提高光電轉換效率是光伏發電發展方向
- 發佈時間:2014-08-18 00:31:03 來源:中國證券報 責任編輯:羅伯特
□本報記者 王婷
今年中國光伏發電並網容量的目標是達到13GW,實際情況卻與此相距不小。隨著進一步支援政策呼之欲出,光伏産業有望進入藍海。
對此,中國光伏産業聯盟專家組成員、中國電子材料行業協會半導體材料分會秘書長朱黎輝在接受中國證券報記者專訪時表示,提高光伏發電的光電轉換效率是未來主攻方向,尤其是CFZ技術代表著行業發展方向。同時,要促進光伏産業發展,進一步加大補貼支援政策力度必不可少。
光伏産業回暖
中國證券報:中國光伏行業的現狀怎樣?
朱黎輝:2007年到2013年,我國晶硅電池産量都是世界第一,遠超過美國、日本和歐洲。2012年前後,我國光伏産業經歷了一輪低迷期。當時國內大大小小1000條生産線中停掉了大約800條。
從去年起,為支援光伏産業發展,我國一共下發了包括四號文在內的十大文件,以改變過去九成以上光伏産品靠出口的狀況,拉動內需來發展光伏産業。光伏産業開始回暖,3000噸以上的多晶硅企業恢復了十五家;而有規模的單晶矽廠也恢復了七至八家。
一般而言,光伏發電的硅電池片生産有16道工序。比如投資一條六吋的積體電路生産線需10億美元,但投資一條6吋的156×156mm(多晶)或125×125Φ150mm(單晶)25兆瓦到30兆瓦的太陽能電池生産線,只需三千萬元,且大部分設備都已國産化。
據統計,2013年我國光伏電站新增裝機容量12吉瓦,而歐洲只裝了9吉瓦。我國的光伏安裝量已是世界第一。今年國家要求新增13吉瓦,到明年國內累計安裝太陽能電池要超過50吉瓦,相當於兩個三峽大壩。而到2020年國內累計安裝量要達到100吉瓦,到2050年達1120.96吉瓦,佔全國總發電量的12.4%。以此來測算,到2050年我國光多晶硅的年産量就要達到80萬噸,是現在的八倍,市場空間巨大。
中國證券報:面對如此大的發展空間,我國光伏産業應如何發展?
朱黎輝:中國的光伏生産線已具備世界先進水準,基本上所有生産線都能做到閉路迴圈、尾氣回收。同時,能耗較低。目前,美、德兩國生産多晶硅,每公斤需耗電120-150度,而我國徐州中能生産太陽能級多晶硅已能做到84度電/每公斤。下一步生産線還應加強綜合利用。
另外,從電池自身的發展來看,主流還是晶硅電池。其中多晶硅片佔54.4%,直拉單晶矽片佔34.3%,再加上帶硅,三者佔有總量的85%到90%。
轉換效率上,薄膜電池較低,其他材料如異質結、多結、背結、高倍聚光電池等雖然其光電轉化效率能達到40%以上,但受制于成本限制等原因,尚難大批量採用。而多晶硅為15%-18%;直拉單晶為18%-20%;區熔法制單晶電池能達到25%以上。但區熔法制單晶電池成本較高,不宜推廣。
值得一提的是,天津中環半導體股份公司推出的CFZ技術,基本技術路徑是採用分類檔次較低的多晶原料,在特殊工藝條件下在實現技術性能的基礎上降低成本。其生産硅片的電池轉換效率可達24-26%。而通常前端太陽能電池片如高出百分之一的轉換效率,組件、逆變器、控制器等後端系統能降低大約7-8%的成本。
也就是説,若能把單晶矽的轉換效率從20%提高到24.5%。整個組件和系統成本能降低30%左右,每套設備甚至能夠降低成本高達百萬元以上。由此可見,提高硅片的光電轉換效率是今後的發展方向。
應加大補貼力度
中國證券報:光伏發電的度電成本能降到何值?
朱黎輝:原材料價格不斷下降,為降低度電成本提供了很好的契機。我認為,還應推廣採用各國正在大力研發的冶金法(物理法)製造光伏電池級多晶硅原料,可進一步降低原材料成本。
其次,CFZ技術還可通過進一步完善降低成本:一是不斷改進熱場提高CZ和FZ的拉晶速度,提高單位産能。二是切得越薄越好,提高每公斤硅的切片量。目前中環股份的切片已能做到145微米級厚度,未來CFZ技術達産後要爭取實現100、90、80微米級厚度。
另外,目前國際上成熟的太陽能電池技術低倍聚光系統,一是使用轉換效率超過24%的背電極電池;其次利用聚光過程的量子效應,進一步將系統轉換效率提高到25.5%-26%,這是轉換效率方面的主要技術思路。而中環內蒙項目的聚光升級版系統,電池表面並非玻璃或硅膠的放大鏡,而是採用20到30米長、2-3米寬的反射聚光鏡,這就為降低系統成本打下了基礎。不過,聚光電池對材料要求高,可能只有區熔法或CFZ法生長的硅晶體才能滿足。
因此,未來實現度電成本0.4元並非沒有可能,還有可能更低。
中國證券報:下一階段我國該從那些方面來促進光伏産業發展?
朱黎輝:我國光伏發電存在四方面問題:國家電網功能相對落後,智慧化程度不高,全國還不能實現真正的統一調度;光伏發電並網補貼政策還不夠,各地補貼也不統一;各方面補貼和支援的資金落實不到位;國家目前在推廣分佈式發電,但受國情影響,城市中以群體居住的樓房為主,企業普遍並不歡迎,難以協調住戶統一安裝。現在來看,利用荒地大面積搞光伏發電站似乎更受歡迎。
下一階段,從政策支援上來説,我認為主要還是要加大補貼力度。以德國為例,德國家庭屋頂太陽能發電設備可以與公共電網並網發電。政府一般以0.99馬克一度電收購,而居民的用電價格只有0.2馬克或0.3馬克。這相當於3倍至5倍的補貼。在1974年至1984年間,日本企業生産光伏發電設備可以免稅,同時購買光伏設備還可到國家報銷70%的費用。而中國目前各地補貼情況不同,江蘇可以達到1元以上,其他地方只有0.2-0.3元。
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