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1、光伏发电在中国能源结构中 战略地位的思考崔容强、沈辉 、杨德仁 、 朱俊生 、吴达成、赵玉文 、施正荣 2008-6-6 . 上海国际会议中心 6th June 2008 .Shanghai International Convention Center目录一、能源的重要意义 二、世界面临能源革命 三、当前中国能源结构的特点和面临的问题 四、光伏发电的特点 五、光伏发电的技术路线、评价标准和成本分析六、光伏发电的战略地位七、中国光伏发电的战略目标八、实现战略目标的必要途径 九、中国光伏发展思考一 能源的重要意义p 1 能源是现代文明的基础、人民生活的保障、 国民经济的命脉、国家安全的工具和中华
2、民族复 兴的必要条件。因此，能源问题也是国计民生的 头等大事之一。 p 2 国计民生的头等大事就应当体现国家意志和 政府行为。 p 3 能源战略是国家战略重要组成部分。 p 4 不同国家的能源战略存在巨大的差异，如法 国选择核能，德国选择风能和太阳能等，因此造 成两国能源发展道路造成的巨大差异。二 世界面临能源革命 2.1 2000 年 2100年能源结构图Data Resource：2004年欧洲JRC预测本世纪内常规能源及新能源发展趋势年份201020202030204020502100比例1:92:83:74:65:58:2p 2 风能、水能比例几乎为常数p 3 核电的比例几乎不变p 4
3、 太阳能尤其是光伏在2020年后飞速发展p 1 煤、石油、天然气比例2030年后大幅下降由图可见，可再生能源与常规能源比例逐年增加三 当前中国能源结构的特点和面临的问题 3.1 中国能源资源结构p（1）能源资源总量不丰富，可利用量或经济开发量偏小 p（2）能源人均占有量全面低于世界人均占有量 p（3）核能资源不丰富 p（4）水能资源不可能大幅增加 p（5）可再生能源资源及其丰富 3.2 中国能源消费结构p（1）资源消费增长率高于GDP增长率 p（2）工业用、交通用能源是能源消费的主要部分。 p（3）能源利用率有待提高。 p（4）生活用能源平均水平低于国际平均值，但增幅很快。 p（5）随着人口增
4、长，中国能源消费的增速有逐年上升趋势3.3 中国能源供应p （1）以煤为主的形势在短期内不会改变，增加煤的供应量将受 环境和成本制约。 p （2）油气自供量逐渐增加。 p （3）可再生能源供应比例很小，但增幅显著（尤其以风能、 水电和生物能，太阳能热利用为最） p （4）电力供应略显紧张，局部地区冬夏季用电高峰时段供电 不足。 p （5）能源储备不充分、不稳定。 3.4 中国能源价格结构p （1）受国际油价飙升和国内物价上涨影响，中国能源价格上涨 速率增加。国内石油价格与国际市场价格倒掛。 p （2）与能源资源贫乏的德国、日本及一些欧洲国家相比，中国 电力价格偏低。 p （3）国内大中城市消费
5、类电价已接近1元/kwh左右。 p （4）除了太阳能热水器以外，生物质能、光伏发电等其他可再 生能源价格仍然偏高，但价格下降速度快。1.环境问题及排减问题要求中国减少煤为主能源结构的比。 2. 中国水力资源受地域限制，不能增加比例。 3. 中国油气资源不足，油气对外依存度有增无减。 4. 中国贫铀矿多，富铀矿少，浓缩铀需要进口，加速发展核电困难大 。 5. 人口增加，人均用能增加和中国工业化程度加快，使得能源需求和 能源供应间形成能源供应的缺口。这种缺口有加速扩大的趋势。 6. 常规能源价格随着国际能源价格的提升和开发、运输及使用成本的 增加必须持续高升，能源价格对通货膨胀有重要的正反馈作用。
6、 7. 能源资源地域分布和能源消费地域分布不一致，增加了能源输送损 耗并增加了能源成本。 8. 国家能源战略储备不足，某些地区的能源战略储备严重不足。国家 安全存在隐患。 9. 电力在能源结构中的比例偏小，分布式电网结构尚未形成，电力应 急能力脆弱。 10. 可再生能源在能源供应中的比例偏小。 3.5 中国能源面临的问题四 光伏发电的特点 4.1 优点1.体积小、重量轻。单位重量比功率：100-1000W/kg2.寿命长：20-50年（工作25年，效率下降20%）3.零排放：无工质消耗，无噪声，无污染4.运行可靠，使用安全，免维护5.启动快，资源广泛（有太阳就有电），分布式电站6.规模大小皆宜
7、，100W-100GW7.能量回收期短：0.8-3.0年；能量增值效应明显：8-30倍8.光伏电含金量高：晴天发电可调峰9.安装容易，建设周期短10.降价潜力大：10元/Wp，0.5/Kwh 4.2 缺点p1.平面光源，面密度能量小，01000w/m2 p2.周期性、随机性、间歇性 p3.地区性分布有差异 p4.日发电量/自发电量/年发电量精确预测较难 p5.电力调节较复杂五 光伏发电的技术路线、评价指标及成本分析p晶体硅光伏电池 p蓄电池蓄能 p薄膜硅光伏电池 p化合物薄膜电池 p有机薄膜电池 p纳米薄膜电池 p燃料敏化电池 5.1 中国光伏发展的技术路线 5.2 1999年-2007年全球
8、商业化光伏电池市场份额p 9.2.1 光伏电站评价指标： 每平方公里每年发多少度电？Epvkwh/km2a 每度电成本是多少？Cpv元/kwh 稳定可靠工作多少年？Tpv年 年维护成本是多少？Mpv元/a 能量回收期有多长？ER年 p 9.2.2 光伏建筑结合BIPV评价指标： 系统初投资 系统稳定工作年限 上网电价 5.3 评价光伏发电的基本指标 5.4 光伏发电的成本分析晶体硅光伏组件最优制造成本晶体硅光伏组件平均制造成本Data Resource :Photon International January 2008六 光伏发电的战略地位独立能源/补充能源 并网电站/替代能源 支柱能源6
9、补充能源替代能源储备能源支柱能源七 中国光伏发电的战略目标 7.1 中国电力状况预测2010年中国电力状况预测2020年中国电力状况预测Data Resource：中国光伏产业报告2007 7.2.1 中国光伏发电量与中国发电总量比较 7.3.1中国光伏发展规划与预测规划年份20042010202020302050 小水 电装机/万KW3 4005 0007 50010 00020 000 年发电量/亿KW.h1 0001 5452 3003 2006 400风装机/万KW765003 00010 00040 000年发电量/亿KW.h11.41056902 3009 200 生物 质能装机/
10、万KW2005502 0005 00010 000 年发电量/亿KW.h51.82128352 2505 000光伏 发电装机/万KW6.5301801 00010 000 年发电量/亿KW.h0.784.221.61401 500可再生能源比例6.5(3)10(4.2)16(8)20(14.6)30(22.5)注：按照1KW.h=350g标准煤折算，括号内不包括大水电Data Resource：中国光伏产业发展报告2007p 由上表中可以看出，太阳能光伏发电在中国 未来的能源供应中将占有一席之地，按照国家 目前规划，到2010年中国光伏发电的累计装 机量将达到300MWp，到2020年将达到
11、 1.8GWp,到2050年将达到100GWp。 p 按照中国电力科学院的预测，到2050年，中 国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的 25%，其中光伏发电装机将占到5%。 7.3.2 全球光伏发电预测 7.3.3 中国光伏发电量增长速率逐年变化 中国光伏发电增长速率世界光伏发电增长速率光伏发电占总发电量的比例 年份中国比例 (%)世界比例 (%) 20100.0150.1 20200.0481.2 20300.2310 20401.0725 20501.6250 7.3.4 中国光伏发电量展望：中国规划 VS 世界平均水平 7.3.5中国光伏装机容量展望： 中国规划 VS 世界平均水平7
12、.4 2007全球十大太阳电池厂商(MW)Data Resource：Photon International March . 2008 7. 4.1 2008 全球十大太阳电池厂商(MW)预测Data Resource：Photon International March.2008 7.4.2 2007年全球十大组件厂生产统计(MW)Data Resource：Photon International March 2008 7.4.3 2007全球十大太阳电池厂商市场份额7.4.4 2007全球区域光伏产量统计Data Resource :Photon international, Jour
13、nal March 2008 7.5 全球光伏产量现状及预测世界光伏产量变化(GW)Data Resource：中国光伏组件市场调研报告 Solar Energy Institute of Shanghai Jiao Tong University 7.5.2 全球光伏组件价格预测2005200620072008200920102011光伏电池年产量（GW）1.72.64.06.110.215.120.5年增幅44%58%53%54%66%48%36%组件平均出厂价（$/W）3.54.13.93.63.53.33.2组件平均销售价（$/W）3.74.34.13.83.73.53.3组件价格年增
14、幅14%16%-5%-7%-4%-4%-6%光伏系统装机平均价格（$/W）7.17.87.57.06.66.25.9系统装机价格年增幅-2%9%-3%-8%-6%-5%-6%全球光伏产业总产值（十亿$）122030436794121Data Resource :Photon International January 2008 7.5.3 2010年太阳能光伏发电成本下降趋势Data Resource: Based on Photon international 7.5.4 日本光伏发电目标八 实现中国光伏发电战略目标的必要条件 8.1 中国光伏发展的一个普遍适应公式 8.2 现有基础上建设以
15、光伏为主体的分布式电网p（1）南北光伏带 p（2）东西光伏带 p（3）多能互补稳定电网（火电、风电、核电、光电 ） p（4）由多种蓄能技术支持分布式电网 8.3 能源需求电气化三步曲p （1）家庭电气化光伏建筑结合BIPV p （2）工业电气化光伏建筑结合BIPV，荒漠电站，滨海电站 p （3）交通电气化道路电站第一阶段独立光伏系统： p 100W-100KW，满足边远无电地区用电。无需远距离输电； p价格：35$/Wp 8. 4 大规模光伏发电的五个阶段第二阶段并网光伏屋顶： p 1KW-10MW，在城市或乡村中并网运行，提供削峰 电力。利用建筑物屋顶、外墙和现成的供电线路，节省 土地和线路
16、投资； p 价格：23$/Wp第三阶段沙漠光伏电站： p 1MW-1GMW，在沙漠、戈壁建造并网光伏电站。充分 利 用阳光，改造沙漠； p 价格：1.52$/Wp第四阶段滨海光伏电站： p 10MW-10GW，靠近沿海经济发达城市供电。节省输电成 本，发展电解制氢、贮氢规模化生产、启动氢能经济和海洋 经济； p 价格：11.5$/Wp 8. 4 大规模光伏发电的五个阶段第五阶段道路光伏电站：p 10GW1000GW，建设道路光伏顶棚电站， 发展电动交通； 价格：1$/Wp 8.5 光伏产业和蓄能产业巨大发展 8.6 光伏电池价格充分低廉 8.7 光伏电池生产及回收处理技术完善 九 中国光伏发展思考p 1 光伏发电系统是一种不需要核燃料的太阳能“增值堆”，从某 种意义上来
