中科院新能源产业技术支撑计划

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1、 1 第六部分 新能源产业 十八、 加快太阳能发电技术推广应用，开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场 97太阳电池 （1）国内外现状与问题 2009年我国太阳电池产量为 4GW，占世界的42%，已经连续三年居世界首位。 我国光伏产业已经具有生产规模上的先发优势和技术水平上的同步优势。光伏产业已成为我国为数不多的、可以与国际大型企业站在同一起跑线上参与竞争、并有望占据国际领先水平的行业，催生了一批在国际光伏市场上活跃的企业，例如无锡尚德、保定英利、常州天合等。 主流产业化的太阳电池技术仍是晶体硅太阳电池技术， 薄膜电池则由于工艺及制造技术的成熟度、效率、成本等问题而尚未实现大规模产业化。晶硅太阳电

2、池技术的发展方向是高效率和薄型化。我国自主开发的单晶硅太阳电池平均转化效率已达到 19%， 形成了晶硅太阳电池的产业集群，大尺寸多晶硅铸锭炉、多线切片机等部分生产设备实现国产化， 但是高效晶体硅太阳电池技术及关键生产设备尚存在较多空白。我国薄膜太阳电池已开始产业化，主要为非晶硅薄膜电池，生产线约有 20余家，但效率仅为 6%；碲化镉薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池在国内也没有规模化生产线。 产业化程度与技术水平落后于国际先进水平。 将实验室先进技术转为规模化生产力是我国发展薄膜太阳电池的首要任务，研究商业化电池核心技术，提高转换效率和稳定性，实现高档生产线及工艺技术的国产化。 （2）关键技术 高效率

3、、低成本晶硅电池技术，高效率、长寿命薄膜电池技术 （3）工作建议 2 光伏电池应以主流技术的持续提高为主， 重视新材料和新技术的开发。到2015年，晶体硅电池效率20%以上，制造成本低于1 美元/瓦。薄膜电池将研发具有自主知识产权的年产能 40 兆瓦硅基薄膜电池、年产能30兆瓦碲化镉电池、年产能15MW 铜铟镓硒电池和年产能 5MW 染料敏化电池生产线关键装备；并完成相关工艺技术研发。以政府的强有力的政策保障为后盾，以科研单位为技术核心、企业介入的方式推动光伏产业发展。为培育我国太阳电池战略性新兴产业，近 3-5年内建议部署的重大任务有： A. 高效晶硅电池技术与大规模生产工艺及装备研究和开发

4、 包括 20%以上高效单晶硅电池技术产业化和 19%以上高效多晶硅电池技术产业化。重点发展新型电极结构、选择性发射电极技术、前发射极制备技术等，使用新型技术改善单晶硅电池的光致衰退，加强多晶片的晶界钝化技术和晶粒间均匀性技术的开发； 重点进行关键生产设备国产化与工艺技术开发， 包括 PECVD技术、 掺杂激光设备、光诱导化学镀膜设备等。 B. 效率 10%以上薄膜太阳电池大规模生产工艺及装备研究和开发 包括高效硅基薄膜叠层电池、 碲化镉薄膜电池和铜铟镓硒薄膜电池。重点发展年产能 40MW 硅基薄膜叠层太阳电池生产线关键设备及工艺技术，完善硅基薄膜太阳电池组件技术标准；重点发展年产能30MW硫化

5、镉薄膜生产线关键设备及工艺技术， 研究大面积碲化镉薄膜制备及大面积组件技术，完善碲化镉薄膜太阳电池组件技术标准；重点发展年产能 15MW 铜铟镓硒薄膜电池生产线关键设备及工艺技术，研究大面积薄膜CIGS薄膜沉积设备及工艺、大行程多光束高速激光划线设备及工艺等。 C. 高效率太阳电池，HIT 中试样片达到 19，原型样片达到21 3 着重研发超薄本征异质结形成关键技术、表面钝化技术中试工艺，拓展晶硅电池效率提升途径，原型样片效率达到 21；开展片内、片间均匀性一致性、大面积成膜、低成本等关联设备和工艺技术研发，形成相关配套工艺规范。 98太阳能光伏发电 （1）国内外现状与问题 我国太阳能发电产业

6、近年来发展非常迅速， 主要表现在光伏产业及市场近年来的高速发展，已经初步形成了一个产值在 2000亿元以上的全产业链。国内光伏市场也正在高速增长，2009 年我国光伏累计装机容量达到 300MW 以上，增长 114% 。我国太阳电池的产量虽高，但 市场在外 的问题还未得到解决，2009 年约为 96%出口。光伏应用总体上刚刚起步，光伏产业的发展依赖国际市场。光伏领域自主技术仍落后于世界先进水平、落后于市场发展。大型光伏电站尚缺乏 10MW 以上电站集成及并网技术，MW 级以上核心设备不成熟；建筑光伏系统处于起步阶段，设计水平、技术标准和项目管理尚存在较大差距；尚没有光伏微网示范系统。当前亟需发

7、展光伏规模化利用的成套技术。 （2）关键技术 大型光伏并网系统稳定性控制技术；密集化、规模化的建筑光伏并网技术及其电能质量控制技术；高稳定性、低成本光伏微网技术 （3）工作建议 针对光伏规模化应用的三种主要形式， 全面展开自主知识产权的系统技术与关键设备的科技攻关， 为国家培育战略性新兴产业和大规模推广光伏发电提供技术支撑与保障。以国家战略规划为指导，结合正在实施的重大示范工程，重点突破太阳能发电关键问题、成套关键技术及装备，持续提高我国光伏发电产业水平，促使其真正成为国家战略性新兴产业。光伏发电核心技术与重大装备研究方面，坚持发展4 完全自主知识产权技术，通过产学研相结合，实现光伏发电基础问

8、题与重大技术的突破；产业化方面，通过企业牵头实现先进技术向产业的平稳过渡持续提升，建设光伏系统及部件实证性研究示范基地。 为培育我国光伏发电战略性新兴产业，近 3-5年内建议部署的重大任务有： A. 百兆瓦级大型并网光伏电站核心技术及装备研究与示范 重点发展百兆瓦级大型光伏电站的设计集成、工程、设备及测试技术，建设百兆瓦级大型高压并网光伏发电示范工程；重点发展大型光伏系统现场及关键部件的测试评估及测试装备技术， 结合国家的实际工程项目进行，联合大型发电集团或能源公司作为业主，建立针对不同系统及工程技术、不同设备的实证性国家级研究示范基地。 B. 10MW 级光伏微网系统关键技术及装备研究与示范

9、 发展光伏微网发电系统设计集成、多能互补联合控制、能量管理技术；研制微网型光伏逆变器、储能设备智能控制器、电站综合自动化系统、微网能量管理系统等装备；建成 10MW 级光伏微网示范系统，所有自主研制装备在现场运行； 结合已落实或有把握落实的工程进行： 国家重点建设项目阿里狮泉河水光互补电站、金太阳工程青海玉树水光互补电站、西沙永兴岛多能互补系统等。 C. 区域性建筑光伏系统关键技术及装备研发与示范 重点发展光伏系统与建筑景观一体化技术；重点研究区域性、高密度、多并网点的用户侧光伏规模化并网技术；开发基于新型基材的光伏建筑构件；建设用户侧并网的 10MW 以上区域性、高密度的并网光伏示范系统；完

10、善光伏与建筑结合技术标准，建设光电建筑测试平台及其他支撑体系。 99太阳能热发电和综合利用 （1）国内外现状与问题 5 太阳能热发电有电力价格低、且输出平稳可承担基础负荷的特点。 聚光型太阳能热发电在西班牙的良好发展和美国的巨大应用潜力的引领下， 已进入了新的发展阶段， 预计到 2020年有望达到 25 GW 。槽式线聚焦和塔式聚焦发电技术处于商业化运行阶段， 菲涅耳式和碟式斯特林系统处于示范验证阶段。 我国目前已经发布的太阳能热发电项目已经超过 4001MW， 涉及从投资银行，设备制造商和大型电力公司等共 15家企业。2010年 1月 9日美国太阳能发电公司 eSolar与一家中国公司在北京

11、签订协议，计划在几年内投资超过 50亿美元，在中国建立 2000MW太阳能热发电电站。我国在塔式热发电、槽式热发电、碟式热发电和太阳能低温循环发电等方面取得了不少成果。太阳能热发电的四种技术形式，我国已具备全部或部分出口能力。在高精度定日镜、高温玻璃 -真空吸热管等太阳能热发电的重大装备设计与示范方面有一定的进展， 但是在高精度和高工艺性需求的反光镜、 吸热管等关键部件的批量化生产方面与国际水平差距较大。 中低温太阳能与化石能源互补发电是我国 十二五 期间乃至中长期快速推进低成本、规模化太阳能热发电技术的一个重要突破口。 （2）关键技术 塔式热发电的各环节关键技术；槽式热发电高温真空管技术；低

12、成本、高精度聚光器成型与集成技术；大容量 -长周期储热技术；太阳能与火电互补系统集成设计技术； 低成本太阳能燃料转化及分布式联供技术。 （3）工作建议 与企业联合进行关键技术、生产工艺和批量化生产线开发，在山东、 江苏等太阳能热利用技术发展水平较高的地区， 建立一批高效率、高精度反光镜和高温玻璃真空吸热管研发与生产基地。 高温太阳能热发电、太阳能与化石燃料互补发电技术并举发展，重视低成本、高效6 太阳能热发电核心技术和重大装备的研发。 A. 塔式太阳能热发电系统技术研究、装备开发和规模化示范 重点发展塔式太阳能热发电系统技术和产品，进行 100kW吸热器（熔融盐工质）的实验示范、1MW 吸热器

13、（空气工质）的实验示范、7MW 吸热器（水工质）产业化及工程示范、定日镜的产业化及工程示范、 蓄热材料技术工程示范， 研制太阳能热发电电站监控系统、系统设计软件。 建成包含 4 小时以上储热系统、可持续 12小时发电的 2 50MW级多塔式太阳能热发电站。对重大装备与关键技术进行示范与测试，为规模化塔式热发电站建设提供基本模块。 B. 槽式太阳能发电系统真空管工程开发与产业化示范 在 4000mm真空管基础上，完善关键工艺和工艺设备，提高真空管性能， 达到选择性吸收辐射膜的吸收比小于 92%、 发射比大于 14%、真空度高于 10-2Pa 、运行温度 400度等性能指标要求，预期产业规模达到年

14、产量 5-10万支。 建设 100MW级槽式示范电站，带有长周期储热单元， 可形成 24小时连续发电。对关键部件进行实际考验，完善重大关键装备生产工艺，建立产品标准规范和检测能力，积累设计、集成与运行经验，促进槽式热发电产业发展。 C. 百兆瓦级槽式太阳能与火电站互补发电技术研究与示范 开展百万千瓦级槽式中低温太阳能与火电厂互补发电设计技术：包括全国产化的百 MW 级槽式集热、气动、热力循环的综合设计；低热损的槽式聚光镜、高效、低成本的集热场设计与实验技术；大型化直接、间接式集热给水加热器设计；全工况系统控制、集成设计；互补电站热力性能测试技术；开展 300MW级火电与槽式太阳能互补电站工程示

15、范等。 在未来 510年内，掌握百万千瓦级槽式中低温太阳能与火电站7 互补系统集成设计、试验、成套设备关键技术；研制出高效率、长寿命、 低成本的先进太阳能集热给水加热装臵， 并实现国产化和产业化。在 十二五 期间，完成国产 300MW互补装臵的工程示范，太阳能到电能的年转换效率为 15-16% ，发电成本 1.5元/KWh。 D. 低成本中低温太阳能燃料转化及分布式联供系统技术 开展中低温太阳能燃料转化的柴油机冷热电联供系统集成技术：包括：低成本中低温太阳能一体化吸收反应器；聚光与反应耦合及控制技术；新型太阳能功冷并供原型机设计；富氢燃料燃烧的内燃机设计；集热、反应、热力循环、制冷循环、供热的

16、综合设计；全优工况分布式系统集成设计及控制；500kW 中低温太阳能燃料转化的柴油机冷热电联供系统工程示范以及中试线建设。 在未来 510年内，掌握百千瓦级中低温太阳能燃料转化及冷热电联供系统集成设计、试验、成套设备关键技术；研制出高效率、长寿命、低成本的一体化太阳能吸收反应器，实现国产化和产业化。在 十二五 期间，完成国产化的 100kW太阳能 - 内燃机联供装臵的工程示范。联供系统总能效能达到 70-80% ，中低温太阳能转化的总能效 37%。单位发电装臵成本约 5000元/ kW，发电成本约估为 1.1元/KWh。 十九、提高风电技术装备水平，有序推进风电规模化发展，加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设 100风力发电 （1）国内外现状与问题 风能是可再生能源中发展最快的清洁能源， 也是最具有大规模开发和商业化发展前景的发电方式。据估计,世界风能资源高达每年 53 万亿 kWh,是 2020 年世界预期电力需求的两倍。根据国际绿色和平组织和世界风能协会共同发布的风力12预计：2020 年世界电力12 % 将来