【正文】 .非晶硅太陽電池生產(chǎn)線項目可行性研究報告目 錄1 項目的提出2 太陽能光伏技術(shù)對我國未來節(jié)能減排的貢獻(xiàn) 世界對可再生能源減排作用的估計 太陽能利用技術(shù)對我國未來節(jié)能減排作用的估計3 項目的可行性 世界光伏產(chǎn)業(yè)的市場發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 中國光伏產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 非晶硅太陽電池的優(yōu)勢 某新能源有限公司－我國非晶硅太陽電池產(chǎn)業(yè)的開拓者 采用先進(jìn)技術(shù)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的必要性和可行性4 非晶硅太陽電池生產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)效益分析 5MWp雙結(jié)非晶硅太陽電池生產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)效益分析 4060MWp非晶微晶硅太陽電池生產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)效益分析5 研究結(jié)論和項目建議 可行性研究結(jié)論 項目建議1 項目的提出近年來，在嚴(yán)峻的能源替代形勢和人類生態(tài)環(huán)境（地球變暖）的壓力下，在持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步和逐步完善的法規(guī)政策的強(qiáng)力推動下，包括光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的可再生能源產(chǎn)業(yè)在未來的人類能源結(jié)構(gòu)中占有越來越重要的地位，世界及我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)和市場一直在快速發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電已成為世界發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。中國第十屆太陽能光伏會議《常州宣言》（2008/09/22）指出：“未來十年，是光伏發(fā)電向替代能源沖刺的十年”。某新能源有限公司（原哈爾濱克羅拉太陽能電力公司）作為我國最早從事非晶硅太陽電池制造的企業(yè)，也是當(dāng)時我國最大的非晶硅太陽電池制造基地，要在未來的市場競爭中站穩(wěn)腳跟、不斷發(fā)展，在未來新能源行業(yè)擁有重要地位，為我國節(jié)能減排和環(huán)保事業(yè)做出更多貢獻(xiàn)，就必須與時俱進(jìn)，要有科技含量高、能適應(yīng)市場要求的太陽電池產(chǎn)品，并要具有一定規(guī)模的產(chǎn)能。針對非晶硅太陽電池與晶硅太陽電池相比所具有的特點及發(fā)展趨勢，根據(jù)我公司科技研發(fā)的成果及生產(chǎn)經(jīng)營管理經(jīng)驗，經(jīng)過對國內(nèi)生產(chǎn)廠商技術(shù)、設(shè)備和市場情況調(diào)研及對國際光伏行業(yè)了解研究的基礎(chǔ)上，擬突出技術(shù)創(chuàng)新，采用國際先進(jìn)技術(shù)提升技術(shù)水平和擴(kuò)大產(chǎn)能。在原有的1MWp非晶硅太陽電池生產(chǎn)線繼續(xù)運行的基礎(chǔ)上，再建設(shè)一條年產(chǎn)能5MWp的雙結(jié)非晶硅太陽電池生產(chǎn)線，%%，成為國內(nèi)具有較大規(guī)模且技術(shù)先進(jìn)的太陽電池制造企業(yè)，繼而在條件成熟時，爭取資本市場融資，規(guī)劃建設(shè)4060MWp非晶微晶硅太陽電池生產(chǎn)線以及柔性襯底非晶硅太陽電池生產(chǎn)線，成為最大的非晶硅太陽電池生產(chǎn)企業(yè)之一。2 太陽能光伏技術(shù)對我國未來節(jié)能減排的貢獻(xiàn) 世界對可再生能源減排作用的估計 可再生能源不但是重要的后續(xù)能源，而且對未來減排CO2將發(fā)揮重要作用。根據(jù)國際組織預(yù)測，本世紀(jì)中葉可再生能源在一次性能源消耗中將超過50%，可以預(yù)測，隨著可再生能源的快速發(fā)展，對未來CO2減排的貢獻(xiàn)會越來越大。 世界銀行全球基金（GEF）項目，對未來CO2的排放做了如下預(yù)估，如果不采取措施，至2050年。如果積極采取各種清潔能源替代技術(shù)，在25年內(nèi)就可看到明顯效果，在40年內(nèi)可把大氣中CO2的含量降到現(xiàn)在的水平。 兩種情況下的CO2排放結(jié)果量放排況下情同不CO2代年200020102020203020402050單純化石燃料，不采取清潔能源100140150190270350采取各種清潔能源替代技術(shù)100135135140120100 太陽能利用技術(shù)對我國未來節(jié)能減排作用的估計太陽能光伏發(fā)電是一個純物理過程，沒有任何排放。但光伏發(fā)電設(shè)備在其制造過程中使用的是常規(guī)能源，因此從整體上分析，也有CO2的排放。但是，光伏系統(tǒng)每投入1千瓦時電能就將生產(chǎn)出無排放的15千瓦時電力，因而光伏發(fā)電CO2的排放比是常規(guī)燃料的1/15。若我公司新的5MWp太陽電池生產(chǎn)線建成并投產(chǎn)，則每年可為市場提供5MWp太陽電池用來發(fā)電，每年可發(fā)電1,225萬千瓦時，節(jié)省煤炭4,050噸，按生產(chǎn)線運行20年，太陽能光伏電源運行20年計算，累計可提供電力49億度，節(jié)省煤炭162萬噸※，減排CO2 440萬噸。若進(jìn)一步規(guī)劃的4060MWp太陽電池生產(chǎn)線建成并投產(chǎn)，則每年可為市場提供約50MWp太陽電池用來發(fā)電，每年可發(fā)電12,250萬千瓦時，節(jié)省煤炭40,500噸，同時減排CO211萬噸，按生產(chǎn)線運行20年，太陽能光伏電源運行20年計算，累計可提供電力490億度，節(jié)省煤炭1620萬噸※，減排CO2 4400萬噸?！覈壳盁犭娒寒?dāng)量：2010－330gc/kwhe 3 項目的可行性 世界光伏產(chǎn)業(yè)的市場發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 世界光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r太陽能以其無污染、無運輸、無壟斷、維護(hù)簡單、運行安全和永不枯竭等特點，被公認(rèn)為是解決能源與環(huán)境兩大問題的一個最佳選擇。不少國家已將發(fā)展太陽能作為近中期的主要替代能源和中長期的主體能源。以太陽電池的年產(chǎn)量為例，％（,），％（,），盡管因高純硅材料短缺影響了晶體硅太陽電池的產(chǎn)量，％％，一個產(chǎn)業(yè)如此快速發(fā)展在世界上是極為罕見的。表1為過去10年世界太陽電池的年發(fā)貨量和累計用量（GWp），表2為2002007年不同國家和地區(qū)太陽電池產(chǎn)量及份額，圖1為2007年世界主要國家和地區(qū)太陽電池產(chǎn)量份額。表1. 過去10年世界太陽電池/組件的年發(fā)貨量和累計用量（GWp）年 份1998199920002001200220032004200520062007累計用量年發(fā)貨量增長率（％）數(shù)據(jù)來源：PV News Paul Maycock(Photon International 3/2006)，﹡經(jīng)過本報告修正表2. 2002007年世界不同國家和地區(qū)太陽電池產(chǎn)量及份額國家和地區(qū)2006年2007年產(chǎn)量（MWp）份額（%）產(chǎn)量（MWp）份額（%）日本中國大陸中國臺灣德國歐洲其他美國世界其他合計﹡100100圖1：2007年世界主要國家和地區(qū)光伏電池份額 世界光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢及預(yù)測21世紀(jì)前半期是人類能源結(jié)構(gòu)發(fā)生根本變革的時期，在這個變革過程中，可再生能源將逐漸替代常規(guī)化石燃料能源。世界許多國家和機(jī)構(gòu)根據(jù)常規(guī)化石燃料消耗和枯竭速度以及社會總耗能需求的增加，得出了可再生能源替代常規(guī)化石燃料的基本一致的預(yù)測結(jié)果，如表3所示：表3. 可再生能源替代常規(guī)能源預(yù)測年 代2000201020202030204020502100替代比（％）～5～10～20～30～405080太陽能光伏發(fā)電是各國最著力發(fā)展的可再生能源技術(shù)之一,世界能源組織(IEA)及歐洲光伏工業(yè)協(xié)會對太陽能光伏發(fā)電的未來發(fā)展作出以下預(yù)測：2020年世界光伏組件年產(chǎn)量40GWp，光伏發(fā)電總裝機(jī)容量195GWp，發(fā)電量274TWh，占全球發(fā)電量的1%；2040年光伏發(fā)電量7368TWh，占全球發(fā)電量的21%(資料來源：Renewable Energy World，2003)。 世界光伏技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 電池效率不斷提高單晶硅電池的試驗室效率已經(jīng)從50年代的6%%，%。薄膜電池的研究工作也獲得了很大成功，非晶硅薄膜電池實驗室穩(wěn)定效率達(dá)到了13%。其它新型電池，如多晶硅薄膜電池、燃料敏化電池、有機(jī)電池等不斷取得進(jìn)展，更高效率的新概念電池也受到廣泛重視。 生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，太陽電池組件成本大幅度降低 晶硅電池技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，薄膜電池技術(shù)快速發(fā)展圖2是2004年各種電池技術(shù)的市場份額，其中多晶硅56％，單晶硅29％，非晶硅5％。多晶硅電池自1998年開始超過單晶硅后一直持續(xù)擴(kuò)展，包括非晶硅太陽電池在內(nèi)的各種薄膜電池的生產(chǎn)量近年來也在穩(wěn)定增加，反映出技術(shù)進(jìn)步的推動力量。圖2：2004年各種電池技術(shù)所占市場份額 中國光伏產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢我國太陽電池產(chǎn)業(yè)通過上世紀(jì)八十年代的初步形成期，九十年代的穩(wěn)定發(fā)展期，進(jìn)入本世紀(jì)以后我國太陽電池的生產(chǎn)進(jìn)入快速發(fā)展期；截至到2005年底，太陽電池生產(chǎn)能力超過300MWp，趕上了美國，％，其中晶硅電池133MWp。2007年我國太陽電池產(chǎn)量達(dá)到了1,088 MWp，%，躍居全球第一位。圍繞著太陽電池生產(chǎn)，我國逐步形成了一個較完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。例如無錫尚德太陽能有限公司自2001年5月建廠以來，在2003～2004年間持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)達(dá)到82MWp生產(chǎn)能力，隨著太陽電池市場的興起，2005年無錫尚德開始飛速發(fā)展，并打通資本市場，2005年12月14日在美國上市，施正榮不僅創(chuàng)造了短短五年間財富積累的神話，更讓全世界的投資者看到了中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的勃勃生機(jī)。 中國光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃和預(yù)測我國政府重視可再生能源的發(fā)展及應(yīng)用，2006年1月起，我國開始實施《可再生能源法》。截止到2004年底，占全國能源消耗總量的3％。太陽能光伏發(fā)電是可再生能源發(fā)展的重要組成部分，國家第一次在“十一五”（2006～2010年）計劃和中長遠(yuǎn)規(guī)劃中列出了光伏發(fā)電的規(guī)模目標(biāo)，這不僅反映出我國政府對光伏發(fā)電的重視，而且對我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將起到指導(dǎo)和推動作用。表4. 中國太陽能光伏發(fā)電規(guī)劃（至2020年）和預(yù)測（至2050年）年 份2010202020302050裝機(jī)（萬千瓦）35180300060000年發(fā)電量（億千瓦時）4209000按照上述規(guī)劃到2010年，中國光伏發(fā)電的累計裝機(jī)將達(dá)到300MWp、到2050年將達(dá)到600GWp。按照中國電力科學(xué)院的預(yù)測，到2050年，中國可再生能源的電力裝機(jī)將占全國電力裝機(jī)的25％，其中光伏發(fā)電將占5％。國家發(fā)改委在2005年3月下發(fā)的《關(guān)于組織實施可再生能源和新能源高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項的通知》中，將太陽能光伏發(fā)電列為專項重點領(lǐng)域。2007年3月16日，哈爾濱市科技局召開了新能源與節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜易剷?，按照國家科技部的要求，把新能源技術(shù)作為當(dāng)年的重點突破項目，并在《新能源與節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新工程實施方案》中將高效低成本非晶硅、晶體硅太陽光伏電池及組件的技術(shù)發(fā)展作為主要目標(biāo)及任務(wù)。 非晶硅太陽電池的優(yōu)勢因為多晶硅太陽電池制造工藝簡單，較具成本優(yōu)勢，近年來獲得快速發(fā)展。，多晶硅占了76％。由于光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，多晶硅原材料的緊缺情況越來越嚴(yán)重。2005年全世界太陽電池產(chǎn)量1,818MWp，其中晶硅電池約1,700MWp，以多晶硅消耗量12噸/MWp計算。由于供求關(guān)系緊張，多晶硅原材料的價格持續(xù)上漲。2001～2003年，太陽級多晶硅原材料的銷售價格為25美元/公斤，2005年世界市場超過50美元/公斤，黑市超過100美元/公斤，而且繼續(xù)保持上漲趨勢。據(jù)中國工程院專家調(diào)查，2005年我國對多晶硅的需求量為3800噸，其中光伏產(chǎn)業(yè)需求2690噸，而2004年我國多晶硅的產(chǎn)量只有60噸，即使全部供應(yīng)光伏產(chǎn)業(yè)，％。其余只能依賴進(jìn)口。到2010年，我國光伏級多晶硅年需求量將達(dá)4200噸。事實上，多晶硅的上游原材料石英砂在我國并不缺乏，但將其提純?yōu)楦呒児璨牧系南冗M(jìn)技術(shù)基本上掌握在美國、日本和德國幾家生產(chǎn)商手中，基于技術(shù)和市場壟斷的需要，這些生產(chǎn)商既不向中國轉(zhuǎn)讓技術(shù)，也不與中國企業(yè)合資、合作建廠。目前，國內(nèi)雖有40多家小型公司在研究多晶硅提純技術(shù)，但仍然沒有突破性地進(jìn)展，預(yù)計多晶硅原材料緊缺的狀況將持續(xù)到2010年之后。這不僅限制了太陽電池產(chǎn)量的增長，而且使晶體硅電池的成本持續(xù)保持在3～4美元/Wp的水平，嚴(yán)重制約了光伏產(chǎn)業(yè)和市場的發(fā)展。與此同時，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的專家和企業(yè)家已經(jīng)意識到，高純硅提純過程中大量消耗能源并伴有嚴(yán)重的環(huán)境污染，嚴(yán)重影響了晶硅發(fā)電的能源投入產(chǎn)出比，這勢必制約未來晶體硅發(fā)電的普及應(yīng)用和發(fā)展，因而許多廠商紛紛轉(zhuǎn)向非晶硅太陽電池的生產(chǎn)和研發(fā)。 非晶硅太陽電池乘勢而起高純硅材料的緊張，限制了多晶硅太陽電池產(chǎn)業(yè)的增長，這卻給非晶硅太陽電池以及薄膜太陽電池帶來了發(fā)展的機(jī)遇。非晶硅太陽電池是以硅烷及其它特種氣體為原料通過等離子體化學(xué)氣相沉積法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Depositiom）即PECVD法在玻璃等基板上形成非晶硅半導(dǎo)體薄膜而制成的。由于非晶硅半導(dǎo)體薄膜對光的吸收系數(shù)大，其產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換的層面（包括半導(dǎo)體層及接觸層）僅僅只有1μm至幾μm厚，不像晶體硅太陽電池硅片的厚度達(dá)250～300μm，因此，非晶硅太陽電池不受制于高純硅材料的緊缺。在上個世紀(jì)八十年代中期，當(dāng)單結(jié)（PIN結(jié)）非晶硅太陽電池實現(xiàn)大面積工業(yè)化生產(chǎn)時，曾形成了“非晶硅熱”；但在實際使用中發(fā)現(xiàn)，單結(jié)非晶硅太陽電池不但光電轉(zhuǎn)換效率低（％），且光致衰減比較厲害（25％～30％），穩(wěn)定性比較差，無法進(jìn)入主流的光伏發(fā)電市場，而多應(yīng)用于小功率的消費類電子產(chǎn)品市場。近年來，非晶硅太陽電池技術(shù)研發(fā)迅速進(jìn)展，雙結(jié)或多結(jié)（Multijunction）非晶硅及非晶微晶太陽電池技術(shù)及成套制造設(shè)備相繼問世，大大減少了光照后功率衰減的現(xiàn)象，且可吸收不同波段的太陽光，因此光電轉(zhuǎn)換效率也獲得大幅度提高，％～9％，裝置容量達(dá)數(shù)百萬瓦級的非晶硅太陽電池發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)紛紛建設(shè)。非晶硅及非晶微晶薄膜太陽電池與晶體硅太陽電池相比有以下優(yōu)勢：（μm）級，比晶體硅電池薄100倍；、不銹鋼、塑料等作襯底材料；、H2等，原材料豐富且價格便宜；（200～220℃），耗能少；，工藝簡單；，～；，其壽命不僅可與晶體硅電池組件不相上下，而且耐用