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文檔簡介

目錄一.概述 21.1太陽能的特點 21.2太陽能的技術原理 41.2.1光伏的技術原理 41.2.2光熱的技術原理 4二.太陽能的應用 5三.太陽能產業鏈 133.1光伏產業 133.2光熱產業 133.3光伏發電和光熱發電的比較 16四.市場分析 184.1光熱發電國際市場 184.2光熱發電國內市場 21五.總結 225.1太陽能是未來能源發展的趨勢 225.2中國正在取代美國成為清潔能源的投資中心 255.3掌握核心技術是未來中國太陽能發展的關鍵 26六.投資建議 286.1太陽能行業的特點導致需要大規模持續投資 286.2光伏發展盡管開始復蘇,但仍然受自身因素制約 296.3目前光熱技術實現應用在于替代部分燃煤、燃氣鍋爐 306.4寶能在太陽能行業的投資 31七.附件 32

一.概述太陽能(SolarEnergy),一般是指太陽光的輻射能量,在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源。自地球形成以來,生物就主要以太陽提供的熱和光生存,而自古人類也懂得以陽光曬干物件,并作為保存食物的方法,如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下,太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分,并不斷得到發展。太陽能的利用有被動式利用(光熱轉換)和光電轉換(光伏)兩種方式,太陽能發電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。作為21世紀最清潔的能源之一,太陽能在人們生活、工作中起到廣泛的作用,越來越受到人們的青睞。人們對太陽能的利用,其中最有經濟價值的就是將太陽能轉換為電能。太陽能發電能夠降低發電的成本,攻克傳統的發電方式:火電和水電長期以來存在的難以克服的弱點和缺點。并且在促進環保事業發展的同時降低對化石能源的消耗,緩解能源危機。所以,太陽能的投資前景毋庸置疑。1.1太陽能的特點優點普遍:太陽光普照大地,沒有地域的限制無論陸地或海洋,無論高山或島嶼,都處處皆有,可直接開發和利用,便于采集,且無須開采和運輸。無害:開發利用太陽能不會污染環境,它是最清潔能源之一,在環境污染越來越嚴重的今天,這一點是極其寶貴的。巨大:根據統計,全球目前每年的能源總消耗量,只相當于太陽24小時照射在地球上的能量。每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤,其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。長久:根據太陽產生的核能速率估算,氫的貯量足夠維持上百億年,而地球的壽命也約為幾十億年,從這個意義上講,可以說太陽的能量是用之不竭的。缺點分散性:到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大,但是能流密度很低。平均說來,北回歸線附近,夏季在天氣較為晴朗的情況下,正午時太陽輻射的輻照度最大,在垂直于太陽光方向1平方米面積上接收到的太陽能平均有1,000W左右;若按全年日夜平均,則只有200W左右。而在冬季大致只有一半,陰天一般只有1/5左右,這樣的能流密度是很低的。因此,在利用太陽能時,想要得到一定的轉換功率,往往需要面積相當大的一套收集和轉換設備,造價較高。不穩定性:由于受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響,所以,到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的,又是極不穩定的,這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源,從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源,就必須很好地解決蓄能問題,即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來,以供夜間或陰雨天使用,但蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。效率低和成本高:太陽能利用的發展水平,有些方面在理論上是可行的,技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置,因為效率偏低,成本較高,總的來說,經濟性還不能與常規能源相競爭。在今后相當一段時期內,太陽能利用的進一步發展,主要受到經濟性的制約。1.2太陽能的技術原理1.2.1光伏的技術原理光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如硅)制成的固體光伏電池組成。由于沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手表以及計算機提供能源,較復雜的光伏系統可為房屋提供照明以及交通信號燈和監控系統,并入電網供電。光伏板組件可以制成不同形狀,而組件又可連接,以產生更多電能。天臺及建筑物表面均可使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設施通常被稱為附設于建筑物的光伏系統。1.2.2光熱的技術原理現代的太陽熱能科技將陽光聚合,并運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。除了運用適當的科技來收集太陽能外,建筑物亦可利用太陽的光和熱能,方法是在設計時加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建筑材料。海上太陽能項目新型船舶由它們反射的陽光都自動聚集到甲板中心的中央,加熱鍋爐里的水,產生高溫高壓蒸汽,推動發動機,從而產生電力。二.太陽能的應用太陽能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環境無任何污染。為人類創造了一種新的生活形態,使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。太陽能的應用目前主要分為一下幾個方面:2.1光伏發電光伏技術是利用半導體的光電效應直接將太陽能轉化為電能的一種技術。目前光伏技術已歷經三代:晶硅電池、薄膜電池和聚光光伏電池。技術的發展來源于人們希望提高對光能的吸收效率、提高光能電能的轉換效率、同時控制成本的要求。所以三代電池有著不同的技術特點:晶硅電池:由于硅是最理想的太陽能電池材料,具有良好的光電轉換效率,所以,人們首先想到了單一的以硅板作為介質接受太陽光并將其轉換成電能。但由于硅的開采和提煉成本居高不下,所以成本高是這種電池的主要弊端。薄膜電池:顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池,因為其主要以銅銦鎵硒或碲化鎘作為硅的替代品進行光電反應,所以其制造成本較晶硅電池要低廉許多,但其效率也要明顯低于晶硅電池,并且穩定性差。聚光電池:根本思想是利用旋轉拋物面作為反射鏡將太陽光匯聚到一交點上,并在這一點上安裝一晶硅電池,從而增加光能轉換率。與大面積鋪設硅板不同,聚光電池只需在焦點處安裝一小面積晶硅電池,從而大大降低了成本。缺點是在這種情況下晶硅電池的溫度極易升高從而降低光電轉換率。三代光伏技術轉化效率比較2.1.1光伏技術的主要弊端在于:前段污染和光伏生產的高耗能值得注意的是,光伏技術從創始之初就有前端單晶硅、多晶硅等生產的高污染性,為了生產相應可以發電的太陽能光伏板,需要消耗大量水、能源和自然資源,不僅對空氣存在巨大粉塵和二氧化硫污染,也對地下水、居民用水造成一定的重金屬污染,因此太陽能光伏盡管相對光熱在地域上有更廣泛應用,但其前段污染是不可忽視的弊端。2.1.2光伏技術的應用領域有限光伏技術由于是在陽光的作用下,半導體直接發電,因此發電量直接受到太陽光多少的影響,大規模的光伏電站也因此無法24小時運轉,同時由于電能的儲存目前在全世界都是為解決的難題,因此儲能也成了制約光伏發電技術推廣的巨大瓶頸。無法解決儲能問題的光伏電站,只能作為調峰電站間歇性發電,對于需要保持常年穩定載荷的電網來說,不穩定的間歇性發電不僅對電網會造成巨大損傷,嚴重的還會造成電網負載不穩定而跳閘;同時也無法真正滿足電網用戶的需要,因此光伏發電和風力發電都被電網系統稱為“垃圾電”。2.2光熱發電光熱發電是利用聚光和集熱裝置先將光能轉化為熱能,再將熱能轉化為電能的太陽能利用技術。其核心部件就是聚光器和集熱器。原理是利用聚光器加熱集熱管,從而使里面的傳導液(水、合成油、熔融鹽等)升溫并汽化,利用蒸汽機發電原理推動渦輪機發電。目前主要有四種光熱發電技術:槽式、菲涅爾式、塔式和碟式。槽式系統:技術成熟度和商業化驗證程度最高的槽式太陽能熱發電系統的核心是槽式聚光集熱器,由聚光鏡和集熱管兩部分組成。其中,聚光鏡做成拋物柱面狀,根據光學原理,照射在上面的太陽光會反射到一條直線(焦線)上,這樣,在這條直線的位置上安裝一長直的集熱器,可達到收集光熱的作用。集熱管分為內外兩層,內層為吸熱管,通常為金屬材質,用來吸收聚光鏡反射的陽光;外層為玻璃套管,套管和吸熱管間抽成真空,防止吸收到的熱耗散到空氣中。吸熱管內含合成油、熔鹽等物質的導熱液,被加熱到一定溫度(槽式中工作介質溫度大約為400°C)后汽化,然后蒸汽會推動渦輪轉動,從而起到發電的目的。菲涅爾系統:簡化了的槽式系統菲涅爾系統其實就是用一組平板鏡來取代槽式系統里的拋物面型的曲面鏡聚焦。通過調整控制平面鏡的傾斜角度,將陽光反射到集熱管中,實現聚焦加熱。為了簡化系統,一般采用水/水蒸氣作為吸熱介質(油和熔鹽介質在技術上也是可行的)。相比于拋物面式的曲面鏡,平面反射鏡制造難度低,因此大大降低了初始投資成本,但聚焦精度比槽式差。目前菲涅爾還在示范階段,沒有商業化運行的電站。塔式系統:效率較高,且能儲熱塔式系統利用多面定日鏡跟蹤太陽光,將陽光反射并集中到接收塔的頂部的吸熱器。吸熱器中的工作介質的溫度在500°C-1000°C。相對于槽式系統,由于省掉了管道傳輸系統,熱損失小,系統效率高,也更便于存儲熱量。塔式的工作介質可用空氣、水或者水蒸氣、以及熔鹽。商業化初期的電站為了降低技術風險,多用水、水蒸氣作為工作介質。熔鹽應該為大型商業化塔式系統的選擇。碟式系統:轉換效率最高,但成本下降尚需時日和其它太陽能集熱發電系統不同,碟式系統是由發動機實現由熱能到機械能的轉化,而不是汽輪機。利用旋轉拋物面反射鏡,將入射陽光聚集在焦點上,放置在焦點處的太陽能接收器收集熱能,加熱工質,從而驅動斯特林發電機組發電。這種系統規模較小,高效、模塊化,可以靈活單獨使用或者集成使用。單機功率在5-50kw,但聚焦溫度可達750°C-800°C,光電轉化率高,可達29%,主要缺點是單位投資高。三種主要光熱技術主要參數比較槽式塔式碟式規模30-320兆瓦10-20兆瓦5-25千瓦運行溫度(°C)390/734565/1049750/1382年容量因子23%-50%20%-77%25%峰值效率20%23%24%年凈效率11%-16%7%-20%12%-25%商業化情況已商業化示范工程試驗模式技術開發風險低中高可否儲能有限可以蓄電池成本:美元/平方米275-630200-475320-3100美元/瓦2.7-42.5-4.41.3-12.6美元/峰瓦1.3-40.9-2.41.1-12.6優點最具商業化發展的條件,運行發電量超過90億度,太陽能收集效率超過60%,太陽能-電能的最高轉換效率21%,與天然氣混合發電得到驗證可行,可以熱儲能作為高效轉化太陽能,具有好的中期發展前景,太陽能收集效率超過46%(在溫度達到565℃很高的能量轉化效率,太陽能-電能的最高轉換效率30%,可以模塊化,實現與化石能源混合發電運行缺點由于聚光比和導熱油物性的上限局限,蒸汽溫度的提高受到限制,導致發電效率提高受限投資成本尚不確定混合系統中燃燒效率低,完成可靠性驗證注釋:年容量因子:實際年發電量與系統全年滿負荷運行的年發電量之百分比;峰值效率:系統最高轉換效率;年凈效率:年發電量(扣除系統本身消耗電量)與全年接收太陽能量之百分比;2.2.1光熱的利用瓶頸主要在于集熱效率和儲能技術不同于光伏技術,太陽能光熱技術由于是一種集熱技術,因此其收集的能源以熱能的形式更容易保存,而制約目前光熱發展的主要瓶頸就是集熱效率,即單位面積下,太陽能集熱裝置對太陽光熱收集的效率,目前國際先進水平的熱收集率已經可以達到單位面積70%,這一技術的發展也給了太陽能光熱新的發展契機。我國由于在太陽能光熱領域起步較晚,因此絕大多數太陽能光熱的核心技術都掌握在美國、以色列、德國和日本等發達國家,因此在太陽能光熱的應用方面增加了巨大的成本導致目前國內大型光熱項目仍處在技術論證階段。2.3光熱替代傳統鍋爐的太陽能熱利用由于太陽能光熱技術和儲熱技術近幾年的快速發展,使太陽能光熱有了取代傳統蒸汽鍋爐的可能性。這一技術主要是替代傳統產生高溫蒸汽(200-600攝氏度)的燃煤或燃氣鍋爐,通過收集太陽能熱產生出同等質量的蒸汽。2009年全球領先的太陽能技術和設備供應商以色列BrightSource公司與雪佛龍簽訂了熱能供應協議,并在同年開始建設全世界第一個太陽能集熱應用于油田稠油熱采蒸汽的應用項目,2011年項目投產并至今平穩運行。這一項目的投產也標志著太陽能集熱利用進入了商業化的時代。三.太陽能產業鏈3.1光伏產業晶硅技術晶硅技術薄膜技術單晶硅、多晶硅、帶狀晶硅非晶硅、銅銦鎵硒、碲化鎘太陽能電池板太陽能熱水器太陽能建筑太陽能電廠聚光技術砷化鎵3.2光熱產業光熱發電產業鏈主要包含集成的系統開發商、汽輪機、集熱器、反光/聚光器、熱媒材料、儲能材料及電力模組等,均有一定的產業化門檻。另外需要用到鋼材、混凝土、玻璃等原材料作為支撐架構、襯底等。系統開發商系統開發商汽輪機集熱器反光聚光器熱媒材料儲能材料電力模組太陽能電廠鋼材玻璃金屬混凝土由于光熱發電產業的生態環境一直是一個小眾化的市場,有限的電站項目數量,集成的系統開發商數量也因此比較少,因此集熱器、反光鏡等主要組件多被少數企業壟斷下來,汽輪機、電控裝置則依舊由傳統大廠把持,新進業者在缺少新產品資金研發支持或類似產品線的情況下,很難打入產業供應鏈。主要光熱設備市場集中度集熱器制造工藝相對復雜,主要難點在于中高溫集熱、真空化、鍍膜以及涂層,提高光譜吸收、降低紅外輻射,目前主要由Schott及Solel所壟斷。。未來發展趨于表面積逐步增大、耐高溫、甚至有承受高壓蒸汽的能力;改進吸熱材料,以提升工作溫度,雖然會帶來集熱器材料等方面成本的增加,但同時能夠大幅的提高轉換效率,有效降低了各項成本的平攤。反光/聚光器領域,主要難點在于玻璃一次成型、曲面的設計以及表面鍍膜。熱媒需要耐高溫、低沸點、良好的導熱性、滿足低成本大規模生產的條件,從而提高系統轉換效率,降低熱交換成本及使用成本。目前技術成熟的有機油類、融鹽,未來有望引入納米技術及其他無機物種類。儲能主要有融鹽、相變、石墨、氨、氫化鎂等多種方式,融鹽儲能可與融鹽熱媒結合使用,且已有成功的項目驗證。3.3光伏發電和光熱發電的比較目前光熱發電電站的投資成本略高于大型商業化光伏電站,不含儲能的系統約光熱電站投資在3.5-8.5美金/W(電站規模越大,投資成本越低),儲能設施的成本約2.5美金/W。光熱電站對自然條件的要求很苛刻,但由于存在獨特的優勢,能夠吸引電力公司的投資。光熱與光伏發電優劣勢比較對一個電力企業來講,在規劃未來各類發電技術的投資組合時,選擇的內在因素有多種,除了投資成本、發電成本以外,技術成熟性、電力品質、并網及輸電成本、碳排放強度等也是重要的考慮指標。光熱發電系統的主要優勢如下:容量因子高,同樣條件下,光熱發電的容量因子,即有效發電時間要多于PV,因此能進一步攤薄發電成本。光熱系統的電力輸出比光伏更加平穩,而且能實現較低成本的儲能,提高電網安全,降低了并網及電力傳輸的成本。光熱系統由于使用汽輪機發電,原理與火電站及天然氣發電相近,因此可以與之組成聯合發電系統。可在大型CSP系統中引入燃氣發電作為必要時輔助,由于燃氣發電具有啟停迅速的特點,屬于輸出彈性較高的電源,所以是用于調峰、支撐可再生能源發電的優良選擇。利用光熱發電余熱可進行制冷、海水淡化或污水凈化等其他應用。光熱發電的主要劣勢就是初始投資過大,約占度電成本的80%,其余20%為運營、管理以及保險成本。一座裝有7.5小時儲熱的50MW槽式光熱發電項目,總投資約為3.64億美元。3.64億投資按照20-25年攤銷,每年設備攤銷成本0.145億~0.182億,按照50MW光熱項目年發電量2.16億度計算,初始投資折合度電成本6.7~8.4美分/度。不過,根據Estela、ATKearney、GTM等多家機構預測結果,未來光熱度電成本將有40%以上的下降空間,光熱發電成本將以每年3%-4%的速度下降。到2025年,三種主要光熱發電方式的度電成本都將下降到8.0美分以下。上圖中,從上往下:Trough(wet,nostorage)——槽式無儲能光熱發電PV:Multi,fixed——多晶硅光伏發電PowerTower(dry,nostorage)——塔式無儲能光熱發電PV:CdTe,fixed——碲化鎘薄膜光伏發電PV:Mono——單晶硅光伏發電HighCPV——高倍聚光光伏發電四.市場分析4.1光熱發電國際市場與光伏發電相比,太陽能熱發電僅能夠有效利用總太陽輻射中的直接輻射,且土地平整度等方面有著更高的要求。因此全世界適宜太陽能熱發電應用的地理位置相對光伏而言,有一定的限制,僅美國部分州、西班牙、南非、澳大利亞、MENA地區(中東及北非),南美的秘魯、智利部分地區,中國、印度部分地區滿足要求,但總體的面積仍然是非常巨大的。建設50MW太陽熱發電站的所需環境條件:太陽法向直接輻射(DNI)≥2000kWh/m2供水:1百萬立方米/年(水冷),25萬立方米/年(風冷)占地面積1.5*1.5~3km(平坦)電網接入110/220KV,距離≤10km道路條件良好(滿足運輸玻璃易碎物品)輔助燃料(最好是天然氣)全球太陽直接輻射資源(DNI)分布情況美國市場:2009年美國一系列激勵政策也促使其光熱市場重新啟動。目前美國有467MW新的太陽能熱電站處于建設階段,規劃中的太陽能熱電站總規模近10GW,其中有6.7GW項目已簽署購電協議(PPA),僅需進一步解決行政、土地審批或融資問題。近期及未來幾年的美國太陽能熱發電市場,除大部分位于加州以外,還有亞利桑那州及內華達州,均處在美國的西南部。歐洲市場歐洲的DNI資源相對匱乏,僅西班牙及土耳其兩地資源比較集中。因此目前只有西班牙市場具備一定的規模;德國、法國有少量示范性安裝;土耳其依靠其自然條件,計劃2011年開始規模化發展太陽能熱發電電站。規劃中的電站,主要市場也在西班牙,法國、意大利有少量項目。2009年西班牙可再生能源FiT政策激勵促使其光熱發電三年來發展迅速,累積裝機約582MW,在建項目超過600MW,規劃及建設階段的項目累計達到4.4GW。MENA及其他北非及中東地區擁有全球最好的DNI資源及廣闊的沙漠(沙漠太陽能熱發電電站已有超過25年的可靠運行經驗),適宜發展太陽能熱發電電站。目前摩洛哥、以色列、蘇丹、約旦、阿聯酋、阿爾及利亞及埃及等國,均有大小不一的中短期市場規劃,累積達到1.4GW。尤其對北非國家來講,可持續的太陽能熱發電市場不僅能夠產生電力效益,并可附帶發展海水淡化產業、帶動低端太陽能熱發電產業鏈的本地化投資,產生就業機會。其他地區,如澳大利亞、南非、印度等國累加有近700MW的中長期太陽能熱發電市場發展規劃。小結:目前全球已建成CSP電站約1.1GW,主要分布于西班牙、美國及北非中東地區。處于5-10年內規劃與建設階段的項目總數約18GW,主要市場包括西班牙、美國、MENA、中國、澳大利亞以及印度。4.2光熱發電國內市場十五、十一五期間,我國部分科研機構、企業已經開始光熱相關設備的研發,在光熱領域研發較早的機構包括中國科學院工程熱物理所、中國科學院電工研究所、中國科學院長春光機所、河海大學、皇明太陽能等,主要研究領域集中在聚光器的設計制造、鏡場的設計和系統控制、熔鹽的熱交換和儲能系統、抗風高精度定日鏡技術、高溫塔式吸熱器技術、高溫儲熱技術、槽式真空管制造和槽式聚光器集成技術等。槽式太陽能集熱管是系統難點,也是核心技術。目前國內研發制造集熱管領先的機構包括皇明太陽能公司、河海大學,清華大學,北京航天航空大學等。國內目前已經生產出工作溫度在350°C以上的樣管。塔式聚光器/定日鏡中國科學院電工研究所和皇明太陽能公司聯合研制了多種塔式聚光器/定日鏡,其中100平方米的定日鏡目前正使用在其1MW示范項目中;河海大學與南京春暉公司聯合研制的定日鏡使用于南京江寧的70kw塔式示范項目中。碟式太陽能聚光器國內目前已有多種不同形式的碟式太陽能聚光器。其中4套由中國科學院電工研究所主持研究,皇明太陽能公司參與了其中3套設備的研制,新疆新能源公司參與了其中1套設備的研制。聚光器焦點處的溫度可達到約1600°C,在技術指標及經濟指標上已達到國際先進水平。根據華泰聯合證券,如果所有已公布項目均能實施,2015年前,中國國內的太陽能熱發電裝機容量將達3GW左右規模,按照光伏系統可比成本計算,市場總量450億元人民幣。五.總結5.1太陽能是未來能源發展的趨勢對于發展中國家來說,經濟增長勢必導致能源消耗的增長,而且能源需求的持續增長也主要來源于這些國家。對于發展中國家能源增長的限制,并不會使得能源需求降低,而且往往只有通過嚴厲的措施才能生效。然而真正具有進步性的舉措是使得能源使用效率有所提升,這可以通過合理的能源定價來反映真實的成本,并降低其碳排放。目前國內電力產能隨著近幾年不斷投入的加大,西南和東部經濟發達的確的“電荒”情況逐漸得到緩解,然而近幾年的“霧霾”讓能源結構調整問題成了今后能源行業的重點,清潔可再生能源的利用也將成為今后能源行業發展的主導。太陽能作為目前可知的最大資源量的能源,應用前景不言而喻。太陽能與其他能源相比還具備:分布均勻、無需開采運輸、收集簡單等優勢,因此也將是未來能源應用的主要方向。作為目前太陽能行業的主要投資人之一,谷歌并不是為了感覺良好和讓員工高興才向清凈能源項目投入數十億美元巨資的。該公司這么做是因為投資所產生的效益得到了數據的支持。“礦物能源價格正處在一條不斷上升的成本曲線上,而可再生能源則恰好相反。”谷歌能源和可持續發展總監里克·尼德哈姆(RickNeedham)在于舊金山舉行的清潔技術論壇(CleantechForum)上進行演示時表示。即便考慮到水力壓裂法已在眾多地區降低了天然氣的成本,但定價趨勢仍然將我們引向可再生能源。去年,美國太陽能發電廠的平準化發電成本(LCOE)下降了28%。太陽能電池板的價格在過去5年中下降了80%。太陽能發電很快會在全球眾多市場中實現成本平價。意大利、西班牙和澳大利亞已經實現了成本平價。據彭博社報道,未來十年,太陽能發電的成本必將呈現穩步下降的趨勢——且將與煤炭發電成本相近。彭博新能源財務公司(BloombergNewEnergyFinance)今天稱,到2020年,大型光伏項目的發電成本將降至每瓦特1.45美元,是現在價格的一半。這家位于倫敦的研究公司表示,在諸如中東等大部分時間都陽光普照的地區,太陽能發電相對于化石燃料發電來說是可行的。“我們現在已經身處相變階段,兩者的發電成本也已經相當接近。”加拿大太陽能(CanadianSolarInc.)首席執行官瞿曉鏵(ShawnQu)在一次訪談中如是表示。“在許多市場中,太陽能已經具備和高峰電價相互競爭的能力,如美國加州和日本。”中國企業,如晶澳太陽能公司(JASolarHoldingsLtd)、加拿大太陽能公司、英利綠色能源(YingliGreenEnergyHoldingCo)等,在更好的電池技術和更合理的生產流程的支持下,已能生產較便宜的太陽能板。彭博新能源財務公司表示,這使得太陽能在更多地方顯得更為經濟,且在未來數年內,太陽能發電在無需補貼的情況下,即可和煤炭發電展開競爭。我認為,有利于太陽能成為主要電能來源的趨勢有兩個。第一,正如上述文章所指出的,就是太陽能成本的持續下降。另外一個趨勢就是煤炭和其他化石燃料的價格正在上漲。正是這兩者的共同作用對太陽能有利。我的一位同事手頭握有更多能夠顯示太陽能行業增長趨勢的數據。從個人角度來說,我認為太陽能是最有意義的能源技術,且太陽能的技術革新是如此喜人,我預計,在本世紀末之前,太陽能將成為最常見的電能來源。5.2中國正在取代美國成為清潔能源的投資中心根據皮尤慈善信托基金會(PewCharitableTrusts)2013年發布的清潔能源報告,2012年,全球清潔能源投資減少了11%,但更多資金流入了中國、日本和一些新興國家,原因是清潔能源發電的成本下降,這些投資包括投向制造業和發電項目的風險資本和其他類型的私募股權資本,在去年達到了2,690億美元。據彭博新能源財經(BloombergNewEnergyFinance)發布的報告顯示,亞洲吸引了1,010億美元的投資,比2011年上升了16%,占去年全球總投資額的42%。中國尤其突出,“其作為清潔能源融資中心的地位得到了提升,”該報告如是表示。中國吸引了651億美元投資,比2011年增加20%,在2012年流入二十國集團的總投資額中占了30%。中國吸引了全球25%的太陽能投資、37%的風能投資和47%的其它可再生能源投資,從小型水電項目到地熱項目不一而足。中國規劃其走向鼎盛之路已有一段時間。它擁有全球最大的一些太陽能電池板制造商。中央和地方政府一直在大力推動太陽能和風能發電、電動汽車和用于驅動電動汽車和儲存風電及太陽能發電的先進電池的發展。中國迫切需要更多能源以支持其經濟的發展。它是一個主要的溫室氣體排放國,現在正開始想辦法遏制其市場政策產生的負面環境影響。很多美國的技術開發公司,從波士頓電力(Boston-Power)這類鋰離子電池初創企業到上市公司,例如第一太陽能(FirstSolar)和陽光電力(SunPower)等太陽能電池板制造商,在過去幾年為獲得投資和客戶都進入了中國。目前,國家電力公司、大唐電力等大型國營電力企業也都開始了與國外幾個主要太陽能設計和技術提供商的太陽能光熱發電項目。5.3掌握核心技術是未來中國太陽能發展的關鍵中國因在太陽能技術領域起步較晚,且因能源結構問題政府支持力度不夠,民營企業也因為缺少戰略眼光和社會責任,發展動力不足。目前近95%的太陽能技術專利都掌握在美國、以色列、西班牙和德國等國家的企業手中,這一狀況導致國內企業在沒有技術和知識產權的情況下,要在太陽能應用方面發展,就需要附上高昂的技術專利費。以目前國電與以色列“亮源”太陽能公司(BrightSource)在國內的一個塔式太陽能光熱項目為例,該項目設計裝機容量135MW,設計投資人民幣15億元,其中僅設計和技術專利費用就占近4億人民幣,這導致該項目后期發電成本明顯增高。而在美國,根據福布斯中文網新能源板塊的報道,2014年1月,由V3Solar公司發明的新型太陽能技術聲稱能夠以8美分/千瓦時的“平準化能源成本”(levelizedcostofenergy,這是一個復雜的術語,意思是發電所需的一切成本,從燃料成本和資本成本到政府激勵措施和設備不一而足)生產電力。這是大事件,這個價錢大概只有當前美國電價的三分之二,比目前的太陽能電力便宜三倍,而且廉價到低于煤電(或許還有天然氣發電)的成本。因此技術專利的轉化已經成了降低太陽能發電成本的重要因素之一。紐約州奧爾巴尼HeslinRothenbergFarley&MesitiP.C.律師事務所發布的清潔能源技術專利增長指數(CEPGI)顯示,美國去年有近2,000項清潔能源技術專利獲批,同比增長170%。CEPGI最近更新的數據顯示,這是自2002年該事務所首次追蹤清潔能源技術創新趨勢以來同比增長最快的一年。與2009年相比,太陽能技術專利數量增長了134%,混合動力和電動車技術專利數量增長了60%。CEPGI還顯示,燃料電池技術仍然是清潔能源技術知識產權最熱門的發展領域,而就2010年專利獲批的整體狀況來說,太陽能技術獲得了比風能技術更多的關注。未來國內太陽能技術的應用關鍵取決于未來能否掌握核心技術,這不僅決定未來太陽能發電的成本和企業盈利情況,也決定了未來中國國內太陽能在一次能源占比的趨勢。比爾·蓋茨:中國不會成為清潔能源領頭羊。5月10日早晨,比爾·蓋茨在西雅圖吃早餐時向在座聽眾表示,雖然中國大幅提升可再生能源和核電裝機容量,但美國仍舊是能源創新的領軍者。這個話題改變了早餐的氛圍。“中國非常重要,是解決能源問題的一部分,”蓋茨說,“但說到科學創新能力,美國仍然占據優勢地位。”蓋茨已經投資了多家能源企業,其中包括創新型核電公司TerraPower。顯然,蓋茨很精通這個話題。他談到了中國發展太陽能、風能和核能的情況。“在太陽能方面,大規模生產在中國進行,但許多創新卻在美國涌現。創新將發生在優秀大學從事于基礎研究的地方。”蓋茨說,“據我所知,在100個了不起的新能源創意中,有70個都出現在美國。”蓋茨表示,他希望能源價格能降至如今的一半,并且實現非常低的二氧化碳排放量。“讓風能、太陽能或太陽熱能的比重達到30%不是件容易的事情,而發展核能的困難之處在于核電站的成本非常之高。”他解釋說,“鑒于這種不確定性,我們必須全力發展各種新能源。”蓋茨還批評了美國政府。他說:“(美國)能源業將面臨投資不足的問題,除非政府參與進來。”他還呼吁政府制定更加清晰的能源政策。六.投資建議6.1太陽能行業的特點導致需要大規模持續投資還是以國家電力公司與總部設在美國的以色列亮源太陽能公司(BrightSource)的太陽能光熱發電項目為例,該項目經黃河電力公司項目設計后,初步擬定總投資為15億人民幣,項目投產后IRR根據上網電價的因素為8-12%,盡管項目投產后,該項目的年運營費用很低,但是前期的高投入導致項目后期收益保持在10%左右。該項目立項后,國家電力公司在亮源太陽能的協助下,前往美國南加州由亮源太陽能公司提供技術,谷歌投資的Ivanpah太陽能電站進行實地考察和參觀;該項目至今已平穩運行超過10年,不間斷每年為加州提供超過300MW電力。經過考察后國家電力對太陽能光熱發電的信心增強,并在回國后重新評估了國內的合作項目,將總投資提高至三組135MW機組,45億人民幣投資;亮源太陽能在經過詳細的財務測算后,該項目在提高總投資后,由于發電規模增大,前期投入及專利技術費用的攤薄,IRR提高至15%-18%。由以上例子可以看出,太陽能項目的前期投入主要包括固定資產投入(太陽能能集熱設備、儲能設備、太陽島、發電機組等)、專利技術轉讓費用,因此投資規模越大,前期的固定投入也會隨之攤薄,使后期收益提高。6.2光伏發展盡管開始復蘇,但仍然受自身因素制約2013年10月24日,在無錫舉辦的國際新能源大會上,順風光電(01165:HK)與已經進入破產重組程序的昔日全球第一大光伏制造企業旗下核心子公司無錫尚德簽訂戰略合作協議。10月25日,兩家公司發言人均表示順風光電收購無錫尚德已獲地方政府批準。順風光電的實際控制人是神秘而低調的“資本大鱷”鄭健明。2011年下半年開始到2012年底被視為全球光伏產業最嚴酷的寒冬。由于此前光伏產業的過度擴張,全球光伏市場受歐洲政府光伏政策的驟然影響而需求急劇降低,光伏業的有效產能幾乎是實際需求的一倍。在殘酷的洗牌過程中,大批光伏企業倒閉,其中包括占全球2/3以上產能

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