加速發(fā)展光伏發(fā)電保障中國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展

王斯成

(國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所,北京 100038)

1 前言

2009年,我國(guó)在國(guó)際上做出了非化石能源滿足2020年15%能源需求和2020年我國(guó)單位GDP二氧化碳減排40%～45%的承諾。這兩個(gè)指標(biāo)成為我國(guó)近中期國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的約束性指標(biāo),確定了未來10年我國(guó)所面臨的對(duì)外爭(zhēng)取發(fā)展空間、對(duì)內(nèi)向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的雙重艱巨任務(wù),同時(shí)也對(duì)未來我國(guó)可再生能源的發(fā)展規(guī)模和節(jié)奏提出了更高的期望和要求。為了確保國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),“十二五”將成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵時(shí)期,也將成為我國(guó)新能源和可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。

太陽(yáng)能光伏(photovoltaic,PV)發(fā)電不受能量來源、制造材料和發(fā)展空間的限制,是我國(guó)未來非化石能源和替代能源的主體。世界上水能、風(fēng)能和生物質(zhì)能的經(jīng)濟(jì)可開發(fā)資源是有限的,大約只有8 TW,而太陽(yáng)能的經(jīng)濟(jì)可開發(fā)資源高達(dá)600 TW,是唯一能夠保證人類未來需求的能量來源;太陽(yáng)電池的制造材料硅在地殼中的含量高達(dá)26%,沒有資源短缺和耗盡問題;光伏發(fā)電屬于固態(tài)發(fā)電,沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件,發(fā)電不用水,能夠方便地與建筑結(jié)合,規(guī)模大小隨意,建設(shè)周期短,可以直接安裝在負(fù)荷中心,就地發(fā)電,就地使用;太陽(yáng)能光伏發(fā)電無(wú)污染、零排放,不存在任何安全隱患,建設(shè)運(yùn)行十分簡(jiǎn)單,可以做到無(wú)人值守;太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展?jié)摿薮?是我國(guó)發(fā)展非化石能源和未來替代能源的主體,是我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,也是保障我國(guó)減排目標(biāo)和非化石能源比例實(shí)現(xiàn)的重要途徑。

光伏產(chǎn)業(yè)是資金和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),涉及基礎(chǔ)材料、電子信息、裝備制造、城市建設(shè)、荒漠改造和利用、新農(nóng)村建設(shè)、國(guó)際貿(mào)易和海外出口等社會(huì)生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域。光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以帶動(dòng)大量資金、技術(shù)和勞動(dòng)的投入,能為相關(guān)裝備制造和原材料工業(yè)創(chuàng)造很大的市場(chǎng)空間,能夠增加眾多的高端就業(yè)機(jī)會(huì),是重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)就業(yè)具有較強(qiáng)的拉動(dòng)效應(yīng)。

2 發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

2.1 國(guó)際光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

世界光伏市場(chǎng)近10年來經(jīng)歷了飛速發(fā)展。從20世紀(jì)70年代開始,美國(guó)和日本先后制定了一系列鼓勵(lì)光伏發(fā)電應(yīng)用的政策。2000年以來,德國(guó)率先實(shí)施“上網(wǎng)電價(jià)法”,該項(xiàng)政策的實(shí)施大大拉動(dòng)了德國(guó)國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)。歐洲其他國(guó)家也效仿德國(guó),先后開始實(shí)施“上網(wǎng)電價(jià)法”,使得整個(gè)歐洲的光伏市場(chǎng)迅速上升。從2000年到2010年,全球光伏市場(chǎng)年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到54.1%。2009年雖然經(jīng)歷了全球性的經(jīng)濟(jì)危機(jī)和西班牙政策的突變,全球光伏市場(chǎng)總體上仍然保持了強(qiáng)勁的增長(zhǎng);2010年世界各國(guó)都以開發(fā)太陽(yáng)能作為刺激經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的手段,出現(xiàn)了超常規(guī)增長(zhǎng),新增裝機(jī)達(dá)到15 GW,年增長(zhǎng)率超過100%,全球累計(jì)裝機(jī)量達(dá)到38.2 GW。全球光伏市場(chǎng)發(fā)展歷程見圖1,數(shù)據(jù)來源:歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)(European Photovoltaic Industry Association,EPIA)、國(guó)際能源署(International Energy Agency,IEA)、日本光伏能源協(xié)會(huì)(Japan Photovoltaic Energy Association,JPEA)和太陽(yáng)能工業(yè)協(xié)會(huì)(Solar Energy Industries Association,SEIA)。全球累計(jì)光伏裝機(jī)量發(fā)展歷程見圖2,數(shù)據(jù)來源:EPIA。

圖1 全球光伏市場(chǎng)發(fā)展歷程(2000—2010年)Fig.1 PV market development in the world(2000—2010)

圖2 全球累計(jì)光伏裝機(jī)量發(fā)展歷程Fig.2 PV Installation according to regions

從累計(jì)裝機(jī)量的國(guó)家和地區(qū)分布來看,2004年前,日本是全球最大的光伏市場(chǎng),美國(guó)位居第二。歐洲在2004年超過日本,并一直保持全球第一的位置。2010年,在歐洲近16 GW的裝機(jī)量中,德國(guó)占到一半以上。作為全球第一光伏大國(guó),德國(guó)到2010年年底擁有超過17 GW的累計(jì)裝機(jī)量。

全球光伏產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)發(fā)展的另一個(gè)突出特點(diǎn)是并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用比例越來越大。國(guó)際能源署(IEA)經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織成員國(guó)(OECD)包括了所有主要光伏應(yīng)用國(guó)家。從成員國(guó)的數(shù)據(jù)可以看出,并網(wǎng)裝機(jī)量在1992年只占到光伏應(yīng)用總量的26%。從2000年后,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)成為光伏應(yīng)用的主體,連續(xù)多年并網(wǎng)光伏裝機(jī)占世界總裝機(jī)的90%以上。

2.2 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的總體情況

得益于歐洲市場(chǎng)的拉動(dòng),中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)在2004年之后飛速發(fā)展,連續(xù)5年的年增長(zhǎng)率超過100%,已經(jīng)連續(xù)4年太陽(yáng)電池產(chǎn)量居世界第一。中國(guó)的光伏產(chǎn)量2010年將超過世界總產(chǎn)量的50%。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有海外上市的光伏公司16家,國(guó)內(nèi)上市的光伏公司16家,行業(yè)年產(chǎn)值超過3 000億元,就業(yè)人數(shù)30萬(wàn)人。中國(guó)太陽(yáng)電池近幾年的產(chǎn)量及占世界產(chǎn)量的份額見表1,資料來源:PV News。

表1 中國(guó)太陽(yáng)電池近幾年的產(chǎn)量及占世界產(chǎn)量的份額Table 1 PV production in China and the share in the world

2009年以來,中國(guó)太陽(yáng)電池的成本持續(xù)下降,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)。目前,太陽(yáng)電池的成本僅有1.2～1.4美元/Wp(相當(dāng)于7～10元/Wp),大約比歐美太陽(yáng)電池的平均價(jià)格低30%。GreenTech Media最近公布了世界排名前14位的光伏生產(chǎn)商的光伏組件成本,其中8家是中國(guó)企業(yè)。世界著名光伏企業(yè)光伏組件生產(chǎn)成本見表2,數(shù)據(jù)來源:GreenTech Media,Oct.,2010。

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的潛在風(fēng)險(xiǎn)在于對(duì)國(guó)際市場(chǎng)的依存度過高,自2006年以來,中國(guó)光伏產(chǎn)品的出口比例一直在95%以上,這雖然說明了中國(guó)的光伏產(chǎn)品占有質(zhì)量和價(jià)格的優(yōu)勢(shì),但卻有很大的風(fēng)險(xiǎn)。從全球來看,太陽(yáng)能電池需求的短期成長(zhǎng)動(dòng)力主要來自于各國(guó)政府對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的政策扶持和價(jià)格補(bǔ)貼,這是我們無(wú)法控制的。近來,中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)還受到國(guó)際貿(mào)易保護(hù)主義的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),一旦國(guó)外補(bǔ)貼政策發(fā)生變動(dòng)或?qū)嵤┵Q(mào)易保護(hù),對(duì)于過度依賴海外市場(chǎng)的中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè),受打擊程度將會(huì)是非常嚴(yán)重的。中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)海外市場(chǎng)的依存度見表3。

表2 世界著名光伏企業(yè)光伏組件生產(chǎn)成本(2010年)Table 2 Cost of PV modules in 2010 from PV companies

表3 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)海外市場(chǎng)的依存度(2010年)Table 3 PV production in China and the proportion of export(2010)

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)目前的特點(diǎn)是:產(chǎn)量最大,成本最低,95%以上出口,晶體硅光伏技術(shù)世界領(lǐng)先,薄膜太陽(yáng)電池差距較大。

2.3 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

目前,中國(guó)太陽(yáng)電池生產(chǎn)主要以晶體硅電池為主。光伏產(chǎn)業(yè)鏈主要由高純硅材料制造、硅錠/硅片生產(chǎn)、太陽(yáng)電池制造、光伏組件封裝以及光伏發(fā)電系統(tǒng)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)組成。

2.3.1 高純多晶硅

2010年中國(guó)主要多晶硅產(chǎn)量和產(chǎn)能見表4,數(shù)據(jù)來源:2010多晶硅調(diào)查組。

表4 2010年中國(guó)主要多晶硅產(chǎn)量和產(chǎn)能Table 4 SG poly-silicon production and capacity in China in 2010

從中國(guó)高精度多晶硅的缺口比例來看,2010年國(guó)產(chǎn)多晶硅產(chǎn)品缺口比例約為47%,較2009年的49.1%下降不多,較2007年以前的89%有了明顯下降。過去幾年多晶硅缺口比例情況見表5。

表5 中國(guó)多晶硅近年產(chǎn)量和缺口情況Table 5 Poly-silicon production and demand in China

海關(guān)最新數(shù)據(jù)顯示,2010年1—6月中國(guó)多晶硅進(jìn)口總量為1.933萬(wàn)t,2010年6月份以后,由于供應(yīng)不足,多晶硅現(xiàn)貨價(jià)格出現(xiàn)快速上漲態(tài)勢(shì),從當(dāng)月的60美元/kg上漲到當(dāng)前的100美元/kg。

2011年,由于下游產(chǎn)業(yè)鏈在2010年迅速擴(kuò)產(chǎn),中國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)的內(nèi)需驅(qū)動(dòng)特征將會(huì)繼續(xù)加強(qiáng),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求進(jìn)一步擴(kuò)大,預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)多晶硅需求量將達(dá)到10萬(wàn)t左右,根據(jù)目前的生產(chǎn)情況,國(guó)內(nèi)多晶硅的產(chǎn)量無(wú)法滿足要求。多晶硅的生產(chǎn)從開工建設(shè)到達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能需要至少2年,穩(wěn)定生產(chǎn)3年,總共5年的擴(kuò)產(chǎn)周期,可以預(yù)見,今后1～2年內(nèi)中國(guó)的多晶硅仍然會(huì)處于緊缺的狀態(tài)。

2.3.2 產(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節(jié)

中國(guó)硅錠/硅片生產(chǎn)廠家已經(jīng)超過60家,由于硅錠/硅片生產(chǎn)的技術(shù)門檻不高,只要有設(shè)備和高純硅原材料就可以投入生產(chǎn),從2007年以后,中國(guó)的硅錠/硅片產(chǎn)量一直與下游太陽(yáng)電池的產(chǎn)量同步增長(zhǎng)。2007年晶硅錠產(chǎn)量達(dá)到11 810 t(其中多晶硅3 740 t),約折合1 100～1 200 MWp太陽(yáng)電池。硅片產(chǎn)量與之相當(dāng),2008年產(chǎn)量19 621 t,約合2 453 MWp,也與太陽(yáng)電池產(chǎn)量相當(dāng);2009年產(chǎn)量32 000 t,相當(dāng)于4 000 MW太陽(yáng)電池,與下游光伏電池的產(chǎn)量保持基本一致。

2010年世界光伏市場(chǎng)需求強(qiáng)勁,中國(guó)的光伏企業(yè)的產(chǎn)量也有了大幅度增長(zhǎng),預(yù)計(jì)2010年無(wú)錫尚德的組件產(chǎn)量將超過First Solar達(dá)到1.5 GW,成為世界第一。中國(guó)其他上市公司的產(chǎn)量也無(wú)一例外地翻了一番以上,如表6所示。中國(guó)主要光伏企業(yè)2010年電池和組件產(chǎn)量預(yù)測(cè)見表7。

表6 中國(guó)主要光伏企業(yè)2010年電池產(chǎn)量與2009年對(duì)比Table 6 PV cell production in 2009 and 2010 for the top PV companies

表7 中國(guó)主要光伏企業(yè)2010年電池和組件產(chǎn)量預(yù)測(cè)Table 7 PV cell and module production in 2010 for the top PV companies

除了原有的名牌光伏企業(yè),一些新入行的企業(yè)也有很好的業(yè)績(jī),如浙江正泰、國(guó)電光伏、江蘇海潤(rùn)、江西晶科、四川天威等。由于受38號(hào)文的制約,投資多晶硅受到限制,于是資金轉(zhuǎn)向下游產(chǎn)業(yè)鏈,據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì),中國(guó)2010年新建光伏電池生產(chǎn)線400條(每條標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線25 MW),新增產(chǎn)能10 GW,到2010年年底中國(guó)光伏電池的產(chǎn)能已經(jīng)超過20 GW,是2009年全球光伏產(chǎn)量的2倍。

中國(guó)光伏組件的生產(chǎn)企業(yè)大約有300家,產(chǎn)能甚至超過太陽(yáng)電池,但受到電池片供應(yīng)和成本的制約,實(shí)際產(chǎn)量與太陽(yáng)電池基本相當(dāng)。

在制造設(shè)備方面中國(guó)近幾年發(fā)展也很快,20世紀(jì)90年代中期,中國(guó)光伏制造設(shè)備幾乎100%進(jìn)口,而現(xiàn)在光伏制造設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到70%,但一些高端設(shè)備仍需進(jìn)口,有些高端設(shè)備雖然國(guó)內(nèi)可以生產(chǎn),但質(zhì)量的差距還很大,如多晶硅還原爐、四氯化硅回收氫化設(shè)備、大尺寸多晶硅鑄錠爐、多線切割機(jī)、PECVD設(shè)備、自動(dòng)絲網(wǎng)印刷機(jī)、組件自動(dòng)焊接機(jī)等;在某些基礎(chǔ)材料方面也還依賴進(jìn)口,如制造坩堝的高純石英粉、制造光伏電池用的銀漿、多線切割機(jī)用的鋼線、制造封裝材料EVA用的高分子材料等。在裝備制造和基礎(chǔ)材料方面還有很多工作要做。中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)能和產(chǎn)量情況見表8。

表8 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)能和產(chǎn)量Table 8 The capacity of PV manufacturing in Chain

2.4 國(guó)內(nèi)外光伏市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)

從國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展看,2010年開始,德國(guó)、西班牙、法國(guó)、意大利等歐洲光伏應(yīng)用大國(guó)紛紛下調(diào)對(duì)于光伏發(fā)電的補(bǔ)貼,下調(diào)幅度10%～30%不等,這一方面是由于光伏發(fā)電的成本下降,另一方面也受到歐洲經(jīng)濟(jì)不景氣的影響。

歐洲光伏市場(chǎng)在過去幾年一直占有世界80%以上的份額,根據(jù)國(guó)際上的最新預(yù)測(cè),歐洲光伏市場(chǎng)2011年的份額將下滑到全球市場(chǎng)的60%以下,2012年的份額更是將下滑到50%以下,歐洲光伏市場(chǎng)的下滑對(duì)全球光伏市場(chǎng)的影響無(wú)疑將是非常大的,未來世界的光伏市場(chǎng)將依賴于美國(guó)和中國(guó),而美國(guó)市場(chǎng)的保守、日本市場(chǎng)的封閉以及中國(guó)市場(chǎng)的不明朗,將使得中國(guó)龐大的光伏產(chǎn)業(yè)面臨風(fēng)險(xiǎn)。

世界光伏市場(chǎng)不會(huì)像前10年那樣地快速增長(zhǎng)(平均年增長(zhǎng)率超過40%),但也會(huì)有一個(gè)20%～24%的比較穩(wěn)定的增長(zhǎng)。

3 啟動(dòng)中國(guó)光伏市場(chǎng)的可行性分析

毋庸置疑,中國(guó)的光伏產(chǎn)量在2010年超過全世界總產(chǎn)量的50%,而95%以上的產(chǎn)品出口,對(duì)海外市場(chǎng)的過度依賴的情況不容樂觀。面對(duì)歐洲各國(guó)補(bǔ)貼的削減和新的光伏市場(chǎng)形勢(shì)的變化,加快啟動(dòng)國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)則是積極的應(yīng)對(duì)措施,也是保證中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必要條件。

3.1 中國(guó)光伏市場(chǎng)分類和份額

2008年以前,光伏發(fā)電主要用于離網(wǎng)項(xiàng)目,如無(wú)電地區(qū)離網(wǎng)電站、戶用電源、通信、氣象、鐵路、太陽(yáng)能路燈等。國(guó)家先后實(shí)施了西藏?zé)o電縣建設(shè)、中國(guó)光明工程、西藏阿里光電計(jì)劃、送電到鄉(xiāng)工程、無(wú)電地區(qū)電力建設(shè)、新農(nóng)村亮起來工程等國(guó)家計(jì)劃;“九五”到“十一五”期間,又開展了多項(xiàng)城市并網(wǎng)光伏發(fā)電和大型并網(wǎng)荒漠電站的工程示范;2009年,中國(guó)啟動(dòng)了光電建筑、金太陽(yáng)示范工程和敦煌大型荒漠光伏電站等多個(gè)項(xiàng)目,在這些項(xiàng)目的帶動(dòng)下,中國(guó)的光伏市場(chǎng)得到了飛速發(fā)展。中國(guó)2008年當(dāng)年裝機(jī)40 MW,到2008年年底,中國(guó)光伏發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)達(dá)到140 MW;2009年當(dāng)年裝機(jī)達(dá)到160 MW,超過了過去歷年裝機(jī),累計(jì)裝機(jī)達(dá)到300 MW;2010年國(guó)內(nèi)裝機(jī)500 MW,累計(jì)達(dá)到800 MW。中國(guó)光伏發(fā)電自1990年來的市場(chǎng)發(fā)展見表9和表10。

表9 1990年以來中國(guó)國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的發(fā)展Table 9 PV installation in China since 1990

表10 近10年中國(guó)光伏市場(chǎng)應(yīng)用分類統(tǒng)計(jì)Table 10 PV market development according to sectors

中國(guó)近幾年光伏市場(chǎng)的特點(diǎn)是并網(wǎng)發(fā)電占據(jù)主導(dǎo),2009年并網(wǎng)發(fā)電市場(chǎng)的比例高達(dá)88.6%,累計(jì)市場(chǎng)份額也超過了50%。當(dāng)前,國(guó)際光伏市場(chǎng)的90%屬于并網(wǎng)發(fā)電,中國(guó)的情況與世界的總體情況基本一致。2010年,中國(guó)新啟動(dòng)的280 MW“大型光伏電站特許權(quán)招標(biāo)”和“金太陽(yáng)示范工程”二期也都屬于并網(wǎng)光伏發(fā)電,金太陽(yáng)工程300 MW中只有10 MW屬于無(wú)電離網(wǎng)光伏項(xiàng)目。

3.2 用戶側(cè)并網(wǎng)光伏市場(chǎng)

目前國(guó)際上并網(wǎng)發(fā)電占到總的光伏市場(chǎng)的90%,而在并網(wǎng)光伏市場(chǎng)中,與建筑結(jié)合的用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)占90%以上,德國(guó)在輸電側(cè)大型并網(wǎng)發(fā)電僅占10%,而美國(guó)僅占6%。

德國(guó)“十萬(wàn)屋頂計(jì)劃”、日本“十萬(wàn)屋頂計(jì)劃”以及美國(guó)“百萬(wàn)屋頂計(jì)劃”主要都是在低壓用戶側(cè)并網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。因?yàn)檫@種發(fā)電方式對(duì)于光伏電力來講是最有效的利用,也是電力公司所歡迎的。

因此,能夠在中國(guó)有效推廣用戶側(cè)并網(wǎng)的分布式光伏系統(tǒng)是能快速、規(guī)?；瘑?dòng)中國(guó)光伏市場(chǎng)的關(guān)鍵。

在中國(guó)規(guī)?；茝V用戶側(cè)并網(wǎng)的光伏市場(chǎng)主要考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵因素:是否有足夠的安裝空間;規(guī)模化推廣用戶側(cè)并網(wǎng)的光伏系統(tǒng)在技術(shù)上是否可行;在現(xiàn)行政策體制下是否有足夠的經(jīng)費(fèi)支持;現(xiàn)行的推廣模式下,在經(jīng)濟(jì)上是否可行;是否有合適的、能夠可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)化運(yùn)作模式;電網(wǎng)公司是否能夠積極配合,使建成的光伏系統(tǒng)在用戶側(cè)順利接入配電網(wǎng)。

1)安裝空間。根據(jù)2009年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》,中國(guó)現(xiàn)有建筑總面積410.2億 m2,屋頂面積178億m2(城市22億 m2,農(nóng)村156億 m2),南墻面139億m2,合計(jì)317億m2。又根據(jù)住房建設(shè)部人居環(huán)境中心的測(cè)算,實(shí)際可利用面積185.1億m2。

按照 1 m2安裝 60 W(平鋪實(shí)際可安裝120 W),則可安裝11.1億kW;如果只利用20%的可利用面積,都可以安裝不少于2億kW。

結(jié)論:安裝空間不存在問題。

2)技術(shù)可行性。用戶側(cè)并網(wǎng),“自發(fā)自用”,并網(wǎng)點(diǎn)是隨著計(jì)費(fèi)電表的位置而有所不同。而計(jì)費(fèi)電表隨用戶類型的不同安裝位置也不同。根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)價(jià)格司公布的銷售電價(jià),計(jì)費(fèi)點(diǎn)可以在中、低壓電網(wǎng)的任何電壓等級(jí)。

因此,光伏發(fā)電系統(tǒng)只要在計(jì)費(fèi)點(diǎn)(計(jì)費(fèi)電表)的用戶側(cè)并入電網(wǎng),就可以稱作“用戶側(cè)”并網(wǎng),而并不僅指并入400 V低壓電網(wǎng),具體的并網(wǎng)點(diǎn)要根據(jù)項(xiàng)目的情況而定。

當(dāng)光伏穿透率(PV penetration)很低時(shí)(穿透率是指光伏裝機(jī)容量占峰值負(fù)荷的比例),不會(huì)有任何技術(shù)問題,美國(guó)將這一比例確定為15%,日本為20%。而當(dāng)光伏穿透功率較大,如超過30%,在白天負(fù)荷較小的情況,有可能出現(xiàn)光伏系統(tǒng)總功率高于總負(fù)荷,光伏電量則通過配電變壓器向高壓側(cè)反送電,被稱作“逆功率”。一般情況下,電力公司是不允許分布式發(fā)電系統(tǒng)向輸電網(wǎng)反送電的,因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)“逆功率流”,由于線路和變壓器的阻抗,配電網(wǎng)的網(wǎng)壓將會(huì)升高,造成安全隱患。

當(dāng)光伏穿透率低于20%時(shí),即使發(fā)生“逆功率流”,由于電流很小,也不會(huì)引起網(wǎng)壓升高。對(duì)于光伏穿透率高于30%的情況,安裝防逆流裝置就可以有效防止網(wǎng)壓升高,僅僅會(huì)損失部分光伏電量。因此,無(wú)論是低穿透率,還是高穿透率,光伏系統(tǒng)在用戶側(cè)并網(wǎng)都不會(huì)造成安全隱患,低穿透率不會(huì)造成網(wǎng)壓升高,高穿透率情況下可以采用無(wú)功調(diào)壓,或安裝防逆流裝置。

光伏系統(tǒng)在用戶側(cè)并網(wǎng)也不會(huì)影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量和安全性。電能質(zhì)量包括:電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)、電流諧波、三相不平衡度、直流分量和功率因數(shù);安全性包括:高、低電壓保護(hù),系統(tǒng)的絕緣和防觸電以及“防孤島”運(yùn)行。IEC61727(1995)“光伏(PV)系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性”、GB/T19939(2005)“光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求”和國(guó)家電網(wǎng)發(fā)展(2009)747號(hào)“國(guó)家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定”等都對(duì)光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量和安全性作出了規(guī)定。當(dāng)前,所有光伏設(shè)備和并網(wǎng)逆變器都是按照這些要求生產(chǎn)的,只要嚴(yán)格測(cè)試、認(rèn)證,是不存在電能質(zhì)量和安全性問題的。

結(jié)論:無(wú)論光伏穿透率的大小,光伏系統(tǒng)在用戶側(cè)并網(wǎng)都不存在技術(shù)問題或者說所有技術(shù)問題都有成熟的解決方案。

3)資金支持。在2010年12月2日四部委一公司(財(cái)政部、能源部、科技部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部以及國(guó)家電網(wǎng)公司)關(guān)于金太陽(yáng)示范工程的會(huì)議上,財(cái)政部宣布2012年以后金太陽(yáng)工程每年裝機(jī)不少于1 000 MW。這部分資金并不受每度電4厘可再生能源電力附加資金的限制。按照1 kW補(bǔ)貼10.8元(金太陽(yáng)工程二期的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)),1 000 MW需要108億元。隨著光伏成本的下降(每年不低于8%),補(bǔ)貼資金將會(huì)逐年減少,直到光伏成本達(dá)到用戶側(cè)“平價(jià)上網(wǎng)”,預(yù)計(jì)2015年即可實(shí)現(xiàn)。

結(jié)論:補(bǔ)助資金不成問題。

4)經(jīng)濟(jì)可行性。金太陽(yáng)示范工程圍繞用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目展開,主要設(shè)備(太陽(yáng)能光伏組件和并網(wǎng)逆變器)的價(jià)格通過招標(biāo)確定,國(guó)家補(bǔ)貼中標(biāo)價(jià)的50%;國(guó)家對(duì)光伏建筑附加(BAPV)項(xiàng)目另外補(bǔ)貼4元/W,對(duì)光伏建筑一體化(BIPV)項(xiàng)目另外補(bǔ)貼6元/W。

除了初投資補(bǔ)貼,允許光伏系統(tǒng)在用戶側(cè)并網(wǎng),以省電的方式并網(wǎng)運(yùn)行,相當(dāng)于享受了與銷售電價(jià)一致的上網(wǎng)電價(jià)。

通過招標(biāo),光伏組件和并網(wǎng)逆變器的價(jià)格有了明顯下降,光伏組件的平均中標(biāo)價(jià)為10.77元/Wp,并網(wǎng)逆變器(50 kW以上)的平均中標(biāo)價(jià)為0.964元/W。

對(duì)于用戶側(cè)并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng),以100 kW項(xiàng)目為例,根據(jù)主要部件的平均中標(biāo)價(jià)進(jìn)行測(cè)算,系統(tǒng)投資約為17.4元/Wp。項(xiàng)目補(bǔ)貼后的實(shí)際投資見表11。

表11 項(xiàng)目補(bǔ)貼后的實(shí)際投資Table 11 The real system cost after subsidy

為了進(jìn)行效益評(píng)估,對(duì)于無(wú)補(bǔ)貼情況下的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的合理電價(jià)以及補(bǔ)貼之后的合理電價(jià)進(jìn)行了測(cè)算,電價(jià)測(cè)算的邊界條件如表12所示。

表12 電價(jià)測(cè)算邊界條件Table 12 Conditions to measure PV electricity cost

沒有國(guó)家補(bǔ)貼下,初投資為1.739 4萬(wàn)元/kWp,要保證稅后內(nèi)部收益率10%,年滿發(fā)1 100 h情況下,合理的電價(jià)應(yīng)該是1.91元/kW· h。

國(guó)家補(bǔ)貼后,初投資為0.752 7萬(wàn)元/kWp,在保證稅后內(nèi)部收益率10%,年滿發(fā)1 100 h情況下,合理的電價(jià)則是0.84元/kW· h。

用戶側(cè)并網(wǎng)抵消的是電網(wǎng)的銷售電價(jià),如果當(dāng)?shù)劁N售電價(jià)高于0.84元/kW· h,則能夠保證10%的稅后內(nèi)部收益率,在經(jīng)濟(jì)上是可行的。在我國(guó)很多省(市)自2009年11月開始實(shí)施峰谷電價(jià),民用電和大工業(yè)用電的電價(jià)水平都比較低,工商業(yè)用電的電價(jià)水平最高,一些省(市)工商業(yè)用電(小于1 000 V)的電價(jià)如表13所示(單位:元/(kW· h))。

表13 部分省(市)電網(wǎng)銷售電價(jià)Table 13 Electricity price for industry and commercial units

表13所列省(市)白天的商業(yè)和小工業(yè)用電電價(jià)平均為0.952 5元/kW· h,遠(yuǎn)高于0.84元/kW· h,開發(fā)商可以盈利。當(dāng)銷售電價(jià)為0.952 5元/kW· h時(shí),內(nèi)部收益率達(dá)到13.6%,資金回收期僅為8.47年。

結(jié)論:國(guó)家補(bǔ)貼后,開發(fā)商只需要對(duì)光伏系統(tǒng)投入7 500元/kW,東部地區(qū)工商業(yè)用戶側(cè)并網(wǎng)的實(shí)際價(jià)值(工商業(yè)平均電價(jià))為0.952 5元/kW·h。只要建筑類型(工商業(yè)建筑)選擇合適,盈利空間還是非?？捎^的。

5)商業(yè)模式。金太陽(yáng)示范工程的原則是“用戶側(cè)并網(wǎng)”和“自發(fā)自用”。如果是自己的建筑,當(dāng)然沒有問題,但如果光伏系統(tǒng)開發(fā)商和建筑本身不屬于同一單位,則會(huì)出現(xiàn)“為別人省電”和如何進(jìn)行利益分配的問題。

對(duì)于此種情況,能源合同管理的方式是很好的商業(yè)模式,光伏系統(tǒng)開發(fā)商與建筑所有者簽訂協(xié)議,建筑所有者將省下來的電費(fèi)按照租賃光伏電源的方式支付給光伏開發(fā)商,而光伏開發(fā)商以租賃屋頂?shù)姆绞綄?duì)建筑所有者給予適當(dāng)補(bǔ)償,這對(duì)于雙方都是有利的,是一種“雙贏”的商業(yè)化模式。泰豪集團(tuán)已經(jīng)有成功的經(jīng)驗(yàn)。

結(jié)論:有可持續(xù)的商業(yè)化模式,沒有后續(xù)問題。

6)電網(wǎng)接入。電網(wǎng)接入是金太陽(yáng)示范工程和光電建筑是否能夠順利實(shí)施的關(guān)鍵。只要能夠解決光伏系統(tǒng)用戶側(cè)并網(wǎng)的問題,光伏系統(tǒng)肯定會(huì)在中國(guó)有一個(gè)爆發(fā)式的增長(zhǎng)。電網(wǎng)公司的積極推進(jìn)將是金太陽(yáng)工程順利實(shí)施的關(guān)鍵,光伏系統(tǒng)順利接入電網(wǎng)的重要條件為:

是否能夠順利在用戶側(cè)接入,即允許用“抵消電量”的方式運(yùn)行光伏系統(tǒng),“用戶側(cè)并網(wǎng)”和“自發(fā)自用”是金太陽(yáng)工程的實(shí)施原則。

在規(guī)定的穿透率下,用戶側(cè)并網(wǎng)的光伏系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)按照“負(fù)荷管理”的原則執(zhí)行,屬于電網(wǎng)的不受控單元,其功率波動(dòng)與負(fù)荷的波動(dòng)在同一數(shù)量級(jí),因此,金太陽(yáng)工程用戶側(cè)并網(wǎng)的光伏系統(tǒng)不應(yīng)按照發(fā)電站進(jìn)行管理,做到“只監(jiān)測(cè),不調(diào)度”。

主要光伏穿透率不超過30%,則過高的技術(shù)要求是不必要的,如有功、無(wú)功調(diào)節(jié)、低電壓穿越等;即便對(duì)于高穿透功率的光伏系統(tǒng),配置了“防逆流”設(shè)施,就沒有網(wǎng)壓升高的問題,只要基本的電能質(zhì)量和安全性(防孤島和絕緣特性)符合要求即可。

應(yīng)當(dāng)有合理的電網(wǎng)接入系統(tǒng)費(fèi)用和入網(wǎng)檢測(cè)費(fèi)用,對(duì)于用戶側(cè)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)一般不應(yīng)超過初始投資的5%。

為了金太陽(yáng)工程的順利實(shí)施,電網(wǎng)公司應(yīng)起到主導(dǎo)作用,盡快發(fā)布簡(jiǎn)單、易行的用戶側(cè)電網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)和管理辦法,而且一定要下發(fā)到地方電力部門,基層電力部門好有章可依。

結(jié)論:光伏系統(tǒng)的電網(wǎng)接入是金太陽(yáng)工程能否順利實(shí)施的關(guān)鍵,一定要引起充分的注意。

3.3 大型光伏電站

在中壓輸電側(cè)并網(wǎng)的大型光伏電站(LS-PV)近年來發(fā)展較快,它的作用和管理均與大型風(fēng)電場(chǎng)類似。中國(guó)有大約120萬(wàn)km2的荒漠面積,包括沙化、半沙化土地和沙漠,假定3萬(wàn)m2荒漠土地可以安裝1 MW光伏電站,那么2.5%的荒漠面積(3萬(wàn)km2)就可以安裝10億kW的光伏電站。

大型荒漠電站是在中壓(10、35、110 kV)輸電側(cè)并網(wǎng),是發(fā)電站的方式,不能“自發(fā)自用”,只能像火電廠和風(fēng)電場(chǎng)一樣將發(fā)出的電量賣給電網(wǎng),即享受“上網(wǎng)電價(jià)”政策。目前國(guó)內(nèi)還沒有出臺(tái)光伏電站的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià),需要通過特許權(quán)招標(biāo)的方式確定光伏電價(jià)。

問題正如電網(wǎng)公司提出的,荒漠大部分在中國(guó)西部,而負(fù)荷中心現(xiàn)在在東部,長(zhǎng)距離輸電的條件目前還不具備,就地消化受到一定限制,于是就會(huì)有先要加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè),然后才能大規(guī)模建設(shè)光伏電站和風(fēng)力發(fā)電的結(jié)論。

建設(shè)大型荒漠電站從管理上講電力公司很容易接受,同管理大型風(fēng)電場(chǎng)類似,而且更為簡(jiǎn)單。建設(shè)大型荒漠光伏電站,可以形成規(guī)模化的光伏市場(chǎng),有利于迅速拉動(dòng)中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè),促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,降低成本。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度是有利的。

4 “上網(wǎng)電價(jià)法”是最有效的激勵(lì)政策

歐洲各國(guó)普遍采用的激勵(lì)政策是“上網(wǎng)電價(jià)”政策,即電力公司以高于常規(guī)電價(jià)的價(jià)格收購(gòu)光伏電量,國(guó)家對(duì)于超出常規(guī)電價(jià)的部分對(duì)電力公司給予補(bǔ)償,補(bǔ)償金則通過綠色電力附加分?jǐn)偟诫娋W(wǎng)的銷售電價(jià)中去。

有了這樣的政策,安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的用戶可以通過銷售綠色電力獲得收益;銀行的貸款可以如數(shù)回收;光伏生產(chǎn)廠家通過銷售太陽(yáng)電池賺到了錢;政府達(dá)到了推行清潔能源的目的;電力公司用國(guó)家的補(bǔ)償金購(gòu)買綠色電力,經(jīng)濟(jì)上不虧損,還完成了減排義務(wù);政府通過綠色電力附加征收到了補(bǔ)償金;通過媒體的廣泛宣傳,那些購(gòu)買綠色電力的人知道自己是為保護(hù)環(huán)境和能源的可持續(xù)發(fā)展在做貢獻(xiàn),也愿意購(gòu)買,因此“上網(wǎng)電價(jià)”政策已經(jīng)證明是成功的多贏政策。

德國(guó)首先實(shí)施“上網(wǎng)電價(jià)法”,取得了明顯的效果,十萬(wàn)屋頂計(jì)劃順利實(shí)施,連續(xù)多年光伏發(fā)電的安裝量居世界第一。繼德國(guó)之后,西班牙、意大利、法國(guó)、荷蘭等歐洲國(guó)家紛紛效仿,先后出臺(tái)各自的“上網(wǎng)電價(jià)”政策,現(xiàn)在,澳大利亞、韓國(guó),甚至印度也都開始實(shí)施“上網(wǎng)電價(jià)”政策。

美國(guó)和日本都是實(shí)施對(duì)光伏初投資補(bǔ)貼政策的國(guó)家,由于“上網(wǎng)電價(jià)法”在歐洲的成功,美國(guó)和日本也從2009年開始實(shí)施“上網(wǎng)電價(jià)”。美國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)有6個(gè)州實(shí)行“上網(wǎng)電價(jià)法”;日本自2009年開始,將小型用戶側(cè)并網(wǎng)的光伏電價(jià)確定為48日元(相當(dāng)于3.2元/kW· h),大型光伏的電價(jià)定為24日元(相當(dāng)于1.6元/kW· h)。

為了評(píng)估各國(guó)不同的激勵(lì)政策,歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)(EPIA)公布了一項(xiàng)調(diào)研報(bào)告,對(duì)“上網(wǎng)電價(jià)”、“初投資補(bǔ)貼”、“配額制”等政策進(jìn)行了評(píng)估,結(jié)果是“上網(wǎng)電價(jià)法”從操作的簡(jiǎn)單易行、保證投資者的利益、資金的使用效率到實(shí)際的成功效果,都優(yōu)于其他政策。

金太陽(yáng)示范工程初投資補(bǔ)貼的辦法雖然對(duì)于拉動(dòng)光伏市場(chǎng)很有效,但在資金使用效率、保障工程建設(shè)質(zhì)量和后期運(yùn)行方面卻有不足之處。如果“用戶側(cè)并網(wǎng)”的光伏系統(tǒng)也能夠?qū)嵭小吧暇W(wǎng)電價(jià)”,將更有利于光伏市場(chǎng)的健康、可持續(xù)發(fā)展,資金的利用也會(huì)更為有效。

5 平價(jià)上網(wǎng)指日可待

5.1 光伏發(fā)電成本下降趨勢(shì)

按照中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)目前的發(fā)展趨勢(shì),隨著技術(shù)進(jìn)一步提升和裝備的全面國(guó)產(chǎn)化,到2015年,初投資達(dá)到1.5萬(wàn)元/kW,發(fā)電成本小于1元/kW· h,首先在配電側(cè)達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)是完全有把握實(shí)現(xiàn)的;經(jīng)過努力,2020年初投資達(dá)到1萬(wàn)元/kW,發(fā)電成本達(dá)到0.6元/kW·h,在發(fā)電側(cè)達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)也是完全有可能的(見圖3)。

圖3 光伏發(fā)電達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)的發(fā)展路線Fig.3 Roadmap of PV grid-parity

圖3的條件:2009年的光伏上網(wǎng)電價(jià)按照1.5元/kW·h,以后每年下降8%;2009年的全國(guó)平均火電上網(wǎng)電價(jià)為0.34元/kW· h,以后每年上漲6%;則到 2015年火電電價(jià)上漲到0.48元/kW· h,光伏電價(jià)下降到0.91元/kW· h;2020年,火電電價(jià)上漲到0.65元/kW· h,光伏電價(jià)下降到0.60元/kW· h,達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)。

5.2 國(guó)際上對(duì)于光伏發(fā)電成本下降的預(yù)測(cè)

美國(guó)太陽(yáng)能先導(dǎo)計(jì)劃(SAI,2006年公布)對(duì)于光伏發(fā)電達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)的預(yù)測(cè)最為激進(jìn),認(rèn)為到2015年光伏電價(jià)將低于10美分/kW· h(相當(dāng)于0.7元/kW· h)。

德意志銀行經(jīng)過細(xì)致的成本測(cè)算,預(yù)計(jì)光伏發(fā)電到2015年,即可達(dá)到每度電15美分,相當(dāng)于1元/kW·h。

2009年日本政府(NEDO)發(fā)布了新的光伏發(fā)展路線圖,預(yù)測(cè)如下:2017年達(dá)到14日元/kW· h(相當(dāng)于1元/kW· h),2025年達(dá)到7日元/kW· h(相當(dāng)于0.5元/kW· h)。

歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)(EPIA)2009年12月發(fā)布“Set for 2020”,認(rèn)為到2020年光伏將在76%的發(fā)電市場(chǎng)達(dá)到可競(jìng)爭(zhēng)。

結(jié)論:根據(jù)國(guó)際上的預(yù)測(cè),光伏發(fā)電的電價(jià)將在2015年左右達(dá)到1元/kW· h(15美分/kW· h)以下,與用戶側(cè)的銷售電價(jià)相一致,實(shí)現(xiàn)“自發(fā)自用”平價(jià)上網(wǎng)。

5.3 國(guó)際上對(duì)于光伏發(fā)展目標(biāo)的展望

2009年12月,EPIA公布了“Set for 2020”,對(duì)光伏發(fā)電的目標(biāo)分3種情景對(duì)2020年歐洲的光伏累計(jì)裝機(jī)進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)?；景l(fā)展模式:100 GW;加速發(fā)展模式:200 GW;理想發(fā)展模式:400 GW;分別占?xì)W洲電力總需求的:4%、6%和12%。

美國(guó)太陽(yáng)能工業(yè)協(xié)會(huì)(SEIA)在哥本哈根會(huì)議上宣布:美國(guó)到2020年光伏將提供全部電力需求的10%,將提供67.6萬(wàn)個(gè)工作崗位,每年減排3.8億t二氧化碳,2020年美國(guó)的光伏累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到300 GW。

日本計(jì)劃在2030年以前在目前的基礎(chǔ)上再增加40倍太陽(yáng)電池裝機(jī)量,在2020年達(dá)到累計(jì)裝機(jī)容量28 GW,2030年為56 GW。

印度2009年公布“Solar Power Plan”,計(jì)劃到2022年,光伏發(fā)電在印度的累計(jì)裝機(jī)要達(dá)到20 GW。

5.4 中國(guó)的光伏發(fā)展目標(biāo)

2020年的中國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)目標(biāo)是20 GW,這個(gè)目標(biāo)雖然與國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)2007年發(fā)布的“可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃”的目標(biāo)(1.6 GW)相比提高了很多,但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐盟和美國(guó)的設(shè)定目標(biāo)(見表14,單位:GW)。

表14 世界各地光伏累計(jì)裝機(jī)發(fā)展目標(biāo)比較Table 14 Cumulative installation target of PV in the world

雖然“十二五”規(guī)劃中中國(guó)2020年的累積裝機(jī)目標(biāo)是20 GW,但是按照光伏目前的成本和降價(jià)趨勢(shì)以及中國(guó)光伏產(chǎn)能(2010年年底的年產(chǎn)能力至少20 GW),2020年累計(jì)裝機(jī)達(dá)到50 GW是完全有可能的。

5.5 歐盟“可再生能源思考—2050”

歐盟可再生能源委員會(huì)于2010年4月對(duì)外公布了“可再生能源思考—2050”(RE Thinking 2050),在歐盟“20—20—20”(到 2020 年,節(jié)能20%,減排20%,可再生能源占?xì)W盟總能源需求的20%)基礎(chǔ)上又提出了更為積極的設(shè)想,提出到2050年可再生能源將全面替代常規(guī)能源和核能,在電力、空調(diào)采暖和交通各個(gè)能源領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)100%采用可再生能源。

歐盟提出這樣的目標(biāo)是有根據(jù)的,報(bào)告中從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和政策等方面進(jìn)行了全面的分析。

經(jīng)濟(jì)上:歐盟當(dāng)前能源對(duì)外的依存度已經(jīng)高達(dá)55%,如果不采取積極措施,到2030年能源對(duì)外的依存度將上升到70%,到2050年,累計(jì)在進(jìn)口能源上的花費(fèi)將高達(dá)10 900億歐元,這僅僅是直接采購(gòu)費(fèi)用;而花在二氧化碳減排上的費(fèi)用更是高達(dá)30 000億歐元;如果從現(xiàn)在積極推進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用,到2050年實(shí)現(xiàn)全面替代,則只需要28 000億歐元,而且全部就業(yè)人口都在歐盟內(nèi)部,在經(jīng)濟(jì)上和社會(huì)效益上都是完全合算的。

技術(shù)上:電力實(shí)現(xiàn)100%替代的技術(shù)路線清晰,建立北海、地中海和波羅的海三條電網(wǎng)環(huán)路,建立大量的分布式電源和微電網(wǎng),基礎(chǔ)電力采用增強(qiáng)型地?zé)岚l(fā)電、太陽(yáng)能熱發(fā)電和水力發(fā)電等高利用小時(shí)的發(fā)電方式,以智能電網(wǎng)和“虛擬電站”實(shí)現(xiàn)信息化管理。采暖和制冷主要依靠太陽(yáng)能、地?zé)岷蜕镔|(zhì),特別強(qiáng)調(diào)的是“熱驅(qū)動(dòng)制冷”而不是電驅(qū)動(dòng)制冷,將這一革命性的技術(shù)稱之為“沉睡的巨人”。交通能源主要依靠電動(dòng)汽車和生物質(zhì)燃料。

政策上:提出制訂有法律效力的“強(qiáng)制替代目標(biāo)和時(shí)間點(diǎn)”,在三個(gè)20基礎(chǔ)上,盡快制定具有法律效力的2030年的強(qiáng)制替代目標(biāo);“對(duì)化石能源強(qiáng)制征收碳稅”以盡快減少對(duì)化石能源的依賴;“能源、電力市場(chǎng)開放”,允許各種能源形式進(jìn)入能源電力市場(chǎng),允許各種投資主體和用戶參與能源電力建設(shè),加快推進(jìn)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的建設(shè)。

6 我國(guó)4厘錢的可再生能源電力附加遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠

從2009年11月起,全國(guó)每度電提取4厘錢,2010年大約可以征集130億元可再生能源電力附加,用于風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的電價(jià)補(bǔ)貼。

這幾年風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展迅速,補(bǔ)貼資金需求連年翻番,2006年全年可再生能源項(xiàng)目(包括風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電和光伏發(fā)電)的補(bǔ)貼資金僅需要2.6億元,2007年需要大約27億元,2008年40億元,2009年達(dá)到74億元,2010年已經(jīng)突破120億元。按照這樣的速度發(fā)展,每度電4厘錢的電力附加在2011年已經(jīng)完全不夠用了,見表15(單位:億元)和圖4。

圖4 中國(guó)可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼需求統(tǒng)計(jì)Fig.4 Subsidy spent on venewable energy feed-in tariff

表15 中國(guó)可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼統(tǒng)計(jì)Table 15 Subsidy spent on renewable energy feed-in tariff

如果能夠?qū)㈦娏Ω郊釉黾拥?分錢/kW· h,則到2020年全國(guó)累計(jì)電力附加可達(dá)5 000多億元,如果按照2020年累計(jì)裝機(jī)50 GW,對(duì)上網(wǎng)電價(jià)給予補(bǔ)貼,到2020年補(bǔ)貼資金的累計(jì)需求只有大約500億元;即使光伏累計(jì)裝機(jī)到2020年達(dá)到1億kW,也才僅需要累計(jì)大約1 000億元的電價(jià)補(bǔ)貼,其他4 000億元用于風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電,這樣就可以完全滿足國(guó)內(nèi)可再生能源發(fā)展的需求。

7 結(jié)論和政策建議

7.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)當(dāng)成為中國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略的發(fā)展重點(diǎn)

為了實(shí)現(xiàn)非化石能源到2020年滿足中國(guó)能源需求15%的目標(biāo),原計(jì)劃水力發(fā)電由2010年的1億kW發(fā)展到2020年的3億kW,核能發(fā)電由2010年的1 000萬(wàn)kW發(fā)展到2020年的7 000萬(wàn)～8 000萬(wàn)kW,風(fēng)力發(fā)電由2010年的4 000萬(wàn)kW發(fā)展到2020年的1.2億kW。現(xiàn)實(shí)的情況是水能資源全部集中在中國(guó)西南部,大規(guī)模開發(fā)西南水電存在國(guó)際性河流、遠(yuǎn)距離輸電、潛在的生態(tài)問題和開發(fā)成本等諸多問題;發(fā)展核電存在選址、將來核廢料的處理以及由自然災(zāi)害或戰(zhàn)爭(zhēng)引起的安全隱患等問題;由于中國(guó)風(fēng)力資源分布的特點(diǎn),風(fēng)力發(fā)電主要在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的西部發(fā)展,存在無(wú)法就地消納、遠(yuǎn)距離輸電的問題。而太陽(yáng)能光伏發(fā)電不受地域、資源條件、制造材料和遠(yuǎn)距離輸電的限制,安全可靠,是發(fā)展空間巨大、理想的清潔能源。

7.2 加快落實(shí)可再生能源法,全面實(shí)施“上網(wǎng)電價(jià)”政策

“十二五”期間應(yīng)針對(duì)國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展的主要矛盾,解決好政策和管理的問題,按照可再生能源法的原則,在全國(guó)推行太陽(yáng)能發(fā)電的“上網(wǎng)電價(jià)”政策。為了順利推進(jìn)“上網(wǎng)電價(jià)”政策,還必須解決好相關(guān)的技術(shù)和管理問題,落實(shí)補(bǔ)貼資金,建立起一整套兼顧各方利益、操作性強(qiáng)、簡(jiǎn)單高效和可持續(xù)的商業(yè)化運(yùn)行模式和管理辦法。

“上網(wǎng)電價(jià)”政策的資金使用效率最高,開發(fā)商負(fù)責(zé)投資建設(shè),國(guó)家對(duì)發(fā)電量進(jìn)行差價(jià)補(bǔ)貼,既保證了開發(fā)商的收益,更有利于項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。如果2020年光伏發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)目標(biāo)是1億kW(相當(dāng)于5個(gè)三峽的裝機(jī)),2011—2020年的累計(jì)補(bǔ)貼資金只需要大約1 000億元(建設(shè)一個(gè)三峽的費(fèi)用是2 000億元人民幣)?？稍偕茉刺娲Ｒ?guī)能源是必然的,只是時(shí)間早晚的問題,歐洲全面替代的時(shí)間表已經(jīng)確定在2050年,中國(guó)亦應(yīng)認(rèn)真思考加速替代火力發(fā)電,使中國(guó)的能源、電力結(jié)構(gòu)向著更為清潔、更為安全和更加可持續(xù)的方向發(fā)展。

7.3 加大技術(shù)研發(fā)投入,提高光伏產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力

“十二五”期間政府應(yīng)加大對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的支持力度,提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力,在基礎(chǔ)材料、制造工藝、生產(chǎn)裝備的國(guó)產(chǎn)化以及系統(tǒng)集成和平衡部件等各個(gè)方面取得新的突破,通過技術(shù)創(chuàng)新努力降低成本,鞏固和發(fā)展核心競(jìng)爭(zhēng)力,加強(qiáng)科技研發(fā)平臺(tái)的建設(shè),加快技術(shù)創(chuàng)新步伐,使我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平始終保持國(guó)際領(lǐng)先。太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用目前處于起步階段,應(yīng)當(dāng)給予更多的科研投入,使其盡快實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

7.4 重視太陽(yáng)能熱利用和太陽(yáng)能熱發(fā)電的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)開發(fā)

在大力發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電的同時(shí)要注意太陽(yáng)能熱利用和太陽(yáng)能熱發(fā)電的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)開發(fā)。中國(guó)是太陽(yáng)能熱水器的最大生產(chǎn)國(guó),也是太陽(yáng)能熱水器的最大應(yīng)用國(guó)?！笆濉逼陂g,不但要繼續(xù)鞏固中國(guó)太陽(yáng)能低溫?zé)崂玫氖澜珙I(lǐng)先地位,還要重視太陽(yáng)能中溫?zé)崂?80～250℃)的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。太陽(yáng)能中溫?zé)崂弥饕翘?yáng)能采暖和熱驅(qū)動(dòng)制冷,被稱為“沉睡的巨人”,具有非常廣闊的市場(chǎng)前景,歐盟預(yù)測(cè)到2050年歐洲的采暖和空調(diào)市場(chǎng)的40%來自太陽(yáng)能。

太陽(yáng)能熱發(fā)電由于可以采用廉價(jià)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)(可達(dá)到儲(chǔ)熱16 h及以上),做到連續(xù)、穩(wěn)定發(fā)電,克服太陽(yáng)能固有的晝夜輻射差大的缺點(diǎn),成為供電負(fù)荷的基礎(chǔ)電力,應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視。

7.5 提高可再生能源電力附加,為可再生能源發(fā)電提供足夠的資金支持

2009年11月起,國(guó)家對(duì)電力消費(fèi)市場(chǎng)提取4厘錢/kW·h,作為可再生能源電力附加,用于補(bǔ)貼可再生能源發(fā)電。目前的電力附加每年可以征集120億元,到2020年可以累積征集大約2 200億元,但是這樣的電力附加水平,2010年就已經(jīng)不足以支付風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電的電價(jià)補(bǔ)貼,今后幾年的缺口將更大,更不用說用于太陽(yáng)能發(fā)電了。如果能將可再生能源電力附加水平提高到1分錢/kW·h,到2020年可以累積征集5 000多億元,這樣就能夠有足夠的資金用于支持太陽(yáng)能、風(fēng)力和生物質(zhì)等可再生能源發(fā)電的發(fā)展了。