“分布式光伏發電特別是個人光伏發電改變了能源生產的方式和運行體系,并網難的問題現在基本上解決,備案制已經在各地落實,補貼也在逐步發放,我國光伏發電的政策體系已經建立起來,現在市一級政府出臺光伏發電扶持政策的越來越多,只要把每一項政策扎實落地,現存的一些問題會逐步解決”。這需要澄清一些觀念和認識:現在國內的一些光伏制造企業“賣給國外的產品質量就很好,賣給國內的產品就差些。”國內光伏產業正處在大發展的時期,國家政策的利好帶來了機遇,行業呈現轉好和復蘇的態勢,光伏發電能否成為我國主要能源之一,關鍵要靠科技進步,提高效率,降低成本,中國光伏制造業需要一張“面向平價電力的技術路線圖”。
今年以來,通過降低企業生產成本來實現光伏產業的發展的動議被反復提及,并在國家能源局層面出臺了相應的指導意見,這是一項十分有戰略性意義的工作。
降低企業生產成本的前提是解決企業的技術創新能力和完善產品成本下降路線圖,一旦后者得到妥善解決,降低企業生產成本問題實際就已得到解決路徑。否則,光伏企業就會因為成本下降的路徑而導致光伏產業離“平價上網”遙遙無期。與此同時,造成光伏發電成本高企的原因多種多樣,須對癥下藥,有的放矢。
隨著太陽能光伏產業的發展和安裝量的持續上升,日前,美國一些公共事業公司和官方機構表示,是時候對過量的太陽能補貼進行削減了。
曾經太陽能只扮演了電網結構的一小部分,納稅補貼顯得不足為要。但隨著激勵政策刺激產業的發展,現在光伏電池板的價格下滑了90%,而且每周都會有成千上萬的系統安裝,納稅負重過高,且產業補貼過量。因此公共事業公司認為,是時候進行縮減或終止補貼。
夏威夷州表示,政府希望支持可再生能源,但并不是建立在所有納稅人對此賦重稅的基礎上。該州自2007年以來太陽能系統安裝量實現翻番,太陽能稅收減免也從2010年的3400萬美元上升到1.73億美元。
同樣的情況也出現在亞利桑那州,需要非光伏使用納稅人為太陽能光伏企業支付每度電25美分的補貼金。該州公共服務公司的CEO表示,預計安裝屋頂光伏系統的家庭為非太陽能光伏消費者平均附加了2萬美元的成本。亞利桑那州公司委員會(The Arizona Corporation Commission,ACC)于全年表決,住宅光伏補貼將削減至每瓦0.10美元,原先TEP提供的補貼為每瓦0.50美元。太陽能熱客戶獲得的補貼為每瓦0.40美元,低于原先TEP提供的每瓦0.50美元。
美國國會在討論財政懸崖時候就曾把太陽能光伏補貼削減提出商議。
隨著全球范圍內對可再生能源補貼的削減,中國政府似乎也面臨同樣的壓力。中國陸上風電上網電價在執行五年未變后開始醞釀向下調整。設想方案中按照不同地區進行劃分,下調幅度在2-5分錢之間。值得關注的是,在設想方案中所有在2015年6月30日后投產的風電項目都將按照新上網電價實行。
近日,中國國家發改委價格司召開了“陸上風電價格座談會”,通報調價設想方案,將風電四類資源區標桿電價從目前的0.51、0.54、0.58、0.61元/千瓦時,調整為0.47、0.5、0.54、0.59元/千瓦時。并在此調整基礎上區別對待,將福建、云南、山西三省電價由0.59元/千瓦時調整為0.54元/千瓦時;將吉林、黑龍江省電價統一調整為0.54元/千瓦時。其中目前標桿電價為0.61元/千瓦時的地區擬下調2分錢,福建、云南、山西三省電價下調5分錢,其他均下調4分錢。
風電補貼的削減,使太陽能從業者不得不思考“是否光伏補貼削減的時間表也會馬上出現”。在這種背景下,作為太陽能光伏發電的另一技術路線,CIGS薄膜發電正在依托其技術進步以及量產良品率,悄然敲開了“平價上網”的另一扇門。
根據巴登-符騰堡州太陽能和氫研究中心(Baden-Württemberg Center for Solar Energyand Hydrogen Research,以下簡稱ZSW)去年對外宣布,已制造出一款刷新世界紀錄的CIGS電池片,其轉換效率達到20.8%。設備供應商Manz已在其CIGS實驗室中獲得技術獨家專利。
轉換效率的提升已經被普遍認為是光伏制造商與開發商降低光伏每瓦成本的關鍵因素之一。CIGS薄膜產品的開發一直在進行之中,不僅僅有望帶動每瓦成本的降低,而且能縮小CIGS與晶體硅制造商之間的效率差距。
最新的轉換效率記錄已經由ZSW公布,CIGS電池片效率達到20.8%。而同樣位于德國南部巴登-符騰堡州的設備供應商Manz已經獲得了這項技術的獨家專利權。長久以來,Manz和巴登-符騰堡州太陽能和氫研究中心一直在開展合作,而這家設備企業試圖將其在ZSW實驗室中取得的效率成果轉化為CIGS創新生產流水線的規模化生產。
作為ZSW技術的獨家專利權所有人,Manz表示將為Manz的CIGSfab客戶帶來巨大的每瓦成本優勢。Manz曾經量產出一款轉換效率達14.6%的冠軍組件,并聲稱其可與多晶硅組件相匹敵。而這一款在中國云南石林電站得到了實踐的檢驗。(Manz以最先進的共蒸鍍技術量產出高質量的銅銦鎵硒組件,并聲稱期可與多晶硅組件匹敵。而這一款在中國云南石林電站得到了實踐的檢驗。)
CIGS薄膜發電成本大幅下降
一個產業的成本下降曲線下行是必然的,市場總是驅使產業必須不斷改進,且要求企業和產品必須越來越有價格競爭力。類似于半導體與顯示屏產業都經歷過類似的成本下降曲線。然而,多晶硅電池產業發展的較早,產業供應鏈成熟,材料成本下降空間有限,而技術成長也已經趨于緩和,新技術導入的成本越來越高。這也就意味著多晶硅電池成本下降流程會越來越不容易,將使晶體硅發電產品成本下行趨勢逐漸放緩,甚至飽和。相對而言,銅銦鎵硒產業正要開始,擁有更大的成本下降空間。隨著太陽能光伏“平價上網”的訴求越來越強烈,無論是晶體硅電池還是銅銦鎵硒(CIGS)產業都經歷著同樣的大考。
筆者試圖通過一些數據及對市場的調研,探討當前主流技術之一的銅銦鎵硒薄膜電池技術與傳統晶硅技術的發展前景。
a.轉換效率:
雖然ManzCIGSfab銅銦鎵硒組件的14%量產效率起步略遜于市面上一般多晶硅組件的15%~16%,但已經非常接近,而且銅銦鎵硒電池每年效率提升的速度是多晶硅電池的兩倍,如果以這種趨勢發展,銅銦鎵硒組件有可能很快將超越多晶硅電池。按德國Manz自身的開發規劃,2015年平均量產效率即將達到15%,并挑戰16%的組件轉換效率。同時按照Manz提供的轉換效率提升計劃計劃將逐年提高組件效率,以使組件效率達到17.5%以上。同時,根據南開大學孫云教授提供的數據。以目前銅銦鎵硒的研發角度來看,銅銦鎵硒組件轉換效率將有望突破19%,而目前Manz集團高層也證實了接近18%的可能性。
若以兩者現階段在實驗室所能達到最佳的世界記錄效率來對比,銅銦鎵硒的21%早已超越多晶硅的20.4%,再一次證明銅銦鎵硒擁有更好的光電轉換特性,在技術上有潛力超越多晶硅電池。
b.成本支出:
銅銦鎵硒產業尚未達到產業化規模,所以相關的產業供應鏈并不完整。但產業發展過程中,隨著投入者越來越多,銅銦鎵硒產在中國落地后能帶動產業鏈如玻璃、接線盒、金屬原材料、靶材等的相關產業鏈的發展,再配合材料與設備本土化的措施,將可大幅降低材料成本。同時,中國本土擁有充足的技術與工程人才,在量產與研發上將可無縫接軌。
c.良品率:
據筆者對CIGS薄膜產業的調研,目前Manz銅銦鎵硒技術在量產尺寸下的工廠良品率已高達九成以上,具備量產條件,而且隨著不斷的研發投入,將以逐年提升1%~2%良品率的腳步前進,提供給投資者較強的成本競爭力。另外,Manz沿用在顯示屏產業處理大尺寸玻璃的全自動工廠經驗,在高度自動化的系統支持下,能提高各項設備與玻璃處理效能,能有效降低工廠非良品率,提升設備正常運行時間。
d.經濟規模
銅銦鎵硒組件在現階段雖然在效率上與多晶硅組件有較小距離,但以后起之秀之勢,以其多方面的改進,將具備與光伏主流產品即多晶硅組件相抗衡的能力。目前,中國本土企業投入銅銦鎵硒產業的趨勢方興未艾,最積極的當屬漢能與央企的中建材,分別在近幾年大手筆收購國外知名銅銦鎵硒組件生產廠商。預期中國在整體銅銦鎵硒產業到達規模后,將使經濟效益得以提高而更有效率地降低成本。市場在達到2GW后,預測銅銦鎵硒組件生產成本可望降至每瓦1.8元人民幣。
e.發電量:
雖然目前銅銦鎵硒組件效率仍無法與多晶硅組件相比,但即便如此,依據各地長時間的實測結果發現,銅銦鎵硒組件最終的發電效能已經超過多晶硅組件。歸咎原因,在于銅銦鎵硒材料是公認最適合做太陽能電池的材料,因為其擁有最寬廣的吸光頻譜,屬于直接能隙(direct band gap)材料,溫度系數較低,有更好的弱光效應等,每年發電量平均較晶體硅太陽能電池高出約10%(8%~10%),相關數據可參考云南石林1MWCIGS光伏電站運行報告。發電量是電站業主選擇太陽能發電最終的目的,也是最實際的指標。相信銅銦鎵硒電池更能適應各種環境的特性,將使得銅銦鎵硒電池的應用更加靈活與寬廣。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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