中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光伏專委會(huì)趙玉文吳達(dá)成半導(dǎo)體材料

1、. 引言三. 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r四. 討論與結(jié)語(yǔ). 引言引言 2007年我國(guó)一躍成為世界太陽(yáng)電池的第一大生產(chǎn)國(guó)，但國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)發(fā)展依然緩慢，截止2007年底，累計(jì)裝機(jī)不足世界累計(jì)安裝量的1%。產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)之間發(fā)展極不平衡。國(guó)際市場(chǎng)的不確定因素使我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)面臨一定風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)亟待實(shí)施上網(wǎng)電價(jià)法，啟動(dòng)我國(guó)光伏市場(chǎng)。 2007年世界太陽(yáng)電池產(chǎn)量：至2007年底累計(jì)生產(chǎn)達(dá)到12.64 GWp 累計(jì)安裝約12.0 GWp中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告（20062007）2008.至200至2007(GWp)累計(jì)生產(chǎn)12.64累計(jì)安裝12.0最近10年平均年增長(zhǎng)率為41.3%，最近5年的年平均增長(zhǎng)率為49.5，

2、2007年比2006年增長(zhǎng)率56.2%。 (在自2004年以來(lái)硅材料嚴(yán)重短缺情況下)世界光伏產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速、增速發(fā)展。光伏市場(chǎng)仍然是需要政策驅(qū)動(dòng)的市場(chǎng)。黃色2006,橙色2007德國(guó)2006: 850MWp德國(guó)2007: 1100MWp世界2006: 1600MWp世界2007: 2400MWpFrom Frank Haugwitz（1）光伏電池產(chǎn)量份額 （2）光伏市場(chǎng)份額2007年主要國(guó)家和地區(qū)光伏電池和光伏市場(chǎng)份額2) 并網(wǎng)光伏發(fā)電發(fā)展迅速年份2000 2001 2002 2003 2004 200520062007份額()41.750.451.455.565.9707580（Renewab

3、les 2007 Global status ReportREN21,WWW）并網(wǎng)光伏發(fā)電在可再生能源中發(fā)展速度最快（Renewables 2007 Global status ReportREN21,WWW）成本大幅度降低光伏組件成本30年來(lái)降低了2個(gè)多數(shù)量級(jí)。2006年光伏發(fā)電的成本構(gòu)成2001-2007年各類薄膜電池產(chǎn)量的增長(zhǎng)情況 ）薄膜電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快）光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展障礙和動(dòng)力分析 發(fā)電成本太高但下降空間很大 技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)力及局限性 政府政策的激勵(lì)作用及局限性 上網(wǎng)電價(jià)法的強(qiáng)大推動(dòng)力及科學(xué)性德國(guó)2007年的PV上網(wǎng)電價(jià)法規(guī)促進(jìn)成本降低系統(tǒng)類型不同規(guī)模光伏系統(tǒng)的上網(wǎng)電價(jià)，歐元/kWh

4、30kWp30-100kWp100kWp建筑屋頂0.5740.5460.540建筑幕簾0.6240.5960.590地面系統(tǒng)0.457 德國(guó)2004年1月起的光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)（修正）上網(wǎng)價(jià)格/ kWh100kWp建筑物和隔音墻49.21歐分46.82歐分46.30歐分光伏建筑集成地面系統(tǒng)5歐分地面系統(tǒng)37.96歐分上網(wǎng)電價(jià)法 的普及與擴(kuò)大部分實(shí)施上網(wǎng)電價(jià)法的國(guó)家國(guó)家和地區(qū)上網(wǎng)電價(jià)，歐元/kWh實(shí)施時(shí)間德國(guó)055(平均)20比利時(shí)04520希臘04920意大利04520葡萄牙04415西班牙04225華盛頓州(US）043（美元）10加州（US）050（美元）3韓國(guó)05815（solar Ann

5、ual 2007） 年2006 2007 2008 2009 2010 2011電池產(chǎn)量(GWp)2.64.020.5年增長(zhǎng)率,%585354664836組件平均銷售價(jià)($/Wp)平均系統(tǒng)安裝價(jià)($/Wp)未來(lái)5年（20072011）太陽(yáng)電池產(chǎn)量預(yù)測(cè)（solar Annual 2007）年200620072008200920102011太陽(yáng)電池產(chǎn)量2.64.020.5薄膜電池產(chǎn)量（預(yù)測(cè)）（實(shí)際）0.1910.50.32.6薄膜電池，（預(yù)測(cè)）%（實(shí)際）7.461

6、2.58.7518.0314.713.2512.68未來(lái)5年（20072011）薄膜電池的發(fā)展（1st Workshop Future Direction of PV, Tokyo, 3-4 March 2005）降低趨勢(shì)（資料來(lái)源：Photon Consulting）4）2010年太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本下降趨勢(shì)時(shí)間20102020 2030204020502100替代比（）1020 30405080可持續(xù)發(fā)展所要求的可再生能源替代比例 太陽(yáng)能光伏發(fā)電量（TWh），世界總發(fā)電量（TWh）5）未來(lái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的替代趨勢(shì)6）世界光伏發(fā)電路線圖, 累計(jì)安裝量, GWp)年度20002010202020

7、30美國(guó)0.152.136200歐洲0.153.041200日本0.254.830205世界總計(jì)（AIP）1.014.02001850數(shù)據(jù)來(lái)源：Japanese，US，EPIA and EREC 2040 scenarios （EREC - European Renewable Energy Council， EPIA - European Photovoltaic Industry Agency， AIP - Advanced International Policy Scenario）=109kW美國(guó)能源部Office of Science報(bào)告，2005年4月。光伏發(fā)電未來(lái)的主導(dǎo)地位太陽(yáng)級(jí)

8、多晶硅單、多晶硅錠/硅片單、多晶硅電池單、多晶硅電池光伏組件制造光伏組件制造光伏系統(tǒng)集成光伏系統(tǒng)集成（光伏電站建設(shè)）（光伏電站建設(shè)）專用設(shè)備及材料系統(tǒng)平衡部件系統(tǒng)平衡部件（BOS）三。中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r三。中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 光伏產(chǎn)業(yè)鏈1.中國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況和形勢(shì) 1) 20052007年我國(guó)多晶硅產(chǎn)量，噸 20052007年中國(guó)的多晶硅產(chǎn)量及需求，噸2005年2006年2007多晶硅產(chǎn)量（噸）802901130多晶硅需求量（噸）1652468610597多晶硅缺額（噸）157243969467注：（2005、2006、2007年太陽(yáng)電池的多晶硅用量分別按照12、11、10噸/ MW

9、p計(jì)算，2005、2006、2007年晶硅電池產(chǎn)量分別按照137.7、426和1059.7MWp（即扣除薄膜電池產(chǎn)量）計(jì)算。2）我國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展形勢(shì) 據(jù)統(tǒng)計(jì)，到目前為止，有近50家公司正在建設(shè)、擴(kuò)建和籌建以西門(mén)子改良法為技術(shù)路線的多晶硅生產(chǎn)線，總建設(shè)規(guī)模超過(guò)10萬(wàn)噸，總投資超過(guò)1000億，其中一期規(guī)模超過(guò)4萬(wàn)噸，投資超過(guò)400億。一期建設(shè)基本上都在20062009年期間開(kāi)始，在20072010年期間建成投產(chǎn)。2、我國(guó)太陽(yáng)級(jí)硅錠/硅片制造產(chǎn)業(yè)20012007年中國(guó)太陽(yáng)級(jí)晶體硅錠產(chǎn)量，噸 3、 我國(guó)太陽(yáng)電池制造業(yè)20002007年中國(guó)太陽(yáng)電池產(chǎn)量的歷年變化2007年中國(guó)太陽(yáng)電池產(chǎn)量1088M

10、Wp，超過(guò)日本（920MWp）和歐洲（1062.8MWp），成為世界第一大太陽(yáng)電池生產(chǎn)國(guó)。4、組件封裝產(chǎn)業(yè)概況 2006 年 721 MWp 2007年 1717 MWp 組件產(chǎn)量是電池產(chǎn)量的約1.5倍，說(shuō)明大 約50的組件所用電池是從海外進(jìn)口的。 5。中國(guó)光伏發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展概況 2007年安裝20MWp 2007年底累計(jì)安裝100MWp19762007我國(guó)光伏系統(tǒng)的年裝機(jī)容量和累計(jì)裝機(jī)容量變化6。巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)直鏈就業(yè)人數(shù)和銷售額估計(jì)200520062007銷售額（億元）就業(yè)人數(shù)銷售額（億元）就業(yè)人數(shù)銷售額（億元）就業(yè)人數(shù)1281381043339500882.48280

11、0包括相關(guān)產(chǎn)業(yè)，銷售額超過(guò)其千億元，就業(yè)人數(shù)超過(guò)10萬(wàn)人。1）可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃）可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃n2010年太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到年太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到300MWp， n其中其中PV：250MWpn2020年太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到年太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到1,800MWp，n其中其中PV：1,600MWpn如果保持近兩年國(guó)內(nèi)安裝量每年翻一番的水平，可以實(shí)現(xiàn)如果保持近兩年國(guó)內(nèi)安裝量每年翻一番的水平，可以實(shí)現(xiàn)2010年規(guī)劃目標(biāo)。年規(guī)劃目標(biāo)。n但與世界光伏市場(chǎng)發(fā)展和中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度來(lái)講，仍然只但與世界光伏市場(chǎng)發(fā)展和中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度來(lái)講，仍然只占很小的比例。占很小的比例。n2008-2020目標(biāo)安裝量尚不及我

12、國(guó)目標(biāo)安裝量尚不及我國(guó)2007年年1年的組件生產(chǎn)量。年的組件生產(chǎn)量。洗牌將發(fā)生在洗牌將發(fā)生在2009-2010，最嚴(yán)重時(shí)發(fā)生在，最嚴(yán)重時(shí)發(fā)生在2009年下半年。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)年下半年。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，洗牌有利于光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，但是對(duì)許多公看，洗牌有利于光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，但是對(duì)許多公司來(lái)說(shuō)也許是毀滅性的。司來(lái)說(shuō)也許是毀滅性的。n“金融危機(jī)金融危機(jī)”也許會(huì)使也許會(huì)使“洗牌洗牌”提前到來(lái)？提前到來(lái)？n大型光伏企業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈兩端延伸也許是明智之舉。大型光伏企業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈兩端延伸也許是明智之舉。n出售光伏電力出售光伏電力看起來(lái)具有更好的和更長(zhǎng)遠(yuǎn)地利益回看起來(lái)具有更好的和更長(zhǎng)遠(yuǎn)地利益回報(bào)。報(bào)。n同其它高耗能產(chǎn)業(yè)橫向相

13、比，單位能耗同其它高耗能產(chǎn)業(yè)橫向相比，單位能耗的確是高的的確是高的n總能耗所占比例是不高的總能耗所占比例是不高的n能量回收期能量回收期2年，耗能指標(biāo)還有可能年，耗能指標(biāo)還有可能下降下降TP = EP / ES式中：式中：TP（年）為光伏發(fā)電系統(tǒng)能量回收期（年）為光伏發(fā)電系統(tǒng)能量回收期 EP 為制造光伏系統(tǒng)所消耗的能量（為制造光伏系統(tǒng)所消耗的能量（kWh/Wp） ES 為光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量（為光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量（kWh/Wp.年）年）EP = EP1 + EP2 + EP3 + EP4 + EP4 + EP5 + EP6其中其中：EP1為硅砂為硅砂 冶金硅的能耗：冶金硅的能耗：13kwh

14、/kg EP2 為冶金硅為冶金硅 多晶硅的能耗多晶硅的能耗 200kwh/kg（改良西門(mén)子法國(guó)內(nèi)一般水平，國(guó)外先進(jìn)水平為（改良西門(mén)子法國(guó)內(nèi)一般水平，國(guó)外先進(jìn)水平為150 kwh/kg） EP3為多晶硅為多晶硅 多晶硅錠、硅片的能耗多晶硅錠、硅片的能耗 18kwh/kg多晶硅鑄錠重量多晶硅鑄錠重量270kg，并使用多線切割機(jī)切片能耗水平，并使用多線切割機(jī)切片能耗水平 EP4為多晶硅片為多晶硅片 多晶硅光伏電池的能耗多晶硅光伏電池的能耗 0.2kwh/Wp EP5為光伏電池為光伏電池 光伏組件的能耗光伏組件的能耗 0.15kwh/Wp含封裝材料（鋼化玻璃，含封裝材料（鋼化玻璃，EVA，TPT等）的

15、生產(chǎn)能耗等）的生產(chǎn)能耗 EP6為光伏組件為光伏組件 光伏系統(tǒng)的能耗光伏系統(tǒng)的能耗 0.15kwh/Wp 含并網(wǎng)控制逆變器、電纜、開(kāi)關(guān)、支架、儀表等的生產(chǎn)能耗含并網(wǎng)控制逆變器、電纜、開(kāi)關(guān)、支架、儀表等的生產(chǎn)能耗光伏發(fā)電（晶體硅太陽(yáng)電池）的能量光伏發(fā)電（晶體硅太陽(yáng)電池）的能量回收期計(jì)算回收期計(jì)算多晶硅產(chǎn)率多晶硅料多晶硅產(chǎn)率多晶硅料/冶金硅料冶金硅料1kg/1.3kg=0.77即每生產(chǎn)即每生產(chǎn)1kg高純多晶硅需要高純多晶硅需要1.3kg冶金硅冶金硅1kg高純多晶硅拉制高純多晶硅拉制1kg硅棒，或澆鑄硅棒，或澆鑄1kg硅錠的產(chǎn)率為硅錠的產(chǎn)率為0.8，即，即1kg硅錠硅錠/硅棒需要硅棒需要1.25kg高

16、純多晶硅；高純多晶硅；1kg硅棒或硅錠可以切硅棒或硅錠可以切50-60片片125125mm的硅片，按照的硅片，按照56片計(jì)算，每片計(jì)算，每片平均制造片平均制造2.4Wp太陽(yáng)電池，合計(jì)為：太陽(yáng)電池，合計(jì)為：134.4Wp/kg;則：則：134.4Wp太陽(yáng)電池需要的高純多晶硅為太陽(yáng)電池需要的高純多晶硅為1/0.8=1.25kg 1250g/134.4Wp = 9.3g/Wp 134.4Wp太陽(yáng)電池需要的冶金硅為太陽(yáng)電池需要的冶金硅為1/0.81.3=1.625kg 1625g/134.4Wp = 12.1g/Wp太陽(yáng)電池組件產(chǎn)率太陽(yáng)電池組件產(chǎn)率98(即封裝成品率即封裝成品率)根據(jù)上述參數(shù)，得到：根

17、據(jù)上述參數(shù)，得到：EP1 =13kwh/kg0.0121kg/Wp=0.157kwh/WpEP2 = 200kwh/kg0.0093kg/Wp=1.86kwh/WpEP3 =18kwh/kg134.4Wp/kg=0.134 kwh/Wp相關(guān)參數(shù)相關(guān)參數(shù)EP = EP1+EP2+EP3+EP4+EP4+EP5+EP6 =2.651 kwh/WpEs = 1.3kwh/Wp年（按照全國(guó)平均太陽(yáng)能有效峰值時(shí)數(shù)年（按照全國(guó)平均太陽(yáng)能有效峰值時(shí)數(shù)1300小時(shí)計(jì)算）小時(shí)計(jì)算）TP=EP/ES 2.0年年關(guān)于光伏發(fā)電能量回收期的結(jié)論關(guān)于光伏發(fā)電能量回收期的結(jié)論太陽(yáng)電池的使用壽命超過(guò)太陽(yáng)電池的使用壽命超過(guò)30

18、年，電力回報(bào)率高達(dá)年，電力回報(bào)率高達(dá)15倍，隨著太陽(yáng)級(jí)硅倍，隨著太陽(yáng)級(jí)硅材料能耗下降（材料能耗下降（200kwh/kg 100kwh/kg），光伏電池效率繼續(xù)提高），光伏電池效率繼續(xù)提高（15% 20%），基片繼續(xù)減薄，能量回收期還會(huì)更短。），基片繼續(xù)減薄，能量回收期還會(huì)更短。n主要在多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中有廢液和廢氣產(chǎn)生（主要在多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中有廢液和廢氣產(chǎn)生（SiCl4 ，HCl ），無(wú)論從回收利用還是無(wú)公害處理都應(yīng)不存），無(wú)論從回收利用還是無(wú)公害處理都應(yīng)不存在技術(shù)問(wèn)題。從已經(jīng)開(kāi)工生產(chǎn)的多晶硅廠看，通過(guò)在技術(shù)問(wèn)題。從已經(jīng)開(kāi)工生產(chǎn)的多晶硅廠看，通過(guò)尾氣回收、無(wú)公害處理、物料循環(huán)使用和綜合利用，尾氣回收、無(wú)公害處理、物料循環(huán)使用和綜合利用，完全可以做