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高效制胜 光伏进入“领跑者”时代

导读: 实践证明,不论单多晶技术,都是成熟的晶体硅技术;不论何种路线,加速技术投入与革新,实现更高的效率与更低的度电成本,才是赢得市场的关键。可以确定的是,“更高效更经济”将成为行业共识,技术革新更快、新技术应用更好的企业才能更好地适应“领跑者”时代。

  自1954年美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了转换效率在6%左右的实用单晶硅太阳能电池,1960年人类第一次将光伏发电并入电网开始,至今光伏行业已然发生翻天覆地的变化,光伏发电已成为极其重要的清洁能源。

  光伏发展至今,“效率”与“成本”始终是产业发展的关键词,被重点关注。

  成本优势光伏业发展迅猛

  上世纪90年代后期,人类对光伏发电的需求开始加速,到1999年全球累计光伏装机突破1GW,其后以每年40%左右的速度增长,全球光伏市场呈爆发式增长。下游市场的大幅增长带动了上游扩产,这时期,快速扩张和更低的成本显得更加重要,多晶铸锭明显的成本优势打开了一片新市场。

  规模化量产以及成本优势使得我国光伏产业规模不断扩大,反之,又促进成本进一步下降。国际可再生能源署日前发布最新报告,全球大型地面光伏发电项目的平均投资成本在2009年~2015年间下降了62%(从5美元/瓦降至低于2美元/瓦),尤其“十二五”期间(2011年~2015年),我国光伏发电成本降幅接近70%,已经达到每千瓦时0.8元以下。正如国家能源局新能源和再生能源司副司长梁志鹏指出的一样,“‘十二五’期间我国的光伏产业规模不断扩大,归根到底是依靠成本的竞争优势。”可以说,过去这么多年,我国光伏产业依靠成本优势获得了巨大发展。

  单纯依靠成本优势有其局限性,光伏很可能陷入落后产能不能及时退出市场、先进技术产品无法进入市场、光伏产业整体技术升级缓慢、光伏发电工程质量存在隐患等的局面中。“成本的竞争优势是中国在过去发展中一个特殊时期的优势。在发展的初期,需要有成本方面的优势,但是到了新的时期,如果继续依赖、高度依赖成本竞争优势,那么行业就会进入恶性竞争,走入一个质量有待提高、技术进步缓慢的困境,势必会影响未来持续发展的能力。”梁志鹏表示。

  不变法则越高效越经济

  按照国家能源局提出的目标,到“十三五”末,力争太阳能发电规模较2015年翻两番,成本下降30%。另外,迈入“十三五”,补贴逐渐下调已经成为一种无法避免也不可逆的趋势,光伏产业未来必然走上平价上网的道路。补贴下调的同时,能否继续保持领先优势以及规模增长,实际上取决于现在能不能实现发展方式的转变,转而追求度电成本优势。

  太阳能能量密度低,收集成本高,这一特点决定了降低光伏发电成本的唯一方式,就是提高组件转换效率。需要强调的是,越高效越经济是不变的法则。从单片电池来说,当转换效率提升了,每瓦银浆、硅料等消耗变少了;从单块组件来说,当转换功率提升,每瓦玻璃、背板、铝边框、EVA等消耗减少了。另外,在单位面积上建设光伏电站,电站施工所用的建材、土地、工程成本,其使用数量是刚性的。当组件功率提升,同样容量的电站需要的土地就减少了,相对应的支架、线缆、汇流箱等也减少了,分摊到每一瓦电站建设的成本也就下降了,具有更好的经济性。据测算,组件转换效率每提高1个百分点,光伏发电成本能降低6%以上。

  举例来说,主要光伏电站投资者在270W、280W组件中进行选择时,往往会选择投资收益更高、更高效的“领跑者”组件。相同装机容量电站,280W组件相比270W组件可减少组件用量3.7%,节约土地成本、施工成本、物流运输成本、直流线缆、支架、汇流箱成本等达3.7%。尤其是对于山地、采煤深陷区等复杂地形和水面电站,280W组件可大幅度降低电站工程成本,提高电站收益,更好地体现高效集约的产品优势。

  事实上,光伏制造技术发展的核心也是转换效率。过去5年,无论单晶还是多晶电池,都保持了每年约0.3%~0.4%的效率提升。截至2015年年底,我国年单晶及多晶电池产业化效率分别达到了19.5%和18.2%。当前晶体硅电池实验室转化效率已超过25%,为未来产业化效率提高奠定基础。更重要的是,国家推广“领跑者”先进技术,组件技术先进性的核心指标为转换效率,要求多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的光电转换效率分别达到16.5%和17%以上。

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