【文章內(nèi)容簡介】 年增長了 %。 2021 年各種一次能源比例為：煤炭占 %、石油占 %、天然氣占 %、水電占 %、核電占 %。 2021 年，中國的原油進(jìn)口達(dá)到 億 t，大約是中國原油總需求的 50%。圖 2－ 1－ 1 是中國的一次能源消費(fèi)構(gòu)成。 可行性研究報(bào)告 7 2 0 0 6 年中國一次能源消費(fèi)構(gòu)成水電%石油%煤炭%天然氣%核電%煤炭石油天然氣水電核電 圖 211 2021 年中國一次能源消費(fèi) 構(gòu)成（建議提供最新的示意圖） 預(yù)計(jì)到 2020 年，中國一次能源需求量為 33 億 tce，煤炭供應(yīng)量為 29 億 t，石油為 億 t；然而，到 2020 年我國煤炭生產(chǎn)的最大可能約為 22 億 t 左右，石油的最高產(chǎn)量也只有 億 t，供需缺口分別為 7 億 t 和 億 t。顯然，要滿足未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于能源的需求，完全依靠煤炭、石油等常規(guī)能源是不現(xiàn)實(shí)的。 我國能源供應(yīng)狀況為煤炭比重過大，環(huán)境壓力沉重；人均能耗遠(yuǎn)低于世界平均水平，能源技術(shù)落后，系統(tǒng)效率低，產(chǎn)品能耗高，資源浪費(fèi)大。我國能源供應(yīng)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：一是能源決策國際環(huán)境復(fù) 雜化，對國外石油資源依存度快速加大，二是化石能源可持續(xù)供應(yīng)能力遭遇嚴(yán)重挑戰(zhàn)。長遠(yuǎn)來看，能源資源及其供應(yīng)能力將對我國能源系統(tǒng)的可持續(xù)性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。顯然，從能源資源、環(huán)境保護(hù)的角度，如此高的能源需量，如果繼續(xù)維持目前的能源構(gòu)架是絕對不可行的。因此，在大力提高能效的同時(shí)，積極開發(fā)和利用可再生能源，特別是資源量最大，分布最普遍的太陽能將是我國的必由之路。 我國電力供需現(xiàn)狀及預(yù)測 2021 年，全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到 億 千瓦，同比增長 %。其中，水電達(dá)到 億 千瓦，約占總?cè)萘?%； 火電達(dá)到 億 千瓦 ， 約占總?cè)萘?%； 全國發(fā)電量達(dá)到 24747 億千瓦時(shí)，同比增加 2804 億千瓦時(shí)，增速%。 2021 年 ， 全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到 億千瓦，同比增長 %。其中，水電達(dá)到 億 千瓦，約占總?cè)萘?%；火電 達(dá)到 億千瓦， 約占總?cè)萘? 可行性研究報(bào)告 8 %； 2021 年全國發(fā)電量達(dá)到 28364 億千瓦時(shí)，同比增長 %。 根據(jù)專家 預(yù)計(jì) 2021 年至 2021 年全社會用電量的年均增速在 12%左右 ，2021～ 2020 年增速在 8%左右 。 根據(jù)以上預(yù)測結(jié)果， 到 2020 年，中國電力 裝機(jī)容量將突破 12 億千瓦， 發(fā)電 量將超過 6 萬億千瓦時(shí)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上翻一番多。 我國的一次能源儲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，大約只有世界總儲量的 10%，必須慎重地控制煤電、核電和天然氣發(fā)電的發(fā)展；煤電的發(fā)展不僅僅受煤炭資源的制約，還受運(yùn)輸能力和水資源條件的制約；核電的發(fā)展同樣受核原料和安全性的制約，核廢料處理的問題更為嚴(yán)重，其成本是十分高昂的；我國的環(huán)境問題日益顯現(xiàn)，發(fā)展煤電和大水電必須要考慮環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，必須計(jì)入外部成本。因此大力發(fā)展可再生能源發(fā)電是我國解決能源危機(jī)和保證可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，而太陽能發(fā)電將在 未來中國能源供應(yīng)中占據(jù)主要地位。 圖 221 是我國各種一次能源儲采比與世界比較表 約71年約216 年約45年約61年約50年約105 年約30年約15年2021205021002150220022502300石油 天然氣 煤 鈾年世界 中國 圖 221 世界并網(wǎng)光伏發(fā)電市場份額逐年增長情況表 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1996 1997 1998 1999 2021 2021 2021 2021 2021 2021年光伏系統(tǒng)市場份額份額 世界光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀 可行性研究報(bào)告 9 光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有了幾十年的歷史且發(fā)展迅速，目前是一種較為成熟、可靠的技術(shù)，并逐漸從過去用于獨(dú)立的系統(tǒng)，朝大規(guī)模并網(wǎng)方向發(fā)展。最近10 年太陽電池組件生產(chǎn)的年平均增長率達(dá)到 33%，最近 5 年的年平均增長率達(dá)到 43%， 2021年世界太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到 2500MWp，累計(jì)發(fā)貨量達(dá)到 8500MWp。我國的光伏制造業(yè)在最近幾年也取得了突飛猛 進(jìn)的發(fā)展，例如光伏電池生產(chǎn)能力從 2021 年初的 1480MWp 上升到 2021 年的 1700MWp；從 2021 年的產(chǎn)量看，我國已經(jīng)超過德國，僅次于日本，成為世界第二大光伏電池生產(chǎn)國，在世界前 16名光伏企業(yè)中，我國已經(jīng)占了 4 個。但與此同時(shí)，我國的光伏發(fā)電市場發(fā)展緩慢，到 2021 年底，獨(dú)立光伏系統(tǒng)累計(jì)推廣約 90MWp，主要用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)居民生活用電，并網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)剛剛開始進(jìn)入示范階段，建立了 20 多座容量在幾十 KW 到 1MWp 不等的光伏電站，累計(jì)裝機(jī)接近 10MWp，制造業(yè) 95% 以上的光伏產(chǎn)品依賴國際市場。 世界 光伏產(chǎn)業(yè)和市場的另一個突出特點(diǎn)是：光伏發(fā)電在能源中的替代功能越來越大，主要表現(xiàn)在并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用比例增加非常快，并成為光伏發(fā)電的主導(dǎo)市場。并網(wǎng)發(fā)電在光伏市場中的主導(dǎo)地位在人類能源變革中具有重要意義，它標(biāo)志著光伏發(fā)電由邊遠(yuǎn)地區(qū)離網(wǎng)和特殊應(yīng)用向電網(wǎng)電源發(fā)展、由補(bǔ)充能源向替代能源轉(zhuǎn)變、人類社會開始建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的能源體系。 世界光伏發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展前景 世界上一些主要國家都制定了國家光伏發(fā)展路線和發(fā)展目標(biāo)，現(xiàn)對比如下： 表 241 世界主要國家光伏發(fā)電成本預(yù)測一覽表 光伏發(fā)電成本預(yù)測 年份 2021 2021 2020 日本（日元 /） 30 23 14 歐洲（歐元 /） 美國（美元 /） 中國（元 /） 表 242 世界主要國家光伏發(fā)電裝機(jī)預(yù)測一覽表 光伏發(fā)電裝機(jī)預(yù)測 /GWp 年份 2021 2021 2020 日本 30 歐洲 41 美國 36 中國 可行性研究報(bào)告 10 其它 世界 14 200 表 243 世界光伏市場主要國家的政策 國家 德國 日本 西班牙 意大利 美國 電價(jià)政策形式 固定 靜電表 固定∕溢價(jià) 配額制 靜電表 電價(jià)水平 ～ 歐分∕KWH 30～ 35日元∕ KWH ～ 歐分∕KWH 11～ 13歐分∕ KWH 10～ 15美分∕ KWH 優(yōu)惠電價(jià)年限 20～ 21 無限制 25 以上 20 無限制 其它財(cái)稅政策 無 投資補(bǔ)貼 10%～50% 無 投資補(bǔ)貼 投資補(bǔ)貼、稅收、貸款 太陽能資源（系統(tǒng)年有效滿發(fā)小時(shí)數(shù)） 900～1000 900～1000 1200～1500 南部為主 1200～1500 南部為主 1100～1500 從長遠(yuǎn)看，太陽能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來占據(jù)世界消費(fèi)的重要位置，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應(yīng)的主體。根據(jù)歐盟聯(lián)合研究中心（ JRC）的預(yù)測，到 2030 年世界可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到 30%以上，太陽能光伏發(fā)電在世界總電力的供應(yīng)中達(dá)到 10%以上； 2040 年可再生能源占總能耗 50%以上，太陽能發(fā)電將占電力的 20%以上；到 21 世紀(jì)末可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中占到 80%以上，太陽能發(fā)電占到 60%以上，顯示出重要戰(zhàn)略地位。 世界光伏技術(shù)發(fā)展趨勢 技術(shù)進(jìn)步是降低成本、促進(jìn)發(fā)展的根本原因。幾十年來圍繞著降低成本的各項(xiàng)研究開發(fā)工作取得了輝煌的成就，表現(xiàn)在電池效率的不斷提高，硅片厚度的持續(xù)降低和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)不斷改進(jìn)等方面，對降低光伏發(fā)電成本起到了決定性的作用。 （ 1）電池效率的不斷提高 單晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室最高效率已經(jīng)從 50 年代的 6%提高到目前的 %，多晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室最高效率也達(dá)到了 % 。薄膜電池的研究工作也獲得了很大成功，非晶硅薄膜電池、碲化鎘 (CdTe)、銅銦硒 (CIS)的實(shí)驗(yàn)室 效率也分別達(dá)到了 13%、 % 和 %。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受到廣泛重視被列入研究開發(fā) 可行性研究報(bào)告 11 計(jì)劃。 隨著試驗(yàn)室效率的不斷提高，商品化電池的效率也得到不斷提升。目前單晶硅電池的效率可達(dá)到 16%～ 20%，多晶硅電池可達(dá)到 14%～ 16%；與此同時(shí)，光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)和光伏系統(tǒng)集成技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)，共同促使光伏發(fā)電成本不斷降低和光伏市場及產(chǎn)業(yè)的持續(xù)擴(kuò)大發(fā)展。 （ 2）商業(yè)化電池厚度持續(xù)降低 降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低晶體硅太陽電池成本的有效技術(shù)措施，是光伏技術(shù)進(jìn)步的重要方面。 30 多年來，太陽電池硅片厚度從 20 世紀(jì) 70年代的 450～ 500μm 降低到目前的 180～ 280μm,降低了一半以上，硅材料用量大大減少，對太陽電池成本降低起到了重要作用，是技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)降低成本的重要范例之一。預(yù)計(jì) 2021 年硅片厚度將降至 150～ 200μm， 2020 年將降低到 80～100μm，屆時(shí)成本將相應(yīng)大幅降低。 （ 3）生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大 生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大和自動化程度持續(xù)提高是太陽電池生產(chǎn)成本降低的另一個重要方面，太陽電池單場生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)從 20 世紀(jì) 80 年代的 1～ 5MWp/a 發(fā)展到 90 年代的 5～ 30MWp/a 和目前的 50～ 500MWp/a。生產(chǎn)規(guī)模與成本降低的關(guān)系體現(xiàn)在學(xué)習(xí)曲線率 LR（ Learning Curve Rate）上，即生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大 1 倍，生產(chǎn)成本降低的百分比，對于太陽電池來說， LR=20%（含技術(shù)進(jìn)步在內(nèi)），即生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大 1 倍，生產(chǎn)成本降低 20%。預(yù)計(jì)，在未來的兩年之內(nèi)，單場年生產(chǎn)能力達(dá)到 1GWp 的企業(yè)將會出現(xiàn)。 （ 4）太陽電池組件成本大幅度降低 光伏組件成本 30 年來降低 2 個數(shù)量級。 2021 年世界重要場商的成本為 2～ 美元 /Wp，售價(jià) ～ 3 美元 /Wp。當(dāng)供求關(guān)系越過 平衡點(diǎn)后，成本會比前一個供求關(guān)系對應(yīng)點(diǎn)更低，這也是 30 年來經(jīng)驗(yàn)曲線中曾經(jīng)出現(xiàn)過的現(xiàn)象。 (5) 晶體硅電池技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，薄膜電池技術(shù)快速發(fā)展 圖 251 是 2021 年各種電池技術(shù)的市場份額，其中多晶體硅 %，單晶體硅 %，帶硅電池 %，薄膜電池約 %。多晶體硅電池自 1998 年開始超過單晶體硅后一直持續(xù)增長，各種薄膜電池市場份額近年來也在穩(wěn)定增長 。 可行性研究報(bào)告 12 2021 年各種光伏電池市場份額多晶硅電池%帶硅電池%CdTe 電池%CIS 電池%a Si 電池%單晶硅電池%多晶硅電池單晶硅電池a Si 電池CdTe 電池帶硅電池CIS 電池 圖 251 2021 年各種光伏電池市場份額（建議更新為最新的圖例） 中國光伏發(fā)電市場的現(xiàn)狀 中國的光伏發(fā)電市場目前主要用于邊 遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村電氣化、通信和工業(yè)應(yīng)用以及太陽能光伏商品，包括太陽能路燈、草坪燈、太陽能交通信號燈以及太陽能景觀照明等。由于成本很高，并網(wǎng)光伏發(fā)電目前還處于示范階段。截止到 2021 年各類光伏發(fā)電市場份額分布見下表 261： 表 261 2021 年中國各類光伏發(fā)電市場份額一覽表 市場分類 累計(jì)裝機(jī)（ Mp） 市場份額（ %） 農(nóng)村電氣化 33 通信和工業(yè) 27 太陽能光伏產(chǎn)品 16 建筑并網(wǎng)發(fā)電 大型荒漠并網(wǎng)發(fā)電 合計(jì) 80 100 所有這些應(yīng)用領(lǐng)域中，大約有 %屬于商業(yè)化的市場（通信工業(yè)和太陽能光伏產(chǎn)品），而另外的 %則屬于需要政府和政策支持的市場，包括農(nóng)村電氣化和并網(wǎng)光伏發(fā)電。 中國光伏發(fā)電市場的發(fā)展 中國于 1958 年開始研究光伏電池， 1971 年首次成功應(yīng)用于我國發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星上， 1973 年開始將光伏電池用于地面。 2021 年，國家計(jì)委啟動“西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計(jì)劃”，通過光伏和小型風(fēng)力發(fā)電解決西部七省區(qū)（西藏、新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙古、陜西和四川） 700 多個無電鄉(xiāng)的用電問題，光伏用量達(dá)到 。該項(xiàng) 目大大刺激了國內(nèi)光伏工業(yè)，國內(nèi)建起了幾條太陽電池的封裝線，使太陽電池的年生產(chǎn)量迅速達(dá)到 可行性研究報(bào)告 13 100MWp（ 2021 年當(dāng)年產(chǎn)量 20MWp）。截止到 2021 年底，中國太陽電池的累計(jì)裝機(jī)已經(jīng)達(dá)到 55MWp。 2021～ 2021 年，由于歐洲光伏市場的拉動，中國的光伏生產(chǎn)能力迅速增長，截止到 2021 年底，中國太陽電池的生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到1088MWp，絕大部分太陽電池組件出口歐洲， 2021 年國內(nèi)安裝量只有 10MWp，2021 年為 20MWp。下表給出中國光伏發(fā)電市場的發(fā)展進(jìn)程。 表 271 中國光伏發(fā)電各