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欧洲和我国光伏发展与分析

欧洲和我国光伏发展与分析. 沈 辉 中山大学太阳能系统研究所 中山大学电力电子及控制技术研究所 shenhui1956@163.com. 主要内容. 光伏意义与实用性思考 光伏产业的形成与兴起 欧洲光伏发展现状与前景预测 我国光伏发展现状与问题 光伏发展前沿与关键问题 光伏发展前景展望 我国光伏发展的思考与建议. 光伏意义与实用性思考. 太阳辐射特征： - 波长： : 300-3000 nm, 由紫外线（ 9% ）、可见光（ 45% ）到近红外（ 46%; - 能量： E= h/  = h  - 寿命： 50 亿年

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欧洲和我国光伏发展与分析

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  1. 欧洲和我国光伏发展与分析 沈 辉 中山大学太阳能系统研究所 中山大学电力电子及控制技术研究所 shenhui1956@163.com

  2. 主要内容 • 光伏意义与实用性思考 • 光伏产业的形成与兴起 • 欧洲光伏发展现状与前景预测 • 我国光伏发展现状与问题 • 光伏发展前沿与关键问题 • 光伏发展前景展望 • 我国光伏发展的思考与建议

  3. 光伏意义与实用性思考 • 太阳辐射特征： - 波长：: 300-3000 nm,由紫外线（9%）、可见光（45%）到近红外（46%; - 能量：E= h/ = h - 寿命：50亿年 • 光伏效应： - 固体半导体材料：硅 - 光子能量-电子运动：电流 - 光伏发电无污染 • 硅的意义： - 除氧以外的丰度第二的元素（25%），无毒，可循环利用 - 电子器件、集成电路基础 –电子时代、信息时代 - 太阳电池：阳光+ 硅-光伏发电- 永恒的能源，人类发展物质条 件

  4. 光伏产业的形成与兴起 从沙子到太阳电池的工业产业链： • 石英沙 SiO2 • 冶金级硅 Si (SiO2 + C, 97-99%) • 三氯氢硅 SiHCl3 (Si + HCl, 9N-12N) • 多晶硅原料 poly-Si feedstock (SiHCl3 + H2, 6N-9N) • 晶体生长 (mono-Si, poly-Si) • 硅片 (wafer) • 太阳电池 (solar cell) • 太阳电池组件 (solar module) • 光伏系统 (PV system)

  5. 光伏产业的形成与兴起 • 多晶硅 美国、德国、日本、挪威 我国峨嵋，新光、洛阳中硅已有生产， 湖北、江苏等地建设之中 • 硅片 德国、挪威、日本 单晶硅片：河北宁晋、辽宁锦州、江苏扬州、常州、浙江 多晶硅片：保定天威英利、新余塞维LDK、宁波、北京中联等

  6. 光伏产业的形成与兴起 典型的具备完整产业链企业： • REC,挪威， 从硅材料到组件 • Solar World, 德国，从硅材料到组件 • Kyocera,日本，从硅片到组件 • 天威英利， 从硅片到组件（硅材料） • 常州天合，从硅片到组件

  7. 光伏产业的形成与兴起

  8. 光伏产业的形成与兴起

  9. 光伏产业的形成与兴起

  10. 太阳能光伏发展现状-太阳电池发展历程 • 1976 -1996 太阳电池生产缓慢发展，0.32 MW（USA）- 88.6 MW • 1999 201.3 MW • 2004 1194 MW • 2005 1817.7 MW • 美国1976 -1983，1993 -1998产量领先 • 日本1984 -1992，1999-2006产量领先 • 我国2004年太阳电池产量（52 MW ）开始超过印度（36 MW ） • 1999年非晶硅电池占12%，逐年下降，到2004维持在4% • 1998年多晶硅电池超过单晶硅，至今为止保持第一位，从2001年开始大于50% • 晶体硅电池大于90%，占主导地位，10-20年内不会改变！ • 从2005年起，我国太阳电池产量仅排在日本、德国之后，名列第三位 • 德国是最大的光伏市场、日本其次 • 我国光伏市场没有形成，产品主要用于出口

  11. 世界十大太阳电池生产厂2003-2005排名与产量(MW)世界十大太阳电池生产厂2003-2005排名与产量(MW)

  12. 2003-2005太阳电池产量地区分布（MW, %）

  13. 1999 - 2005各类太阳电池的产量百分比(%)

  14. CY05 CY06 Sharp 1st 1st 1.4% Q-Cells 2nd 2nd 52.5% Kyocera 3rd 3rd 26.8% Suntech 9th 4th 92.1% Sanyo 4th 5th 24.0% Mitsubishi 5th 6th 11.0% Motech 10th 7th 83.3% Schott 7th 8th 1.1% Solar World 6th 9th -11.3% BP 8th 10th -2.6% SunPower NR 11th 172.6% Isofoton 11th 12th 15.1% First Solar NR 13th 200% Nanjing NR 14th 757.1% Ersolr NR 15th 100% Photowatt 12th 16th 0% Others WorldCellProductionRanking　（CY2006） [MW] Growth Rate 107.8% ＰＶNews－March2007

  15. 欧洲光伏发展与前景预测 • 欧盟会议主题： • 2020-20-20：多些可再生；多些环保 • 到2020年，可再生能源发电占20% • 到2020年，二氧化碳减少20% （1995） • 德国八国峰会： • 德国提出环保新目标： • 2050：二氧化碳减少50% （1990） • 2050：温度上升限制在2 C

  16. 德国光伏发展现状与发展 • 1991-1995，1000光伏屋顶，光伏并网发电回收政策开始 • 1995-1998，巩固时间 • 2000，制定可再生能源法 • 1991-2003 100000光伏屋顶，总共安装300 MW • 2003年秋天10万屋顶计划完成 • 2004，修正可再生能源法 • 2004 安装600 MW

  17. 德国光伏发展现状与发展 • 1999-2006年每年光伏安装数量: (MW) • 1999: 12 • 2000: 40 • 2003: 150 • 2004: 600 • 2005: 750 • 2006: 750 • Until 2006, Total 2500 MW ( until 1997 total 57MW)

  18. 德国光伏发展现状与发展 BSW (der Bundesverband Solarwirschaft)统计： • 2005年安装750 MWp • 2006年安装750 MWp • 德国总共安装并网光伏2550 MWp Photon 统计： • 2005年安装912 MWp • 2006年安装1150 MWp • 德国总共安装并网光伏3300 MWp

  19. 德国光伏发展现状与发展 • 德国联邦环境部： • 到2020年德国总共安装并网光伏10 GWp • 2006年已经安装了按保守的数字也有2550 MWp，还有约7.5 GWp • 从2006年到2020年还有14年，按每年平均安装540 MWp即可达到目标 • 德国到2020，1000亿欧元投入光伏发电份额占2%？价值大争论 • 继续发展，但降低补助价格和设备价额，2008年7%幅度降低

  20. 德国光伏硅片2006年产量、产能和2007年扩产计划德国光伏硅片2006年产量、产能和2007年扩产计划

  21. 德国太阳电池2006年产量、产能和2007年扩产计划德国太阳电池2006年产量、产能和2007年扩产计划

  22. 德国太阳电池组件2006年产量、产能和2007年扩产计划（1）德国太阳电池组件2006年产量、产能和2007年扩产计划（1）

  23. 德国太阳电池组件2006年产量、产能和2007年扩产计划德国太阳电池组件2006年产量、产能和2007年扩产计划

  24. 德国薄膜太阳电池2006年产量、产能和2007年扩产计划德国薄膜太阳电池2006年产量、产能和2007年扩产计划

  25. 2006年德国太阳电池和组件进出口情况 (MW) 组件市场 700 电池产量 514 电池出口 (34%) 173 (加工组件) 自用电池 (66%) 341 进口组件 359 说明：在进口组件中本国生产电池为173 MW (48%), 实际使用的进口电池为186 MW (52%)

  26. 2007年德国太阳电池和组件进出口情况 (MW) • 组件市场 2000 • 电池产量 891 • 电池出口(34%) 236 (加工组件) • 自用电池(66%) 656 • 进口组件 1344 • 说明： 在进口组件中本国生产电池为236 MW (17%)， 实际使用的进口电池为1.108 MW (83%)

  27. 国外太阳能光伏应用-世界并网补贴 • 国家 补贴（欧元） 时间持续（年） 备注 • 欧洲 • 比利时 0.45 20 只在Flandern • 德国 0.55 20 • 法国 0.15 20 补贴0.30 在Korsika和在海外 • 希腊 0.49 20 0.57在岛上 • 意大利 0.45 20 比较复杂的规定 • 葡萄牙 0.44 15 • 西班牙 0.42 25 • 捷克 0.20 • 美国 • 华盛顿州 0.43（美元） 10 部件必须在当地生产 • 加利福利亚州 0.50（美元） 3 示范项目 • 亚洲 • 南韩 0.58(176 SKW) 15

  28. 国外太阳能光伏应用-2004年德国并网补贴 系统类型 安装规模 补贴 （欧元/度） 开阔地 0.457 （基本数） 屋顶 <30 kW 0.574 >30 kW 0.546 >100 kW 0.540 建筑集成(BIPV) <30 kW 0.624 >30 kW 0.596 >100 kW 0.590 • 补贴时间持续20年，从2005年起，每年5%递减

  29. 国外太阳能光伏应用-2007年德国并网补贴 系统类型 安装规模 补贴 （欧元/度） • 开阔地 37.96 • 屋顶 ≤30 kW 49.21 ﹥30 ≤ 100 kW 46.82 ﹥100 kW 46.30 • 幕墙 ≤30 kW 54.21 ﹥30 ≤ 100 kW 51.82 ﹥100 kW 51.30 *Photon, 1/2007, p.116

  30. 国外太阳能光伏应用-德国发展 2004年德国可再生能源发电：9.3% • 风能 25 TWh （4%） • 水力 21 TWh • 生物质能 9.4 TWh • 光伏发电 0.5 TWh （＜1‰） • 合计 55.9 TWh • 2004年德国发电总量：55.9 x 100 / 9.3 = 601 TWh • k=103（千），M=106（百万），G = 109（10亿），T=1012（万亿）

  31. 国外太阳能光伏应用-德国发展 2006年德国可再生能源发电：11.6% • 其中光伏发电 2.8%

  32. 西班牙光伏发展 欧洲光伏第二大市场 • 市场容量小，相当于德国零头: 2005: 21 MW, 2006: 38 MW • 光伏回收价格：€0.41kWh适用于小规模， €0.22/kWh适用于大规模 • 2010发展目标: 128-400 MW • 两个主要光伏厂家：Isofoton, BP Solar，产能71 MW • 建设硅材料厂，第一期1500吨（2009），第二期3000吨

  33. 意大利光伏发展 • 光伏回收价格： • €0.37/kWh适用于地面安装， €0.49/kWh适用于光伏建筑结合 • 补助每年2%降低 • 发展目标2200 MW,其中2/3为地面安装的大型系统

  34. 希腊光伏发展 • 日照情况好，光热有很好的发展，但光伏发展很少 • 发展海岛光伏发电 • 光伏补助 €0.40-0.50%/kWh • 可再生能源发展目标：2010：20.10 %；2020：29% • 光伏计划：170 - 500MW

  35. 法国光伏发展 • 只发展光伏建筑一体化项目 • 光伏建筑一体化并网补助价额最高达 €0.55/kWh • 圣德班与Shell联合发展薄膜太阳电池

  36. 光伏建筑一体化是国际发展主流方向 光伏建筑一体化定义： 太阳电池成为建筑本身的一部分，如屋顶瓦、幕墙、门窗、遮阳篷等 德国两位建筑师撰写“太阳能设计-光伏用于老建筑、城市和乡村场所” 德国Schueco实践案例光伏建筑一体化发展案例：太阳电池是最具美感的建筑材料之一

  37. 德国，遮阳挡雨，14.2 kW

  38. 德国， 光伏幕墙9 kW， 光热幕墙100 kW

  39. 德国，光伏幕墙 9.2 kW

  40. 德国，光伏幕墙10 kW

  41. 英国，光伏幕墙73 kW

  42. 德国， 光伏走廊 10 kW

  43. 荷兰，装饰性光伏屋顶

  44. 意大利，外强装饰，21 kW

  45. 我国光伏发展现状与问题 • 就我国可再生能源技术的发展水平、产业规模和国际竞争水平，太阳能技术是发展最好的，这主要表现在太阳能光热和光伏产品质量和产业规模等方面。像太阳能热水器有山东皇明、清华阳光、山东力诺等为代表，而太阳电池有至今为止，已有9家企业在境外上市：如无锡尚德、浙江煜辉、苏州阿特斯、常州天合、江苏林洋、河北晶澳、中电光伏、塞维LDK和天威英利等。此外，深圳珈伟和深圳拓日等也在积极筹划上市 • 我国的太阳能产品，像太阳能热水器，特别是太阳电池组件大量出口德国、西班牙等欧洲国家。从太阳能产品的质量和生产技术来看，我国与国际发达国家的水平相差不大，甚至非常接近。从近几年德国大量进口我国太阳电池组件产品的事实来看，可充分反映这一点。

  46. 我国光伏发展现状与问题 • 在光伏发电的推广方面，德国、日本光伏推广模式都非常成功，值得借鉴。这两个国家发展的基本思路是将晶体硅太阳电池作为主导产品，并采用屋顶计划和并网发电的基本形式，发展的主要的推动力是政府的光伏发电补贴政策和银行贷款的激励机制。 • 德国政府带头利用太阳能，像柏林的议会大厦、柏林火车站等许多公共设施与场所，都大量采用光伏发电设备。 • 我国的香港、深圳等城市也在公共建筑上安装光伏示范系统，如香港科技园、深圳园博会等。其中深圳园博会光伏功率达到1MW规模，是目前我国最大的光伏并网发电系统。 • 2008北京奥运会、2010年上海世博会及2010年广州亚运会等，都应该成为我国太阳能利用大规模示范的理想场所，若干个5-10 MW的光伏发电规模无论如何应该能在3-5年内能够实现。通过大规模的工程示范，既可充分展示我国太阳能技术的水平，也能从中发现与发达国家的发展差距，为大规模利用太阳能积累实际经验和技术数据，这对我国太阳能企业的发展是非常重要的。

  47. 我国光伏发展现状与问题 生产情况： • 太阳电池产能超过1000 MW • 太阳电池组件产能更高 市场情况： • 组件出口 • 灯具出口 • 国内市场有待开拓 原材料和设备： • 硅材料、硅片进口 • 生产技术与设备 • 多晶硅炉，太阳电池关键设备进口

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