11

光伏产业的新进展及趋势光伏产业的新进展及趋势

中国可再生能源学会光伏专委会中国可再生能源学会光伏专委会

赵玉文 吴达成赵玉文 吴达成

半导体材料年会，海南半导体材料年会，海南

20082008 ．． 1111 ．． 1313 ．．

22

提纲提纲

一一 . 引言二二 .. 世界光伏产业及市场发展现状及趋世界光伏产业及市场发展现状及趋

势 势 三 . 中国光伏产业发展状况四 . 讨论与结语

33

一一 . 引言 2007 年我国一跃成为世界太阳电池的第一大生产国，但国内光伏市场发展依然缓慢，截止 2007 年底，累计装机不足世界累计安装量的 1% 。产业和市场之间发展极不平衡。国际市场的不确定因素使我国光伏产业面临一定风险。我国亟待实施《上网电价法》，启动我国光伏市场。

44

二二 . . 世界光伏产业发展现状及趋势世界光伏产业发展现状及趋势 11 。发展现状。发展现状 11 ）） 20072007 年光伏产业及市场年光伏产业及市场 ◆◆ 2007 年世界太阳电池产量： 4000.05 4000.05 MWp, MWp, 至 2007 年底累计生产达到 12.64 GWp 累计安装约 12.0 GWp 《中国光伏产业发展研究报告》《中国光伏产业发展研究报告》 08.508.5

55中国光伏产业发展研究报告（ 2006 － 2007 ） 2008. ５

至200

至 2007(GWp)

累计生产 12.64

累计安装 12.0

66

最近 10 年平均年增长率为 41.3% ， 最近 5 年的年平均增长率为 49.5 ％，2007 年比 2006 年增长率 56.2% 。 ( 在自 2004 年以来硅材料严重短缺情况下 ) 世界光伏产业持续快速、增速发展。 光伏市场仍然是需要政策驱动的市场。

77

世界世界 20062006 和和 20072007 年安装量年安装量

425

230

190

50

50

45

20

20

20

14,5

7,1

3,4

60,5

287

145

12,5

21

10,9

12

12

9,7

2

2,5

3,4

170230

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450

Germany 1

Spain 2

Japan 3

USA 4

Italy 5

South Korea 5

France 7

India 8

China 9

Australia 10

Portugal 11

Switzerland 12

UK 13

ROW

黄色 2006, 橙色 2007

德国 2006: 850MWp

德国 2007: 1100MWp

世界 2006: 1600MWp

世界 2007: 2400MWp

From Frank Haugwitz

88

各国光伏产业扶持计划各国光伏产业扶持计划

日本日本 1994.12 1994.12 新阳光计划新阳光计划 欧盟欧盟 1997 1997 百万屋顶计划百万屋顶计划 德国德国 1999-2003 101999-2003 10 万屋顶计划万屋顶计划 德国德国 2004 2004 可再生能源法及新补贴计划可再生能源法及新补贴计划 西班牙及意大利 西班牙及意大利 2005 2005 类似德国的计划类似德国的计划 中国中国 2006 2006 可再生能源法 可再生能源法 (( 上网电价上网电价 )) 美国加州 美国加州 2006.6 112006.6 11 年年 ,30,30 亿美元亿美元 ,100,100 万家万家

庭太阳能系统庭太阳能系统 ,3000MWh,3000MWh 发电量发电量

99

（ 1 ）光伏电池产量份额 （ 2 ）光伏市场份额

2007 年主要国家和地区光伏电池和光伏市场份额

1010

2) 并网光伏发电发展迅速

年份 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

份额(％ )

41.7 50.4 51.4 55.5 65.9 ～ 70 ～ 75 ～ 80

（ Renewables 2007 Global status Report[REN21,WWW.ren21st.net] ）

1111

并网光伏发电在可再生能源中发展速度最快

（ Renewables 2007 Global status Report[REN21,WWW.ren21st.net] ）

1212

３）成本大幅度降低光伏组件成本 30 年来降低了 2 个多数量级。

2006 年光伏发电的成本构成

13132001-2007 年各类薄膜电池产量的增长情况

４）薄膜电池的产业化进程加快

1414

５）光伏产业发展障碍和动力分析 ①发电成本太高但下降空间很大 ②技术进步的推动力及局限性 ③政府政策的激励作用及局限性 ④《上网电价法》的强大推动力及科学性

1515

德国 2007 年的 PV上网电价－法规促进成本降低

系统类型不同规模光伏系统的上网电价，欧元 /k

Wh

30kWp 30-100kWp >100kWp

建筑屋顶 0.574 0.546 0.540

建筑幕帘 0.624 0.596 0.590

地面系统 0.457

德国 2004 年 1月起的光伏发电上网电价（修正）

上网价格 / kWh <30kWp 30-100kWp >100kWp

建筑物和隔音墙 49.21欧分 46.82欧分 46.30欧分光伏建筑集成 地面系统＋ 5欧分地面系统 37.96欧分

1616

◆《上网电价法 》的普及与扩大部分实施上网电价法的国家

国家和地区上网电价，欧元 /kWh

实施时间

德国 0． 55(平均 ) 20

比利时 0． 45 20

希腊 0． 49 20

意大利 0． 45 20

葡萄牙 0． 44 15

西班牙 0． 42 25

华盛顿州 (US） 0． 43（美元） 10

加州（ US） 0． 50（美元） 3

韩国 0． 58 15

1717

2. 2. 世界光伏产业发展趋势世界光伏产业发展趋势 11 ）未来）未来 55 年（年（ 20072007 －－ 20112011 ）的发展）的发展

（ solar Annual 2007 ）

年 2006 2007 2008 2009 2010 2011

电池产量 (GWp) 2.6 4.0 6.1 10.2 15.1 20.5

年增长率 ,% 58 53 54 66 48 36

组件平均销售价 ($/Wp)

4.3 4.1 3.8 3.7 3.5 3.3

平均系统安装价 ($/Wp)

7.8 7.5 7.0 6.6 6.2 5.9

1818

未来 5 年（ 2007 － 2011 ）太阳电池产量预测（ solar Annual 2007 ）

1919

年 2006 2007 2008 2009 2010 2011

太阳电池产量 2.6 4.0 6.1 10.2 15.1 20.5

薄膜电池产量（预测）（实际）

－0.191

0.50.35

1.1 1.5 2.0 2.6

薄膜电池，％（预测）%（实际）

－7.46

12.58.75

18.03－

14.7 13.25 12.68

未来 5 年（ 2007 － 2011 ）薄膜电池的发展

◆◆薄膜电池产量绝对量在增加；薄膜电池产量绝对量在增加；◆◆份额份额 0808 年以前增加，年以前增加， 0808 年以后在减少，是年以后在减少，是考考 虑了硅材料短缺及缓和的影响。虑了硅材料短缺及缓和的影响。

2020

22 ）多晶硅材料增长趋势消耗量的降低趋势）多晶硅材料增长趋势消耗量的降低趋势

2121

（ 1st Workshop Future Direction of PV, Tokyo, 3-4 March 2005 ）

33 ）光伏组件价格）光伏组件价格降低趋势

2222（资料来源： Photon Consulting ）

4 ） 2010 年太阳能光伏发电成本下降趋势

2323

时间 2010 2020 2030 2040 2050 2100

替代比（％） ～ 10 ～ 20 ～ 30 ～ 40 >50 >80

可持续发展所要求的可再生能源替代比例

—太阳能光伏发电量（ TWh ），—世界总发电量（ TWh ）

5 ）未来太阳能光伏发电的替代趋势

2424

6）世界光伏发电路线图 , 累计安装量 , GWp)

年度 2000 2010 2020 2030

美国 0.15 2.1 36 200

欧洲 0.15 3.0 41 200

日本 0.25 4.8 30 205

世界总计（ AIP） 1.0 14.0 200 1850

数据来源： Japanese ， US， EPIA and EREC 2040 scenarios （ EREC - European Renewable Energy Council ， EPIA - European Photovoltaic Industry Agency， AIP - Advanced International Policy Scenario ）

2525

◆世界能耗与可再生能源世界能耗与可再生能源 (TW(TW=109kW))

20042004 世界实际能耗世界实际能耗 13 13 TWTW

20502050 世界预测能耗世界预测能耗 30 TW30 TW

21002100 世界预测能耗世界预测能耗 46 TW46 TW

未开发水力未开发水力 < 0.5 TW< 0.5 TW

海洋能（潮汐、海浪等）海洋能（潮汐、海浪等） < 2 TW< 2 TW

地热能地热能 12 TW12 TW

可利用风力可利用风力 2-4 TW2-4 TW

全球总太阳能全球总太阳能 120,000 TW120,000 TW

经济可开发 经济可开发 600 TW600 TW

美国能源部 Office of Science报告， 2005年 4月。

2626

光伏发电未来的主导地位

2727

太阳级多晶硅

单、多晶硅锭 /硅片

单、多晶硅电池

光伏组件制造

光伏系统集成（光伏电站建设）

专用设备及材料

系统平衡部件（ BOS ）

三。中国光伏产业发展状况 光伏产业链

2828

1. 中国多晶硅产业的发展概况和形势 1) 2005 － 2007 年我国多晶硅产量，吨

2929

2005－ 2007年中国的多晶硅产量及需求，吨

2005年 2006年 2007

多晶硅产量（吨） 80 290 1130

多晶硅需求量（吨） 1652 4686 10597

多晶硅缺额（吨） 1572 4396 9467

注：（ 2005、 2006、 2007年太阳电池的多晶硅用量分别按照 12、 11、 10吨/ MWp计算， 2005、 2006、 2007年晶硅电池产量分别按照 137.7、 426和 1059.7MWp（即扣除薄膜电池产量）计算。

3030

2 ）我国多晶硅产业蓬勃发展形势 据统计，到目前为止，有近 50 家公司正在建设、扩建和筹建以西门子改良法为技术路线的多晶硅生产线，总建设规模超过 10 万吨，总投资超过 1000 亿，其中一期规模超过 4 万吨，投资超过 400 亿。一期建设基本上都在 2006 － 2009 年期间开始，在 2007－ 2010 年期间建成投产。

3131

2 、我国太阳级硅锭 /硅片制造产业

2001 － 2007 年中国太阳级晶体硅锭产量，吨

3232

3 、 我国太阳电池制造业2000 － 2007 年中国太阳电池产量的历年变化

2007 年中国太阳电池产量 1088MWp ，超过日本（ 920MWp ）和欧洲（ 1062.8MWp ），成为世界第一大太阳电池生产国。

3333

4 、组件封装产业概况 2006 年 721 MWp 2007 年 1717 MWp 组件产量是电池产量的约 1.5倍，说明大 约 50 ％的组件所用电池是从海外进口的。

3434

5 。中国光伏发电市场发展概况 ◆2007 年安装 20MWp ◆2007 年底累计安装 100MWp

1976 － 2007 我国光伏系统的年装机容量和累计装机容量变化

3535

6。巨大的社会效益和经济效益我国光伏产业直链就业人数和销售额估计

2005 2006 2007

销售额（亿元）

就业人数

销售额（亿元）

就业人数

销售额（亿元）

就业人数

128 13810 433 39500 882.4 82800

包括相关产业，销售额超过其千亿元，就业人数超过 10 万人。

3636

77 、实施可再生能源法政府行动、实施可再生能源法政府行动

1 ）可再生能源中长期发展规划 2010 年太阳能发电达到 300MWp ， 其中 PV ： 250MWp 2020 年太阳能发电达到 1,800MWp ， 其中 PV ： 1,600MWp

如果保持近两年国内安装量每年翻一番的水平，可以实现 2010年规划目标。

但与世界光伏市场发展和中国光伏产业发展速度来讲，仍然只占很小的比例。

2008-2020 目标安装量尚不及我国 2007 年 1 年的组件生产量。

3737

22 ）目前的进展）目前的进展

解决边远地区无电人口通电问题一直得到政府资金的解决边远地区无电人口通电问题一直得到政府资金的支持支持

各级政府对光伏发电示范和在城市各级政府对光伏发电示范和在城市 \\ 乡村亮化方面的乡村亮化方面的应用态度积极应用态度积极

内蒙古鄂尔多斯内蒙古鄂尔多斯 205205千瓦太阳能聚光光伏电站和上千瓦太阳能聚光光伏电站和上海崇明岛前卫村光伏电站上网电价（每千瓦时海崇明岛前卫村光伏电站上网电价（每千瓦时 44 元）元）77月月 2121 日已获国家发改委批准日已获国家发改委批准

甘肃敦煌甘肃敦煌 10MWp10MWp荒漠光伏电站特许权招标项目已获荒漠光伏电站特许权招标项目已获批准，即将进行。上网电价将低于批准，即将进行。上网电价将低于 44 元。元。

下一个下一个 10MWp10MWp 级荒漠电站特许权招标正在酝酿。级荒漠电站特许权招标正在酝酿。 这也许是良好的开端这也许是良好的开端

3838

四四 . . 讨论与结语讨论与结语

11 、讨论、讨论 ““金融危机”会对中国太阳电池出口金融危机”会对中国太阳电池出口 (( 主要是欧洲主要是欧洲 ))带来多大影响？会对中国光伏产业带来多大影响？带来多大影响？会对中国光伏产业带来多大影响？

扩大内需能够给国内光伏市场快速发展带来多大机遇扩大内需能够给国内光伏市场快速发展带来多大机遇 ?? 太阳能级硅材料供需矛盾缓和可以使太阳电池的价格太阳能级硅材料供需矛盾缓和可以使太阳电池的价格

大幅度下降。大幅度下降。 产能过剩会从何时开始，产能过剩会从何时开始， 20092009 年是光伏企业的“洗年是光伏企业的“洗牌年”？牌年”？

光伏发电存在“高成本、高能耗、高污染”问题吗？光伏发电存在“高成本、高能耗、高污染”问题吗？技术进步可以使光伏发电能量回收期缩短。技术进步可以使光伏发电能量回收期缩短。

3939

11 ））太阳光伏产业将会长期持久性发展太阳光伏产业将会长期持久性发展

光伏技术、产业、市场目前正处于形成光伏技术、产业、市场目前正处于形成生长期，很快进入发展期，作为电能供生长期，很快进入发展期，作为电能供应，将在应，将在 20202020 年左右具有与化石能源年左右具有与化石能源竞争的能力，竞争的能力， 2020-20302020-2030 年作为补充年作为补充能源，能源， 2030-20402030-2040 年作为替代能源，年作为替代能源， 22040040 年以后作为主导能源。年以后作为主导能源。 21002100 年后，年后，光伏发电有望成为人类最主要的电能供光伏发电有望成为人类最主要的电能供应形式。应形式。

4040

2)”2)” 洗牌”也随时可能发生洗牌”也随时可能发生

在金融危机还没有显现之前德意志银行等作出分析预在金融危机还没有显现之前德意志银行等作出分析预测：硅材料供应充足、发达国家补贴政策调整、光伏测：硅材料供应充足、发达国家补贴政策调整、光伏电池产能过剩等因素，会产生竞争激烈，光伏系统价电池产能过剩等因素，会产生竞争激烈，光伏系统价格大幅降低。光伏行业的第一次格大幅降低。光伏行业的第一次洗牌将发生在 2009-2010 ，最严重时发生在 2009 年下半年。从长远来看，洗牌有利于光伏产业健康发展，但是对许多公司来说也许是毁灭性的。

“ 金融危机”也许会使“洗牌”提前到来？ 大型光伏企业向产业链两端延伸也许是明智之举。 出售光伏电力看起来具有更好的和更长远地利益回报。

4141

33 ）关于“高耗能”问题）关于“高耗能”问题

以下引用可再生能源学会副理事长、国家以下引用可再生能源学会副理事长、国家发改委能源所王斯成先生在第十届光伏发改委能源所王斯成先生在第十届光伏大会发言的三张幻灯片：结论是：大会发言的三张幻灯片：结论是：

同其它高耗能产业横向相比，单位能耗的确是高的

总能耗所占比例是不高的 能量回收期≈ 2 年，耗能指标还有可能

下降

4242

TP = EP / ES式中： TP （年）为光伏发电系统能量回收期 EP 为制造光伏系统所消耗的能量（ kWh/Wp ） ES 为光伏发电系统的年发电量（ kWh/Wp. 年）

EP = EP1 + EP2 + EP3 + EP4 + EP4 + EP5 + EP6其中： EP1 为硅砂 冶金硅的能耗： 13kwh/kg EP2 为冶金硅 多晶硅的能耗 200kwh/kg（改良西门子法国内一般水平，国外先进水平为 150 kwh/kg ） EP3 为多晶硅 多晶硅锭、硅片的能耗 18kwh/kg多晶硅铸锭重量 270kg ，并使用多线切割机切片能耗水平 EP4 为多晶硅片 多晶硅光伏电池的能耗 0.2kwh/Wp EP5 为光伏电池 光伏组件的能耗 0.15kwh/Wp含封装材料（钢化玻璃， EVA ， TPT等）的生产能耗 EP6 为光伏组件 光伏系统的能耗 0.15kwh/Wp 含并网控制逆变器、电缆、开关、支架、仪表等的生产能耗

光伏发电（晶体硅太阳电池）的能量回收期计算

4343

多晶硅产率＝多晶硅料 / 冶金硅料＝ 1kg/1.3kg=0.77即每生产 1kg 高纯多晶硅需要 1.3kg 冶金硅

1kg 高纯多晶硅拉制 1kg 硅棒，或浇铸 1kg 硅锭的产率为 0.8 ，即 1kg硅锭 / 硅棒需要 1.25kg 高纯多晶硅；

1kg 硅棒或硅锭可以切 50-60 片 125×125mm 的硅片，按照 56 片计算，每片平均制造 2.4Wp 太阳电池，合计为： 134.4Wp/kg;则： 134.4Wp 太阳电池需要的高纯多晶硅为＝ 1/0.8=1.25kg 1250g/134.4Wp = 9.3g/Wp 134.4Wp 太阳电池需要的冶金硅为＝ 1/0.8×1.3=1.625kg 1625g/134.4Wp = 12.1g/Wp太阳电池组件产率＝ 98％ (即封装成品率 )根据上述参数，得到：EP1 =13kwh/kg×0.0121kg/Wp=0.157kwh/WpEP2 = 200kwh/kg×0.0093kg/Wp=1.86kwh/WpEP3 =18kwh/kg÷134.4Wp/kg=0.134 kwh/Wp

相关参数

4444

EP = EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+EP6 =2.651 kwh/Wp

Es = 1.3kwh/Wp 年（按照全国平均太阳能有效峰值时数1300 小时计算）

TP=EP/ES ≈2.0 年

关于光伏发电能量回收期的结论

太阳电池的使用寿命超过 30 年，电力回报率高达 15倍，随着太阳级硅材料能耗下降（ 200kwh/kg 100kwh/kg ），光伏电池效率继续提高（ 15% 20% ），基片继续减薄，能量回收期还会更短。

4545

44）保持我国光伏产业可持续健康发展需）保持我国光伏产业可持续健康发展需共同努力共同努力

光伏发电系统从太阳电池制作环节开始的能耗只占整光伏发电系统从太阳电池制作环节开始的能耗只占整个产业链的个产业链的 19%19%左右，硅材料及其硅片制备节能降左右，硅材料及其硅片制备节能降耗将对进一步缩短能量回收期、降低光伏系统成本、耗将对进一步缩短能量回收期、降低光伏系统成本、推动光伏产业发展起到重要作用。推动光伏产业发展起到重要作用。

主要在多晶硅生产过程中有废液和废气产生（ SiCl4 ，HCl ），无论从回收利用还是无公害处理都应不存在技术问题。从已经开工生产的多晶硅厂看，通过尾气回收、无公害处理、物料循环使用和综合利用，完全可以做到零排放和清洁生产。

产业链上下游共同努力使光伏电力真正成为绿色能源、清洁能源、未来的替代能源、主力能源……

4646

22 、结语、结语 ◆ 全球光伏发电持续快速、健康发展，太阳级硅材料仍然是目前发展的制约因素，但供求关系渐趋缓和。全球光伏发电前景愈来愈好。 ◆ 中国已成为世界太阳电池的最大生产国，除硅材料供应紧张外，光伏产业链渐趋平衡、协调、健康发展； ◆ 中国当前亟待认真落实可再生能源法，特别是《上网电价法》，启动我国光伏市场，促进光伏产业持续健康发展，为我国能源、环境和社会的可持续发展做出贡献。

4747