为了改变这一尴尬局面,必须集中力量突破原材料这一难关。虽然以前我国从“七·五”计划立项到“十·五”期末都未能突破多晶硅材料的关键技术,但是现在情况不一样了。在如此巨大的市场需求和经济效益推动下,投资者和科技工作者都会集中力量攻关,使多晶硅材料从60 吨迅速扩产到3000 吨是完全可能的。因为国内已有生产单位可以作为依托,并不是从零开始。据报道,洛阳中硅高科技有限公司2005 年9 月投产300 吨多晶硅生产线,就是一例。与此同时,还正在研究开发用其他材料的太阳电池项目,例如铜铟硒太阳电池,有机纳米晶太阳电池和非纯净硅材料太阳电池生产技术。现在,我国太阳能发电技术产业的最佳切入点,不再是扩大多晶硅太阳电池生产,而是开发其他材料的太阳电池,尤其是如何解决太阳电池的多晶硅材料供应问题。
3 市场
现在,我国90%以上的太阳电池出口,也会成为限制我国太阳能发电技术产业发展的另一个大问题。
我国太阳能源丰富。按各地区接受年太阳辐射总量的多少,可以把全国划分为五类地区。一类地区为太阳能资源最丰富的地区,年太阳辐射总量6 680~8 400MJ/m2 ,包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海本部和西藏西部。二类地区为太阳能资源较丰富地区,年太阳辐射总量5 850~6 680 MJ/m2,包括北京、天津、河北西北部、山西北部、内蒙古中部和南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、新疆南部和西藏东南部。三类地区为太阳能资源中等类型地区,年太阳辐射总量为5 000~5 850 MJ/m2,包括河北东南部、山西南部、吉林、辽宁、陕西北部、甘肃东南部、新疆北部、云南、河南、广东南部、香港、澳门、山东、江苏北部、安徽北部、福建南部和台湾西南部。四类地区为太阳能资源较差地区,年太阳辐射总量4200~5 000 MJ/m2,包括内蒙古北部、黑龙江、陕西南部、湖北、湖南、广西、广东北部、上海、江苏南部、安徽南部、江西、浙江、福建北部和台湾东北部。五类地区为太阳能资源最差地区,年太阳辐射总量3 350~4 200MJ/m2,包括四川、重庆和贵州。我国总面积2/3以上属于一、二、三类地区,年平均日辐射量在4 000MJ/m2以上,年日照时数超过2 000 小时。同世界上同纬度的其他国家相比较,与美国相接近,比日本和欧洲国家都好。我国这样丰富的太阳能资源,为发展太阳能发电产业,提供了良好的市场。例如日本大部份地区相当于我国的四类地区,建造同样的3 kW并网型户用太阳能发电设备,按综合效率75%,太阳电池光电转换效率10%计算,日本需用28m2太阳电池,我国三类地区需用20m2太阳电池,可节约28.5%太阳电池费用,有利于并网型户用太阳能发电设备的推广使用。
要把良好的市场条件变成现实的市场,关键取决于成本,也就是太阳能发电设备的发电成本。太阳能发电设备的发电成本,由设备初投资和利息加运行维修费再按运行寿命20 年,每年日照时数所发出的电量分摊,就可计算出每度电(kW·h)的发电成本。太阳能发电设备运行中不消耗燃料,在运行寿命20 年期间,除蓄电池外,基本上不需要维修,因此发电成本主要决定于设备初投资和利息。太阳能发电设备的投资大致分为太阳电池矩阵占60%,逆变器占15%,蓄电池占15%,其他为10%,其中太阳电池价格是主要因素。所以,一般文献资料在列出太阳能发电设备的发电成本时,都要同时列出太阳电池价格和太阳能发电设备价格。现在看到的文献资料说法不一致。作者比较相信的是2006年的太阳电池价格为3.15美元/W,发电设备价格6美元/W,发电成本0.25美元/kW·h。2010 年的太阳电池价格1.8 美元/W,发电设备价格3 美元/W,发电成本0.1 美元/kW·h。遗憾的是,没有明确是指国外还是国内的平均价格,也没有说明发电成本和上网电价之间的关系,所以才出现上网电价3.4 元或4.5 元/kW·h 与发电成本0.25 美元/kW·h 之间有比较大的差距,让读者无法弄清楚到底是怎么一回事?根据参考文献[1]中提供的风力发电成本与售价关系,可以推算出:上网电价等于发电成本乘120%(考虑20%利润)再乘117%(再考虑17%增值税),也就是上网电价等于1.404倍发电成本。接照这个算法,2006 年的太阳能发电设备的上网电价为(人民币)2.8 元/kW·h 左右,2010年的上网电价应为1.12 元/kW·h 左右(接1 美元等8 元人民币计算)。 根据“可再生能源中长期发展规划”,2010 年,我国太阳能发电设备累计装机容量达到500MW,其中300~350 MW 用于解决边远地区无电区的供电。2020 年达到2 000MW,为我国太阳能发电产业的发展提供了巨大的机遇,除了通讯、交通和照明,我国的太阳能发电设备的市场主要有两个:独立型发电设备和并网型太阳能发电设备。下面分别讨论其中的一些问题。