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淮南屬國家6大煤電基地之一,近年來,光伏發電產業發展迅速。分析了淮南太陽能資源、光伏較火電的投資、占地、運營成本、減排效果等,提出了光伏發電產業發展策略和管理措施,引導光伏電站合理布局、有序發展。
關鍵詞:
0引言
能源與環境是人類賴以生存和發展的基本條件,能源環境問題成為世界各國發展的瓶頸。中國作為發展中大國,同樣遇到了能源環境問題的困擾。淮南屬能源-煤化工業城市,近年來,光伏發電產業異軍突起。為引導光伏電站合理布局、有序發展,分析了淮南太陽能資源條件,比對了光伏與火電投資、占地、運營成本、污染減排等,提出了應對策略,為供給側結構性改革和光伏發電產業發展抉擇,提供管理與技術支持。
1光伏發電產業現狀
1.1我國光伏產業現狀2011年,全國并網新能源裝機容量為51590MW,占總裝機容量的4.89%;其中:光伏電站裝機容量為2143MW,并網光伏發電量9.14×108(kW•h)。到2015年,全國光伏發電裝機容量達到43000MW,超過德國,全球第一。[1]目前,我國光伏發電形成多元化格局,開展了屋頂、公共建筑等分布式應用,將光伏與農業、漁業、生態修復、扶貧相結合,開辟了“光伏+”應用新模式。
1.2淮南光伏產業現狀
截至2015年11月,淮南市太陽能光伏發電總裝機容量163.6MW,光伏發電項目情況見表1。
2光伏發電利與弊
2.1光伏發電利好因素
我國陸地年均太陽能相當于1.7×1012t標準煤,光伏發電產業是能源轉型發展的戰略選擇[2]。2011年7月24日,國家發改委發出《完善太陽能光伏發電上網電價政策的通知》[3]。2013年11月,國家能源局《分布式光伏發電項目管理暫行辦法》、《光伏發電運營監管暫行辦法》,實行自發自用、余電上網、就近消納、電網調節運營模式。國家能源局、工信部、國家認監委《關于促進先進光伏技術產品應用和產業升級的意見》(國能新能〔2015〕194號)提出了光伏產品差別化準入標準和“領跑者”額外扶持政策[4]。
2.2光伏發電不利因素
光伏發電不利因素主要有太陽能資源、光伏電站投資和環境影響三方面。我國太陽能資源西部大于東部、高原大于平原、內陸大于沿海、干燥區大于濕潤區,須結合區域特征,確定光伏發電規模。我國離網光伏電站造價4.0~5.0元/kW;大型并網光伏電站西部招標價1.0元/W左右,東部造價1.5~2.0元/W[5]。社會各界擔憂太陽能光伏發電產業發展的原因有光污染、廢物處置、生態破壞三個問題。光伏發電系統廢蓄電池須集中處置,各地危險廢物處置設施容量有限,退役后廢蓄電池處置成為難題。太陽能電池板改變了土地利用性質和植被、生物棲息地破壞,“漁光互補”電站太陽能電池板下水生態系統被打破。
3淮南光伏發電分析
3.1太陽能資源分析
淮南市年平均日照2323.1h,年均日照率52%,光能潛在平均利用率0.53%,水平面年均日照1660.75(kW•h)/m2,屬太陽能“較豐富帶”,可適度建設光伏電站。
3.2投資占地成本分析
淮南市光伏電站平均投資、占地、發電成本均高于燃煤發電機組。全國已有14個省(直轄市)、26個省轄市出臺光伏發電價格補貼政策。
3.3污染減排分析
淮南市光伏發電1.98×108(kW•h)/a,占燃煤發電量2.6‰;可節約煤炭6.11×104t標煤/a,每年可減排一定量的SO2、NOx、CO2。
4光伏產業發展路徑
4.1培育多樣化市場,推進村級光伏扶貧
堅持并網發電與離網應用相結合,發展光伏建筑一體化(BIPV)系統和以光伏為主的多能互補系統;實施“精準扶貧”,鼓勵集體經濟薄弱、資源缺乏貧困村和“三無”貧困戶,建設光伏電站;借鑒其他地區經驗,結合采煤沉陷安置區和新農村建設,發展分布式光伏電站。
4.2合理布局光伏電站,適度發展光伏產業
到2020年為止,淮南利用設施農業可建設107215MW分布式光伏電站,利用非煤礦山禁采區、閉坑煤礦跡地、采煤沉陷穩沉區、入河排污溝兩側邊坡可建設20598.4MW光伏電站。預計到2020年,全國光伏發電成本降至0.6元/(kW•h),有利于光伏發電產業健康發展。
4.3加強項目環境管理,規范光伏建設區域
加強光伏發電建設項目環境管理和新工藝新技術應用,提升國產化光伏發電工藝設備應用領域。實施《安徽省濕地保護條例》使淮南可利用濕地減少,河湖灘地光伏電站可能引起國家限期拆除,重要生態功能保護區、采煤沉陷復耕地-水域-濕地均不宜建設光伏發電項目。
4.4加強產業戰略部署,統籌光伏產業發展
光伏發電產業應納入經濟社會發展規劃和城市總體規劃、土地利用規劃與相關專項規劃;加強光伏行業管理,引導合理規劃布局;嚴格光伏發電工藝設備、項目選址、廢物處置措施審查,推動污染減排。
參考文獻:
[1]陳煒偉,于佳欣.我國光伏裝機躍居全球第一產業水平不斷提升[EB/OL].和訊名家.
[2]中國電力聯合會.中國新能源發電發展研究報告[N].中國電力報,2012-03-14.
[3]國家發展和改革委員會.國家發展改革委關于完善太陽能光伏發電上網電價政策的通知(發改價格[2015]3044號)[EB/OL].
[4]國家能源局,工業和信息化部,國空認證認可監督管理委員會.關于促進先進光伏技術產品應用和產業升級的意見(國能新能【2015】194號)
[5]能源觀察網.光伏發電成本現狀和預測[6]陳潤羊.我國核電發展中公眾參與的機制研究[J].電力科技與環保,2015,31(6):57-60.
【關鍵詞】光伏發電;新能源電動汽車;節能環保;協同發展
一、引言
目前,全球經濟雖然得到了快速的發展,但是環境破壞污染嚴重、能源開采過度,這導致了許多產業將轉型。其中傳統汽車的發展離不開石油能源的開采利用,但是現在全球石油危機和汽車尾氣排放嚴重污染環境的雙重壓力下,汽車行業的發展必須解決能源使通知與環境保護的問題,大部分傳統的燃油汽車必將被新能源電動汽車所代替。光伏發電技術在新能源汽車方面的應用,能達到節能、環保的目的,帶動我國光伏產業和新能源汽車產業的共同發展。
二、光伏發電與新能源汽車協同發展之間的聯系
傳統的汽車主要靠石油提供能源,因為石油是不可再生能源,由于長期過度的開采及使用,導致全球石油越來越枯竭。使得石油價格不斷持續上漲且石油大多數國家對傳統汽車使用石油作為能源動力向電能作為動力轉型。在倡導低碳經濟的背景下,電動汽車作為一種新興的綠色環保交通工具,在未來汽車市場將占據重要地位,但充電網絡等基礎設施的建設,一直困擾著電動車開發和生產,也影響消費者對電動車的信心。因此,電動汽車一直無法形成規模化,最主要的瓶頸就是充電問題難以解決。要想新能源汽車在今后得到相應的發展,建設靈活多用的新能源汽車充電站尤其相關重要??沙潆娬拘杩侩娋W供電是遠遠不夠,不僅加大了城市用電負荷,加大了我國的大量火力發電,又違背了節能環保的主題。開發新的能源,利用無限量的光伏發電代替電網供電的汽車充電站是一種大選擇,這樣不僅減小了城市電網的供電負荷,而且對環境的污染及能源的有效控制得到重大改善。
三、怎樣使光伏發電與新能源汽車協同發展
如何做到光伏發電與新能源汽車的協同發展,我們要這種解決以下幾個問題:
(一)實現新能源汽車充電站跟傳統燃油汽車加油站一樣靈活。太陽能資源隨處可得,可就近供電,不必長距離輸送,避免了長距離輸電線路所造成的電能損失及高昂的經濟成本,很方便地與建筑物結合,構成光伏建筑一體化發電系統,不需要單獨占地,可節省寶貴的土地資源等優點來建設光伏發電充電站,也可以把現有的加油站改建成加油充電綜合服務站,以推動電動汽車市場化。計劃采取“以油帶電、油電混合”的發展運營模式,即以油品經營帶動充電業務,解決純電動車充電站運營成本問題。目前遍布全國城鄉各個交通要道德加油站被一些業內人士認為是開設充電站的理想場所。有權威人士建議:“太陽能光伏發電站將來可以將電動汽車充電站設在加油站里,國內外一些城市已有先例。屆時光伏充電站可借助大量的汽車蓄電電池,實現有小調峰以及降低光伏電站的儲存成本”。
(二)盡量縮短新能源汽車充電時間。與傳統汽車加油僅需幾分鐘不同,電動汽車充電一般需要幾個小時的時間,這會對充電站造成擁堵。針對電動汽車充電時間長,有關方面已為擬建的充電站規劃科兩種模式。一種是在純電動汽車駛入充電站后,有專業的充電機對汽車電池進行充電,就像到加油站為汽車加油一樣。不過這種模式的充電時間較長,只適合于小區以及公交停車場等等。另一種模式就是當純電動汽車駛入充電站后,專業的工作人員將車內的充電池拆除下來,直接更換上充電站已充好的電池。如果采用這種模式,充電站內就需要儲備大量的電池,將光伏太陽能發的電直接儲存于這些電池中,這不僅降低了光伏發電充電站的建設成本,還大量節約了電動汽車的充電時間。未來電動汽車換電池就如同加油一樣方便,幾分鐘便可搞定。充北京奧運會純電動大巴項目的運營表明:其一,純電動汽車采用換電池方式可以最大限度縮短車輛補給能源的等待時間提高車輛使用效率。其二,有利于電池養護。專業養護的充電電池的使用壽命是普通充電方式的8~10倍,換電池方式可以最大限度實現動力電池充電場所管理模式下的科學養護,延長電池使用壽命。
(三)新能源汽車具備和傳統汽車一樣的行使條件。新能源電動汽車的承載負荷有所要求,不能安裝過多的蓄電池,導致電動汽車的行使里程有限。在城鄉及高速路規劃中,光伏充電站之間的距離及位置要適中,這樣增加了電動汽車理想行程。能滿足更多的消費者的需求,使更多的消費者的消費理念和價值取向受到改變,改變了消費者的購買行為,有利于促進新能源電動汽車經銷和發展。
(四)政府應加強扶持和鼓勵新能源汽車及光伏發電相關領域的幫助。在我國,汽車逐漸增多,對大氣的污染越來越嚴重。能源不斷減少,過度開發給環境帶來相應的自然危害,其次能源不斷依賴于進口,增加了能源進口價格,給我過經濟帶來不穩定因素的影響。作為新能源電動汽車和光伏發電具備節能環保、經濟等條件,政府應大力扶持推動新能源汽車以及光伏發電等方面的發展,減少能源枯竭方面的危機。其次使我們的環境得到改善,空氣質量得到提高。這樣不僅利國利民,還使我們人類與自然更加和諧發展。淄博市政府將在充電設施站址和線路通道的規劃及建設審查、用地需求、行政性收費等方面給予相應的政策支持,出臺了電動汽車及配套產業扶持政策,為電動汽車購買使用以及充電設施建設與運營,提供資金補貼、貸款貼息、稅費減免等支持。
(五)光伏充電站具有廣闊的前景。根據深圳市推廣的經驗車充測算,預計未來五年我國充電站建設年均投資有望達到30億元,年均增速50%以上,到2015年我國充電站建設投資有望達到48億元。目前國家電網公司的充電站建設計劃如期執行,增強了看好充電站市場后期走勢的信心。
四、光伏發電與新能源汽車協同發展帶來哪些好處
新能源電動汽車的發展離不開充電站,就像傳統燃油汽車離不開加油站一樣,需要充電站補給能量作為動力來源。光伏發電具有節能環保,不需遠距離輸電,就地安裝就地發電,很方便地與建筑物結合,構成光伏建筑一體化發電系統,不需要單獨占地,可節省寶貴的土地資源等優點,能體現選址建設的充電站靈活性。新能源電動汽車消費成本降低,與普通汽車相比,既經濟又環保,能得到更多消費者的認可。因此,光伏發電技術與新能源汽車能相互促進、共同發展。
參考文獻:
[1]張國方.汽車營銷學[M].北京:人民交通出版社,2008
[2]陳道平,劉偉.微型汽車消費者特性分析[J].浙江大學學報,2004
摘要:中國光伏產業發展一度達到頂峰,近年來卻跌入谷底,固然有國際貿易壁壘在作祟,但產能過剩、市場發展不平衡、技術落后等內部因素才是更致命的問題。光伏產業的興衰啟示我們,中國想走新能源產業的國際化道路,國家的政策支持、行業整合、市場監管是必須的,遵循研發技術、均衡市場、由內到外的發展戰略,才能使我國的新興能源產業更具有國際競爭力。
關鍵詞:光伏產業;新型能源;國際化;國際競爭力
一、引言
伴隨著全球能源危機的逐漸加劇,發展新能源成為各國能源戰略的重中之重。太陽能發電作為新興能源具有持續性和清潔性,21世紀中國光伏產業高速發展,一舉成為光伏產能世界第一大國,但是由于國際貿易壁壘、產能過剩、市場發展不平衡、自主技術缺乏等原因使中國光伏產業陷入困局,光伏企業紛紛重組、倒閉。光伏產業的寒冬使得我們不得不思考,中國新興能源產業國際化道路該何去何從。
二、中國光伏產業困局解析
1、貿易壁壘
從2011年開始,美歐、印度等國相繼對中國光伏產品展開反傾銷調查,并出臺反傾銷懲罰措施,使得中國依賴出口的光伏產品受到重創,企業紛紛倒閉。反傾銷稅使得中國低廉的勞動成本優勢消失殆盡,中國光伏產品在國際市場上的價格競爭優勢不復存在。中國這種高度依賴國外進出口市場的光伏產業弊端盡顯,產能過剩、產品積壓,大批光伏企業負債,作為國內最大的光伏企業無錫尚德更是于2013年3月宣布破產。
2、市場發展嚴重失衡,產能過剩
嚴重依賴國外市場是中國光伏產業發展的致命死穴。中國國的光伏產品國內需求比例極小,而且增速緩慢。中國作為世界第一大太陽能電池生產國,電池產量接近全球總產量一半,但是市場格局卻嚴重失衡。一方面太陽能電池生產原料多晶硅國內產量極小,自給率不到10%,大部分依賴進口;另一方面,90%以上的光伏產品出口到國外市場。目前國外市場增速放緩,國內市場供需失衡,光伏產品庫存大量積壓,各國展開的激烈價格戰,使中國光伏企業的盈利能力嚴重下滑。
3、技術落后,更新緩慢
中國光伏產業技術相對落后,創新能力低下,目前的主要技術都是應用國外相對落后的技術,這些技術系統效率低、生產成本高,使中國光伏產業的競爭力嚴重削弱。中國光伏產業尚未建立起全面的研發和創新體系,光伏產品關鍵生產設備基本依賴進口。當前這種現狀使中國的光伏產業總處于光伏產業的市場低端,依靠產量和規模得以生存,一方面大量進口材料、技術,一方面把技術水平不高的產品拿去與國際高端產品競爭。相比國際光伏產業技術快速的更新換代,中國光伏產業技術落后的現狀已經嚴重制約了國內光伏產業的發展。
三、中國光伏產業脫困策略
1、政策扶持
世界各國視光伏產業為新興戰略產業,政策扶持力度都很大。日本是最早制定扶持光伏產業發展政策的國家,德國實行太陽能上網電價補貼政策,美國推行相應的光伏系統安裝補貼政策。正是這些扶持政策拉動了國內市場,使得目前日德美已成為世界最大的光伏應用市場。目前在光伏產業遭受重創的特殊時期,中國政府應利用扶持政策鼓勵國內太陽能市場發展,同時加快企業技術改造和創新,以提升產業整體競爭力,使得中國光伏產業走出低谷,得到新的發展動力。
2、開拓國內市場
中國幅員廣闊,太陽能資源十分豐富。據估算,我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為1.47×108 億千瓦時,相當于4.9萬億噸標準煤,約等于上萬個三峽工程年發電量的總和,具有發展光伏產業的優良條件。中國國內市場規模廣大,國產光伏電池價格已經大幅度暴跌又給國內市場需求上升創造了條件?!笆濉币巹澲贫ǖ墓夥b機量目標為22GW~25GW,2011年中國占全球實際GDP份額已達14.3%,與整個歐元區相仿,而目前歐盟光伏市場規模為20GW,那么中國 “十二五”期間達到22GW~25GW的目標是很有可能實現的。只要成功啟動國內市場,美歐的“雙反”就不可能打垮、消滅中國光伏產業這個競爭對手。為此,光伏產業熱盼的產業政策配套細則應盡快頒行,為進一步規范國內市場秩序,醞釀多時的《太陽能光伏行業準入條件》也應及時出臺。
3、技術創新、自主研發
中國光伏產業缺乏核心技術支撐,競爭力仍體現在低廉的用工、能源、環境代價之上,這些傳統優勢都將隨著中國經濟社會穩定較快發展而逐步淡化和消失,未來的競爭優勢肯定主要體現在技術方面,沒有掌握核心技術,受制于人的狀況難以改觀。中國光伏產業的核心競爭力目前主要在于相對成本優勢,卻遭遇了反傾銷的貿易摩擦。中國應對國外“雙反”調查先要從自我做起,必須通過技術進步降低升本,從而提高產品的國際競爭力。當前的首要任務是整合研究力量,集中攻克光伏產業的技術壁壘,通過政府政策扶持、產業界互惠合作、科研機構等多方面努力盡快形成光伏產業技術創新體系,重點是技術創新、人才教育和企業科研基地的有機結合。技術創新應以企業為主體,發展模式遵循產、學、研結合。首先,政府要提供充足的資金,建立國家級別的技術研發中心以及產品檢測中心,用以研發光伏產業的關鍵技術。其次,自主研發同時也要注重引進國外先進技術。可以通過技術論壇、吸引國外科研人員、技術購買、吸引國外光伏企業合資聯營等方式吸收國外的先進技術。自主研發和引進吸收的雙重研發模式,不僅可以實現最低成本的技術變革,同時也可以最快速的縮短國內與國外光伏產業的發展差距。
一、鄱陽湖生態經濟區光伏產業發展的現狀
近五年,由于新能源的開發利用,全球太陽能電池產量年均增長率達55.2%,光伏電池的主要生產地集中在亞洲,其中包括中國和日本,歐洲是最大的需求地。2008 年我國光伏電池年產量達到2000兆瓦,成為全球第一大光伏電池生產國,造就了一批龍頭企業,其中鄱陽湖生態經濟區光伏產業發展迅速,擁有一批重點建設項目和光伏企業,其產值居全國前列。
(一)重點發展領域
鄱陽湖生態經濟區的光伏產業重點發展領域包括:多晶硅材料提純技術、硅片切割工藝、硅屑回收與利用的技術工藝、硅片開發、新型太陽能電池材料等。2010年鄱陽湖區已形成高純硅料年生產能力12600噸,硅片年生產能力4850 兆瓦,太陽電池年生產能力1300兆瓦,太陽電池組件年生產能力1000兆瓦。截止2011年8月,僅在新余市注冊成立的光伏企業就達82家,其中投產22家,上半年實現銷售收入213億元,同比增長96%,光伏企業用電量11.7億度,同比增長80%。
(二)產業基礎優勢
鄱陽湖生態經濟區光伏產業已逐漸形成強勢,光伏企業累計實現工業增加值126.24億元,主營業務收入416.23億元,利稅總額62.42億元,實現了收入和利稅一年翻番的目標。賽維ldk太陽能高科技有限公司專注于硅片生產,產能突破3吉瓦,2010年主營業務收入突破200億元,成為全球最大硅片供應商之一。2010年9月全球首條雙線雙結大面積硅基高效薄膜太陽能電池項目在江西實現大規模投產。2011年4月,鄱陽湖區規模最大的太陽能光伏發電站一期5兆瓦工程建設完畢,年產電量為500萬千瓦時。在鄱陽湖區光伏產業發展的基礎上,投資者可利用硅料和硅片的原材料優勢,進行深加工形成最終產品,這使光伏企業之間、光伏企業與其關聯企業之間可以共享資源優勢。
(三)具備一定的研發能力
近年來鄱陽湖區光伏企業聚集了一批優秀的光伏技術人才和國際、國內知名專家。江西賽維ldk從“硅片生產”擴展到“硅料”,發展到薄膜電池,再到電池組件的光伏全產業鏈發展過程,必將進一步強化鄱陽湖區光伏產業的科技實力。除了江西賽維ldk太陽能高科技有限公司擁有競爭實力外,江西晶科能源有限公司、江西旭陽雷迪高科技股份有限公司、江西晶大半導體材料有限公司、江西賽維best太陽能高科技有限公司、江西加威實業有限公司、江西中材太陽能高新材料有限公司、江西通能硅材料有限公司等,都擁有一定的研發能力。
(四)管理工作全面
江西省委省政府對光伏產業基地建設高度重視,將光伏產業作為重點項目來抓,成立了陣營強大的光伏產業基地建設協調領導小組,聘請了中國工程院院士、中國太陽能學會等數名教授作為光伏產業顧問,制定了促進發展的相關政策,為基地的建設和發展提供了強有力的技術支持和政策支持。江西省加強重點招商引資力度,支持光伏產業集聚地建設公用和自用保稅倉,建設綜合保稅區,支持光伏產業合規收結匯、落實保險。同時,對光伏產業發展給予扶持措施,如融資、電力保障、優先安排用地、稅收減免等。
二、鄱陽湖生態經濟區光伏產業存在的主要問題
(一)產品銷售策略單一,生產過剩
2009年僅江西賽維ldk公司總投資約120億人民幣,建成1.5萬噸硅料項目投產,實現產能規模1000兆瓦。2011年全球光伏總裝機量大致為24吉瓦,而國內已建和在建光伏產能大致為50吉瓦。因我國光伏電池產品90%以上出口國外,歐洲市場占70%以上,整個產業對外依存度太高,在歐洲市場萎靡不振的背景下,國內光伏企業根本找不到出口,外銷策略嚴重影響了多晶硅產業的循環發展。而日本、德國等一些發達國家,國內、國外市場同時開發,
當國外市場不景氣時,國內市場能夠消耗大部分太陽電池,可抵御國際市場變動帶來的沖擊。以下為近幾年我國光伏產品出口及對海外市場的依存度,出口額占全年總量的95%以上(見表1)。
(二)過多依賴進口,成本增加
在光伏電池中晶體硅電池目前主導市場,2010年占世界光伏電池產量的80%以上,為了降低成本,各國在技術上進行研究突破,研發工作圍繞穩定性高、效率高、成本低的光伏器件和建筑集成應用系統進行,已取得了一定的成果。而國內一些研究所雖然積極研究太陽電池的生產設備,但在產能及可靠性方面與進口設備仍存在較大差距,關鍵技術還沒有掌握,技術工藝的落后對環境造成嚴重污染。鄱陽湖區光伏產業中的關鍵設備大部分由歐美進口,這將增加生產成本,降低經濟效益,制約太陽電池產業的發展。
(三)光伏產業鏈不夠完善
經過努力研發,鄱陽湖區的幾家太陽能科技有限公司從硅料、硅片生產到電池片、電池組件生產的光伏產業鏈已基本形成,然而與江西賽維的多晶硅片產量相比,太陽能電池投資項目與賽維相差甚遠,遠遠跟不上賽維的發展速度。以下為我國2011年主要多晶硅產量和產能公司比較(見表2),鄱陽湖區除了江西賽維,大多數企業都還存在差距。
(四)高層次人才匱乏,技術力量相對落后
國際光伏產業已經由第一代生產硅晶片光伏電池發展到第二代薄膜技術的光伏電池,減少了消耗,降低了成本,現在已進入第三代光伏電池的研發,目標是進一步降低生產成本、減少熱損耗、減少光伏電池內阻、提高光電轉換效率、增加光子有效利用。鄱陽湖生態經濟區的光伏企業缺乏一支穩定、強有力的技術研發隊伍,技術力量相對落后,中層以上的技術人員絕大部分是外國人,企業為此要支付高昂的工資待遇,同時高薪聘請的外籍人士隨時都可能離開,這將導致人力資源的不穩定,企業未來的發展存在不確定因素
(五)產業風險和可持續發展能力
雖然薄膜電池發展很快,但目前硅片電池仍是太陽能電池的主流,隨著非晶硅材料的衰減降低、制造技術的突破,光伏生產企業將面臨較大的市場風險。核利用技術的進步,短期內核能在新能源結構中仍將占據主導地位。風能、海洋能、生物質能源、地熱等可再生能源在全球范圍內的開發利用也已形成格局,未來光伏產業能否持續發展成為主流還難以定論。
三、完善鄱陽湖生態經濟區光伏新能源產業發展的對策
第一,政府補貼,加大金融投資。德國、西班牙光伏補貼每年下降幅度從5%逐步提高到7%—9%,光伏產品每年帶來的成本下降也在5%—10%之間。美國實行大幅度減稅,奧巴馬政府延長或推出補助、獎勵政策,使得美國光伏市場有了實質性的增長。我國也可實行政府補貼,驅使光伏產品快速進步;對光伏企業新建項目進行財政貼息、國債安排及專項資金支持;對外向型光伏企業實行出口獎勵、補貼;對光伏企業制定更優惠的稅收獎勵政策。建立多渠道、多元化的金融投資體系,吸納國內各方面資金和國外資金,以及風險投資機構和風險資本進入光伏企業投資;在優化配置、財務管理、資產重組等方面提供協調服務和上市輔導,對光伏企業進行股份制改造。
第二,啟動國內市場彌補缺口,實現供需平衡。通過整合力量,強化國內同行業企業間合作,加強大型太陽電池組件企業和光伏發電項目的大力合作,引進外資,吸引電池組件和光伏發電應用項目,有效地改進多晶硅供過于求的現狀,避免國內企業間惡性競爭。開拓國內市場,進行無電地區電力建設,試行“光伏扶貧計劃”,國家補貼電費;在大中城市應急體系機構及公共應急場所安裝應急光伏電源,平時并網,應急使用時獨立供電;安裝光伏照明燈,用于城市和村鎮的道路、街巷、住宅小區、公路、橋梁、隧道照明等,拉動光伏產品的國內需求,改變主要依靠出口為導向的單一戰略。
第三,加快人才培養,提高技術,降低生產成本。技術進步是提高光能利用效率、降低光伏發電成本、促進光伏產業和市場發展的關鍵因素,而技術進步要依靠人才,創建光伏產業專業人才培養基地,在基地定向培養和輸送各類普通員工,實現實習與就業聯體、教學與生產同步的發展方向。積極組織申報建設國家級光伏工程研究中心,鼓勵企業與高校合作,建成企業核心團隊,引進高層次專業技術人才和管理人才,加大研發力度,形成有自主知識產權的系列技術,增強產業的持續發展能
力。
第四,固定上網電價法。光伏發電帶來的經濟和社會效益要經過十五年以上的發展才能獲得,所以完善光伏產業必須通過市場機制和價格手段來培育。世界各發電大國行之有效的政策是采用上網電價法,德國、西班牙、意大利、日本、美國等國家已經在使用上網電價,我國可吸取國外的有效經驗,出臺固定光伏上網電價,盡快規范技術標準、管理辦法和收費標準,明確各有關方的責、權、利,為光伏產業規?;l展提供市場保障。合理且行之有效的上網電價是良好的經濟杠桿,能撬動多方面的資金進入光伏產業。
劉漢元稱,2012年遭遇歐美國家聯手對我國光伏產品進行“雙反”之后,國內光伏行業遭受重創,不僅組件生產企業嚴重虧損甚至大面積停產,上游的多晶硅企業也被波及,全行業超過90%的多晶硅企業停產,而勉強維持生產的少數幾家企業產能利用率也大幅下降,產量同比下降達20%,進口依存度再次突破50%。
“多年來在西方技術壟斷與全面封鎖之下艱難發展起來的國內多晶硅產業,面臨著重回起點、重走老路的艱難局面,形勢異常嚴峻?!眲h元表示,加快發展光伏產業,不僅能確保我國能源安全,在環境方面也有助于緩解和消除霧霾天氣等問題。
他在提案中建言,如果將我國每年新增發電裝機容量的20%~30%依靠光伏電站來提供,將形成每年18GW~27GW的新增光伏裝機容量。到那時,我國生產的光伏組件不僅不會過多地依賴國外市場,反而只能滿足國內需求,并形成一個每年2萬億~3萬億元規模的巨大內需市場。
關鍵詞:光伏發電;光伏組件;封裝材料;研究
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.029
1 引言
經濟的發展伴隨著能源的消耗,我國對于能源的消耗量越來越大,而我國能源結構不合理的矛盾也日益突出,迫切需要我們予以解決。太陽能是地球上的可再生能源,適度的發展太陽能光伏發電技術,可有效緩解我國能源結構矛盾。有數據顯示,太陽能輻射的能量非常之大,完全可以滿足全世界對能源需求[1]。
作為光伏發電系統中的關鍵元器件,光伏組件的質量對于光伏發電系統的發電能力和使用年限有直接相關。因此,對于光伏組件的封裝材料必須認真選擇,并采用先進可靠的封裝技術,才能確保光伏組件具備優良的的光電轉換能力,并實現晶硅電池片的穩定可靠使用。
2 光伏組件組成
由于光伏組件的使用年限需達到20-30年,也就是說必須確保光伏組件在使用20年之后,其效率仍不低于80%。這就需要確保光伏組件密封性能好,有足夠的電絕緣性能;同時,具有較強的機械強度,效率損失平穩且足夠小,對紫外線輻射有很強的耐受性。作為光伏組件的核心,電池片的使用壽命很長。因此,封裝材料對于光伏組件的使用壽命起著決定性作用。光伏組件的封裝應該具備的特點:界面導電性能不強,粘結強度好,吸濕性能差以及一定的導熱能力。高分子樹脂是常用的封裝材料。
據統計,全世界90%以上的太陽能電池是晶體硅電池。經典的晶體硅電池主要包括玻璃、EVA膠膜、硅電池片和背板、密封條、金屬框以及接線盒等。
3 光伏組件功能分析
(1)EVA材料。EVA膠膜是一種熱熔膠,在光伏發電系統中起著粘結各組件的作用,同時起到支持組件結構、絕緣保護等作用,確保電池的安全穩定。EVA膠膜開始應用于上世紀80年代,被認為是迄今為止性能最佳的光伏熱熔膠。EVA膠膜受紫外線照射后穩定性變差,容易發生黃變老化,可通過添加劑配方進行改性。
(2)玻璃蓋板。玻璃蓋板通常安裝于光伏組件正面最外層,起著抵抗風雪冰雹等外力打擊的作用,機械強度非常高,一般為鍍膜鋼化玻璃,具有非常高的光線通過率,通常透光率可達90%以上。同時可有效的反射紅外線,耐受紫外線輻射的能力強。
(3)硅電池片。作為太陽能電池的核心部件,硅電池片的主要作用是完成光能和電能的轉換。其中,硅晶電池片的晶片接受光照輻射后,通過受光時帶正電的空穴和帶負電的電子的移動;晶片受光后負電子和空穴的流出,即可形成電位差,這就是光生伏特效應。由于單一的硅電池片面積小,產生的電流低,通常將許多硅電池片采用串聯或并聯的方式進行連接,形成一個組件整體。
(4)背板。背板通常安裝在太陽能電池的底部,用來阻擋水汽等進入電池內,具有良好的阻隔性,并與建筑物的表面直接接觸。好的背板材料需要具備好的阻隔性、耐腐蝕性和耐老化性等。背板是影響光電轉換效率的重要因素,背板關鍵材料決定著背板的質量和壽命。太陽能電池的背板一旦受損,電池內部的其余組件將直接受到外界環境的侵蝕,封裝材料很容易發生水解,電池受到腐蝕,因此電池組件的使用壽命和輸出效率將大幅度降低,甚至會引發電池組件的絕緣失效而發生事故。目前,國內光伏電站中背板的進口率仍然非常高,我國生產的背板中很多仍然是用外國的氟膜及氟涂料作為原材料進行生產。近年來,隨著光伏發電的不斷發展,背板材料也在不斷地改進,背板材料的綜合性能也不斷提升。
(5)密封條和邊框。密封條主要是三元乙丙橡膠,三元乙丙橡膠的彈性和抗壓縮變形和耐老化、臭氧和化學作用的能力強,同時具有較寬的溫度范圍。光伏組件的邊框通常用采用質輕的鋁材將電池組件組合成一個整體。可對光伏組件進行固定、封裝,提高電池的使用年限,增強抗機械沖擊能力。金屬框將利于吸收更多的光源,光電效率也隨著提高。邊框向輕質化、多樣化定制等方向發展符合未來的需求。
4 光伏組件發電效率影響因子
光伏組件的發電效率易受多種因素的影響,由于光伏面板直接與外界環境接觸,很容易積灰。積灰會大幅度降低太陽的透射率,輻照量減少,從而導致光伏組件輸出功率下降,并且透射率隨積灰厚度的增加而急劇下降。同時,積灰的吸能作用和可能帶有腐蝕性,也會降低光伏組件的光電轉換效率。同時,陰影遮擋也會大幅降低輻照強度,從而使光電轉換效率降低;安裝傾角對于太陽能組件的光電轉換能力也有影響,主要是由于不同的傾角使得接受的光照強度不同。
光伏電池發電量的大小隨接受的太陽輻照強度的不同而變化。在某些日照不足的地區,要了解電池組件是否能夠滿足使用條件,需進行低輻照度條件下的電性能測試。而組件的性能不匹配、樹葉或其他不透明物體的遮擋等因素會導致組件過熱,因此可通過熱斑測試來驗證熱斑對組件電性能的影響[2]。
5 結論
加快光伏發電系統的開發建設,對于紓解我國能源消耗嚴重、供應偏緊的問題具有重要意義。光伏發電系統的電池組件包含硅電池片、EVA材料、玻璃蓋板、背板、密封條和邊框等幾種關鍵材料,通過對這幾種關鍵材料功能和進展的分析研究,為光伏組件的發展提供了研究方向。在光伏組件的安裝使用過程中,必須注意安裝傾角、陰影遮擋和面板積灰對于發電效率的影響,同時做好各組件的質量把控。
參考文獻:
[1]劉峰,張俊,李承輝,游效曾.光伏組件封裝材料進展[J].無機化學學報,2012,28(03):429-436.
關鍵詞:光伏發電;項目建設;正泰新能源;全生命周期;新能源 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM615 文章編號:1009-2374(2017)01-0085-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.042
近日,正泰山西大同采煤沉陷區國家先進技術光伏示范基地5萬千瓦光伏電站正式并網發電,該項目由浙江正泰新能源開發有限公司全資子公司大同市正泰光伏發電有限公司開發建設,位于大同市南郊區云岡鎮,緊靠著名旅游景點“云岡石窟”,建設容量50MWp,年發電量達到6900萬度,是光伏示范基地6個“領跑者計劃+新技術、新模式示范項目”之一。與其他“領跑者”項目開發商不同,正泰集團是國內最早實行橫向整合的光伏企業,從光伏電站投資、光伏全套設備供應,到EPC形成了基本閉環、可控的光伏全產業鏈。正泰無可比擬的系統集成優勢,可以最大程度地控制成本,提高系統匹配度,提供最便捷的運營維護。對此,本文針對項目建設過程中取得的管理經驗進行總結,從而為同行提供參考。
1 項目設計階段
一座優質工程就好像一塊好的天然玉石,經過精心設計、精雕細琢才能成為一件優秀作品。光伏設計必須經過反復論證、精細設計才能建造出優秀項目。
優秀項目與好設計密不可分。設計圖紙是“紙上談兵”,“紙上談兵”在這里不是寓意不切實際。設計得當能使工程省時、省力、省錢;設計不當,施工中拆改、返工、造價控制不住。大同項目作為領跑者項目,對使用技術的先進性、設計理念的前瞻性要求較高,為體現項目“領跑者”精神,肩負著正泰項目模式創新、技術創新的使命,保證正泰大同光伏項目優秀的設計,公司技術人員協同上海電力設計院各專業設計人員多次現場測繪、踏勘,多次組織設計方案論證會議;考慮到很多新技術未得到成熟應用,公司技術人員多次去多家廠家調研論證,提出不少建設性意見,最終確定項目設計方案;項目從構思、確定方案到體現在設計圖紙上,無不體現項目“技術先進性”領跑者特性。現項目已按設計建成,新技術應用的光伏電站項目源源不斷穩定地向電網輸送清潔能源,心中成就感油然而生,回顧項目設計歷程,其主要取得以下經驗:
1.1 創新設計方式
大同項目為煤炭沉陷區,項目前期的地塊穩定性分析報告顯示正泰大同項目所處地塊為煤炭采空區,主要涉及侏羅系的5個煤層,煤層累計采厚達10m以上,采深90~420m,采煤沉陷區會產生一定的地表破壞、移動與變形,對該區域內的光伏組件基礎、電纜埋設、逆變升壓房基礎會產生一定的影響,采用光伏常規項目的支架形式及基礎形式勢必會帶來較大的安全隱患,難以保證電站生命周期內的設備安全。對此經過與設計院一起多次論證,考慮短支架、增基礎、箱變現澆基礎等方案減少地塊沉陷對電站的影響。
1.2 加強協調工作
正泰大同項目用地緊張,“巧婦難為無米之炊”。項目地塊分散、地形起伏大,墳頭較多,拆遷難度大,政府提供原規劃地塊不足以滿足50MW的規模,實際地勢地貌僅有35MW的規模,需在規劃地塊外尋找新增土地,大同市政府和大同發改委積極參與,為企業排憂解難,發揮“大同模式”的優勢,基地辦為了項目圓滿完成,加班熬夜放棄周末多次協調村鎮完成租地工作,同時進行優化項目設計方案、減少土地占用。
1.3 大膽引入新技術
正泰大同項目設計方案類別多、設計任務重。為保證項目新技術的領跑性,該項目從整體設計、設備選型,到智能運維,融合了各種優秀技術,最大程度地提高電站效率,包括采用320W轉換效率超過16.5%的多晶硅光伏組件、帶直流拉弧檢測智能匯流箱、集散式逆變器、高效逆變器、非晶合金低損耗變壓器、單軸自動跟蹤系統、智能化運營監控系統等,該“領跑者項目”要求多晶硅組件效率大于16.5%,逆變器最大效率大于99%,該次設計滿足甚至部分超過了領跑者項目要求。
1.4 嚴把質量關,控制項目風險
考慮到很多先進技術,市場上還未得到成熟應用,公司技術人員多次與廠家溝通交流,通過調研論證、比較分析,確定各個設備技術參數、使得設備適應大同項目地實際情況,通過編制技術協議、測試方案,嚴把質量關,降低公司新技術使用風險。
2 工程招標及設備采購階段
招標是“貨比三家”,是引入競爭機制,優化施工單位、節約投資、保證工期的有效手段,同時有保護我們建設單位管理人員的作用,應當充分重視。建設項目招投標的內容很多,除設計、勘探、監理招標外,主要是工程總承包單位的招投標,其次分包單位、設備、材料招標等,一項工程要多次招投標;正泰新能源開發有限公司具有“電力工程總承包叁級資質”,自主進行項目總承包管理,下面主要就施工分包單位以及設備供應體系管理的一些內容總結:
2.1 不斷完善招投標制度
(1)根據本光伏工程建設地點、工程特點,擬定參加投標的施工單位資質等級,要求投標單位有類似工程施工業績;(2)通過當地建設主管部門或網絡了解參加投標的施工單位信譽有無不良記錄;(3)組織對參加投標的施工單位進行考察,考察內容為已建成的工程實例,體驗工程觀感效果并征詢建設單位對施工單位的意見;(4)在編制工程招投標文件時,要求報價和工期合理,避免投標單位以低于成本價競標和承諾不合理工期。該類施工單位往往會在進場后以虧損等理由降低工程質量和拖延施工周期;(5)一個集團公司只允許一家分公司參與投標;(6)投標單位應向招標單位繳納投標保證金,以保證招投標工作過程正常進行,減少隨意違約;(7)評標工程建設單位盡可能派人員參加評委會;(8)設備、材料招標時,必須要求提供技術協議,技術協議盡可能詳實,至少含有產品材質、規格尺寸、性能、檢驗報告等內容,最好能提供樣機或應用案例協調技術人員進行實地考察。
2.2 構建設備供應商管理體系
(1)對供應商考評,采取量化評價的方式,全面客觀地反映供應商生產規模、制造能力、供貨能力、備件質量、服務技能等各方面情r;(2)增加長期合作供應商,建立完善機制,從源頭到產品形成完善供應鏈,在實際采購過程中進行檢測和工藝分析,保證產品質量;(3)實時跟蹤市場價格(如銅、鐵、硅等),對采購價格實施動態管理的設備進行市場考察和業務分析,在招標、詢價、談判時進行分析和控制;(4)估算產品和服務成本時要求明細,與供應商一起尋求降低大宗材料成本途徑,同時了解同行伙伴的優勢,從供應商自身結構、技術、管理等方面入手找到方向,領跑行業先機;(5)加強供應商考察,積極組織技術交流,前期談判就將產品生產工序及時間明確,進行駐廠監造,并制定預防措施、質量管理、違約處理等相關資料。
2.3 施工過程管理階段
施工單位進場后,建設單位應組織設計單位向施工單位進行施工圖交底,由施工單位,監理單位提出問題,設計單位應書面給予答疑,答疑文件是施工依據,與圖紙有同等效果。施工單位進場后,應向建設單位和監理單位提交《施工組織設計》,《施工組織設計》的主要內容是根據本工程建設場地以及光伏施工的特點安排的施工計劃,包括質量保障措施、工程進度計劃、施工人員、材料供應、施工機具、安全防護、環境保護、冬季施工措施等。
工程開工建設前夕,應當報當地建筑行政管理部門,辦理工程質量監督手續。
3 質量管理:控制施工工藝、材料檢驗、隱蔽工程
質量管控放到項目管控的最重要位置。針對該問題,主要采取以下四方面的措施:(1)施工單位要根據施工需要的總平面布置圖的要求來進行臨建設施布置,設備和材料規格要符合設計要求。對設備要實行開箱檢查,其說明書等資料都要齊全,做好施工的記錄工作和完整試驗記錄;(2)控制進入施工現場的原材料源頭。鋼筋與鋼材進場時,材料的品種、規格、級別以及數量符合設計的要求,并遵守國家現行的相關標準,抽取試件去進行力學的性能檢驗,材料的質量要符合相關的規定。水泥進場時,檢查水泥的品種、級別、散裝或包裝的倉號、出廠日期等規格,并要對水泥的強度、安定性和其他重要性能指標實行復驗,質量要符合現行的國家規定。模板及其支架要具備足夠的承載能力、剛度及穩定性,可以可靠地承受住澆筑混凝土的重量、側壓力和施工的荷載;(3)對鋼支架安裝、電纜接地埋設、匯流箱安裝等方面,重點控制鋼支架的垂直度,鋼支架與埋件焊縫的飽滿度。接地主要是埋深度、焊接焊縫的飽滿度以及焊接;(4)自始至終做好資料的收集和整理保存,為竣工驗收做好基礎。
4 加強資金控制
光伏電站建設工程相比其他工程建設項目而言,其突出的特性是建設周期短、資金投入大。一個看似很小的不合理因素可能會導致幾十萬甚至上百萬的建設資金的浪費。資金的使用要先緊后松、從前而后。
5 結語
2013年以來,光伏電站的建設呈現爆發性、粗放性增長,但隨著光伏政策的縮緊,光伏電站的建設和投資亦會越來越精細化,大同項目作為國內第一個領跑者項目,提供了光伏行業先進技術的應用平臺,引領國內其他光伏電站的建設,大同正泰領跑者項目的成功實施,為正泰新能源公司后續的光伏項目實施奠定了基礎,指明了建設方向。正泰新能源公司將繼續秉承腳踏實地,低調務實,認真進取,創新發展的態度和作風,在光伏行業內精耕細作,努力前行,成為真正的“領跑者”。
參考文獻
[1] 煤炭科學技術研究院有限公司.南郊區馬營洼5萬千
瓦項目地基穩定性評估報告[R].
[2] 韓宏偉,汪祖S.淺議并網光伏發電站運維的誤區