奋之余，心中也略带遗憾。因为在这片夺目的光彩背后，无法掩盖成本居高不下的尴尬难题——他眼前这面幕墙造价高达2000万元，1平方米的造价达1万多元。这样的价格显然很难为国内大多数客户所接受。

　　“我的目标是，在5年内争取将太阳能发电价与火力电价持平，1度电1元钱。”施正荣对《财经时报》说，只有降到1元钱左右，光伏产业才能迎来更大规模的应用。

　　新能源的机会

　　6月24日深夜，参加完幕墙揭幕式和短暂采访的施正荣，又不远千里回到家乡镇江。第二天，他现身镇江华侨华人专业人士创业发展洽谈会上，再次阐述了他对于全球能源的忧虑，以及对于太阳能发电成本的乐观预测。

　　饶有趣味的是，施正荣在自己制作的幻灯片里，居然向现场的“海归”们讲解起了“宇宙能源运转史”，俨然大学天文课堂。不过，他话锋很快就转向了地球能源危机和越来越严重的“温室效应”——“地球温度再高三度，人类可能难以为继……喜马拉雅山、唐古拉山在30年、50年后冰雪消融殆尽，母亲河长江失去源泉，依靠长江生活的人们如何生存”。

　　言外之意其实很明显，而这也是施正荣想阐述的主题：全球能源危机迫在眉睫，惟有太阳能源取之不尽，用之不完。
　　施正荣一直是太阳能源的“鼓吹者”。7年前，正是基于对太阳能源的乐观判断，施正荣回国创办了无锡尚德电力控股有限公司，从事晶体硅太阳电池、组件、硅薄膜太阳电池、光伏发电系统研发、制造和销售。2005年，尚德电力在美国上市，融资4亿美元，施正荣当年以23.13亿美元的身价成为“中国大陆首富”。

　　也正是在施正荣带动下，江苏一举成为全球光伏产业集群中心。2007年江苏的光伏产业产能超过1000兆瓦，占全球总量的1/4.其中，尚德电力产能就达540兆瓦，销售收入超百亿美元，跻身世界光伏行业前三强。

　　随着全球能源短缺日益严重以及原料煤炭价格持续攀升，施正荣和他周围的产业集群的光环还在越来越受世人瞩目。

　　今年年初，英国著名的《卫报》评选出了“可以拯救地球的50人”，施正荣名列四位华人名单之首。其理由就是，施正荣身体力行的太阳能发电，将可能改变全球能源的应用模式。

　　成本五年内降至一元

　　太阳能源的优点确实很明显：它不受煤油影响，没有枯竭危险；绝对环保，不会破坏环境；不受地的限制，随处可应用；应用范围广，从汽车到住宅无所不包。

　　不过，太阳能发电的缺点也同样显而易见，成本(尤其是一次性投资成本)的高昂就是致命门槛之一。目前，太阳能发电成本在3-5元左右，接近常规电力价格的10倍。即使有国家的政策倾斜和价格补贴，太阳能发电的普及也不是一个容易的事情。

　　但在施正荣看来，降低成本门槛只是时间问题。在过去7年，太阳能发电成本已经得到大幅降低。他相信，未来5年内成本降低到1元钱左右时，太阳能将成为全球能源的“主力军”。而到本世纪末，太阳能发电量将占据所有发电量的70%左右。

　　尚德电力计划在2008年将产能翻番，实现产能1000兆瓦。“到2010年，我们力争实现产能2000兆瓦，相当于4个火力发电站的威力，2012年力争实现产能5000兆瓦，相当于10个火力发电站威力。”施正荣透露说。

　同时，由于能源短缺和电煤价格飙升所带来的常规发电价格上涨，也相应降低了业界对于太阳能发电成本的担忧。尤其最近两个月，国内各大城市电价涨幅从4%到7%不等，部分省份电价甚至上涨5%到10%。更有专家预计，如果能源问题不能解决，未来国内常规发电价格将可能飙升至1元左右。

　　“这种形势下，如果太阳能发电和火力发电的成本持平了，为什么我们还要制造火力发电站？太阳能发电能达到1元人民币1度电的话，这个市场一定无限大。”施正荣如是表示。

　　资本蜂拥现象堪忧

　　新旧能源的地位转换，也成为最近国内外资本疯狂进军光伏市场的一个诱因。

　　无锡尚德3年前的创富神话早已激发了国内资本的热情，它们纷纷涌向这个产业，并且在这两年创造了资本市场的奇迹。截至2008年初，中国光伏产业总计有10家企业实现海外上市，IPO融资总额超过20亿美元。

　　就在施正荣准备继续做大光伏产业的同时，其他资本依然在不断涌入。其中，江西赛维LDK宣布投资100亿元开工建设2000兆瓦的硅片扩改工程；福建泉州斥资18亿元打造南安太阳能产业园；生产多晶硅“鼻祖”的峨嵋半导体材料厂和东汽投资发展公司共同投资25亿元在乐山兴建240兆瓦光伏项目……

　　众多企业涌入光伏产业，尤其是向上游多晶硅产业的拥挤，更是引起了施正荣的担心。

　　施正荣透露说，目前国际的多晶硅价格已经由2003年的每公斤30美元升值500美元，这将严重牵制下游企业的发展。目前，中国已经有70多家上市企业“一哄而上”进入这个领域，“这种短期行为风险很大”。

　　此前，中科院院士、国家973计划科学家王占国也公开呼吁过：“国内所有已经投产和正在规划准备投产的多晶硅产能加在一起有10多万吨。所有想干的人都干了，设计规划的产能高于全球的需求，显然是供过于求，很危险。”

　　施正荣预测说，随着市场的发展，2009年底到2010年上半年，硅材料的供应情况可能会缓和。“这段时间，光伏产业也将经历一次大的洗牌。”

　　中新社镇江六月二十五日电 题：施正荣承诺五年内实现太阳能发电与火电价格持平

　　作者 朱晓颖 刘彪

　　目前，煤炭价格攀升，电价未来涨声一片。

　　“五年内，提供一元人民币一度电的太阳能能源。力争将太阳能电价与火力电价持平。”中国光伏发电“老大”施正荣，今天面对近七十名同样有着海外背景的“海归”精英说出这话。

　　这位曾于二〇〇五年荣膺“中国大陆首富”、缔造“光伏神话”的镇江扬中人，如今已逾不惑，却激情四溢。

　　七年前，施正荣回国，创办无锡尚德电力控股有限公司，专门从事晶体硅太阳电池、组件、硅薄膜太阳电池、光伏发电系统研发、制造和销售。二〇〇五年，公司在美国上市，融资四亿美元，成中国首家登陆国际主流资本市场的民营企业。二〇〇七年，公司产能五百四十兆瓦，销售收入超百亿美元，跻身世界光伏行业前三强。

　　一切似与“太阳”有关。施正荣面对众多高级“海归”，放起自己制作的幻灯片，是关于宇宙中星系的能量运转，俨然大学天文课堂。他想表达的意思很简单：当今能源短缺，唯有太阳能，取之不尽，用之不竭。

　　燃烧石油，产生二氧化碳，温室效应随之而来。“地球温度再高三度，人类可能难以为继”，他说。“如果喜马拉雅山、唐古拉山在三十年、五十年后冰雪消融殆尽，母亲河长江失去源泉，依靠长江生活的人们如何生存”，他又说。

　　施正荣预测，到本世纪末，太阳能发电量将占据所有方式发电量的百分之七十。

　　“所以，到二〇一〇年，我们力争实现产能两千兆瓦，相当于四个火力发电站威力，二〇一二年，力争实现产能五千兆瓦，相当于十个火力发电站威力”，施正荣说。

　　作为光伏行业世界前三、中国第一，施正荣对中国人做出的承诺是：太阳能电价与火力电价持平。到那时，也许中国人用电才能感到没有环保的压力。完

本网讯 通讯员王英斌报道 作为高油价时代的一项对策，韩国的一些大企业把目光转向太阳能，竞相涉足太阳能发电事业。
目前，世界的太阳能发电市场大多为日本、美国、德国等发达国家所占据。而韩国的企业则不甘落后，相继大规模的投资于被认为是经济新的增长动力的太阳能发电领域。
据三星经济研究所预测，世界太阳能发电市场将从2005年的150亿美元增至2010年的361亿美元，增长幅度为1倍以上。2004年韩国国内太阳能发电量为2.6兆瓦，2007年猛增到44兆瓦。预计今年可达100兆瓦，2020年将增加到4千兆瓦。
1兆瓦电力可供200～300户家庭使用1年。三星经济研究所的康熙灿首席研究员指出，在确保太阳能发电具有与石油、煤炭等化石燃料同等经济性的时间表上，日本为2010年，美国为2015年，韩国则落后至2020年。
LG集团把太阳能发电作为集团优先选择发展的新产业，最近注入资金1200亿韩元，在忠清南道泰安开始建设规模为14兆瓦级的太阳能发电站，从下月开始投入商业生产。特别是LG集团通过LG太阳能、LG化学、LG电子等所属公司，构建起零部件生产、发电站建设和管理等一体化系统，确保其在太阳能产业市场中的竞争力。
现代重工投资340亿韩元，在忠清北道阴城建设生产太阳能电池等零部件的工厂。 该工厂计划年产可供发电30兆瓦的太阳能电池及零部件。现代重工的目标是，到2009年再追加投资2000亿韩元，建设第2工厂，年销售额达1兆韩元。
现代重工副董事长闵季植表示，今后，将建立起能够保证所有太阳能发电相关零部件供给的系统。东洋制铁化学公司已从上个月开始正式生产太阳能电池主要材料多晶硅。SKC公司也有年内批量生产太阳能电池薄膜的计划。韩国国内最大的城市煤气企业三千里城市煤气公司最近在全罗南道咸平设立了规模为2兆瓦级的太阳能发电站。
太阳能产业受到韩国大企业的如此关注，还有不少企业正在考虑加入到太阳能产业队伍中来。韩国上市公司协会最近指出，在企业的章程中加入了发展太阳能和核电站内容的公司，包括LG电子、GS建设等已增加到48个。上市公司协会的官员称，在全球性的能源短缺中，把新型的可再生能源作为经济增长动力的企业大为增加。

本网讯 通讯员王英斌报道 据国外媒体报道，近日在横滨召开的第4次非洲发展国际会议(TICAD)上，日本经济产业大臣甘利明表示将派政府与民间联合使节前往非洲考察太阳能发电的普及。据称，为了能使日本产品能够占据非洲这一庞大的市场，日本的太阳能发电设备主要生产厂家也将一同前往考察。
　 就普及太阳能发电事项，甘利明经产大臣与加蓬总统邦戈和乌干达总统穆塞韦尼举行了会谈，向两位领导人通报了日本政府与民间联合使节的打算，强调了作为清洁能源，太阳能发电不排放二氧化碳(CO2)和不需要建设大规模的供电设施等优点。
　 甘利明经产大臣还会见了安哥拉总理多斯?桑托斯。安哥拉总理对日本将派政府与民间联合使节表示欢迎。预计，日本决定派政府与民间联合使节前往非洲的目的地国家已达5个。
　 迄今为止，非洲各国尚未开展太阳能发电的普及。而在一些没有通电地区的学校和医院等对太阳能发电的需求十分强烈。此外，作为清洁能源的太阳能发电，从防止全球变暖的观点来看是行之有效的，日本政府将运用对发展中国家的开发援助(ODA)机制等，对非洲国家普及太阳能发电予以援助。
　 日本国内有多家太阳能发电设备生产厂家，如夏普、京瓷、三洋电机等。据称，2007年日本厂家生产的太阳能发电设备，其发电量占全球太阳能发电总量的25%左右，市场占有率居世界各国首位。不过，近年来中国和德国等其他一些生产厂家也加快了追赶的步伐。2006年居首位的夏普已于去年把头把交椅的位子让给了德国的生产厂家。
目前，日本各生产厂家已经瞄准了非洲各国尚未开发的太阳能发电市场，而且开始大力宣传各自产品的优势。可以想像，一场太阳能发电设备市场的争夺战即将在非洲各国打响。

　　陶氏化学公司进军集热式太阳能发电领域，陶氏化学功能流体业务部于2008年4月底承揽的业务，将为西班牙集热式太阳能发电（CSP）设施供应数千吨传热流体Dowtherm A。西班牙在Guadix的二套CSP设施每套将使用2000吨Dowtherm A，在Cuidad Real的第三套CSP设施将使用1000吨Dowtherm A。陶氏化学公司将于2008年下半年向这些设施提供Dowtherm A。

　　集热式太阳能发电（CSP）涉及使用拋物面太阳能反射镜将传热流体加热至400℃，热流体然后泵送至现场的发电装置，在此，热量用于发生蒸汽，以驱动发电透平。

　　三套设施中的每一套都将发电50MW。从这些设施产生的总能量足以发电提供给约9万户家庭使用。Dowtherm A开发已有50年之久，但仅于现在被应用于CSP领域。运送这一流体是一项复杂的任务，因为必须保持在高于40℃，以防其变得太粘稠。陶氏化学公司在荷兰和美国拥有Dowtherm A生产装置。

尚德电力公司董事局主席施正荣博士永远是忙碌的。日前，在有两位院士和众多行业专家参加的江苏尚德光伏技术研究院论证会期间，施正荣匆匆接受记者采访并透露了一个“爆炸性”新闻：尚德公司正在实施“一元钱一度电”战略——最早在2010年，把太阳能发电的上网电价成本降到每千瓦时一元钱，也就是把太阳能发电的上网电价从目前为火力发电的10倍左右降到2～3倍。这将使太阳能发电真正走进中国老百姓的生活。

“光伏大国”面临应用“缺失”尴尬

20世纪末期以来，世界性的资源紧缺和使用化石燃料带来的环境污染，迫使人类加快利用太阳能发电。据统计，近年来世界光伏（太阳能发电）产业以年均31.2％的速度增长，居世界发电市场增长率首位。

2002年尚德公司10兆瓦太阳能电池生产线的投产，揭开了我国光伏产业快速发展的序幕。目前尚德公司光伏电池产能已列全球第二，到今年底可达1000兆瓦，届时全国光伏电池产能将超过1400兆瓦，约占全球产能的1/5，我国成为世界光伏产业大国已成定局。然而，与之相比，我国的太阳能发电应用“成绩单”却让人尴尬：目前全国光伏发电总容量不到10万千瓦，其中太阳能并网发电几乎为零。也就是说，中国人辛辛苦苦研制生产的太阳能发电装置，都在为欧美发达国家创造清洁能源，而在中国本土只有零星应用。

率先尝试突破打通太阳能发电高价“瓶颈”

太阳能发电进入千家万户的最大“瓶颈”是成本高。由于目前一套普通规模的并网型户用太阳能发电设备价格高达10多万人民币，因此其生产的上网电价成本每千瓦时高达3元钱以上，和火力发电相比几乎没有竞争力。

据专家介绍，德、日、美、荷等发达国家破除太阳能发电高价“瓶颈”的主要办法是价格补贴，并且由政府推动实施“太阳能百万屋顶计划”，现在欧盟许多国家屋顶上的太阳能发电装置已成为一道独特的风景线。为此，尚德公司作为行业龙头，首先破题尝试通过科技研发来降低太阳能发电成本。众所皆知，硅片在太阳能发电总成本中占比很大，尚德公司现在已研发出比普通硅片薄一半的新型硅片，以及可以极大降低碎片率的光机电控制“免接触操作系统”，用硅量仅为原来百分之一的太阳能薄膜电池将在尚德投入生产。采访中，尚德公司负责财务的CFO张怡女士给记者画了一张“硅－棒－片－电池－组件－系统－上网”的价格构成图，并且一项一项地解释，她强调：高科技和规范化管理，可确保尚德实现“一元钱一度电”的战略。

太阳能发电走进生活尚需政策支持和全社会努力

从目前的3元多钱一度电到实现“一元钱一度电”，太阳能发电成本的下降幅度将达70－80％，尽管如此，价格仍然高出火力发电。太阳能发电想要顺利进入全国电网，依然需要政策支持。

可喜的是，太阳能发电应用正进入“暖风频吹期”。在“国家太阳能综合应用科技示范城市”河北省保定市，“太阳能城”建设如火如荼：94个交通路口已完成交通信号灯太阳能应用改造，11处旅游景区建设了太阳能应用装置，市区总建筑面积为285万平方米的51个在建项目具备了安装光电照明系统条件。无锡市更以建成国内率先安装太阳能发电系统的机场为契机，推动太阳能应用。目前，1兆瓦的大型玻璃幕墙太阳能电站——尚德研发大楼正在施工中。记者最近获悉，我省参照欧美发达国家做法制定的“万个太阳能屋顶计划”也将出台。江苏省建筑科学研究院总工许锦峰博士在接受记者采访时说：“太阳能发电无污染，代表了能源发展的未来。为了让它早日走进我们的生活，需要全社会的努力争取。” （江锡民）

　　7月，日本将在北海道举办八国集团峰会。此前，北海道开发局公布了正在建设中的国际媒体中心建设蓝图。颇引人注目的是，日本一举投资了29.6亿日元，在媒体中心约1.1万平方米的房顶上，安装了半透明的太阳能电池板，所发电量供媒体中心使用。

　　在一个以环保为主要议题之一的峰会上，日本此举自然有展示自己环保成就之心，但又不止于此。不夸张地说，利用太阳能发电在日本已经形成了一个市场颇广的产业。

　　富余电量可以向外出售

　　岐阜县羽岛市的水野信一的家是一栋两层小楼，面积共约155平方米。从1995年安装了4千瓦的太阳能电池至今，已经超过10年时间，总发电量超过了3000多度。水野先生在接受媒体采访时表示，除了冬天有时候需要花钱购电之外，平时用电需求都可得到满足。夏天发电量有富余，还可以把富余的电以相对较高的价格出售给电力公司。

　　对水野一家来说，安装太阳能电池一年可以节省20万日元电费。按照当时320万日元的安装费用计算，大约16年可收回成本。太阳能电池的寿命有时甚至会超过建筑物本身，长期来看非常划算。

　　难怪近年来日本民众安装太阳能电池的热情逐渐高涨。据《东京新闻》报道，1994年，日本家庭安装太阳能电池的总容量仅为7000千瓦；到了2005年，当年安装总发电容量就猛增到了29万千瓦。据统计，目前大约有40万户家庭安装有太阳能发电设备，发电总容量为130万千瓦。

　　目前日本国内安装家庭用太阳能发电设备的平均费用为200万日元(约14万元人民币)，发电成本平均1千瓦为47日元(约3.5元人民币)，成本相对较高。2007年12月30日，日本政府制定出普及太阳能发电的方针，计划在2030年将安装太阳能发电设备的家庭扩大到1400万户，也就是日本国内三成的家庭，发电总容量达到目前的30倍。

　　日本政府计划在2008年度投资20亿日元，通过研发新技术，在2030年左右将太阳能发电效率提高至目前的2到3倍，发电成本降到1千瓦7日元(约0.5元人民币)，接近火力发电的发电成本。

　　企业是太阳能发电大户

　　日本企业也是利用太阳能电池的“大户”。

　　在中国有很高知名度的夏普公司，就在其位于三重县的液晶电视工厂厂区内安装了巨大的太阳能电池板。这些电池板分布在工厂的屋顶、窗户，甚至是水池里面，总面积达到4.7万平方米，总功率达到5150千瓦，发电能力可供1300个普通家庭使用。值得一提的是窗户上安装的电池板，不但可以采光、发电，还能拦截大部分的热量，可以在夏天降低室内温度。

　　另一个典型例子是化妆品厂家“再春馆制药所”。它在其厂房和总部大楼上安装了9400块太阳能电池，一眼望去煞是壮观，算是日本国内屈指可数的规模较大的太阳能发电设备，发电量可满足该公司全年22%的用电量。

　　人们还留意到，一些连锁超市为了减少排放温室气体，也开始安装太阳能电池。此外，日本一些学校在太阳能发电方面的利用更让人觉得新鲜有趣。2007年，仅仅有60个孩子的日本石川县加贺市三木小学安装了一个微型太阳能电池，长1.2米，宽0.53米，最大发电功率仅为70瓦，所发电能的用途是——削铅笔。

　　目前，日本政府正投资70亿日元在北海道稚内市建设日本国内最大的太阳能发电设备，计划在2010年前建成，届时发电功率可达到5000千瓦，将成为世界上第3大太阳能发电设备。

　　太阳能电池发展遇瓶颈

　　3月29日，来自美国一份太阳能电池行业报纸的调查显示，在2007年之前，日本一直独占世界太阳能电池生产量的鳌头，这一年却把宝座拱手让给了欧洲。

　　这种情况的产生有其背后原因。首先，德国、西班牙、希腊和韩国等国开始执行鼓励太阳能电池发电的政策，要求电力公司以高价收购太阳能电池所产电力，导致了国际太阳能电池市场扩大。而日本厂家在原料采购方面跟不上速度，生产扩大受到限制。夏普公司等日本厂家生产的太阳能发电设备市场份额虽多，却大多出口海外，日本国内普及方面稍显缓慢。

　　其次，日本政府从2005年废除了对家庭安装太阳能电池的补助，也使得日本国内市场萎缩。(本报特约记者/王敏)

　　国务院参事、中国可再生能源学会会长石定寰近日表示，中国的太阳能发电将在2020年之后得到大规模发展。预计到本世纪中叶，中国将有百分之十的发电量来自于太阳能发电。

　　“二00七世界太阳能大会”近日开幕，会议的主题是“太阳能与人类居住”，来自六十多个国家的近千名代表参加此次大会。

　　石定寰在会上指出，随着全球气候变暖和能源供应安全等问题的日益突出，大力开发利用可再生能源已成为世界能源发展的必然趋势，也是中国能源战略的必然选择。中国应对全球气候变化和实现节能减排的方案中，都已把加快可再生能源发展列为重大举措。

　　他介绍说，为了加快可再生能源的发展，中国政府将采取多项措施：政府引导、政策支持和市场推动相结合，培育持续稳定的可再生能源市场；制定可再生能源发电的电价和费用分担政策；设立可再生能源发展专项资金，加大财政投入和税收优惠力度；支持产、学、研合作，促进技术进步和产业发展；加强全社会的科普教育，提高公众利用可再生能源的积极性，建立新的能源消费观念。

　　“发展可再生能源是保障全球能源安全、缓解气候变化的根本措施，仅靠一个或少数几个国家的努力是远远不够的。”石定寰呼吁，发达国家应该帮助发展中国家开发相关产业和市场，在关键技术上开展合作研究，进一步消除由于知识产权保护所形成的一些障碍。

　　全球纳米制造老大——美国应用材料公司昨天宣布，公司将于3月21日启用位于西安全球开发中心的56千瓦太阳能发电系统，以部分取代企业内部电耗。该系统是陕西省第一个企业内部太阳能发电系统，每年可至少减少温室气体排放65吨。

　　作为全球最大的纳米制造技术企业，应用材料公司于2006年9月宣布启动太阳能战略进入快速发展的太阳能光电生产设备市场。
应用材料公司的太阳能光电生产设备将结合最新的技术与服务，为公司带来新的增长点。

　　根据行业预测（不包括服务相关方面的额外增长），全球能源需求持续增长，太阳能设备市场预计将从2006年的10亿美元增加至2010年的30多亿美元。

　　中国有着非常丰富的太阳能资源，三分之二的国土每年日照时间超过2200小时，比同纬度的其他国家都要高。美国应用材料公司表示，希望与中国太阳能企业一起合作，在满足中国不断增长的能源需求的同时减少对环境的影响。