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文檔簡介
光伏發電的未來戰略地位第一頁,共七十二頁,2022年,8月28日1提綱
0.引言1.光伏發電的未來戰略地位2.快速發展的世界光伏市場和產業3.法規和政策-最強大的推動力4.我國光伏發電的發展及思考5.結語
第二頁,共七十二頁,2022年,8月28日20.引言:1)基本原理第三頁,共七十二頁,2022年,8月28日32)光伏產業鏈及產業范圍
太陽級硅材料制造硅錠及硅片制造電池制造組件封裝系統工程各環節專用材料制造光伏材料、器件、組件、系統的檢測設備制造各環節專用設備的制造業光伏系統及系統平衡部件制造業第四頁,共七十二頁,2022年,8月28日4第五頁,共七十二頁,2022年,8月28日51.光伏發電的未來戰略地位第六頁,共七十二頁,2022年,8月28日61.1從人類能源演化史看21世紀能源變革
第七頁,共七十二頁,2022年,8月28日7
前工業化時代-社會財富和能源消耗水平很低,-人力、畜力、風能、薪柴等為主初級綠色能源。工業化時代
-化石燃料+工業革命-以高能源、高資源消耗為代價贏得了物質財富和科學技術高度發展;-同時造成資源極大浪費,生態環境惡化和破壞。后工業化時代-可再生能源為主的能源體系體系;-單位能耗的物質財富極大增加;-可持續發展是一切活動準則;-人和大自然友好相處。
第八頁,共七十二頁,2022年,8月28日8工業化時代◆
能源結構發生劇烈變化:化石能源達到頂峰并逐步走向枯竭,可再生能源逐步替代成為必然。◆
能源變革必將發人類社會、政治、經濟、文化的變革。變革中孕育了下一個更高的文明時代。
◆只有把握這種變革國家和民族,才能爭得發展的主動權。第九頁,共七十二頁,2022年,8月28日9
化石燃料生產(消耗)的峰值存在一個高峰,
高峰在什么時間?離峰離現在還有多遠?留給可再生能源技術發展的時間足夠嗎?!第十頁,共七十二頁,2022年,8月28日10
1.2化石能源的峰值即將到來-化石能源峰值位置研究
-太陽能等可再生能源開發的必要性和緊迫性
第十一頁,共七十二頁,2022年,8月28日11◆化石能源峰值位置研究①世界油氣資源峰值
2002,
AssociationforStudyofPeakOil(ASPO):峰值位于
2015(圖);
2001,BP,WorldEnergyForuminDavos,
峰值位于2010,30-40之后將消耗盡;
2000,WorldResourcesInstituteinWashington:峰值位于2019.第十二頁,共七十二頁,2022年,8月28日12ASPO對世界油氣開采峰值的最新預測峰值位于2015年附近第十三頁,共七十二頁,2022年,8月28日13
日本的預測(1860-2060)
自天然氣起,以下為化石燃料,化石燃料生產峰值在2020~2030年之間②化石燃料峰值(媒+油氣)第十四頁,共七十二頁,2022年,8月28日14
Shell的預測(1980-2060)自天然氣起,以下為化石燃料,化石燃料生產峰值在2020-2030之間。第十五頁,共七十二頁,2022年,8月28日15自天然氣起,以下為化石燃料,化石燃料生產峰值在2030-2040年之間歐洲JRC的預測(2000-2100)第十六頁,共七十二頁,2022年,8月28日16綜合以上引證的資料和研究表明:
化石燃料的生產和消耗峰值在2020-2040年之間。第十七頁,共七十二頁,2022年,8月28日17本世紀人類能源結構將發生根本性變革化石燃料開采峰值位于本世紀20~40年代第十八頁,共七十二頁,2022年,8月28日18總結
化石燃料峰值到來之前還有二、三十年,加緊開發、培育以太陽能為代表的可再生能源非常必要、十分緊迫。第十九頁,共七十二頁,2022年,8月28日191.3太陽能是人類未來最重要的戰略能源在能源結構中的比例,%20502100可再生能源~52%~86%太陽能~28%~67%太陽能發電(光伏+熱電)~24%~64%◆歐盟JRC預測2004EUR21087EN第二十頁,共七十二頁,2022年,8月28日20世界能耗與可再生能源(TW)2004世界實際能耗132050世界預測能耗302100世界預測能耗46未開發水力<0.5海洋能(潮汐、海浪、海流)<2地熱能12可利用風力2-4全球總太陽能120,000來源:美國能源部OfficeofScience報告,2005年4月。1TW=109kW
Watt 瓦Kilowatt 千瓦Megawatt兆瓦Gigawatt吉瓦Terawatt太瓦光伏系統要考慮可利用系數日均標準光照:4小時可利用系數:1/66kW光伏相當于表中1kW(不含系統效率)第二十一頁,共七十二頁,2022年,8月28日21
◆歐洲光伏工業協會(EPIA)的預測:2020年:光伏組件年產量:40GW系統總裝機容量:195GW光伏發電量:274TWh,=2020年全球發電量的1%光伏組件成本:1美元/Wp2040年:光伏發電量:7368TWh,=2040年全球發電量的21%第二十二頁,共七十二頁,2022年,8月28日22圖102000-2040年世界電力生產的預測圖102000-2040年世界電力生產的預測圖102000-2040年世界電力生產的預測◆世界能源組織(IEA-PVPS)的預測2020年PV占1%,2040年>20%第二十三頁,共七十二頁,2022年,8月28日23
◆光伏發電路線圖及預測Year2000201020202030USA(GWp)0.142.136200Europe(GWp)0.153.041200Japan(GWp)0.254.830205World-AIP(GWp)1.014.02001850Sources:Japanese,US,EPIAandEREC2040scenariosEREC-EuropeanRenewableEnergyCouncil,EPIA-EuropeanPhotovoltaicIndustryAgency,AIP-AdvancedInternationalPolicyScenario第二十四頁,共七十二頁,2022年,8月28日24歐洲路線圖的最新修正歐洲可再生能源協會給出了他們的最新光伏發電發展路線圖:他們預計2010年光伏裝機達到8GWp,2020年光伏裝機達到52GWp,而且他們認為這一預計是保守的。歐洲光電工業學會堅定地認為,如果光電工業類似于前些年那樣發展,這些數據會更高。該協會估計2010年會達到11GWp,2020年會達到134GWp。(2007年5月消息)第二十五頁,共七十二頁,2022年,8月28日25以上的預測案例和路線圖充分說明太陽能光伏發電的重要戰略地位以及世界對發展光伏發電的重視。
第二十六頁,共七十二頁,2022年,8月28日262.快速發展的世界光伏產業和市場第二十七頁,共七十二頁,2022年,8月28日272.1世界光伏技術、產業和市場快速、增速發展1)產業發展◆最近10年(1996-2006)的平均年增長率為40%;◆最近5年(2001-2006)的年平均增長率為45%
;◆2006比2003年太陽電池年產量2.5GW(2.79);◆2007年預計達到3.5-4.0GW:◆2010年預計產量10~12GW。第二十八頁,共七十二頁,2022年,8月28日28世界太陽電池的歷年增長情況,MW第二十九頁,共七十二頁,2022年,8月28日29◆生產規模不斷擴大20世紀80年代:1-5MW/年,20世紀90年代:5-30MW/年,2001~2005年25-500MW/年;2006~201050-1000MW/年第三十頁,共七十二頁,2022年,8月28日302)技術發展
◆太陽電池效率持續提高實驗室電池:單晶硅24.7%,多晶硅20.3%硅基薄膜電池:>13%
CdTe:16.5%;CIGS:19.5%
第三十一頁,共七十二頁,2022年,8月28日31時段1980’,%1990’,%目前,%單晶硅10-1313-1616-20多晶硅8-1110-1413-16薄膜電池3-55-86-12商業化電池效率第三十二頁,共七十二頁,2022年,8月28日32◆
硅片厚度不斷降低70年代:450~500m,80年代:400~450m,
90年代:350~400m,目前:200~220m,2010:150~200m,2020:100~150m。第三十三頁,共七十二頁,2022年,8月28日33◆硅材料用量不斷減少
20世紀80年代~20噸/MW90年代15~17噸/MW2000-200512~15噸/MW2010年~10噸/MW第三十四頁,共七十二頁,2022年,8月28日34◆
各種太陽電池技術不斷發展
1998年多晶硅電池市場份額開始超過單晶硅電池晶硅電池,各種薄膜電池技術持續發展第三十五頁,共七十二頁,2022年,8月28日352)市場發展
◆2006年累計裝機>8GWW。2007年預計累計安裝11~12GW注:資料來源-PVNewsPaul第三十六頁,共七十二頁,2022年,8月28日36◆光伏發電是發展最快的可再生能源發電技術第三十七頁,共七十二頁,2022年,8月28日372001年2004年◆
光伏并網應用是最大市場并網光伏發電市場份額逐年增長情況年19961997199819992000份額,%7.921.323.529.941.7年20012002200320042005份額,%50.451.455.565.9>70第三十八頁,共七十二頁,2022年,8月28日382005年并網光伏市場份額>70%2006年歐洲95%以上是并網光伏發電市場第三十九頁,共七十二頁,2022年,8月28日39并網發電的意義
標志著光伏發電由邊遠地區和特殊應用向城市過渡,由補充能源向替代能源過渡,人類社會向可持續發展的能源體系過渡。第四十頁,共七十二頁,2022年,8月28日403)世界光伏組件的成本和價格不斷降低光伏組件成本30年來降低2個數量級,2003年世界重要廠商的成本為2~2.3美元/Wp,售價2.5~3美元/Wp,最近因材料緊缺有所回升。第四十一頁,共七十二頁,2022年,8月28日41累積安裝量,GWp晶體硅光伏組件價格經驗曲線(GerhardP.Willeke,1stWorkshopFutureDirectionofPV,Tokyo,3-4March2005.成本和價格按照生產和產業規模持續降低第四十二頁,共七十二頁,2022年,8月28日4210)歐洲光伏計劃和實施情況第四十三頁,共七十二頁,2022年,8月28日4311)日本光伏計劃和實施情況第四十四頁,共七十二頁,2022年,8月28日443.法規和政策-最強大的推動力第四十五頁,共七十二頁,2022年,8月28日453.1強法規政策支撐推動發展-德國范例德國2000年實施新可再生能源法,規定光伏發電上網電價0.99馬克/KWh,零貸款利率,10年償還;2004年實施新能源法,大大推動了光伏市場和產業發展,使德國成為繼日本之后世界光伏發電發展最快的國家。第四十六頁,共七十二頁,2022年,8月28日46德國2004年1月起的光伏發電上網電價(新)系統類型不同光伏系統的上網電價,歐元/kWh<30kWp30-100kWp>100kWp建筑屋頂0.5740.5460.540建筑幕簾0.6240.5960.590地面系統
0.457
上網價格/kWh<30kWh30-100kW>100kW建筑物和隔音墻49.21歐分46.82歐分46.30歐分光伏建筑集成+5歐分地面光伏系統37.96歐分德國2007年的光伏發電上網電價第四十七頁,共七十二頁,2022年,8月28日47德國光伏發展現狀與發展BSW(derBundesverbandSolarwirschaft)統計:2005年安裝750MWp2006年安裝750MWp德國總共安裝并網光伏2550MWpPhoton統計:2005年安裝912MWp2006年安裝1150MWp德國總共安裝并網光伏3300MWp第四十八頁,共七十二頁,2022年,8月28日48國家和地區上網電價,歐元/kWh實施時間德國0.55(平均)20比利時0.4520希臘0.4920意大利0.4520葡萄牙0.4415西班牙0.4225華盛頓州(美國)0.43(美元)10加州(美國)0.50(美元)3韓國0.5815部分實施上網電價的國家和地區(目前已有40多個國家和地區實施了上網電價法)第四十九頁,共七十二頁,2022年,8月28日49在促進光伏發電市場和產業發展的各種措施中,法規政策是各國最具影響力的因素!!第五十頁,共七十二頁,2022年,8月28日504.我國光伏產業發展思考第五十一頁,共七十二頁,2022年,8月28日514.1我國能源和環境形勢形勢1)我國能源形勢-比世界平均水平嚴峻◆各種一次能源資源量均低于世界平均水平
除太陽能外我國各種能源儲采比與世界比較第五十二頁,共七十二頁,2022年,8月28日52◆能源結構性矛盾特別突出-煤炭比例過高
2001年一次商品能源消耗結構世界中國煤炭24.71%67.0%石油38.47%23.6%天然氣23.72%2.5%核能6.59%0.4%水電6.51%6.5%第五十三頁,共七十二頁,2022年,8月28日53◆電力缺口大2010年2020年電力科學院第五十四頁,共七十二頁,2022年,8月28日542)我國環境形勢比世界平均水平嚴峻
◆煤的大量直接燃燒是造成我國大氣污染的主要原因:
我國煤炭排放的SO2占全國的87%,
CO2……………71%,NOx……………67%煙塵……………60%
據估計,我國由于環境造成的損失已經超過總GDP的10%。第五十五頁,共七十二頁,2022年,8月28日55◆2007年我國成為世界排放最嚴重的國家
2007年我國不但SO2排放持續占世界第一;而且CO2排放將超過美國,成為世界第一(2007年美國CO2排放59.1億噸,我國為60.2億噸-世界能源組織首席經濟學家比羅爾(Fatih.Birol)-環球時報)。雖然我國人均排放、歷史排放還遠低于美國等其它國家,但單位GDP能耗和排放居世界高位,采取更加有效的減排節能措施和大力發展可再生能源也是我國可持續發展之必須和造福于國家和民族的千秋大計。第五十六頁,共七十二頁,2022年,8月28日56
以上的所有論述都清楚表明,我國更迫切地需要早日實現太陽能光伏發電在能源中的戰略地位。
在實現太陽能光伏發電的戰略地位的道路上存在著各種障礙和阻力,其中最主要的是成本過高。克服障礙、驅動太陽能光伏發電最重要的動力是法規政策。第五十七頁,共七十二頁,2022年,8月28日574.2.我國光伏產業和市場發展思考1)我國光伏產業及市場發展概況
①我國光伏產業發展概況-快速健康發展
近20年來我國光伏產業穩步發展,長期維持在世界1%左右的份額。
近幾年我國光伏產業鏈得到了全面、平衡、協調、快速發展:包括產業主鏈和設備制造,配套材料等相關產業。
我國太陽極硅材料技術和產業相對薄弱和落后,但近兩年情況有很大變化。第五十八頁,共七十二頁,2022年,8月28日58
1)多晶硅材料
近兩年發展迅速,2007年我國多晶硅材料產業將實現三個重大突破:
◆產量突破:產量將突破千噸大關:2005年80噸,2006年-290噸,
2007年>1000噸,2010年產量有望過萬噸。
◆規模突破:將建成3~4個千噸級以上的多晶硅生產線(四川新光、洛陽中硅、徐州中能等);2010年我國多晶硅產量將達到05~1萬噸。
◆技術突破:我國可以自行設計和建造千噸級以上的多晶硅生產線。
第五十九頁,共七十二頁,2022年,8月28日592)硅錠/硅片產業太陽級硅錠產量:2005年:2386噸(sc-Si:2086,mc-Si-300)2006年:約3700噸,(sc-Si:3100,mc-Si~600)2007年預計6000噸
硅錠/硅片產量總體上與太陽電池需求接近,進出口大體相當。第六十頁,共七十二頁,2022年,8月28日60
3)太陽電池產業
2002年-6MWp,占世界分額~1%2003年-12MWp,增長率100%,1.6%2004年-50MWp,增長率317%,4.16%2005年-145.7MWp,增長率190%,8.1%2006年-370MWp,增長率154%,14.8%(未包括臺灣,臺灣2006年約200MWp)
2006年我國太陽電池產量已超過美國(202MWp)成為繼日本、歐洲之后的第三大太陽電池生產國。
2007年預計達到800MW。第六十一頁,共七十二頁,2022年,8月28日61國家或地區200320042005日本365.448.7%594.147.3%824.345.3%歐洲202.327.0%344.127.4%515.328.3%美國96.312.8%141.711.3%154.88.5%中國141.9%51.84.1%150.78.3%印度26.13.5%36.32.9%26.61.5%澳大利亞26.23.5%33.12.6%35.31.9%中東
1.40.1%6.80.4%其他亞洲國家19.42.6%53.54.3%103.95.7%合計75012561818
2003-2005太陽電池產量地區分布(MW,%)
第六十二頁,共七十二頁,2022年,8月28日621.4%52.5%26.8%92.1%24.0%11.0%83.3%1.1%-11.3%-2.6%172.6%15.1%200%757.1%100%0%107.8%GrowthRate[MW]SharpQ-CellsKyoceraSuntechSanyoMitsubishiMotechSchottSolarWorldBPSunPowerIsofotonFirstSolarNanjingErsolrPhotowattOthers1st2nd3rd4th5th6th7th8th9th10th11th12th13th14th15th16thCY061st2nd3rd9th4th5th10th7th6th8thNR11thNRNRNR12thCY05World
Cell
Production
Ranking(CY2006)PVNews-March
2007第六十三頁,共七十二頁,2022年,8月28日63我國太陽電池的生產發展情況
第六十四頁,共七十二頁,2022年,8月28日64
4)光伏組件
2006年~600MWp。2007年預計1GW。
5)相關產業發展
設備制造和專用材料正處在快速國產化過程中,一些設備甚至開始出口,如單晶爐、擴散爐和組件制造設備等;技術難度較大的設備如線鋸等已經有樣機。
6)形成一個國際化的光伏產業群到目前為止,我國已經有10家光伏公司在國外上市,而且大都表現良好。這在國內各種行業
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