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太阳能有望成为最廉价能源:薄膜技术进步是主因 薄膜面板
编辑:深圳市戴氏电子薄膜开关有限公司   发布时间:2017-07-28

太阳能有望成为最廉价能源:薄膜技术进步是主因 薄膜面板


    近日,彭博新能源财经发布研究报告称,未来10年内,风能的成本将率先降至最低,而到2030年,太阳能将取而代之,超越其它新能源技术,成为最便宜的能源。那么太阳能如何取得进一步的发展?薄膜技术不断进步,将会促进太阳能的成本降低,使得太阳能有望成为最廉价的能源。

  自1954年贝尔实验室发明了第一块光伏电池以来,这一清洁能源就一直伴随着价格高昂的偏见,不过技术变化之快,可能会让所有人大吃一惊。近日,彭博新能源财经发布研究报告称,未来10年内,风能的成本将率先降至最低,而到2030年,太阳能将取而代之,超越其它新能源技术,成为最便宜的能源。业内人士认为,太阳能发电成本的快速下降,将主要来自于薄膜太阳能领域的技术进步。

  就目前来看,已经有不少国家的太阳能电力达到了平价水平,甚至低于化石燃料。其中,美国作为光伏装机量增长最快的国家之一,其国内的太阳能价格已经相当低廉,而且还在持续下降,这主要得益于美国最大的太阳能公司First Solar在薄膜技术方面的提升。太阳能安装公司可以大批量、低价购买First Solar生产的薄膜面板,其价格相比5年前下跌了一半。而在那些电价超过每千瓦时15美分(约0.93元)的地区,如加利福利亚,太阳能发电的成本已经和公共电网的电价差不多。

  与美国相比,中国国内的用电电价稍低,但15美分(0.93元)的太阳能电价即使放到中国,在工商业领域也具有相当强的竞争力(工商业电价0.8-1.4元/千瓦时)。如果算上中国政府0.42元的度电补贴,以及各地方政府的补贴与优惠,太阳能发电成本已与居民用电电价(约0.5元/千瓦时)基本持平。目前,有越来越多的企业主认识到太阳能的成本优势:今年1月,汉能与广汽本田合作的17MW分布式太阳能项目并网发电,该工程利用本田的工业厂房铺设薄膜电池板,年平均发电1900万度,可满足工厂20%的生产用电需求,相当于替代了6200吨标准煤(等价热值)的发电量;在民用领域,安装屋顶太阳能电站也开始成为中国人新的环保潮流。

  而作为累计装机容量第一的太阳能大国,德国早在2010年就进入了全国“平价上网”时代。德国的光伏电价在2000年时还高达50欧分(3.37元),而到了2012年已经降至13-19欧分(0.88-1.28元),大大低于25欧分的电网零售电价。值得注意的是,最近几年,德国的太阳能行业开始新一轮洗牌,不少晶硅太阳能企业宣布破产,博世和西门子也卖掉或停止了太阳能业务,然而德国老牌设备制造商Manz却另辟蹊径,在薄膜太阳能领域(主要为铜铟镓硒CIGS薄膜)取得突破,引起业界关注,未来数年,重振德国太阳能行业的关键将在于薄膜技术。

  同时,随着近年来全球太阳能的市场重心开始向亚洲转移,中国市场的表现十分惊人,在薄膜太阳能领域,汉能的一系列技术并购,已被证明是中国企业掌握核心技术的成功手段。2012年3月,汉能控股集团收购了德国Q.cells SE公司的子公司Solibro;接下来的两年时间里,又先后将美国Miasole、Global Solar Energy和Alta Devices三家公司收至麾下。这四家海外公司的铜铟镓硒(CIGS)薄膜,以及砷化镓(GaAs)高效柔性薄膜均代表了世界顶尖水平,将成为汉能引领太阳能发展的加速器。

  实际上,不少发达国家已经把薄膜太阳能作为最有前景的能源方向加以扶持。今年5月,美国麻省理工学院发布了名为《太阳能未来》的研究报告,报告认为,由玻璃封装的笨重的晶硅片,不仅导致了电池组件刚性易碎、重量大等性质,也造成了制造成本居高不下。而薄膜技术是在玻璃、塑料或金属等基底上沉积很薄的光伏材料,这种工艺可以减少系统的材料使用,降低制造支出。薄膜是太阳能实现成本大幅下降的最可能途径,美国政府须大力扶持这种“面向未来”的技术。

    当然,就现阶段市场来看,晶硅相比于薄膜仍具有一定份额优势。然而最近几年,晶硅电池的技术进展已经达到瓶颈,晶硅企业的技术突破之路也越来越难走,很难继续支撑太阳能发电成本的下降趋势。与之相比,薄膜太阳能技术处于上升阶段,其光电转换效率以稳定的速度提升,赶超晶硅电池只是时间问题。此外,凭借独特的“轻柔薄”优势,薄膜太阳能在屋顶、建筑、农业设施和移动能源等领域也极具竞争力,发展前景可观。

  “薄膜太阳能代表了光伏技术的发展方向。”清华大学材料学院常务副院长庄大明此前接受媒体采访时曾表示,铜铟镓硒(CIGS)薄膜的效率提升与成本下降潜力巨大,而且使用寿命长,在同样功率下,发电能力也比晶硅强,在生产过程中,能耗与污染方面也更具优势。庄大明的观点代表了学界的普遍认知,南开大学光电子薄膜器件与技术研究所的孙云教授认为,到2020年,全球薄膜产业将会占据太阳能发电市场的40%以上,将成为分布式发电的最重要形式。

  科技进步总是给人们带来惊喜,凭借质优价廉的薄膜面板,美国太阳能供电系统正在不断普及,太阳能正从小众需求,变成了足以引发电力产业变革的重要力量。而中国作为太阳能资源丰富的国家,加之拥有汉能等技术实力领先的企业,薄膜太阳能必将担当起能源转型的火车头。未来,太阳能大规模替代化石能源、平价使用清洁能源的时代正在开启。

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