世界光伏产业进展现状.docx
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世界光伏产业进展现状
世界光伏产业进展情形
技术：
晶体硅光伏电池仍然主导光伏发电市场，薄膜电池是以后太阳能电池进展的方向
通过几十年的进展，人们前后研究过数十种材料的光伏电池。
当前国际上最新的研发烧点要紧集中在低本钱、高效率、高稳固性的光伏器件和光伏建筑集成应用系统等方面，并已取得了可喜的功效。
可是，在光伏器件及制造技术方面，自光伏电池问世以来，晶体硅就作为大体的电池材料一直维持着主导地位，是目前国际光伏市场上的主流产品，2000年占世界光伏电池产量的80%
以上。
其实验室效率，单晶硅电池最高可达%，多晶硅电池最高可达%，工业化产品效率一样在13%~15%。
各类晶体硅电池技术进展情形如下：
1）澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率冲破%；
2）日本京都陶瓷公司多晶硅电池效率达到%（×）；
3）澳大利亚新南威尔士大学高效单晶硅电池效率已达%；
4）德国ASE公司片状晶体硅电池效率为%；
5）美国AstroPower（AP）公司的带状多晶硅电池效率为%；
6）日本三洋公司的HIT晶体/非晶硅复合电池效率达18%；
7）美国、日本、德国多晶硅铸锭240kg/炉，已能规模化生产。
晶体硅太阳能电池的本钱一样在2~3美元WP/，销售价钱在3~4美元/WP
。
估量晶体硅太阳能电池的主导地位在相当长一段时期内，还将会继续维持。
由硅材料加工出适合制造电池的硅片，要采纳大容量的晶体生长或铸造装置和价钱昂贵的多线切割机，因此硅片本钱较高。
研究人员正在探讨用切薄硅片、扩大平面晶体或利用聚光等方式，力争把硅片的本钱降低到美元/WP。
据预测，在尔后5~10年间利用这几种方式有望把硅片的本钱降低到1美元/WP，并将在15~20年间将进一步降低到接近美元/WP，如此，所生产的光伏电池组件的本钱，就会从目前的3美元/WP降低到美元/WP。
随着光伏市场的进展，10年后光伏系统的价钱将会降低到6美元/WP，30年以后能够进一步降低到接近3美元/WP。
为实现如此的假想，高效率、低本钱晶体硅光伏电池的研究开发是必需的。
薄膜电池是在廉价衬底上采纳低温制备技术沉积半导体薄膜的光伏器件，材料与器件制备同时完成，工艺技术简单，便于大面积持续化生产；制备能耗低，缩短了回收期。
太阳能电池实现薄膜化，大大节省了昂贵的半导体材料，具有大幅度降低本钱的潜力，是当前国际上研究开发的要紧方向。
目前已实现产业化和正在实现产业化的有多晶化合物半导体薄膜电池（碲化镉、硒铟铜）、非晶硅薄膜电池，还有很有进展前景目前尚处于探讨时期的多晶硅薄膜电池。
据估量，薄膜电池的生产本钱能够随着其生产规模的扩大而降低，一旦技术上有重大冲破，其本钱能够降到1美元/WP以下。
英国、美国和德国都在着手建设100MW规模的薄膜太阳能电池生产线。
估量到2020年薄膜太阳能电池的市场份额在整个市场中的比例将超过50%。
产业：
近几年一些国际财团参与到光伏发电产业中，加速了光伏电池的产业化步伐
光伏发电进展的初期主若是依托各国政府在政策及资金方面的大力支持，此刻已慢慢商业化，进入了一个新的进展时期。
光伏发电的市场前景吸引了一批国际知名企业或企业财团介入光伏电池制造业。
在20世纪90年代以前，介入光伏电池制造业的国际闻名企业只有西门子，而此刻进入该领域的大财团有荷兰壳牌石油公司、英国石油公司和美国阿莫科石油公得悉，司、阿科石油公司和日本的京都陶瓷、夏普集团等，而且专门快成为光伏发电领域的超级集团。
2000年夏普的产量达，居世界首位；京陶达42MW，居世界第二位；BP达41MW，居世界第三位；超过了具有20连年生产和经营光伏发电技术体会的西门子太阳能集团，成为光伏发电领域的龙头企业。
这些大公司的介入，使产业化进程大大加速。
估量尔后10年光伏组件的生产将以每一年增加20%~30%乃至更高的递增速度进展，到2020年将可能达到4
600MW/年的生产量，总装机容量将可能达到18GW。
市场：
由作为边远和农村地域的补充能源，向全社会的替代能源方向过渡
光伏发电产业自20世纪80年代以来取得了迅速进展，平均年增加率达到15%，近几年更显现供不该求的局面，其进展加倍迅速，成为全世界增加最快的高新技术产业之一。
到2000年末世界累计安装的光伏发电系统总容量超过了1
300MW，光伏市场的结构为：
36%用于为住宅、村落和泵水系统供电；35%用作通信设备和远程设备的电源；24%用于并网发电；5%用于为计算器、腕表和其它小型产品供电。
最近几年来，世界光伏市场发生了专门大转变，开始由要紧为边远农村地域和通信设备、气象台站、航标灯等特殊应用领域解决供电问题，慢慢向并网发电和与建筑相结合的常规供电方向及商业化应用方向进展。
目前世界上已经建成了10多座MW级的光伏发电系统，光伏发电技术和其它可再生能源技术一样成为全世界减排温室气体的重要技术手腕。
例如德国最近几年来并网发电光伏组件的安装容量达到33MW，其中仅1997年一年安装的光伏组件就达10MW。
到1995年，美国并网发电的光伏系统，已达到12MW的装机容量。
全世界已有6个MW级的联网光伏电站，最大的一座容量为。
世界各大公司纷纷制定和实施扩大规模的打算，共计新增光伏组件生产能力达年。
能够说，光伏发电技术及其产业正在腾飞。
2 我国光伏产业进展情形
技术：
光伏电池技术不断进步，与发达国家相较有差距，但差距在不断缩小
我国的光伏电池技术是从60年代进展空间用太阳电池开发起步的，地面用光伏电池的生产是 从1970年代初开始，要紧的低本钱技术及生产能力那么在80年代中期成立起来。
通过十连年的尽力，我国光伏发电技术有了专门大的进展，光伏电池转换效率不断提高，目前单晶硅电池实验室效率达20%，批量生产效率为14%，多晶硅实验室效率为12%。
到1999年，我国光伏电池的要紧产品是单晶硅电池和非晶硅电池，多晶硅电池只限于实验室和中试产品，但在2000年以后，多晶硅产品慢慢走出实验室，开始形成规模生产，目前批量生产效率为11%。
与发达国家相较，技术差距在不断缩小。
产业：
2000年以后，我国光伏产业又一次进入快速进展期，但整体进展水平仍然掉队于国际先进水平，参与国际竞争有必然的难度
我国光伏电池生产线的成立有两个顶峰期，其一为80年代，共引进7条共计的生产线，这些生产线规模小，技术为国外60、70年代的水平，设备陈腐，加上硅片等原材料供给不足等缘故，这些生产线动工不足的情形普遍存在。
1999年以后我国进入又一光伏电池生产线建设顶峰期，新建的光伏电池生产企业有无锡尚德、保定英利、浙江中意、上海国飞、天津京瓷等，生产线规模在2
~10MW，技术先进，而且浙江、保定已经开始多晶硅太阳电池的生产，市场上形成了单晶硅和多晶硅两种主打光伏电池产品的局面。
另外，一些光伏电池的老企业包括云南半导体、宁波太阳能电源等也新上了几条规模均在几个MW、技术较为先进的生产线。
2003年国内光伏电池的生产能力约20MW，但光伏组件的封装能力约50MW，远大于光伏电池的生产能力。
尽管到2002年末，我国已有近20MW的光伏电池生产能力，但实际生产量仅为4MW左右，占世界光伏电池实际生产量的1%左右。
生产能力不能充分发挥的要紧缘故是，生产线规模偏小、产品价钱偏高等。
这10多家光伏电池制造厂，总的规模仅相当于国际上一个中等规模生产厂的水平，平均每一个企业实际年产量只有500kW左右，不足以维持正常的生产，更谈不上提高质量和降低本钱。
尽管在2003年企业进展速度加速，可是由于规模小和技术等缘故，在2002~2003年国家实施的总装机容量20MW的“送电到乡”项目中，国内生产的光伏电池的应用量不足10%，错过了这一市场机会。
造成这种局面也是由于投入不足，既缺乏政府扶持，也缺乏大企业的投入。
而国外光伏电池的要紧业主是传统能源大公司，如石油财团或发电设备制造企业等，而我国参与这一行业的都是新建企业和小型企业，在技术水平和资金投入方面很难参与国际竞争。
市场：
近期内我国光伏发电市场仍将是为无电地域供电为主，有必然的市场潜力，但也有局限性。
2001年及以前，我国光伏产品的年销售量均维持在3~4MW，其中单晶硅产品占80%，非单晶硅产品占20%。
2002年，送电到乡项目使市场年销售量猛增到20MW，光伏系统保有量达到40MW左右。
从市场份额上看，光伏发电在2000年前的要紧应用领域是：
通信行业占40%~50%，农村电气化行业（要紧包括户用光伏系统和乡村级光伏电站）占40%左右，其它领域占10%左右。
但2002年昔时农村电气化领域的市场份额占到85%以上。
1）户用光伏系统：
户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地域居民和社会用电问题的重要方式。
到2002年，全国累计推行10~100Wp的户用光伏发电系统近30万台，光伏电池组件总功率6
MW左右，其中10~20WP的小系统应用较多。
随着边远地域经济进展和农牧民收入水平的提高，户用光伏系统存在必然的市场潜力。
2）独立/村级光伏电站：
几个千瓦到兆瓦级的独立光伏电站具有质量稳固、保护方便、平安靠得住、故障率低等优势，适用于人口相对集中的无电县、乡、村，估量到2003年末，小型独立光伏电站的总容量将达到20MW。
3）并网光伏发电系统：
关于联网的光伏发电系统，由于在电网覆盖的地域，光电应用本钱太高，目前没有竞争力，因此我国只在1997目前，除通信等专业化应用的场合之外，国际光伏发电系统的市场主若是依托政府政策营造的，例如发达国家的屋顶打算和对外援助行动，要紧以政府资金拉动光伏发电系统的市场。
而我国的光伏发电系统市场主若是特殊需要和无电边远的农牧业地域需要。
我国尚有大约2
000多万人口的农牧民生活在无电的农牧区，60%的有电县处于缺电乃至严峻缺电状态，要紧散布在西北和西南等地域，这些地址通电率低的缘故在于：
①
地广人稀，用电水平很低（人均年用电量仅为120kWh），农村输配电网难以成立；②经济条件差，电力建设资金严峻匮乏；③
气候、交通条件差，电力建设施工和运行治理困难。
而另一方面，大部份无电地域太阳能资源丰硕，是光伏发电的要紧市场之一，开发潜力大，若是有50%的农村无电户利用光伏发电系统来解决用电问题，每户平均利用20W，那么光伏发电系统的总需求量即可达120MW。
若是达到低级电气化的水平，那么每户需要100
W，总需要量将为600MW。
据测算，在距电网距离大于20km，供电负荷小于10kW的地域，光伏发电具有竞争力。
因此，尽管光伏发电系统价钱昂贵，应用地域自然条件恶劣，
但在这些已经有50多家从事太阳能光伏发电系统销售的企业，他们大多数为民办企业。
2001年9月，世界银行/全世界环境基金“中国可再生能源进展项目”正式启动，该项目的要紧活动内容之一是利用2
550万美元的赠款支持在内蒙古、甘肃、青海、新疆、四川西部和西藏等六省区推行共10MW及以上的光伏发电系统，其中1
500万美元将直接作为补助，推动光伏市场的进展。
这些项目和送电到乡项目和其它农村电气化项目将在近期对我国光伏发电的技术进展、生产和市场开拓等起到踊跃的作用。
可是必需看到，光伏发电的农村电气化市场总的容量，仅相当于目前世界上一年光伏电池的生产量。
在电网不能吸纳光伏发电的电量之前，我国光伏发电系统的市场是十分有限的。
一．慨况
太阳能发电是指将太阳辐射转化为电能的技术。
其中一类，是利用半导体pn结器件的光伏效应，把太阳能直接转换成电能，称为太阳能光伏发电。
另一类，把太阳辐射转换成热能，再利用热能进行发电，称为太阳能热发电。
太阳能发电的历史，最先可追塑到19世纪末光电效应的发觉，和其后1905年爱因斯坦所做的量子化说明。
“太阳电池”（Solar
Cells）一词出此刻50年代初，1954年美国贝尔实验室研制出第一只扩散pn结单晶硅太阳电池，其转换效率达到6％．这是继晶体管发明以后，晶态固体理论结出的又一硕果．由于太阳能发电拥有无污染，平安，长寿命，保护简单，资源水不枯竭和资源散布广等特点，太阳能发电被以为是二十一世纪最重要的新能源．太阳屯池的发明，为人类空间科学技术的进展提供了一项重要的能源．从五十年代至今，太阳电池作为空间能源，起着不可替代的作用．空间应用第一要求电池的高效率（功率重量比）和靠得住性，空间应用单晶硅太阳电池组件的效率（AM0）已从最初的a％提高到此刻的16-18%；近几年进展的高效砷化镓基系（GalnP／GaAs／Ge）叠层电池组件效率（AMO）已达26-27％。
太阳电池的地面应用，长期受到价钱昂贵的制约．它的进展大体能够分为三个时期：
●起步：
从70年代至80年代中期，世界光伏发电积存装机容量只有30MW左右，要紧用于无电网地域和特殊场合作为独立电源系统。
●成长：
80年代末一1996年活着界各国大规模国家光伏进展打算的推动下，世界光伏工
业平均年增加率达到13%．在太阳电池效率不断上升的同时，随着制造规模的扩大，本钱持续下降。
●
大进展：
1997年以后（2002年），受到日、德、美等西方发达国家屋顶打算的刺激，世界光伏工业的进展加速，平均年增加率达到36％，发电方式也从离网应用进展到并网发电．目前世界光伏发电积存装机容量已经超过1500MW；太阳电池商用组刊：
效率达到15--18％商用发电本钱在o．15~0．25美元仟瓦时之间，在很多领域和地域已经具有相当强的竞争力。
2002年世界光伏工业产量已达595
MWp，相当于]5亿美元，正在形成规模宏大的产业。
2002年8月Mr．HarryShimp（BPSolar总裁）宣称：
世界最终将走向可再生能源．在20-25年后液态碳氢化合物的储量开始下降．咱们此刻正处于如此的一段时刻窗口，从传统能源转变到可再生能源。
为了使光伏发电能够替代相当一部份传统能源，使能源结构发生重大的转变，成为二十一世纪最重要的基础能源之一，还需要光伏工业和技术有20-30年持续的加速进展．光伏界任重而道远．但是，只要不断引入新工艺，进行深切的基础研究，这是能够实现的．日本、欧洲和英国不同地域的市场开拓打算，增加了太阳电池的市场需求，光伏将长期维持高速度增加，即便有时由于经济环境的阻碍，临时有些波动，也可不能改变这一长期进展趋势．RoyalDutch／Shell以为，以后儿十年，将迎来可再生能源的高速增加．图1给山估量的从2000—2030年日本，欧洲、美国太阳电池装机容量的大幅度增加。
二．产业竞争
目前光伏工业已度过幼年时期，而进入羽翼串满的大规模工业生产．这一进展带来了机缘，也带来了风险，并伴随着猛烈的竞争，燕井和集中。
图2示出日本、欧洲、美国和整个世界光伏产量从1983年到此刻呈指数式增加的情形，和估量到2020年的进展趋势．世界光伏制造业和市场要紧由美国、日本和德国所主导。
世界十大光伏制造商中有8家来自这三个国家，2000年三国光伏安装容量约占世界的75％。
●美国的优势和日本的堰起
长期以来，美国的光伏技术和产量是相对领先的．美国前后发明了单晶硅太阳电池（美国贝尔实验室）、非晶硅太阳电池（美国RCA公司）、高效GaInP/GaAs叠层太阳电池（美国可再生能源实验室，NREL）．从70年代中期起，美国高度重视新能源进展，提出了多个新能源进展打算．1986年以后，美国光伏产量一直维持每一年20％的速度增加．
但是，日本和欧洲在1997年后加速进展，日本的平均年增速达到52％，欧洲的平均年增述达到32％。
日本和欧洲前后在1999年和2002年左右赶上和超过美国。
欧盟联合研究中心、可再生能源局的Mr．AmulfJ~ger-Waldau评论指出：
欧洲正在实现自己2020年的目标，尽管不那么雄心壮志．但是，若是日本、美国和欧洲目前这种光伏生产能力的增加趋势得以继续下去，而欧洲又没有做出额外的尽力，那么，到2020年日本将活着界光伏市场上占支配地位，拥有超过75％的市场份额．
光伏产业的竞争趋势在所参与的公司之间袁现为产业的集中和兼并．图3示出光伏电池产量世界排名最大的10家公司所占的市场份额．他们总共占世界市场83％．在这10家公司中，日本有4家：
Shap，Kyocera，Sanyo，Mitsubishi
（EIectrio和Heavy）．其中Shap公司产量最大，占市场份额22％。
●Sharp公司
Sharp公司的进展是根典型的。
Sharp公司1997年6月宣布，到1998年将成立20MW生产厂，而且依照需求，还可扩大得悉，到150MW．2002年2月，又宣布2002财政年度末扩大到200MW．Sharp在1997年作上述宣布时，是引发疑心的，因为它那时的生产能力只有51010MW／年．但是，2001年Sharp销售达到75MW变成世界第一，占19％的份额，2002年7月23日Sharp在新闻公布会上宣布，生产能力达到148MW，完成了1997年预定的目标．日本光伏公司在实践自己宣布的时刻表方面比较美国和欧洲公司更为靠得住。
这种进展趋势将阻碍到中、小公司的生存和进展。
若是大公司利用他们的本钱优势向消费者提供更廉价的产品，
消费者将买更多太阳电池系统，Pv市场将加速进展．为抗击大公司的价钱压力，小公司需要有自己的特色，或能提供更先进、更廉价的太阳电池技术．
PV工业的进展和评判的转变，还吸引了一些传统的重工业公司开始投资于太阳电池产业。
如MitsubishiHeavy
2002年秋成立了10Mwa-Si电池生产线．
此刻，PV制造业已被日本工业界视为关键工业，提出日本不该向中国和亚洲其他国家转移。
三．美国、日本、欧盟PV工业线路图
3．1羹国光伏工业线路图（20OO—2O2O）
美国PV工业线路图（图4，表1）的宗旨是帮忙美国光伏工业取得成功——维持美国光伏技术在国际上的领先地位，使之成为要紧的盈利力量。
为此，
●打算要求PV产量维持25％年增加率。
●
到2020年，PVL业年产?
000MWp，其中3200MWp用于美国国内，并成为150亿美元／年的产业。
图4为线路图打算的美国PV32．业的生产能力和产量的增加。
●同时，降低PV系统的终端用户本钱（包括运行和维持费）到2020年3美元／瓦（Ac），2020年1．5美元／瓦（AC）．
●2030年知足10％美国峰电生产能力。
25年内，美国PV工业提供15万人就业。
但是，美国PV工业线路图打算大部份PV产量用于出口．不像日本有一个加速膨胀的国内市场，这可能是美国什么缘故失去了维持连年的市场领先地位，而掉队于日本和欧洲。
而且，美国最大5家制造商（BPSolar，ShellSolar，AstroPower，ASE
Americas和UnitedSolarSystems）中3家眷欧洲公司。
在以后20年，为使美国PV工业进展为世界领先．打算要求国家实验室、大学和Pv。
公司合作，遵循熟知的国家范例。
PV打算帮忙成立全国的尽力，支持在基础和应用研究和进展（R&D），制造技术（Manufacturing
Technology），系统工程和市场应用（Systems
Engineering&Applications）之间成立合作关系．参加的单位有；国家光伏中心（NCPV）相关国家实验室（NREL，Sandia,Bmokhaven）和来自美国40个州的180个领先PV公司、大学和单位。
美国PV公司完成合同，分担完成合同经费50％，集成研究功效和他们自身的尽力，并应用于制造工艺和产品。
工业界一样对基础、应用研究和进展（R&D）起支持作用，但当技术进展到制造利商业化时期时，那么以工业界为首。
美国大学同国家实验室和工业界紧密合作，从事前进的R&D，揭露基础科学现象，产生创新概念，为明天的PV科学和工程提供丰硕的学习基地。
NCPV相关国家实验室（NREL，Sandia,Brookhaven）对PV界进行合同治理，提供技术支持，对材料和器件特性分析，研究大体概念，和对材料、器件和工艺进行创新性研究。
国家实验室在技术进展初期时期起领导作用，而技术接近商业化时期时提供手腕上的帮忙。
研究打算联邦经费，由国会每财政年度拨款，经能源部光伏中心和NREL组织分派，将公司、大学和研究所统合在三个层次工作中：
RAD；Manufacturing
Technology；Sys~msEngin~ring&Applications。
联邦经费的分派，以1999年为例，在0．722亿美元的联邦支持经费中，三个层次各占47％，26％和27％．PV公司在R&D工作中占29％，而在制造技术和系统工程方面起支配地位。
过去10连年，美国花费17亿美元公共基金进展光伏技术．2001年美国支持PV打算4．7亿美元，其中联邦政府支持0．66亿美元．33个州采取了方法，增进PV发电公平联网。
目前，要紧仍是离网应用，市场潜力专门大。
联网PV最近几年来进展也专门快．要紧在传统电价高于4．5—7美元／W的15个州。
美国Clinton总统1997年提出了PV系统百万屋顶打算，以增进户用PV联网系统的进展．从1997年以来，已安装了15万个产用PV系统。
联邦政府和许多州，通过减免税收等增进PV联网系统的进展。
但是，由于美国政治形势（如退出京都议定书等），对百万屋顶打算缺乏专门的预算支持，因此它对美国Pv工业进展所起的加速推动作用不像在日本那样显著。
3．2日本光伏工业线路由（2000—2030）
日本打算的大体目标是将新能源作为国家的能提供始．这是由1993年“新阳光打算”（NewSumhin~Project）确信的，“新阳光打算”是1974年第一次石油危机期间日本制定“阳光打算”的延续。
在新阳光打算成功的基础上，2001年制定了”先进的PV发电打算（AdvancedPVGeneration）．优先考虐降低对入口石油的依托（占日本能源消耗53％）和本在京都议定书（KyotoProtoc01）中减排温室气体的许诺（2020-2021年比1990年减排6％拟通过进展新能源、节能和核能来实现。
但是，最近有些问题使核发电受到愈来愈大的反对日本温室气体排放同1990年相较，1999年增加了6．8％，估量2020年将增加7．4％。
也确实是说按京都议定书中减律温室气体的许诺，日本需要降低13.
4％的温室气体排放．在2020年使新能源供给占日本总能源供给的9．2％．
打算纲要提出45条方法（征收环境税等），要求能源公司实现必然的新能源份额：
自己建新能源发电或购买，以增进光伏发电和风力发电等可再生能源和节能技术的进展。
日本新能源打算的另一特点是提出明确的“繁荣市场”目标，为新能源进展提供依据。
这是有竞争力的、成功的。
如2000年打算在日本安装400MWp，大体实现了，只延后一年；2020年的目标，从生产和市场的增加看，也将会实现．
日本提山第一个PV魔顶计剃（94-96年，7万户用），每套—
kWp）安装经费补助50％。
使本钱从1994~g2百万日元／kWp降到1996年I百20万日元凡Wp。
通过增加产量和PV建筑集成，1997-2001年平均系统的价钱从l百万降低到75万日元kWp，尽管补助率慢慢下降。
到2020~30-50万日元/kWp，kWp价钱目标也应当能够实现。
日本还有一些地址政府增加额外补助，PV系统增加速度明显加速．由于这一打算，日本到2001年末己安装PV系统441MWp，其中屋顶系统309MWp．为实现低本钱PV系统的大规模生产，建筑公司起着重要的作用。
在日本每一年建大约奶万新楼，约50％PV系统是随新楼出售的。
PV集成建筑的本钱降
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