王斯成-光伏论坛-中国光伏发展现状及问题

1第四届中国新能源国际高峰论坛（全国工商联新能源商会）王斯成国家发改委能源研究所2010年 1月 20日 北京国家会议中心中国光伏产业发展现状和问题1、 为什麽 要发展光伏发电2、 2009 年世界光伏市场 仍然走强3、何种光伏技术最终获胜中国的技术 是否领先 4、何时光伏发电可以达到 “ 平价上网 ” ，不再需要补贴5、中国光伏发电产业现状，多晶硅 是否过剩 6、中国的 光伏市场 在哪里8、中国光伏发电的 激励政策何时启动 目 录21.为什麽要发展太阳能光伏发电世界能源现状及展望1、世界能源形式紧迫，是世界 10大焦点问题（ 能源 、水、食物、环境、贫穷、恐怖主义和战争、疾病、教育、民主和人口）之首。2、全球人口 2006年是 65亿 ，能源需求折合成装机是14.5TW ，每日能耗 220 106BOE ；到 2050年全世界人口大概要达到 100亿 ，按照每人每年 GDP增长 1.6, GDP 单位能耗按照每年减少 1％，则能源需求装机将是 大约 30-60TW ，届时主要要靠可再生能源来解决。3、可是，世界上潜在水能资源 4.6TW ，经济可开采资源只有 0.9TW ；风能实际可开发资源 2-4TW ；生物质能 3TW （加起来总共 8TW ） 。只有太阳能是唯一能够保证人类未来需求的能量来源，其潜在资源 120000TW ，实际可开采资源高达600TW 。（核能的争议很大，是裂变还是聚变还没有定论，即 Nuclear Fusion Nuclear Fission ）注 TW ＝ 109kW ，来源美国能源部 Office of Science 报告 .2005.4.35种类 我国资源可开发量 折合标准煤（亿 tce ）太阳能 17000亿 tce 17000风能 10亿 kW 8水能 经济可开发 4.0亿 kW技术可开发 5.4亿 kW 4.8～ 6.4生物质能生物质发电3亿吨秸秆 3亿吨林业废弃物 1.5 2.0 3.5液体燃料 5000万吨 0.5沼气 800亿 m3 0.6总计 4.6地热能 33亿 tce 33（但适于发电的少）资料来源可再生能源中长期发展规划，国家发改委， 2007 年 8月 .太阳能是洁净能源，且我国资源丰富太阳能能源可持续发展的战略选择之一6世界能源发展趋势（ PVNET2003 ）（数据来源 EU JRC PV Roadmap 2004 ）2020年 1 2030年 10 2050年 25 2100年 5047气候变化 /环境污染 /节能减排 /可再生能源利用最近国外的研究报告指出，在几年内我国将成为温室气体量排放最多的国家 。 世界银行估计， 2020年中国由于空气污染造成的环境和健康损失，将达到 GDP总量的 13 。8世界各国二氧化碳排放（ 2007 ）591.体积小、重量轻。单位重量比功率 50-1000W/kg；2.寿命长 20-50年（工作 25年，效率下降 20）；3.零排放 无燃料消耗，无噪声，无污染；4. 发电不用水 （高倍聚光电池也如此）可以在荒漠地区建设；5. 运行可靠 无机械转动部件，使用安全，免维护，无人值守；6.太阳能资源永不枯竭 （至少 50亿年）各地区差异不大，分布式电站；7. 生产资料丰富 硅材料储量丰富，为地壳上除氧之外的丰度排列第二，达到26之多；8. 不单独占地 可以安装到建筑上（ BIPV ）；9. 与峰值负荷重叠，起到削峰作用，属于 “ 黄金电力 ” ；10.规模大小皆宜 10W-100GW ，可以 “ 搭积木 ” 式建设和安装；11.安装简单建设周期短，安装成本低；12.能量回收期短 0.8-3.0年；能量增值效应明显 8-30倍13.规律性强，可预测调度比风力发电容易；14.降价潜力大系统造价→ 1/Wp，发电成本 6￠ /Kwh太阳能光伏发电的优点2. 2008年太阳电池发货量和安装量6世界太阳电池发货量 2002-2009 （ MWp ）10700.0 7900.0 4000.0 250017591195744.26561合计500.0 668.0 663.1 3141028973.845其它600.0 432.0 266.1 202154140103.2120美国1000.0 900.0 450.0 台湾1800.0 1300.0 920.0 928833602363.91251日本2800.0 2000.0 1062.8 657470314193.35135欧洲4000.0 2600.0 1088.0 400 200 50 10 10 中国20092008200720062005200420032002公历年0200040006000800010000120002002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009公历年发货量（MW）中国 欧洲 日本 台湾 美国 其它世界太阳电池发货量 年增长率（ ）0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.01998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009AnnualIncrease（）年增长率31.80 21.10 13.17 8.80 6.09 4.33 3.13 2.39 1.83 1.44 1.15 0.95 累计发货量34.9 81.5 61.3 54.0 46.7 61.3 32.6 44.0 35.7 42.9 30.0 23.1 年增长率 10.70 7.93 4.37 2.71 1.76 1.20 0.74 0.56 0.39 0.29 0.20 0.16 年产量200920082007200620052004200320022001200019991998年72008和 2009年世界前 15名太阳电池生产商（ MWp ）中国 2009年太阳电池产量 4000MW ，占世界太阳电池总产量的 40 。107002009合计79002008合 计3938.0 其它3300.7 其它15180.0 GinTech TW15705.0 中国其它14188.0 Mitsubishi Electric JP,HEL14120.0 Sunflower CH 浙江向日葵13189.0 Solarfun CH 林洋13120.0 Ningbo Solar CH 宁波12209.0 Trina Solar CH 天合12135.0 Changzhou Yijing CH 亿晶11210.0 Sanyo JP11160.0 China Sunergy CH 中电10221.0 Solar World US,DE10220.0 Solarfun CH 林洋9236.9 Sun Power PH9300.0 Canadian Solar CH 阿特斯8272.0 Motech TW8390.0 Trina Solar CH 天合7277.0 JA Solar CH 晶澳7400.0 JA Solar CH 晶澳6281.5 Baoding Yingli CH 英利6500.0 Baoding Yingli CH 英利5290.0 Kyocera JP5800.0 Q-cell DE4473.0 Sharp JP4870.0 Sharp JP3497.5 Suntech Power CH 尚德3950.0 Suntech Power CH 尚德2504.0 First Solar US,DE,ML21092.0 First Solar US,DE,ML1570.4 Q-cell DE1产量 MW2009排名产量 MW2008排名14Source Solar Buzz, December,9 ， 2009100.00 6370100.00 5500合计0.00 0.95 52其它0.00 0.07 4奥地利0.00 0.07 4瑞士0.00 0.18 10希腊0.00 0.18 10英国0.00 0.36 20加拿大0.00 0.73 40澳大利亚2.51 1600.73 40中国0.00 0.84 46法国0.00 0.87 48比利时0.00 0.91 50葡萄牙0.00 1.11 61捷克0.00 4.18 230日本0.00 4.69 258意大利0.00 4.98 274南韩8.73 5566.22 342美国7.85 50045.65 2511西班牙50.24 320027.27 1500德国20092008国家德国 2009年的光伏安装量突破历史最高，达到 3200MW ，西班牙最多 500MW ， 中国 的光伏市场超过过去历年累计安装量， 2009年装机大约 160MW ，到 2009年底，全国光伏累计装机有可能达到300MW ，提前完成国家中长期发展规划 2010年的目标（ 250MW 光伏， 50MW 太阳能热发电）。83、光伏发电技术16常规晶体硅太阳电池单晶硅太阳电池实验室最高效率 24.7商业化批量生产效率 17多晶硅太阳电池实验室最高效率 20.3商业化批量生产效率 16917无锡尚德 “ 冥王星 ” （ Pluto）技术冥王星技术成功打破了行业的天花板。经过德国第三方机构认证，尚德的新产品将单晶硅转化效率提高到了 18.8 ，多晶硅 17.2。冥王星电池组件比传统技术能够多输出约 12的电量。据施正荣介绍，冥王星多晶硅的转化率已经达到了 世界第一 ，而单晶硅的转化率要低于美国 Sun Power公司，但是美国技术建立在大幅提高产品成本基础之上，而冥王星却 并不增加成本 。SunTech 的 多晶硅 太阳电池组件 受光面积效率 达到16.53 ，世界记录 。（先是 15.6 ，后被 Q-cell 以 15.9打破，不到 10天，尚德又以 16.53 的效率再次夺冠。）18保定英利 ---- 光伏全产业链保定英利的 高速硅片切割专利 ，瑞士多线切割机的生产厂家也在使用； 硅料回收技术 使得每峰瓦太阳电池的硅材料用量仅 5.8克 （一般 180微米厚 的太阳电池的硅材料用量为 9克 /Wp ）。英利太阳电池的生产成本仅为 1.2美元 /Wp 。10背接触太阳电池 – 黑电池美国 SunPower 公司 22％效率的黑电池 日本 Sharp 公司效率 20％的黑电池实验室最高效率 26.8背接触太阳电池 – 黑电池美国 SunPower 公司 22％效率的黑电池 日本 Sharp 公司效率 20％的黑电池实验室最高效率 26.811三洋电机高效、超薄 HIT 电池日本三洋 HIT 电池商业化电池效率 23 ， 超薄电池（ 98微米 ）效率 22.8％ 。22薄膜太阳电池CIGS 薄膜太阳电池，最高效率 19.9，商业化 12。CdTe太阳电池最高效率 16.9商业化 9-11非晶硅 薄膜太阳电池，最高效率 12.8（稳定）商业化 6-8下一代 薄膜太阳电池1223非晶硅太阳电池结构5-7 9-10 8-1224效率高达 12 的非晶硅太阳电池夏普宣布非晶硅薄膜电池效率上升至 12，这是 a-Si薄膜电池转换效率的 巨大飞跃 。新的大型工厂将在 2011年开始批量生产双结技术的 a-Si薄膜电池。1325碲化镉（ CdTe ）和铜铟镓硒（ CIGS ）电池结构12-14 9-1126新型铜铟镓硒（ CIGS ）电池Applied Quantum Technology AQT 开发出新型 CIGS 太阳电池，看上去很想晶体硅太阳电池，但是比晶体硅太阳电池便宜10-15，成本只有 0.60/Wp。AQT aims to sell its c el l s a t a g o od d i s c o u n t. T h e company says it already can offer prices that are 10 p e r c e n t t o 1 5 percent lower than mu l t i cr ys t a l line s i l i c o n c e l l s ,Bartholomeusz said. T h e c o m p a n y expects to produce cells at 60 cents per watt when its first production line is i n f u l l s w i n g. GreenTech Media Solar Nov. 20,20091427铜铟镓硒（ CIGS ）太阳电池的市场预测美国 Ascent Solar 的商业化电池效率已经达到 14， 德国的 Centrotherm 已经能够提供效率 12的 CIGS 规模生产设备。预计 2009年全球 CIGS的产能将达到 667MW ， 2010年达到 1,175MW 。高倍聚光太阳电池η 42.715国内高倍聚光光伏系统HCPV廊坊新澳光伏 15kW河南南阳利达光伏 3kW 为 250户居民提供电力和热水的 CPV系统16低倍聚光太阳电池32国际太阳电池实验室效率日本三洋公司21.5HIT0.25 cm 2面积EPFL11.0 0.5染料敏化电池2微米厚膜日本钟渊公司10.1 0.2纳米硅太阳电池4.017cm 2面积德国斯图加特大学16.6 0.4多晶硅薄膜电池1.032 cm 2面积美国国家可再生能源实验室16.5 0.5CdTe0.410cm 2面积美国国家可再生能源实验室19.5 0.6CIGS12.8 稳定 0.70.27cm 2面积美国 USSC 公司14.5 初始 0.7非晶硅太阳电池4cm2面积日本能源公司30.28 1.2InGaP/GaAs1.002cm 2面积德国弗朗霍夫（ Fraunhofer ）研究所20.3 0.5多晶硅太阳电池聚光电池美国的 Spectrolab 德国 Fraunhofer 研究所 42.7GaAs多结电池单晶硅电池96 倍聚光美国 SunPower 公司26.8 0.8背接触聚光4cm2面积澳大利亚新南威尔士大学24.7 0.5单晶硅太阳电池备注研制单位转换效率（％）电池种类1733中国太阳电池实验室效率Domestic Highest Efficiency1.2中科院研究生院17.27HIT10 109.7小面积南开大学11.8u-Si/a-Si 叠层电池10.2中科院等离子所7.4染料敏化电池0.502四川大学13.38CdTe0.87南开大学14.3CIGS1 1天津电源研究所29.25GaAs电池20 20南开大学9.2双结非晶硅电池12.5 12.5无锡尚德18多晶硅太阳电池2 2天津电源研究所20.4单晶硅电池面积 cm2 研究单位最高效率 ％ 太阳电池类型中国太阳电池实验室最高效率 （ STC AM1.5, 1000W/m2, 25 C）4、太阳电池的成本和商业化前景18硅材料对太阳电池成本和售价的影响2.000.401.600.35502.470.521.950.701002.970.652.321.051503.440.792.651.402004.001.003.001.75250组件售价（ /Wp ）毛利润（ /Wp）组件成本（ /Wp ）硅材料（ /Wp）硅材料（ /kg）太阳电池价格与光伏系统价格的关系4.390.703.692.00505.050.814.242.471005.730.924.812.971506.421.035.393.442007.201.156.054.00250系统投资（ /Wp）毛利润（ /Wp ）系统成本（ /Wp）太阳电池价格（ /Wp）硅材料（ /kg）1937美国太阳能先导计划的目的是降低太阳能光伏发电的成本，使其到 2015年达到商业化竞争的水平。38SAI支持的光伏项目汇总亿美元。总投资 3.5189,500,00053,200,000168,300,000合计企 2, 学 1, 研 26,300,0002,800,0006,000,000发电系统PowerLight131000-3000 0.1学 1,研 16,300,0002,800,0003,600,000有机太阳电池Konarka Tech. Co.12180.3410.090.180.34企 3,研 22,500,000400,0002,300,000BOS和系统GreenRay111000300600.0760.1280.158企 7, 学 3, 研 219,600,0002,400,00019,300,000a-Si 电池和系统Uni-Solar Ove.10企 2, 学 1, 研 118,200,0007,700,00017,900,000晶硅电池和 BOSSunPower Co.90.0520.06 0.073企320,000,0001,100,00020,000,000薄膜电池（ CIGS）和系统Nanosolar Inc.850001200850.0530.0670.19企 2, 学 2, 研 226,700,0005,800,00020,000,000薄膜电池（ CIGS）和系统Miasole71500300200.0580.0890.19企 3, 学 2, 研 124,900,0008,100,00018,600,000晶硅电池、薄膜电池和系统部件GE Energy6100500.06 0.1120.197企 2, 学 1, 研 19,600,0003,300,0009,400,000薄膜电池和系统Dow Chemical Co.50.0720.1080.169企 13,学 320,000,0007,500,00019,100,000晶硅电池和系统BP Solar Int.46004010.0560.0790.147学 1, 研 2, 企 14,100,0002,200,0004,000,000聚光电池和系统Practical Instruments31502010.0690.1490.318企 3, 学 2, 研 316,500,0005,900,00013,300,000聚光电池和系统Boeing210006010.060.140.33企 9, 学 1, 研 114,800,0003,200,00014,800,000聚光电池和系统Amonix1201520102006201520102006美元美元美元产业目标（ MW ）成本目标（ /kWh）参加单位自筹2007年资助总额类别被资助单位编号聚光 3，薄膜 5，晶硅 3，系统和部件 2。 特点 目标清楚，产学研相结合。2039 常规电价 2000年以来以每年 4的幅度上涨，而在今后 10年内将以 5-7的速度上涨，电价将从 2006年的 8.6美分 /kWh 上涨到 2019年的平均 16美分 /kWh ； 光伏的发电成本将从现在的 25-34美分 /kWh 下降到 2019年的平均 12美分 /kWh ； 光伏的发电成本达到同常规电价一致（ 14-15美分 /kWh 左右）的时间就在大约在 2016年。常规电价和光伏电价的对比（ 2006-2020）Source Deutsche Bank Solar PV Industry Outlook and Economics, May 27,2008比较客观的预测 2015 1.0元 /kWh40到 2010年 1.53 元 /kWh;到 2020年 0.93 元 /kWh;到 2030年 0.47 元 /kWh;日本对于光伏发电成本的预测2141太阳电池在迅速降价1、保定英利、无锡尚德率先打出低价 9元 -11元 /Wp （晶体硅电池组件） ;For C-Si solar modules, 9-11 Yuan/Wp was offered by Yingly Green Energy and SunTech;2、福建钧石能源公司非晶硅太阳电池组件售价仅 6.5元 /Wp ，在青海的 10MW 电站的申报电价为 1.06元 /kWh ；For a-Si solar modules, 6.5Yuan/Wp and 1.06 Yuan/kWh was offered by GS Solar Fujian at Qinghai 10MW PV Project;3、 13家中国太阳电池制造商发布洛阳宣言，到 2012年中国光伏发电成本达到 1元 /kWh;In Luoyang Declaration announced by 13 key Chinese PV companies, the electricity cost of PV in China will reach to 1Yuan/kWh by the year of 2012.42美国 First Solar 电价已经达到平价上网First Solar Reaches Grid-Parity MilestoneA 12.6-megawatt system installed by First Solar for Sempra Generation showed that the system can produce electricity at below the price of conventional power in the United States.First Solar 为 Sempra Generation电力公司安装的 12.6MW光伏电站的发电价格已经低于美国的常规电力。The plant, located in the Nevada desert near Boulder City, costs0.075 per kilowatt hour to install without any subsidies, Bachman wrote. Conventional power fed into the grid costs 0.09 per kilowatt hour.电站建在内华达周的荒漠地带，在没有任何补贴的情况下发电成本达到7.5美分 /kWh ，该地区的常规上网电价为 9美分 /kWh 。Last month, First Solar said it was able to produce panels at 1.08 per watt. First Solars cost out of its Malaysian factories is lower, closer to 75 cents.上个月， First Solar声称他的组件可以做到每瓦 1.08， First Solar在马来西亚工厂的生产成本只有每瓦 75美分。Source GreenTech Media， June， 200922实施 “ 上网电价 ” 国家的具体情况1200-1600无10-25 年1.750.18-0.32印度 美元 /kWh 1000-1200每 3年 4155.150.72-0.75韩国 美元 /kWh 1200-1600无10-12 年3.80.30-0.46澳大利亚 欧元 /kWh 1000-1200无5-15 年4.50.35-0.55葡萄牙 欧元 /kWh 900-10001-2153.30.33荷兰 欧元 /kWh 1200-1500无104.50.40-0.50希腊 欧元 /kWh 1100-13005204.20.35-0.49意大利 欧元 /kWh 1100-13005.50204.20.30-0.55法国 欧元 /kWh 1200-15002-4253.10.29-0.33西班牙 欧元 /kWh 900-10008-10204.10.35-0.47德国 欧元 /kWh 年发电量kWh/kW每年下降补贴年限合人民币（元 /kWh）上网电价国家欧洲各国、澳大利亚、韩国和印度的上网电价几乎所有实行 “ 上网电价 ” 政策的国家光伏发电的电价是 政府定价 ，唯独中国虽然也是 “ 上网电价 ” 政策，但是电价没有公布，定价机制也不明确。44什么时候可以实现光伏发电的 “ 平价上网 ” （ Grid Parity ） “ 平价上网 ” 的概念1、 配电侧并网 ，按照 “ 净电表 ” 方式运行，相当于电力公司用销售电价购买光伏电量，电价 销售电价 0.5 – 1.0元 /kWh ；2、 输电（发电）侧并网 ，属于发电站，要与常规上网电价相比较，则电价为 0.33-0.36元 /kWh 。什么时候可以实现 “ 平价上网 ” 1、 SAI 提出 到 2015年光伏电价达到 0.1USD/kWh ;2、德意志银行的分析到 2015年，光伏电价达到 0.15USD/kWh ;3、无锡尚德提出 到 2012年，光伏电价达到 1元 /kWh 。结论 1、 到 2015年 ，可以实现光伏发电在 配电侧的 “ 平价上网 ” ，电价达到 1元 /kWh （ 0.15USD/kWh ）；2、到 2020年以后 ，可以实现光伏发电在 发电侧的 “ 平价上网 ” ，达到 0.6元 /kWh 左右 （届时常规上网电价也将涨到这一水平） 。2345光伏发电成本下降的条件 ----- 规模化的市场双对数学习曲线（ Learning Curve ）显示，当累计光伏产量 翻倍 ，价格下降 22；图中显示，当累计产量达到 30GW时，太阳电池组件价格将达到 1美元 /Wp 。无论准确与否，说明成本的下降与市场规模息息相关。注资料来源 1st Workshop Future Direction of PV, Tokyo, 3-4 March 20055、中国光伏发电的产业现状2447PV Manufacturing ChainHigh Purely Silicon Raw Materials Silicon WaferSolar CellsSolar Modules中国太阳电池产业链现状48中国已投产多晶硅厂家 2008、 2009年产量预计 2009年产量将达到 20000吨，大约满足 2000 -2300MW太阳电池的生产，预计缺口 40-50， 2010年基本自给。据统计， 2009年开工建设的 26个项目，实际投产的 16个企业，总产能6万吨，全部释放要到 2011年，并没有明显过剩。200004800合 计2325348其它厂家1160080雅安永旺硅业有限公司四川10600189峨嵋半导体材料厂四川9625-亚洲硅业青海有限公司青海8650160四川永祥多晶硅有限公司四川71000-江苏顺大电子材料科技有限公司江苏61000812四川新光硅业科技有限责任公司四川51500206林州市中升半导体硅材料有限公司河南42000300大全新材料有限公司重庆32200856洛阳中硅高科技有限公司河南275001849江苏中能硅业科技发展有限公司江苏12009年预计产量（吨）2008年产量（吨）企业名称省份序号2549国务院批转发展改革委等部门关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知国发〔 2009〕 38号 （ 2009年 9月 26日）关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见发展改革委 工业和信息化部 监察部 财政部 国土资源部 环境保护部 人民银行质检总局 银监会 证监会（五）多晶硅。从生产工业硅到太阳能电池全过程综合电耗约 220万千瓦时 /兆瓦。 2008年 我国多晶硅 产能 2万吨 ， 产量 4000吨 左右， 在建产能约 8万吨 ，产能已 明显过剩 。多晶硅 新建多晶硅项目规模必须大于 3000吨 /年 ， 占地 面积小于 6公顷 /千吨 多晶硅，太阳能级多晶硅 还原电耗小于 60千瓦时 /千克 ，还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于 98.5、 99、 99；到 2011年前， 淘汰 综合电耗大于200千瓦时 /千克 的多晶硅产能。50中国的光伏产业链现状PV Industry Chain in China 2007, 2008208就业人数（万人）Employee20001000行业产值（亿元）Output Value 10 8 Yuan330 18 for Thin Film3000MW5000MW1753MW3000MW组件含非晶硅 Modules （ a-Si included622600MW4000MW1088MW2000MW太阳电池 Solar Cells6020000 Ton30000Ton11800 Ton20000 Ton硅锭 /硅片 Ingot/Wafer485000 Ton20000 Ton1100 Ton4550 Ton多晶硅 Poli-Si生产链 Industry ChainNumber of Co.2008Pro.2008Cap.2007Pro.2007 Cap.指标 Item中国光伏产业概况 2007（实际） 2008（预计） PV Industry in China 2007Real 2008forecast2651中国太阳电池 年产量和年装机 比较（ MWp ）2007年、 2008年都是 98 出口4020105101021.54.532.21.550.5年装机260010884002005010104.532.21.550.5年产量200820072006200520042003200220012000199819951990年0.00500.001000.001500.002000.002500.003000.00199019951998200020012002200320042005200620072008公历年年产量（年装机）年产量年装机“ 三头在外 ” 材料在外，装备在外和市场在外。 材料在外基本解决， 装备在外正在解决， 市场在外有待解决。“ 三顶帽子 ” 高成本、高能耗和高污染。 高能耗的问题并不存在； 高污染的问题已经解决； 高成本的下降指日可待。277、中国光伏发电市场光伏发电系统分类28Rural Electrification（农村电气化）5629Space, Communication and Industry Use（空间、通信和工业应用）5830Solar Products and Distributed Application（ 太阳能产品和光伏发电的分散利用 ）60Solar Products