太阳能发电产业发展前景
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光伏产业的现状与前景随着全球对环保和可再生能源的认识不断加深,光伏产业迅速发展。
光伏发电是利用太阳能将光能直接转换为电能的发电方式,其不仅不会产生CO2等污染物,而且具有清洁、安全、可靠等优点。
因此,光伏产业受到越来越多的关注,并被认为是未来能源产业的发展方向之一。
一、光伏产业现状目前,全球光伏市场仍然以欧洲为主,中国也已经成为光伏产业的重要制造、生产和出口国。
根据全球清洁能源理事会(Global Clean Energy Council)的统计,目前全球发电容量最大的光伏发电站是中国建设的千兆瓦级别的电站,如2019年中国公司宝兰能源集团投入使用的创世纪项目,占地60平方公里,总投资近20亿美元,能够满足400万户家庭的用电需求。
而随着日本、印度、澳大利亚等国家在可再生能源领域的加大投入,未来光伏产业发展势头将会更加迅猛。
特别是在中国,在光伏领域,已逐渐出现了一批拥有自主核心技术的新型光伏企业,例如:阿特斯太阳能、汉翔太阳能等。
新能源和低碳经济发展目标的刺激,使得光伏产业走向了一条健康、快速、可持续的发展道路。
二、光伏产业前景光伏发电产业的发展前景十分广阔,特别是在亚洲一带。
随着能源消费市场持续增长,可再生能源将逐渐取代化石能源,光伏发电在可再生能源中的地位也会逐渐上升。
据咨询公司Frost & Sullivan的预测,到2025年,全球光伏发电市场将达到104.98亿美元,并在未来5-10年内呈现出持续发展趋势。
在中国,国务院颁布了《关于鼓励和引导民间投资参与重大项目建设的意见》,其中明确规定鼓励社会力量投资光伏发电等可再生能源领域。
随着政策的逐渐落实和成熟,为光伏产业创造了更为广阔的发展空间。
未来,光伏将可能进一步升级改造,不仅通过普及技术,使其成为生活电力的主要来源,还会进一步扩大应用范围,例如,光伏应用于汽车车顶,实现汽车零排放等。
三、光伏产业带来的社会经济效益光伏产业除了带来环境保护和能源保障外,也直接促进了社会和经济的发展。
国内外光伏发电发展现状与前景发展前景1.全球能源绿色低碳转型环境恶化与资源紧缺的问题制约着全球范围内的可持续发展,故能源体系绿色低碳转型势在必行,可再生能源的进一步开发以及现有能源利用的清洁低碳化将是能源发展的基本趋势。
在《巴黎协定》中,全球GDP排名前十的国家基本都通过政策宣示或法律规定公布了温室气体排放净零目标,太阳能、风能及生物质能等可再生能源的发展和利用则成为各国达成“净零目标”的重要途径。
和其他可再生能源相比,太阳能光伏发电具有能源来源路径最短、转换效率最高、储量最大、清洁安全等特性,因此成为全球能源绿色低碳转型进程中重要构成部分。
2.产业政策引导光伏发电行业蓬勃发展为促进光伏产业健康可持续发展,近年来我国政府出台多项政策推动光伏市场化进程。
顶层设计方面,“碳中和碳达峰目标”奠定了我国光伏行业未来飞速发展的整体基调。
具体政策方面,我国报告期内光伏政策整体可以概括为“下调光伏补贴,推动平价发展,鼓励市场驱动”。
近年来光伏技术不断革新,新建光伏电站成本持续下降,行业内对平价上网已形成高度共识。
中央政策释放的信号则极大调动了市场投资积极性,有助于我国光伏发电行业由政策导向型行业向市场化竞争行业转变。
3.技术进步推动成本下降提升市场需求光伏发电行业发展至今,产业链各环节技术持续推陈出新,如金刚线切割技术、PERC电池转换效率持续提升等不断促进光伏发电效率的提高,降低光伏发电成本。
根据CPIA统计,2022年PERC单晶电池、多晶电池平均转换效率分别达到23.20%和21.10%,较2017年的21.3%和20.0%大幅提高;而TOPcon电池、异质结电池、XBC电池平均转化效率则能达到24.5%、24.6%、24.5%。
自2007年以来,我国光伏发电度电成本累计下降超过90%,光伏上网电价不断逼近平价。
在可预见的未来,光伏发电上网价格低于传统燃煤机组电价的情况将不再久远,更低的用电成本会使得市场对光伏发电的需求不断增强,从而扩大行业市场空间。
光伏发电在农村地区的应用前景随着能源需求的增加和环保意识的日益提高,光伏发电作为一种可再生能源,在全球范围内逐渐得到广泛应用。
在农村地区,光伏发电的应用前景更是令人充满期待。
本文将探讨光伏发电在农村地区的应用前景及其带来的好处。
一、光伏发电简介光伏发电是利用太阳辐射的能量将其转换为电能的过程。
光伏系统由太阳能电池板、逆变器和电池等组成。
太阳能电池板吸收太阳光,并将其转化为直流电。
逆变器将直流电转换为交流电,以供电器使用。
电池的作用是储存多余的电能,以备不时之需。
二、光伏发电在农村地区的应用前景1. 解决能源短缺问题农村地区普遍面临着能源短缺的问题。
传统的电力供应方式受限于地理条件和供电线路的不足,导致供电不稳定。
而光伏发电系统可以利用太阳能资源,不受地理条件的限制,为农村地区提供稳定的电力供应,解决能源短缺问题。
2. 降低能源成本传统的电力供应方式需要大量的电力输送线路和变压器等设备,建设和维护成本较高。
而光伏发电系统可以在农村地区建立小型的发电站,直接将电能供给当地居民和农田灌溉等用途,避免了输电损耗,降低了能源成本。
3. 创造经济效益光伏发电系统在农村地区的应用,不仅可以满足居民的基本用电需求,还可以将多余的电能卖给电力公司,创造经济效益。
农村地区的大片空地适合建设光伏发电站,通过售电获得收入,改善农民的经济状况。
4. 保护环境光伏发电是一种清洁能源,不会产生二氧化碳等有害气体,对环境污染较小。
在农村地区应用光伏发电系统,可以减少化石燃料的使用,降低温室气体排放量,有效保护农村地区的环境。
三、光伏发电在农村地区的挑战虽然光伏发电在农村地区的应用前景广阔,但也面临一些挑战。
1. 技术难题农村地区的电网建设相对滞后,电池储能技术、逆变器技术等方面还需要进一步发展和完善。
此外,光伏发电系统需要充分考虑当地天气条件,保证太阳能资源的充足利用。
2. 维护和管理农村地区通常缺乏专业的技术人员来维护和管理光伏发电系统。
太阳能光伏发电技术的现状和发展趋势随着能源结构转型和环保意识的普及,太阳能光伏发电技术逐渐被广泛应用。
在此背景下,太阳能光伏发电技术的现状和发展趋势备受关注。
一、太阳能光伏发电技术的现状太阳能光伏发电技术是指利用半导体材料吸收太阳光辐射产生电能的一种技术。
目前,太阳能光伏发电技术已经实现了商业化应用。
据统计,截至2021年末,全球累计安装光伏发电装机容量已达780GW,其中中国占比最高。
太阳能光伏发电技术在能源转型、环保和经济等方面具有重要意义。
首先,作为一种清洁能源,太阳能光伏发电技术可以显著减少二氧化碳的排放,有利于改善环境质量。
其次,太阳能光伏发电技术具有可再生性,可以避免传统化石能源的枯竭和价格波动。
最后,随着技术的不断发展和成本的不断降低,太阳能光伏发电技术也越来越受到经济的赞赏。
二、太阳能光伏发电技术的发展趋势(一)技术创新太阳能光伏发电技术的性能水平和市场竞争力主要取决于技术创新。
从技术创新的角度来看,太阳能光伏发电技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1.提高太阳能光伏发电的转化效率:目前太阳能光伏电池的转化效率在20%左右,这意味着仍有80%的太阳光资源未被充分利用。
为了提高转化效率,可以尝试采用新的材料和太阳能电池结构,以及优化太阳能电池的设计和制造工艺。
2.增强太阳能光伏发电的稳定性和耐用性:由于太阳能光伏发电受到天气条件、温度和光照强度等因素的影响,因此需要提高太阳能光伏发电设备在不同环境条件下的稳定性和耐用性。
此外,可以采用一些高度自适应的控制系统,以便在不同环境条件下自动调节太阳能光伏发电功率。
(二)市场扩展太阳能光伏发电技术市场化是太阳能光伏发电技术发展的重要途径之一。
未来的太阳能光伏发电市场发展趋势主要包括以下几个方面:1.促进光伏发电的普及和推广:尽管太阳能光伏发电技术实现了商业化应用,但仍需进一步普及和推广。
政府可以采取政策和措施,鼓励和支持企业和个人采用光伏发电设备,如通过电价政策鼓励太阳能光伏发电收购。
光伏产业的现状与趋势分析光伏产业是指利用太阳能光照直接发电的产业,也被称为太阳能光伏发电产业。
近年来,光伏产业得到了全球范围内的迅速发展,并成为新能源领域的热点之一。
本文将对光伏产业的现状进行分析,并展望该产业未来的发展趋势。
一、光伏产业的现状分析1. 全球光伏产业的发展情况光伏产业在全球范围内得到了快速发展。
过去十年里,全球累计光伏装机容量从2009年的23GW增长到2019年的580GW,年均复合增长率超过35%。
全球市场的主要发展国家包括中国、美国、德国、日本等。
2. 中国光伏产业的崛起中国是全球光伏产业的领军国家,也是全球最大的光伏市场。
中国光伏产业从2009年开始迅速崛起,经过十年的发展,已成为全球最大的光伏装机国家和光伏产品出口国。
中国政府的支持政策和产能扩张为光伏产业的发展提供了强大的动力。
3. 光伏产业的产品技术进步光伏产业的产品技术持续进步,主要体现在光伏组件的转换效率提升、成本下降以及产品耐久性的提高。
高效率的PERC(背接触电池)技术和双面组件的应用,使光伏组件的转换效率得到了显著提升。
此外,新材料的应用和生产工艺的改进也有助于提高产品的性能。
4. 光伏产业的市场竞争态势光伏产业市场竞争激烈,主要体现在产能过剩和价格战上。
近年来,光伏组件的价格持续下降,使得光伏发电成本逐渐接近或低于传统能源。
中国光伏企业之间的竞争加剧,部分企业出现了盈利困难的局面。
国际市场上,中国光伏产品的价格竞争力也不断提高。
二、光伏产业的未来趋势分析1. 市场规模持续扩大随着全球对新能源的需求增加和传统能源价格的上涨,光伏产业的市场需求将持续增长。
根据国际能源署(IEA)的预测,到2030年,全球光伏装机容量有望达到2000GW以上。
中国将继续保持全球光伏市场的领先地位。
2. 技术创新推动产业升级光伏产业将继续依靠技术创新推动产业升级。
在组件技术方面,高效率和低成本仍然是产业发展的关键,如PERC技术的进一步改进和大规模应用。
太阳能的利用和发展前景随着全球对可再生能源的需求不断增加,太阳能作为一种绿色、清洁且无限可再生的能源资源,正在成为全球能源领域的重要推动力。
太阳能的利用和发展前景广阔,涉及到能源转型、环境保护、经济发展等方面的问题。
本文将探讨太阳能的利用方式、发展前景以及面临的挑战。
太阳能的利用方式多种多样,包括光热利用和光伏利用。
光热利用是通过太阳能收集器将太阳辐射能转化为热能,用于供暖、热水和工业生产等领域。
这种利用方式具有稳定性高、关键设备成熟的优势,适用于较低温度的热能需求。
光伏利用则是利用太阳能电池将光能直接转化为电能,广泛应用于户用和商业用电领域。
光伏发电具有灵活性强、可分布式布局和无噪音污染等优势,成为新能源发电的重要组成部分。
太阳能的发展前景令人振奋。
首先,太阳能是一种永恒的能源资源,每天太阳释放出的能量就足够满足人类数千年的能源需求。
与化石燃料相比,太阳能的供应是可再生且无限的,可以为未来的世代提供持续而稳定的能源。
其次,太阳能具有广泛的应用领域,不仅可以解决能源供应问题,也可以改善环境质量和缓解气候变化。
太阳能是一种清洁的能源形式,没有排放尾气和温室气体,对环境没有任何污染。
此外,太阳能的开发和利用也能够创造大量的就业机会,推动经济发展和产业升级。
然而,太阳能的发展也面临一些挑战。
首先是技术挑战,太阳能设备的成本仍然偏高,效率和稳定性仍需要进一步提高。
同时,太阳能的发电能力受到天气条件的限制,夜晚和阴雨天将会影响发电效率。
其次是储能问题,太阳能光伏系统产生的电能需要储存并进行合理安排。
目前,储能技术还不成熟,成本较高且能量密度不足,需要进一步研发和改进。
此外,太阳能发展还需要加强政策支持,包括提供补贴和优惠政策,为太阳能产业提供更好的发展环境。
在解决这些挑战的过程中,全球各国已经开始加大对太阳能的投资和研发力度。
许多国家制定了可再生能源目标,大力推进太阳能的应用和发展。
例如,中国计划到2030年将太阳能发电总装机容量提升到1000万千瓦以上,成为全球最大的太阳能市场。
光伏行业发展前景及面临的挑战光伏行业是一个快速发展的新兴产业,具有巨大的发展前景。
光伏技术是以太阳能为能源,通过半导体材料的光电转换将其转化为电能。
光伏发电具有环保、可再生、分布式等优势,对于解决能源短缺、减少污染、应对气候变化等具有重要意义。
光伏行业的发展前景主要体现在以下几个方面:首先,全球能源转型趋势下,光伏发电作为一种清洁能源形式,逐渐取代传统能源,成为未来能源供应的重要组成部分。
随着全球对环境保护和可持续发展的重视程度不断提高,各国政府纷纷推出鼓励使用太阳能的政策和激励措施,助推了光伏行业的迅速发展。
其次,光伏技术的不断创新和降低成本,使得光伏发电越来越具有市场竞争力。
随着科技进步和规模效应的逐步发挥,光伏发电成本不断下降,逐渐接近或甚至低于传统能源的价格,经济性日益提高。
同时,光伏技术的创新也推动了光伏发电效率的提高,提高了光伏产品的性能和可靠性,进一步增加了光伏发电的应用范围和市场需求。
第三,光伏发电具有分布式发电优势,能够有效解决电力传输和配送的问题。
光伏电站可以分布于城市、乡村、工业园区等各个用电需求地区,将电能近距离传输给用户,减少输电损耗,提高电能利用效率。
此外,光伏发电具备灵活性和可移动性,可以灵活布局和扩容,适用于各种场景和用途,为用户提供个性化的能源解决方案。
然而,光伏行业也面临一些挑战:首先,光伏行业的发展还面临着技术瓶颈。
光伏技术的效率和稳定性仍然有待提高,在光伏材料、电池结构和组件设计等方面还存在一些技术难题,需要进一步研发和创新。
此外,光伏发电受天气等自然因素的制约,不能实现稳定的发电产能,需要综合考虑能源存储和配电等问题,提高光伏发电的可靠性和稳定性。
其次,目前全球光伏市场存在一定的产能过剩和价格竞争问题。
在过去的几年里,光伏产业经历了迅猛的发展,产能大幅度扩张,导致市场供过于求,价格下降。
此外,光伏产业的竞争也越来越激烈,市场准入门槛较低,导致一些低质量和低效率的产品进入市场,影响了行业的整体声誉。
太阳能光伏产业的发展现状与未来趋势分析近年来,随着环保意识的增强和能源供应问题的日益突出,太阳能光伏产业迎来了快速发展的机遇。
本文将分析太阳能光伏产业的发展现状,并探讨未来趋势。
一、太阳能光伏产业的发展现状太阳能光伏产业是指利用太阳能转换成电能的产业,其目的是实现清洁能源的利用和环境保护。
当前,全球太阳能光伏产业正处于高速增长阶段,以中国、美国、日本和德国等国为代表的太阳能光伏产业发达国家持续推动着该行业的发展。
太阳能光伏产业在提供就业机会、促进经济增长和改善环境质量等方面发挥着重要作用。
在技术方面,太阳能光伏产业取得了显著的突破。
光伏电池的转换效率不断提高,传统的多晶硅电池制造成本降低,而新型的高效薄膜光伏电池和有机光伏技术也逐渐成熟。
同时,光伏组件的产量大幅增加,以满足日益增长的需求。
在市场方面,太阳能光伏装机容量快速增长。
根据国际能源署的数据,2019年全球光伏装机容量增加了约全球光伏装机容量的总量的几分之一,占全球新装机容量的约一半。
中国是全球最大的光伏市场,其市场规模已占全球的比例超过一半。
在中国,国家政策的支持和投资的增加推动了光伏发电的发展进程。
同时,光伏发电成本的持续下降也使得光伏发电逐渐走向商业化。
二、太阳能光伏产业的未来趋势未来,太阳能光伏产业将面临一系列挑战和机遇。
首先,技术突破将成为产业发展的关键。
尽管目前的光伏技术已经相对成熟,但仍存在转换效率低、制造成本高和稳定性差的问题。
因此,太阳能光伏产业需要加大研发投入,不断推动技术创新,提高转换效率和降低成本。
其次,市场需求的不断增长将推动太阳能光伏产业的进一步发展。
随着全球对清洁能源的需求增加和环境压力的加大,太阳能光伏将逐渐替代传统能源,成为主要的能源供应方式之一。
此外,国家政策的支持和市场竞争的推动也将促使光伏产业的增长。
同时,金融和产业协同深度融合也将推动光伏产业的进一步发展。
太阳能光伏产业需要建立更加完善的金融体系,吸引更多资金投入。
太阳能光伏发电技术现状及其发展一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重,太阳能光伏发电技术作为一种清洁、可再生的能源形式,正逐渐受到世界各国的广泛关注和重视。
本文旨在全面概述太阳能光伏发电技术的现状及其发展趋势,分析其在全球能源结构中的地位和作用,探讨其面临的挑战和机遇,以期为推动太阳能光伏发电技术的进一步发展提供有益的参考和启示。
本文将首先介绍太阳能光伏发电的基本原理和关键技术,包括太阳能电池的工作原理、光电转换效率的提升方法、光伏系统的设计与优化等。
接着,文章将重点分析当前太阳能光伏发电技术的发展现状,包括全球光伏市场的规模与分布、光伏产业链的结构与特点、光伏技术创新与应用进展等。
在此基础上,文章将深入探讨太阳能光伏发电技术的发展趋势,包括光伏技术的高效化、低成本化、智能化和多元化等方向。
文章将总结太阳能光伏发电技术面临的挑战和机遇,提出促进其可持续发展的对策和建议。
通过本文的阐述,读者可以全面了解太阳能光伏发电技术的现状和发展趋势,为相关领域的研究、开发和应用提供有益的参考和借鉴。
本文也旨在为政策制定者、企业家和投资者提供决策支持和战略指导,推动太阳能光伏发电技术在全球范围内的广泛应用和持续发展。
二、太阳能光伏发电技术现状随着全球能源结构转型和环保意识的提升,太阳能光伏发电技术得到了迅猛发展。
当前,太阳能光伏发电技术已经成为可再生能源领域的重要支柱,其在全球能源供应中的占比逐年上升。
在技术层面,太阳能光伏发电经历了多年的研究与发展,已经实现了从第一代晶体硅光伏电池到第二代薄膜光伏电池,再到第三代新型光伏电池的转型升级。
目前,晶体硅光伏电池仍占据市场主导地位,但其效率已经接近理论极限,因此,研发高效率、低成本的新型光伏电池成为当前的研究热点。
在应用层面,太阳能光伏发电系统已经从最初的地面电站逐步拓展到屋顶分布式、建筑一体化(BIPV)、漂浮式光伏等多个领域。
同时,随着光伏技术的进步和成本的降低,光伏发电在偏远地区、离岛等电网覆盖不足的地方也得到了广泛应用,为当地居民提供了清洁、可靠的电力供应。
太阳能的利用现状及未来发展研究一、内容描述随着全球能源危机与环境问题日益严重,新能源研究与利用受到广泛关注。
太阳能作为一种清洁、可再生、永续的能源,其利用研究成为热点。
本文将介绍太阳能的利用现状及未来发展,并对发展趋势进行展望。
太阳能是指太阳产生的能量。
根据其直接利用方式,可以将太阳能划分为两大类:一是光伏发电,即利用太阳光电池将太阳光直接转化为电能;二是光热发电,即利用太阳光对工质进行加热,然后利用热力循环产生电能。
光伏发电市场在全球范围内快速发展。
光伏发电主要设备为太阳能电池板,其原理是利用太阳能光电池吸收太阳光,将太阳光能转化为电能。
据国际能源署(IEA)数据显示,全球光伏产量在过去十年中实现了显著增长。
光热发电也称为集热式太阳能发电,其原理是利用太阳光的热量加热工质产生高温高压蒸汽,驱动蒸汽涡轮机转动发电。
光热发电的主要技术形式包括槽式和塔式。
光热发电目前处于发展起步阶段,但已经开始在全球范围内得到应用。
随着全球对可再生能源的需求不断增长,太阳能市场有着巨大的发展潜力。
尤其在发展中国家,电网覆盖范围有限,太阳能作为一种分布式能源,可以提高能源供应的稳定性和可靠性。
随着科研实力的不断增强,太阳能技术将持续创新。
太阳能电池转换效率将达到新高,光热发电系统将实现更高的工作温度和更低的成本。
各国纷纷出台可再生能源政策,对太阳能发展给予大力支持。
德国、美国等国家实施了一系列扶持政策,促进太阳能产业的发展。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源,在全球能源结构转型的大背景下,其研究和利用将继续深化。
光伏发电和光热发电技术将不断完善,市场需求将不断扩大,产业发展前景广阔。
1. 太阳能的重要性与广泛应用前景“太阳能的重要性与广泛应用前景”主要探讨了太阳能作为可再生能源的重要性,以及在未来的能源结构中其广泛应用的潜力。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源,具有巨大的发展潜力。
随着科技的进步和成本的降低,太阳能的应用逐渐从理论走向现实,从小规模示范项目到商业化运行,成为推动世界能源转型的重要力量。
太阳能发电产业发展前景能源是现代社会存在和发展的基石。
随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长。
随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越突显,且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。
在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。
我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式,其中,光电利用(光伏发电)是近些年来发展最快,也是最具经济潜力的能源开发领域。
太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分,包括硅系太阳电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅电池)和非硅系太阳能电池等。
多晶硅薄膜电池由于所使用的硅材料较少,又无效率衰退问题,并且可以在廉价衬底材料上制备,其成本远低于单晶硅电池,经济效益较好。
此外,非多晶硅薄膜电池也具有极大的发展潜力。
在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。
上游环节的企业掌握技术优势,具有较强的议价能力,可以通过提高产品价格将成本压力向下游传导,从而保证自身获得较高的盈利能力。
非多晶硅薄膜电池可以用IC废料作为原料,成本低廉。
在各国政府的扶持下,世界太阳能电池产量快速增长,1995-2005年间,全球太阳能电池产量增长了17倍。
我们预计,2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长倍,整个行业的销售收入有望增长倍。
我国太阳能资源非常丰富,开发利用的潜力非常大。
我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔,可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。
我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持,先后出台了一系列法律、政策,有力的支持了产业的发展。
2005年后,我国太阳能发电产业有了突飞猛进的发展,无锡尚德、天威英利、新光硅业、浙江中意、赛维LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司纷纷进入成长期,生产规模不断扩大,技术水平不断提高,企业竞争力不断增强。
目前,各国市场均给予太阳能发电相关公司较高的估值水平,从一个侧面也反映出各国投资者对这一产业发展前景乐观的预期。
我国太阳能发电产业正处在成长初期,发展前景广阔。
一、世界能源供应紧张,发展可再生能源急迫能源是现代社会存在和发展的基石。
随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长。
跟据美国能源情报署的预测,2001年至2025年间,全球能源消费总量将从亿吨油当量增加到162亿吨油当量,增幅54%。
目前,化石能源(石油、煤炭、天然气等)是全球能源消费的主要组成部分,其消费总量逐年攀升。
但是,化石能源是不可再生的,且储量有限,其产量的萎缩不可避免。
根据《BP世界能源统计2006》的统计数据,全球石油探明储量可供生产40多年,天然气和煤炭分别可以供应65年和155年。
随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越突显,且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。
能源供应的紧张和价格的高涨对能源消费大国有着深刻的影响。
作为全球能源市场日趋重要的组成部分,目前我国的能源消费量已占世界能源消费总量的15%。
据预测,目前我国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭速度,能源安全问题越发重要。
此外,化石能源利用所产生的污染环境、温室效应等问题也是困扰我国社会经济发展的重要因素。
在化石能源供应日趋紧张的背景下,世界各国均努力寻求稳定充足的能源供应,其中大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。
从世界可再生能源的利用与发展趋势看,风能、太阳能和生物质能发展最快,产业前景最好,其开发利用增长率远高于常规能源。
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,也是清洁能源。
从理论上看,太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,如转化为电能,则每年的发电量相当于目前世界上能耗的40倍。
此外,太阳能具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,因此,国际上普遍认为,在长期的能源战略中,太阳能具有更重要的地位。
二、太阳能利用和太阳能电池1、太阳能的利用截至目前,我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式,其中,光电利用是近些年来发展最快,也是最具经济潜力的能源开发领域。
光电转换(即光伏发电)的原理是利用半导体界面(硅材料或其他材料)的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,其优点是较少受地域限制,还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。
光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。
光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统:独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式,典型特征为需要蓄电池来存储能量,在民用范围内主要用于边远的乡村,如家庭系统、村级太阳能光伏电站;在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵,在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等。
并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式,成为电网的补充。
2、太阳能电池太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分,根据所用材料的不同,可分为硅系太阳能电池和非硅太阳能电池两大类。
硅系太阳能电池应用广泛,技术相对成熟,几乎占据了全部太阳能电池市场。
非硅太阳能电池包括多元化合物太阳能电池;功能高分子材料太阳能电池;纳米晶太阳能电池等,这些材质的电池多处于实验室研发阶段,尚未规模应用。
(1)硅系太阳能电池硅系太阳能电池包括单晶硅电池、多晶硅薄膜电池和非多晶硅薄膜电池。
其中,单晶硅大阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。
高性能单晶硅电池是在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上形成的,具有最高的转换效率(光电转换率可以达到23%),在现阶段的大规模应用和工业生产中占据主导地位。
但是,通常的单晶体硅太阳能电池是在厚度350-450μm的高质量硅片上制成的,这种硅片由硅锭锯割而成,消耗的硅材料较多。
因此,受硅材料价格持续上涨影响,单晶硅电池成本居高不下,阻碍了其大规模发展。
为了节省高质量的硅材料,现在各国均在寻找单晶硅电池的替代产品,其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池是较好的选择。
制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法,包括低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺。
多晶硅薄膜电池由于所使用的硅材料较单晶硅少,又无效率衰退问题,并且可以在廉价衬底材料上制备,其成本远低于单晶硅电池,且光电转换效率可以达到17%,经济效益较好。
可以预见,多晶硅薄膜电池将会取代单晶硅电池,成为太阳能电池市场中的主要品种。
非晶硅薄膜太阳能电池于20世纪70年代中期开发成功,80年代其生产曾达到高潮,约占当时全球太阳能电池总量的20%左右,但由于非晶硅太阳能电池转化效率低于晶体硅太阳能电池,而且非晶硅太阳能电池存在光致衰减效应的缺点(光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减),其发展速度逐步放缓。
目前,非晶硅薄膜太阳能电池产量约占全球太阳能电池总量的12%左右。
非晶硅薄膜太阳能电池更少的使用硅材料,成本低,便于大规模生产,而且近期在转换效率方面也有较大突破:最优技术下的第一、三叠层结构非晶硅太阳能电池转换效率达到了13%,缩小了与多晶硅电池在转换效率上的差距。
因此,在硅材料价格持续上涨的背景下,非多晶硅重新得到人们的重视。
我们认为,非晶硅太阳能电池仍然有着巨大的发展潜力,未来将成为太阳能电池的重要组成部分之一。
(2)非硅太阳能电池非硅太阳能电池包括多元化合物太阳能电池;聚合物多层修饰电极型太阳能电池;纳米晶太阳能电池等。
多元化合物薄膜太阳能电池主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。
其中,硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,也可以大规模生产,但是,金属镉有剧毒,会对环境造成严重污染,因此,目前镉系太阳能电池并不适合大规模生产。
聚合物多层修饰电极型太阳能电池的工作原理是利用不同氧化还原型聚合物的不同氧化还原电势,在导电材料(电极)表面进行多层复合,制成单向导电装置。
这种电池的优点是有机材料柔性好,制作容易,材料来源广泛,成本低等,但是,其使用寿命和电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。
因此,聚合物太阳能电池能否发展成为具有实用意义的产品,还有待研究。
纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是目前学术界研究的重点方向之一。
纳米晶TiO2工作原理是:染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态,激发态不稳定,电子快速注入到紧邻的TiO2导带,染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿,进入TiO2导带中的电于最终进入导电膜,然后通过外回路产生光电流。
纳米晶TiO2太阳能电池的优点是成本低(制作成本为硅太阳电池的1/5-1/10)、工艺简单、稳定好。
但是,其光电效率在10%左右,低于非晶硅电池,而且此类电池的研究和开发刚刚起步,能否产业化尚待观察。
三、太阳能电池产业链分析在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备(单晶硅、多晶硅、非多晶硅薄膜)、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。
产业链最上游是太阳能晶硅制备,这个环节技术门槛高(尤其是多晶硅),具有一定垄断性,Hemlock、Wacker、Tokuyama、REC、MEMC、Misubishi和Sumitomo等公司掌握晶硅制备技术,占据全球太阳能多晶硅总产量的95%以上。
第二个环节是硅片(Wafer)生产。
这一环节的主要技术流程包括铸锭(或单晶生长)、切方滚磨、用多线切割机切片、化学腐蚀抛光,其中铸锭(或单晶生长)环节属于高能耗,切割机等的投资规模相对较大,具有工艺、资金方面的壁垒。
在这个环节中Sharp、Q-cells、BP Solar、Deutsche Solar、Kyocera等公司占据较大的市场份额。
我国的,天威英利是这个领域的竞争者之一,具备生产单晶硅片的能力,技术难度仅次于多晶硅的制造。
第三个层次是太阳能电池制造,我国的代表企业是无锡尚德和天威英利,产能、产量都属于全球主流的太阳能电池制造商。
第四个环节是组件封装,技术含量相对较低,进入门槛低,属于劳动力密集型产业,国内有较多企业参与这个市场。
在整个产业链中,上游环节的企业掌握技术优势,具有较强的议价能力。
在硅材料价格持续上涨的情况下,上游企业(如晶硅、硅片生产商)可以通过提高产品价格将成本压力向下游传导,从而保证自身获得较高的盈利能力;下游的组件封装厂商议价能力相对较弱,在成本传导不畅的情况下,其盈利能力会受到影响。