光伏产业存在问题及应用措施.docx
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光伏产业存在问题及应用措施
2012届毕业论文
光伏产业存在问题及应用措施
学院:
信息学院
学生姓名:
指导教师:
专业:
微电子技术
班级:
微电子1班
完成时间:
摘要
本文简述了发展太阳能光伏的原因、优点以及现状,详细论述了我国太阳能光伏产业存在的问题,这些问题包括污染问题突出、社会公众意识落后、产业与市场倒挂、缺乏详细的资源普查和科学的统一规划、并网管理有待完善、标准规范与检测认证体系不健全、缺乏核心技术和生产设备、人才培养有待加强等。
针对这些问题提出了具体的政府可实行的政策措施和社会、投资者等方面的措施。
关键词:
太阳能光伏、并网管理、投融资激励政策
目录
引言1
1太阳能光伏2
1.1太阳能2
1.2发展太阳能光伏的原因2
1.3太阳能光伏发电的主要优点2
2光伏产业现状及存在的问题3
2.1光伏产业现状问题调查分析3
2.2中国光伏行业的现状3
2.3我国光伏产业存在的主要问题4
2.3.1污染问题突出4
2.3.2社会公众意识落后4
2.3.3产业与市场倒挂4
2.3.4缺乏详细的资源普查和科学的统一规划4
2.3.5并网管理有待完善4
2.3.6标准、规范与检测认证体系不健全4
2.3.7缺乏核心技术和生产设备5
2.3.8人才培养有待加强5
3光伏产业应对措施5
3.1政府可实行的政策措施5
3.1.1淘汰高污染企业5
3.1.2实行投融资激励政策5
3.1.3推行能够充分体现绿色电力价值的分地区标杆上网电价政策6
3.1.4加大财税支持力度6
3.1.5出台促进光伏发电系统规模化发展的政策6
3.1.6出台支持离网光伏发电系统政策6
3.1.7健全和完善相关的法律法规、成立能源环境工业发展部6
3.1.8加大科研投入,掌握核心技术,提高自主创新能力6
3.2社会、投资者等方面7
3.2.1加强舆论宣传,提高全民族发展和使用太阳能的意识7
3.2.2加强公共建筑中的推广7
4总结7
5参考文献7
6致谢7
引言
在跨入21世纪之际,人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战,在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。
而能源问题将更为突出,不仅表现在常规能源的匮乏不足,更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题,如环境污染,温室效应都与化石燃料的燃烧有关。
目前的环境问题,很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。
因此,人类要解决上述能源问题,实现可持续发展,只能依靠科技进步,大规模地开发利用可再生洁净能源。
太阳能光伏以其独具的优势,其开发利用必将在21世纪得到长足的发展,并终将在世界能源结构转移中担纲重任,成为21世纪后期的主导能源。
目前,中国已是世界太阳能光伏电池三大生产国之一,但生产的90%光伏产品都出口到国外市场,如欧洲、美国、日本等。
国内太阳能光伏的应用也主要集中在农村电气化和离网型太阳能光伏产品;真正并网型的太阳能光伏市场远未形成。
“中国太阳能光伏发电发展潜力巨大,配合积极稳定的政策扶持,到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦,年发电量可达1300亿千瓦时,相当于少建30多个大型煤电厂。
”在06、07年,光伏产业维持30%增幅增长。
据专家预测,在08年以后增长速度将超过40%。
到2020年,太阳能光伏发电将占全球发电总量的1%;到2040年,光伏发电量将占全球发电总量的21%。
而随着当前世界光电技术及其应用材料的飞速发展,光电材料成本大幅下降,光电转换率不断提高,未来太阳能发电的成本将大幅度下降。
本文在综合分析我国太阳能开发利用现状的基础上,分析了我国太阳能光伏产业存在的问题,并对其提出了应用措施。
1太阳能光伏
1.1太阳能
太阳能是一种辐射能,太阳能发电意味着要将太阳光直接转换成电能,它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。
将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。
不需要借助其它任何机械部件,光线中的能量被半导体器件的电子获得,于是就产生了电能。
这种把光能转换成为电能的能量转换器,就是太阳能电池。
太阳能电池也同晶体管一样,是由半导体组成的。
它的主要材料是硅,也有一些其他合金。
用于制造太阳能电池的高纯硅,要经过特殊的提纯处理制作。
太阳能电池只要受到阳光或灯光的照射,就能够把光能转变为电能,使电流从一方流向另一方,一般就可发出相当于所接收光能的10~20%的电来。
一般来说,光线越强,产生的电能就越多。
为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射,将光能转变为电能,一般在它的上面都蒙上一层可防止光反射的膜,使太阳能板的表面呈紫色。
它的工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。
光生伏打效应就是当物体受光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,就会在PN结的两边出现电压(叫做光生电压)。
这种现象就是著名的光生伏打效应。
使PN结短路,就会产生电流。
1.2发展太阳能光伏的原因
太阳是能量的天然来源。
地球上每一个活着的生物之所以具有发挥作用的能力,甚至于是它的生存,都是由于直接或间接来自于太阳的能量。
我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方。
它所截取的辐射能已经少到令人难以置信的程度,即大约千万分之三,即使这么小的一点能量,实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍!
目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能量短缺,因此,人们开始求助于太阳能,以解决能源危机。
1.3太阳能光伏发电的主要优点
太阳能每天都能无限供应,而且数量庞大。
如果在大的电厂利用,就减少了温室效应,有些能源专家和环境保护的专家则认为,在满足人类今后能量需要方面,太阳能的热影响比任何其他替换品的热影响要小得多。
作为一种不污染环境,又取之不尽的新能源,它无处不在。
尤其是在电力供力方面,有专家认为太阳能发电最终将在电力供应中占20%。
太阳能电池可以设置在房顶等平时不使用的空间,无噪音、寿命长,而且一旦设置完毕就几乎不要需要调整。
现在只要将屋顶上排满太阳能电池,就可以实现家中用电的自给。
现今太阳能的主要用途已不再是小规模的,从性质上来说,是专业化的。
它从军事领域、通信领域到城市建设领域等都起到了重大的作用。
委内瑞拉还推出廉价太阳能车、欧洲科学家研制出轻便的可穿在身上的太阳能电池。
目前,太阳能的利用存在着巨大的发展空间,有关的技术有可能在短时间内实现突破。
它已被许多发达国家作为其能源战略的一个重要组成部分。
2光伏产业现状及存在的问题
2.1光伏产业现状问题调查分析
近年来,光伏产业深受资本市场与各地政府的宠爱,至今中国已涌现出100多个产业基地,产能占据全球半壁江山。
然而,2011年欧债危机、“双反”调查的“外忧”与产能过剩、行业混乱的“内患”交织纠缠,曾经如火如荼的光伏产业进入“极寒严冬”。
2011年10月18日,美国SolarWorld联合另外6家光伏企业向美有关部门提出申诉,要求对中国输美光伏电池、组件等太阳能产品展开反倾销和反补贴调查。
11月29日,英利、尚德、天合、阿特斯等14家中国主要光伏生产企业在北京召开新闻发布会,坚决否认美国“双反”调查中的指控。
此外,中国也指责美国向中国倾销多晶硅。
这次贸易战将会给中美两国甚至全球太阳能光伏行业带来不可预测的影响,可能最终要在今年才能解决。
与之相伴的是已现端倪的光伏“破产潮”。
德国太阳能技术公司SolonSE日前成为德国首家申请破产的太阳能上市企业。
而英国政府日前宣布将削减50%的太阳能行业补贴,这无疑将置英国太阳能光伏产业于黑暗之中。
不过,对国内光伏企业而言,一个好消息是,《可再生能源发展“十二五”规划》显示,到2015年太阳能发电将达到15吉瓦,年发电量200亿千瓦时。
值得关注的是,这一指标较原目标高出50%。
相关配套政策可能会即将密集出台。
2.2中国光伏行业的现状
一直以来,很多人将光伏产品制造视作中国为数不多的能与世界同步的高科技产业。
2009年全世界有超过55%的光伏产品由中国企业制造。
然而,光鲜亮丽的外表下存在着隐忧。
长期以来我国光伏行业形成了“两头在外”的发展模式,即晶硅原材料的供应主要由海外控制,光伏产品的终端市场也主要由海外提供。
甚至可以说是“三头在外”,中国光伏企业的主要融资渠道也在海外。
由此可见,我国光伏行业的对外依存度还相当高。
虽然我国的多晶硅生产企业已广泛采用世界主流的改良西门子法制备太阳能级多晶硅,但在具体工艺流程上与世界一流水平还有非常大的差距。
普遍存在能耗大、规模小、成本高、闭环性差等问题,从而导致国产多晶硅总体上较进口多晶硅质量更差、价格更贵。
欧洲、美国和日本的多晶硅生产企业在长年生产电子级多晶硅的过程中积累了丰富的经验和强大的实力,在技术和产品上处于双重垄断地位。
据中国证券报报道,2010年11月我国进口6153吨多晶硅,同比上升159.8%,环比上升45%,同时还刷新了2010年9月进口4757吨的单月最高记录;2010年前11个月我国累计进口4.19万吨多晶硅,预计全年进口量将达到4.5万吨左右。
这意味着2010年国内消费的多晶硅中仍有超过50%的数量需要依赖进口,较之2009年的情况并未有任何改善。
另一方面,我们在光伏产品的销售上也严重依赖海外市场。
在中国生产完成后的光伏产品(主要是光伏组件)绝大部分都销往了国外,尤其是德国及其所在的欧洲市场。
以中国光伏行业的“巨头”英利绿色能源、无锡尚德和天合光能为例,来自德国市场的销售额在英利绿色能源总营收中的占比高达63.1%;虽然天合光能对德国市场的依赖相对较低(33.9%),但整个欧洲市场的销售额在其总营收中占到了惊人的93.3%。
2.3我国光伏产业存在的主要问题
2.3.1污染问题突出
虽然太阳能是绿色能源,但太阳能上游的组件和硅原料却是一个高污染行业。
产品的制造过程中,会排出四氯化硅、氯化氢、氢气等尾气。
特别是四氯化硅,如果不做处理,就会溶解变为盐酸等物质,将污染土壤。
与很多高耗能、高污染行业一样,欧洲国家染土壤。
与很多高耗能、高污染行业一样,欧洲国家的阳能世界制造中心也基于此。
目前普遍采用的是碳还原法,生成的物质既有硅,同时还伴随着大量的二氧化碳。
在耗费大量电能之外,二氧化碳的生成直接带来了温室气体的排放,这与目前国家所提倡的低碳经济发展宗旨明显相悖。
2.3.2社会公众意识落后
我国光伏产业发展迟缓和社会公众意识落后有关。
大部分用户意识不到能源的危机和太阳能光伏带来的好处。
2.3.3产业与市场倒挂
我国成为了全球生产光伏电池最多的国家,但光伏电池的使用却远远落后,形成了典型的产业与市场倒挂现象。
我国90%以上的光伏电池组件和系统销往国外,德国安装的太阳能光伏发电设备九成为中国制造。
而光伏发电仅限于边远无电地区和大城市里的一些示范工程。
2.3.4缺乏详细的资源普查和科学的统一规划
目前我国的多晶硅产能已经远远超过电池需求,但在2008年上半年多晶硅最狂热的时候,同时上马的多晶硅项目高达30多项,不少企业抛出了万吨多晶硅的计划,这些项目存在巨大的风险。
一是多晶硅项目技术复杂,工艺参数多,许多项目投入巨资但却不能按期达产;二是环保风险,因为多晶硅是高污染的项目,环保不达标,有被强制关停的风险;三是投资巨大且项目建设及回收周期长。
尽管经济危机给全球的光伏产业泼了一盆冷水,但产业潜在的狂热仍然存在。
2.3.5并网管理有待完善
集中式的光伏发电可按国家有关部门的并网规定并入电网,但是对于接入配电网的分布式光伏电源而言,国家还没有针对其制定简易的、具有实际可操作性的关于并网、购售电等方面的一系列管理办法。
这在一定程度上影响了光伏发电市场的快速发展。
2.3.6标准、规范与检测认证体系不健全
技术标准和规范不全面、不完整,且发布滞后。
在我国已颁布实行的光伏技术标准中,大部分是光伏产品的技术标准,缺少规范光伏发电性能质量和电网调度方面的管理规程,缺乏符合建筑要求的光伏产品质量标准。
目前,国际上光伏标准出台速度加快,近年来出台了大量新的关于光伏发电系统方面的标准。
而我国国家标准的出版,每年都有一定的数目限制,许多已经制定校核完成的光伏标准发布迟缓。
缺少强制性标准。
国家相关部门已经制定的一系列光伏组件及接入系统方面相关的标准基本上均为“推荐标准”,与强制标准相比,实际执行效果难以得到保证。
光伏检测和认证机构设备不足,检测水平造有限。
现今我国的总体检测水平与国际上仍有一定差距,没有得到国际上的普遍认同。
2.3.7缺乏核心技术和生产设备
我国光伏发电产业多晶硅技术虽然已经实现了由百吨级向千吨级的提升,然而整体水平同国际先进水平相比,在生产能耗、物料循环利用以及生产成本等方面均还有一定差距。
以多晶硅电池来看,尽管我国是目前全球最大的多晶硅电池生产国之一,但我国企业并没有太大的定价权,其原因主要在于多晶硅提纯核心技术主要掌握在国外厂商手中。
薄膜太阳能电池技术水平(包括制设备)与国外先进水平相比差距很大;设备基本依靠进口;太阳能电池用配套材料,如电子浆料、石墨制品、石英制品、EVA材料等,主要以仿制进口为主,大部分产品档次较低。
技术和装备的差,使我国的光伏产业缺乏核心竞争力。
2.3.8人才培养有待加强
专业人才严重缺乏,目前光伏行业从事研究、设计、生产、工程建设等方面的专业技术人员,主要都是从半导体硅材料等其他相近专业转变而来。
培训力度也不够。
没有相关的人才做支撑,难以适应光伏发电产业快速发展的新形势。
3光伏产业应对措施
3.1政府可实行的政策措施
3.1.1淘汰高污染企业
多晶硅并不是一个高污染行业,只有做不好才会造成污染。
污染有两种原因:
一是资金不投入,二是技术达不到水平。
为此,国家应该加强规范,把高能耗和高污染的企业淘汰出局。
未来政府应该提高企业进入的环保门槛。
环保不达标的企业规模再大都不能进人这一行业。
国家应制定针对多晶硅产业健康发展的引导政策,更多应该从提高环保门槛的角度人手。
这面都有也将会成为未来的政策发展方向。
3.1.2实行投融资激励政策
降低项目建设的资本金比例,扩大企业融资的渠道和规模。
延长贷款期限,降低贷款利率。
对太阳能热利用生产企业销售其自行生产的太阳能产品,相应的增值税实行全免或全收后退回国家收取的部分;所得税全免或全收后返回国家和省收取部分。
3.1.3推行能够充分体现绿色电力价值的分地区标杆上网电价政策
国务院价格主管部门应从国家保障能源安全和供应的角度出发,充分考虑太阳能特点和不同地区的差异,按照有利于太阳能电力经济合理发展的原则,制定能够充分体现太阳能作为色电力价值的分地区标杆上网电价政策,并根据发展需要适时调整。
这样既能摒弃“一事一议”传决策方式的不足,促进太阳能规模化发展,也能使投资方有投资回报预期,避免恶意竞争。
3.1.4加大财税支持力度
国家应加大财政预算内资金和国债资金对光伏发电系统技术研发的投入,加大贴息资金的支持力度,重点用于推动太阳能资源普查与评价、重点实验室建设、技术研发与推广示范工程建设等基础工作。
实行有利于生产和使用可再生电力的税收政策,建议免除太阳能设备环节的增值税,太阳能发电环节的增值税减半征收,在先导示范和推广前期免除部分税收。
3.1.5出台促进光伏发电系统规模化发展的政策
对于太阳能资源丰富、适宜建设大规模并网光伏发电系统的地区,建议国家以地区为单位择优选择开发商。
这样可有效防止开发过程中的无序和重复,由其统筹输电规划、环评规划、带动区域经济发展等诸多方面因素,以实现区域整体效益最大化。
3.1.6出台支持离网光伏发电系统政策
应在边远、贫困、无电地区普及推广离网光伏发电系统,解决无电人口的用电问题,从根本上提高贫困地区人口生活质量,并避开土地、成本等制约要素。
3.1.7健全和完善相关的法律法规、成立能源环境工业发展部
健全和完善以《可再生能源法》为主体的法律法规体系。
进一步完善新能源电力全额保障性收购、优先调度等有关的法律法规;深入研究实行新系能源交易机制和配额管理办法。
政府可成立能源环境工业发展部,全面领导和规划我国能源、环境技术和工业的发展。
组织光伏界技术(包括材料、器件/组件、系统)、经济方面专家,全面制定我国光伏技术和产业的长期发展规划,使光伏技术和产业各环节协调、健康发展。
规划本身不仅仅体现在光伏系统的安装量上,更重要的是能体现光伏产业的发展,包括政策、措施及资金的投入等。
仅仅用安装量来标志发展计划是远远不够的,因为实现安装还可以通过完全进口来实现。
3.1.8加大科研投入,掌握核心技术,提高自主创新能力
加大资金、人员方面的投入,提高自主创新能力,以科技攻关或其他方式使有关企业在技术、设备、工艺等方面巩固或达到领先地位,进一步提升光伏发电系统的整体实力,提高产品质量,扩大生光伏发电系统的整体实力,提高产品质量,扩大生面真正具有核心竞争力。
3.2社会、投资者等方面
3.2.1加强舆论宣传,提高全民族发展和使用太阳能的意识
我国能源和生态环境的潜在危机程度比世界平均水平更加严重,加强舆论宣传,提高全民族能源、环境危机意识和对发展太阳能等可再生能源产业的必然性、必要性和紧迫性的足够认识是非常必要和非常迫切的。
在农村推广太阳能既经济实用,投入产出比又高,既可解决农村生活生产能源问题,又能减轻农村日益严重的环境污染问题。
为此,要在广大农村实施“五万”计划,促进农村对太阳能需求的大幅度增长。
3.2.2加强公共建筑中的推广
大型商场、高档旅馆酒店、机关、学校、医院等大型公共建筑,是中国耗能的大“老虎”,制冷、供暖、供热水是公共建筑能耗的主体。
从目前情况分析,这些建筑在围护结构、空调、供热水以及照明方面,有50%的节能潜力。
要加大大型商场、机关、学校、医院、宾馆等公共建筑节能技术推广普及力度,特别是技术成熟、方案多样的太阳能热水工程。
4总结
如果说20世纪是石油世纪,那么21世纪则是可再生能源的世纪,太阳能的世纪。
我国光伏产业虽然与时俱进、稳步发展,但与发达国家相比还相当落后。
主要问题是投资者缺乏详细的资源普查和科学的统一规划、缺乏核心技术和生产设备以及缺乏专业人才等。
针对这些问题本文作出了一系列的建议措施如健全和完善相关的法律法规、成立能源环境工业发展部以及加大科研投入,掌握核心技术,提高自主创新能力等。
这些问题及措施希望能够引起社会各方面的重视,使我国光伏产业能更加健康的发展。
5参考文献
1尹建华,李志伟.半导体硅材料基础北京:
化学工业出版社,2009
2陈武,李云峰.我国能源可持续发展的探讨.能源技术经济,2010
3王庆一.可再生能源的现状和前景(下).电力技术经济,2007
4王长贵,王斯成.太阳能光伏发电实用技术.北京:
化学工业出版社,2009
6致谢
本课题在选题及研究过程中得到X的悉心指导。
X老师多次询问研究进程,并为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,精心点拨、热忱鼓励。
X老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度,踏踏实实的精神,不仅授我以文,而且教我做人,虽历时三载,却给以终生受益无穷之道。
对X老师的感激之情是无法用言语表达的。
在此,我要向诸位老师深深地鞠上一躬。
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