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光伏发电的未来战略地位. 赵玉文. 提纲 0. 引言 1. 光伏发电的未来战略地位 2. 快速发展的世界光伏市场和产业 3. 法规和政策-最强大的推动力 4. 我国光伏发电的发展及思考 5. 结语. 0.引言: 1) 基本原理. 2) 光伏产业链及产业范围. 系统 工程. 太阳级 硅材料 制造. 硅锭及 硅片 制造. 电池 制造. 组件 封装. 各环节专用材料制造. 光伏系统 及系统平 衡部件制 造业. 光伏材料、器件、组件、系统的检测设备制造. 各环节专用设备的制造业. 1.光伏发电的未来战略地位.
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光伏发电的未来战略地位 赵玉文
提纲 0. 引言 1. 光伏发电的未来战略地位 2. 快速发展的世界光伏市场和产业 3.法规和政策-最强大的推动力 4. 我国光伏发电的发展及思考 5. 结语
0.引言: • 1) 基本原理
2) 光伏产业链及产业范围 系统 工程 太阳级 硅材料 制造 硅锭及 硅片 制造 电池 制造 组件 封装 各环节专用材料制造 光伏系统 及系统平 衡部件制 造业 光伏材料、器件、组件、系统的检测设备制造 各环节专用设备的制造业
前工业化时代 -社会财富和能源消耗水平很低, -人力、畜力、风能、薪柴等为主初级绿色能源。 工业化时代 -化石燃料+工业革命-以高能源、高资源消耗为代 价赢得了物质财富和科学技术高度发展; -同时造成资源极大浪费,生态 环境恶化和破坏。 后工业化时代 - 可再生能源为主的能源体系体系; - 单位能耗的物质财富极大增加; - 可持续发展是一切活动准则; - 人和大自然友 好相处。
工业化时代 ◆能源结构发生剧烈变化:化石能源达到顶 峰并逐步走向枯竭,可再生能源逐步替代成 为必然。 ◆能源变革必将发人类社会、政治、经济、 文化的变革。变革中孕育了下一个更高的文 明时代。 ◆只有把握这种变革国家和民族,才能争得 发展的主动权。
化石燃料生产(消耗)的峰值存在一个高峰, 高峰在什么时间? 离峰离现在还有多远? 留给可再生能源技术发展的时间足够吗?!
1.2 化石能源的峰值即将到来 -化石能源峰值位置研究 -太阳能等可再生能源开发的必要 性和紧迫性
◆化石能源峰值位置研究 ①世界油气资源峰值 2002,Association for Study of Peak Oil (ASPO): 峰值位于2015(图); 2001, BP, World Energy Forum in Davos, 峰值位于2010, 30-40之后将消耗尽; 2000,World Resources Institute in Washington: 峰值位于 2019.
ASPO对世界油气开采峰值的最新预测 峰值位于 2015年附近
②化石燃料峰值(媒+油气) 日本的预测 (1860-2060) 自天然气起,以下为化石燃料, 化石燃料生产峰值在2020~2030年之间
Shell 的预测 (1980-2060) 自天然气起,以下为化石燃料, 化石燃料生产峰值在2020-2030之间。
欧洲JRC的预测 (2000-2100) 自天然气起,以下为化石燃料, 化石燃料生产峰值在2030-2040年之间
综合以上引证的资料和研究表明: 化石燃料的生产和消耗峰值 在2020-2040年之间。
本世纪人类能源结构将发生根本性变革 化石燃料开采峰值位于本世纪20~40年代
总结 化石燃料峰值到来之前还有二、三十年, 加紧开发、培育以太阳能为代表的可 再生能源非常必要、 十分紧迫。
1.3 太阳能是人类未来最重要的战略能源 ◆欧盟JRC预测 2004 EUR 21087 EN
世界能耗与可再生能源(TW) 1TW=109kW Watt 瓦 Kilowatt千瓦 Megawatt兆瓦 Gigawatt吉瓦 Terawatt太瓦 光伏系统要考虑可利用系数 日均标准光照: 4小时 可利用系数:1/6 6kW光伏相当于表中1kW (不含系统效率) 来源:美国能源部Office of Science报告,2005年4月。
◆欧洲光伏工业协会(EPIA) 的预测: 2020年:光伏组件年产量:40GW 系统总装机容量:195GW 光伏发电量:274TWh, =2020年全球发电量的1% 光伏组件成本:1美元/Wp 2040年: 光伏发电量:7368TWh, = 2040年全球发电量的21%
◆世界能源组织(IEA-PVPS)的预测 2020年PV占1%,2040年>20% 图10 2000-2040年世界电力生产的预测 图10 2000-2040年世界电力生产的预测 图10 2000-2040年世界电力生产的预测
Year 2000 2010 2020 2030 USA (GWp) 0.14 2.1 36 200 Europe (GWp) 0.15 3.0 41 200 Japan (GWp) 0.25 4.8 30 205 World-AIP (GWp) 1.0 14.0 200 1850 ◆光伏发电路线图及预测 Sources:Japanese,US,EPIA and EREC 2040 scenarios EREC - European Renewable Energy Council, EPIA - European Photovoltaic Industry Agency, AIP - Advanced International Policy Scenario
欧洲路线图的最新修正 欧洲可再生能源协会给出了他们的最新光伏发电发展路线图:他们预计2010年光伏装机达到8GWp, 2020年光伏装机达到52GWp, 而且他们认为这一预计是保守的。欧洲光电工业学会坚定地认为,如果光电工业类似于前些年那样发展,这些数据会更高。该协会估计2010年会达到11GWp,2020年会达到134GWp。(2007年5月消息)
2.1 世界光伏技术、产业和市场快速、增速发展 1)产业发展 ◆最近10年(1996-2006)的平均年增长率为40% ; ◆最近5年(2001-2006)的年平均增长率为45%; ◆ 2006比2003年太阳电池年产量2.5GW(2.79); ◆2007年预计达到3.5-4.0GW: ◆ 2010年预计产量10~12GW。
◆生产规模不断扩大 20世纪80年代: 1-5MW/年 , 20世纪90年代: 5-30MW/年, 2001~2005年25-500MW/年; 2006~2010 50-1000MW/年
2 )技术发展 ◆太阳电池效率持续提高 实验室电池:单晶硅24.7%,多晶硅20.3% 硅基薄膜电池:>13% CdTe:16.5%; CIGS:19.5%
◆硅片厚度不断降低 70年代:450~500 m, 80年代:400~450m, 90年代:350~400 m, 目前 : 200~220 m, 2010: 150~200 m, 2020: 100~150 m。
◆硅材料用量不断减少 20世纪80年代 ~20吨/MW 90年代 15~17吨/MW 2000-2005 12~15吨/MW 2010年 ~10吨/MW
◆各种太阳电池技术不断发展 1998年多晶硅电池市场份额开始超过单晶硅电池晶硅电池,各种薄膜电池技术持续发展
2)市场发展 ◆ 2006年累计装机>8 GWW。 2007年预计累计安装11~12GW 注:资料来源-PV News Paul
年 1996 1997 1998 1999 2000 2001年 份额,% 7.9 21.3 23.5 29.9 41.7 年 2001 2002 2003 2004 2005 份额,% 50.4 51.4 55.5 65.9 >70 ◆光伏并网应用是最大市场 并网光伏发电市场份额逐年增长情况 2004年
2005年并网光伏市场份额 >70% 2006年欧洲95%以上是并网光伏发电市场
并网发电的意义 • 标志着光伏发电由边远地区和特殊应用向 • 城市过渡, • 由补充能源向替代能源过渡, • 人类社会向可持续发展的能源体系过渡。
3) 世界光伏组件的成本和价格不断降低 光伏组件成本30年来降低2个数量级,2003年世界重要厂商的成本为2 ~2.3美元/Wp,售价2.5~3美元/Wp,最近因材料紧缺有所回升。
成本和价格按照生产和产业规模持续降低 累积安装量,GWp 晶体硅光伏组件价格经验曲线(Gerhard P. Willeke,1st Workshop Future Direction of PV, Tokyo, 3-4 March 2005.
3.1 强法规政策支撑推动发展 -德国范例 德国2000年实施新可再生能源法, 规定光伏发电上网电价0.99马克/KWh ,零贷款利率,10年偿还; 2004年实施新能源法,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。
系统类型 不同光伏系统的上网电价,欧元/kWh <30kWp 30-100kWp >100kWp 建筑屋顶 0.574 0.546 0.540 建筑幕帘 0.624 0.596 0.590 地面系统 0.457 德国2004年1月起的光伏发电上网电价(新) 德国2007年的光伏发电上网电价
德国光伏发展现状与发展 BSW (der Bundesverband Solarwirschaft)统计: • 2005年安装750 MWp • 2006年安装750 MWp • 德国总共安装并网光伏2550 MWp Photon 统计: • 2005年安装912 MWp • 2006年安装1150 MWp • 德国总共安装并网光伏3300 MWp
部分实施上网电价的国家和地区 (目前已有40多个国家和地区实施了上网电价法)
在促进光伏发电市场和产业发展的各种措施中,法规政策是各国最具影响力的因素!!在促进光伏发电市场和产业发展的各种措施中,法规政策是各国最具影响力的因素!!