我國發(fā)展太陽能光伏發(fā)電的必要性及技術(shù)分析

毛 亮

廣東省粵電集團茂名熱電廠，廣東 茂名 525011

0 引言

當傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少時，所產(chǎn)生的排放物對環(huán)境造成的危害問題也變得日益突出。并且全球大約還有20億人已得不到正常的能源供應(yīng)。在這個時候，整個世界都把目光投向了可再生資源，希望可以通過可再生能源來改變?nèi)祟惖哪茉垂┙o結(jié)構(gòu)，以維持今后的可持續(xù)發(fā)展。在這些可再生資源中太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們關(guān)注的焦點。這主要因為豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭、無污染并且人類能夠自由利用的天然資源。據(jù)不完全統(tǒng)計太陽每秒鐘輻射到達地面的能量可高達80萬千瓦。如果把地球表面0.1%的太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能來計算（轉(zhuǎn)變率為5%），那么每年的總發(fā)電量可達5.6×109mW·h，其相當于世界上所有能耗的40倍。

1 我國發(fā)展太陽能光伏發(fā)電的必要性

我國是一個能源生產(chǎn)和消費的大國。2006年標準煤的消費總量約為24.6 億噸， 比2005年同比增長了9.3%。2006年各種一次能源的構(gòu)成比例分別為：煤炭約占69.7%、石油約占20.3%、天然氣約占3.0%、水電等約占6.0%、核電約占0.8%。2006年，我國的原油總進口量已達到1.5億噸，大約是我國原油總需求量的50%左右。但由于我國能源開采技術(shù)落后、能源有效利用率低、傳統(tǒng)高能耗產(chǎn)業(yè)比重大、單位GDP能耗遠遠落后于發(fā)達國家、甚至比世界平均水平落后并且我國又是世界上最大發(fā)展中國家，經(jīng)濟高速發(fā)展，能源消耗增長速度居世界首位等客觀因素，更加劇了我國能源替代形勢繼續(xù)轉(zhuǎn)變的嚴重性和緊迫性。據(jù)電力科學(xué)院的研究表明，在考慮到充分開發(fā)煤電、水電和核電的情況下，2010年～2020年之間，我國的電力供需缺口仍然為6.4%～10.7%，這個缺口正是需要用可再生能源發(fā)電進行補充的。而太陽能光伏發(fā)電又可能在未來我國的新能源供應(yīng)中占據(jù)主要位置。

2 我國太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)起始與于20世紀70年代，到90年代中期已進入穩(wěn)步發(fā)展階段。太陽能電池及其組件產(chǎn)量都已逐年穩(wěn)步增加。經(jīng)過了30多年的努力，已迎來快速發(fā)展的新階段。而且我國的太陽能光伏發(fā)電在“光明工程”先導(dǎo)項目和“送電到鄉(xiāng)”工程等國家項目及世界光伏市場的有力拉動下，已經(jīng)建立起穩(wěn)固的新生產(chǎn)業(yè)鏈迅猛發(fā)展。到2007年年底，全國光伏系統(tǒng)的累計裝機容量已經(jīng)達到10萬千瓦（100mW），從事太陽能電池生產(chǎn)的企業(yè)多達50余家，太陽能電池的年生產(chǎn)能力達到290萬千瓦（2900mW），太陽能電池年產(chǎn)量達到1188mW，超過了日本和歐洲，并使從原材料生產(chǎn)到光伏系統(tǒng)建設(shè)等多個環(huán)節(jié)組成的產(chǎn)業(yè)鏈更趨于穩(wěn)定成熟，特別是多晶硅材料生產(chǎn)取得了重大進展，突破了年產(chǎn)千噸的大關(guān)，沖破了太陽能電池原材料生產(chǎn)的瓶頸制約，為我國光伏發(fā)電的規(guī)模化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2007年是我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的一年。這些主要受益于太陽能產(chǎn)業(yè)的長期利好和整個光伏產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的前所未有投資熱潮。

3 太陽能光伏發(fā)電的未來趨勢

太陽能光伏發(fā)電在不久的將來將會占據(jù)世界能源消費的重要席位，它的發(fā)展不但要替代部分常規(guī)能源，而且還將成為世界能源供應(yīng)的主體。預(yù)計到2030年，可再生能源的消耗將占總能源消耗比例的30%以上，而太陽能光伏發(fā)電在世界總電力供應(yīng)中的占有比也將達到10%以上；到2040年，可再生能源消耗將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上；到21世紀末，可再生能源消耗將占總能耗的80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。以上這些數(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域所占有的重要地位。根據(jù)《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》報道，到2020年，我國將力爭使太陽能發(fā)電裝機容量達到1.8GW（百萬千瓦），到2050年將達到600GW（百萬千瓦）。預(yù)計，到2050年，我國可再生能源的電力裝機將占全國總電力裝機容量的25%，其中光伏發(fā)電裝機將占到5%。未來十幾年，將是我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展繼續(xù)迅猛的一個階段。

4 太陽能光伏發(fā)電的環(huán)保意義

太陽能光伏發(fā)電最關(guān)鍵也是有別于燃料能源的重要特征是在發(fā)電過程中只排放很少的CO2。我們都知道CO2作為最主要的溫室氣體，是導(dǎo)致氣候變化的罪魁禍首。太陽能電池板可循環(huán)使用，系統(tǒng)材料可再利用，這些都可以使光伏的能源投入進一步降低。如果廣泛使用光伏發(fā)電技術(shù)，可以為減緩氣候變化作出進一步貢獻。

據(jù)IPCC對氣候變化的科學(xué)評估報道：2007年2月，聯(lián)合國氣候變化政府間委員會發(fā)布了氣候變化評估報告的第一部分。報告比以往更加確定：人類活動是過去半個世紀氣候變暖的主因（超過90%的可能性）。主要影響包括：

1）過去12年中有11年是有歷史記錄以來最熱的年份；

2）全球海平面上升加速；

3）南北半球的高山冰川和積雪正在消融；

4）自20世紀70年代以來，更多地區(qū)（尤其是熱帶和亞熱帶）干旱更加嚴重，持續(xù)時間更長。如果我們不采 取措施，將溫室氣體排放限制在2000年的水平，未來20年氣溫將增加2倍。具體預(yù)測包括：

5）氣溫將上升1.1℃～6.4℃；

6）隨著熱帶海洋溫度上升，未來熱帶氣旋（臺風和颶風等）將更加強烈，最高風力加大，降雨增強；

7）熱浪和強降雨等極端天氣日益頻繁的可能性將超過90%。報告的主要研究結(jié)果包括：

1）今后60年～70年，氣候變化將有可能導(dǎo)致物種大量滅絕；

2）今后幾十年，缺水的人口將由幾百萬增加到幾十億；印度及南亞其他地區(qū)和非洲水源將逐漸減少。貧困國家受到的打擊最大，澳大利亞和南歐的發(fā)達國家等也首當其沖；

3）貧困地區(qū)糧食產(chǎn)量將下降，導(dǎo)致更多的饑餓。中國和印度等國小麥和水稻產(chǎn)量將降低。干旱和饑荒將導(dǎo)致非洲產(chǎn)生更大的難民潮；

4）亞洲、南美和歐洲冰川的消融必將導(dǎo)致全球大量人口缺水，冰湖導(dǎo)致洪水泛濫；

5）由于海平面上升、風暴增強、洪水泛濫，中國的珠江三角洲和孟加拉的恒河三角洲的居民將面臨嚴重威脅；

6）氣溫再升高1℃，就可能導(dǎo)致格陵蘭和西大西洋大冰原融化，導(dǎo)致海平面上升幾米，沿海居民將被迫遷移。

5 結(jié)論

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電的特殊優(yōu)勢逐漸得到了體現(xiàn)，尤其是它可以為我國邊遠山區(qū)、特殊場合供電。考慮到太陽能光伏的附加價值，光伏發(fā)電的綜合經(jīng)濟效益葉隨之大大提升，因此不能單純與傳統(tǒng)發(fā)電模式比較單位發(fā)電成本。太陽能光伏可以降低溫室氣體和污染物排放、創(chuàng)造就業(yè)機會、保障能源安全和促進農(nóng)村尤其是邊遠農(nóng)村的發(fā)展。總之，發(fā)展太陽能光伏有許多經(jīng)濟、社會和環(huán)境保護的積極意義。

[1]陸維德，羅振濤.我國太陽能熱利用進展[J].太陽能，2002(1)：3-4.

[2]王崇杰，趙學(xué)義.論太陽能建筑一體化設(shè)計[J].建筑學(xué)報，2002(7)：28-30.

[3]國家發(fā)展和改革委員會.中長期節(jié)能規(guī)劃[R]，2004.

[4]胡學(xué)浩.我國能源中長發(fā)展戰(zhàn)略研究專題報告[R]，2004.