中国光伏20年:江湖风云录(三十一)

2021年09月02日 10:9 7908次浏览 来源:   分类: 光伏   作者:

导读: 新千年伊始,众多国家纷纷制定雄心勃勃的发展规划,用以推动光伏技术和工业的发展。发达国家纷纷制定了发展包括太阳能电池在内的可再生能源计划。美国和日本为了争夺世界光伏市场的霸主地位,争相出台太阳能技术的研究开发计划,美国推出的是国家光伏计划,日本推出的是阳光计划,二者都描绘出了一幅研究开发太阳能技术的宏伟蓝图。

四、蓄势:在黎明破晓前

(世纪之交至2003年)

2.政策支持为行业“助跑”

新千年伊始,众多国家纷纷制定雄心勃勃的发展规划,用以推动光伏技术和工业的发展。发达国家纷纷制定了发展包括太阳能电池在内的可再生能源计划。美国和日本为了争夺世界光伏市场的霸主地位,争相出台太阳能技术的研究开发计划,美国推出的是国家光伏计划,日本推出的是阳光计划,二者都描绘出了一幅研究开发太阳能技术的宏伟蓝图。

(1)美国

21世纪初,美国的光伏发电设施总量不足60兆瓦,这也就相当于一台燃气轮机的功率。由于美国各州政府鼓励投资光伏发电,当时就有行业人士作出了“光伏发电市场很快会超过德国和日本,有望成为世界上最大的光伏市场”的预判。美国能源部制定了从2000年1月1日开始的新5年国家光伏计划和2020-2030年长期规划,计划到2010年实现光伏装机量4.7吉瓦,以实现能源、环境、社会发展和保持光伏行业在世界领导地位的战略目标。该计划也被称为NREL光伏计划,美国新千年光伏计划是该国在这一时期最为重要的光伏发展计划,是美国能源部国家光伏计划的重要内容,涉及单晶硅、高级器件、薄膜光伏技术、制造技术、组件及系统性能工程、光伏应用和市场开发等,其任务是与美国企业进行合作开发和应用光伏技术,使其能够将研究成果迅速转化为产品和商业应用。为了达到这个目的,NREL在开发美国国内市场的同时,也十分重视国际市场的开发和拓展,与俄罗斯、中国、印度、印尼、巴西和埃及等国家建立了技术合作和光伏市场开发关系。此外,美国还推出了“太阳能路灯计划”,旨在让美国一部分城市的路灯都改为太阳能供电,每盏路灯可节电800千瓦时。

当时,美国有14个州制定了可再生能源投资组合标准,规定在电力发展中,可再生能源必须占一定比例。伊利诺斯州和夏威夷州都制定了可再生能源投资目标。明尼苏达州既执行可再生能源投资组合标准,也制定了可再生能源投资目标。亚利桑那州也采取了可再生能源投资组合标准,在其东部的斯普林维尔,Tuscon电力公司建起了发电规模世界第二、发电能力为3.78兆瓦的太阳能电站。该电站也是一个试验平台,用于多种光伏发电技术的长期试验。另外,亚利桑那公共服务公司于2001年,在普雷斯科特建起了占地面积约0.2平方公里的太阳能电站,至2003年已经发电1.5兆瓦。2002年秋,加州参议院通过了1078法案,要求加州三大电力公司在每年的电力采购中,将可再生能源零售电量增加1%。到2003年5月,南加州爱迪生公司(SCE)采购的可再生能源电量已经占采购总电量的22%,2003年6月达到23%,提前14年超过了该州制定的可再生能源发电要求。SCE采购可再生能源电量的份额随着用户需求以及风光水电的可利用率等因素的变化而变化。另外,加州的SMUD公司在此时的太阳能发电装机容量也达到了10兆瓦,拥有1千套光伏发电装置,占美国全部联网光伏发电系统的一半还多。2003年,旧金山的Chevron能源公司在加州建起了第1个光伏发电站,为其在加州的油田供电。资料显示,该光伏发电站的发电能力为500千瓦,是当时世界上最大的非晶体硅太阳能电池组发电站,电站安装了4800块太阳能板,每块尺寸约为0.4米×5.5米,与玻璃基光伏电池组不同,非晶体硅电池具有很强的柔韧性,可以承受一定的外部冲击和穿刺,而不影响光伏发电的转换能力。同年,圣地亚哥的北岛海军基地安装了两组相邻的长近1千米、容量为750千瓦的光伏发电阵列组,共有3078块太阳能板,单块最大额定输出功率300瓦。在这一时期,白宫建起了由167块太阳能板组成的9千瓦光伏发电系统,加州大学安装了当时世界最大的大学校园光伏发电系统,供电量占高峰用电的3成左右。

2003年,美国太阳能光伏电池的产量是103.02兆瓦,比上年下降了14.6%,其主要原因是Astro Power公司遭遇破产危机。BP Solar在欧洲和亚洲的工厂相继开张,从而减少了美国工厂的产量;BP在美国的工厂(Solarex前身)开始转向大型硅片和低反射涂料的生产。但是,虽然产量下降,美国光伏系统的安装量还是增加了42%(从2002年的44.4兆瓦到2003年的63兆瓦)。2003年,美国光伏电池增量体现在各个应用领域,政府的财政补贴使并网系统应用量高速增长。2003年,美国电池进口量翻番,达到了18兆瓦,主要进口国是日本。

(2)日本

一直以来,日本光伏政策以政府统一制定和管理为主,退款和补贴政策、净计量、绿色电力证书、政府主持的综合研发机构以及对公众的教育等激励政策具有一定的标杆性。1999年之后,日本的太阳能发电能力年增长率达45%。到了世纪之交,日本的太阳能电池产量已经在世界上称霸,其国内的太阳能市场也颇具影响力,一直居世界首位,太阳能发电设备总功率64万千瓦,占全球一半。日本通产省(MITI)第二次能源分委会宣布了光伏、风能和太阳热利用计划,2010年实现光伏发电装机容量达到5吉瓦。而事实上,2003年,日本的太阳能电池产量为363.91兆瓦,光伏系统新增安装量223兆瓦,其中住宅光伏系统达到201兆瓦,累计已经实现安装860兆瓦。价格方面,并网户用系统安装价格从1995年的11美元/瓦下降到了2003年的6美元/瓦,日本的生产线也在此过程中不断增加,只有大力开拓出口市场才能保持产业的健康发展。

当时,日本在茨城县的产业技术综合研究所建成了该国最大的太阳能发电系统。太阳能电池板的面积加起来像足球场一样大,共6500平方米,采用了单晶硅等4种材料,分别镶嵌在研究所内的建筑物、停车场顶棚和空地的斜坡上,使用太阳能电池板5600块,有直流电变交流电装置21台,造价8亿日元,发电功率最高869千瓦。和原有设备相结合,该系统发电能力超过千瓦,电量可供300户家庭使用,年均减少二氧化碳排放1100吨。在电池及产品研发上,东京理科大学的荒川裕则教授等人领导的研究小组,成功地开发出了“色素增感型”太阳能电池,将光电转换率提升到11%,这种电池在材料中使用了色素和氧化钛。为提高光电转换效率,研究人员将氧化钛的大小控制在纳米级,使色素能够更加有效地吸收光。虽然试制的长宽分别只有5毫米,但为逐步提升扩大奠定了坚实的基础。

尤其值得关注的是,2003年,可再生能源组合标准规定电力公司以11日元/千瓦时的价格上限,收购多余电量,这无疑扰乱了电力公司20日元/千瓦时回购电价的自愿净计量计划。此政策只适用于住宅光伏系统生产的超过安装者自己消费的声誉电量,只用于非商业目的的光伏系统。也正因此,偏低的上网电价,一定程度上对日本光伏的发展有所抑制。

责任编辑:张雪卉

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