光伏在短短的十年里,已缔造出无数个“神话”,然而在光环的背后,也隐藏着种种问题。为此就当前存在的问题如产能、技术、政策等方面的问题,笔者近日对中国科学院广州能源研究所太阳能发电与系统集成实验室舒杰主任进行采访。
目前,光伏技术在国内发展的总体水平如何?与欧美对比,我们有明显的技术短板吗?
舒杰:总体来说,国内的光伏产业发展呈现产业强,研发、应用相对弱的情况。光伏产业这块比如光伏组件、光伏电池,中国从2010年开始已经是全球最大的生产制造基地。中国在产业规模和成本控制上比国外强,凭借明显的产品价格优势,90%以上国内生产的太阳能电池都出口国外。应用方面,这几年通过政府补贴也在不断推动,每年按100%,甚至200%的速度在增加,最近三年,国内光伏发电装机容量也在成倍增长,2012年计划新增装机约2000MW。
我认为技术短板主要是光伏产业上游技术的不足、助推光伏应用产业的政策不够,这一块跟国外有比较大的差异。中下游产业这块,远远超过了国外。比如说晶硅材料的制造技术,目前跟国外比还是有一定的差距。特别是以晶硅为主的太阳级硅材料制造成本、资源的循环利用上,技术革新与成本控制需加强,缩短与国外的差距。国外目前的技术在污染控制与材料循环利用方面做得很好,最终还是反映在上游技术的差距。另外,助推光伏应用产业的政策法规不到位,难以形成商业化发展势头。
国内太阳能光伏发展的技术瓶颈是什么?针对技术瓶颈的突破,中科院目前有什么相关的研究项目吗?请简单介绍一下。
舒杰:技术瓶颈主要是太阳能材料、新型高效太阳能电池的研发方面,一直跟国外有一定差距。主要集中在产业的上游和中游。比如太阳能电池的工艺,国内大规模产业化电池效率总体上低于国外,在“薄膜电池”这一块更是如此。如果生产工艺技术不够精湛,成本也自然降不下来,所以国内在高效电池的效率和成本方面也缺乏优势。目前薄膜电池最大的问题是转换率低,产业化技术不够成熟。特别是薄膜电池的研发,这两年基本没有什么进展。
作为国家最高科研机构,中科院于2009年1月正式启动“中国科学院太阳能行动计划”,就太阳能电池材料、聚光光伏、储能等应用集成技术,智能电网、可再生能源发电微电网技术等方面展开研究。目前,分布式可再生能源发电微网技术方面的研究已经取得重要进展。微网技术可以解决风电、太阳能发电等分布式电源的间歇性、不稳定性,以及大量分布式能源接入对电网冲击大等问题,而分布式发电技术则是充分开发和利用可再生能源的理想方式,具有投资小、灵活、清洁环保等优点,能够提高配电系统的稳定性。分布式可再生能源发电微网技术将会大大提高光伏、风力发电等在规模化应用方面的效率,推动可再生能源大规模集中并网及分散式利用。
但新型高效太阳能电池技术研发方面,尤其是太阳能光电转换材料技术与工艺这一块,不是3-5年就可以实现大突破的,需要有一个长期的技术研究积累,需要人才、资金的大投入和长期稳定的研究过程。
据了解,国外已经生产出转换效率达20%的太阳能电池,而国内的太阳能电池技术发展现状如何?
舒杰:不同的太阳能电池会有不同的转换率水平,必须是同一类太阳能电池来比较。比如,应用于空间技术的太阳能电池的转换率能达到30%。你提到的20%,指的主要是现在市场上普遍使用的晶体硅太阳能电池。国外在几年前就有20%转换率的商业化产品,像美国的一些公司几年前就可以做到产业化19%的转换率了。其实,国内小批量也能做到,只是工业化生产过程中还不能批量实现,一般在13%-17%范围。
目前使用最普及的是晶体硅太阳能电池,它是人们常说的第一代太阳能电池,第二代太阳能电池是薄膜太阳能电池。晶体硅电池现在仍然是市场的主流,薄膜电池由于转换效率太低,短期内不会是市场的主流,但是它是未来发展的方向,也是研发的关注点。薄膜电池还处于发展之中,比如碲化镉电池、铜铟镓硒等,它的效率还不高,在10%-12%左右,普遍不超过13%,非晶硅电池更低(这是国际的情况,国内基本没有成熟的产业化生产)。
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