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- 2006-5-1
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中国太阳能利用的发展机遇与战略对策
中国科学技术信息研究所加工整理 香山会议秘书处 2006-06-27 13:56:55
香山科学会议学术讨论会综述
化石能源的短缺及其使用所造成的环境污染已给我国社会经济的快速发展带来极大的压力，如何从利用“昨日阳光”逐步过渡到利用“今日阳光”,大力研究开发洁净的可再生的太阳能并形成相应产业，是贯彻落实科学发展观和我国可再生能源法的一项重要举措。
香山科学会议日前召开了主题为“中国太阳能利用的发展机遇与战略对策”的第273次学术讨论会。中科院物理研究所陈立泉院士，中科院半导体研究所梁骏吾院士，西北有色金属研究院周廉院士，中科院金属研究所闻立时院士担任执行主席。会议中心议题为太阳能光伏发电关键科学与技术问题、太阳能光热发电及新型太阳能电池、太阳能利用的材料问题、促进我国太阳能产业发展的政策问题等。来自科研院所、大学院校、国家相关部门、企业界的40多位专家参加了会议。
梁骏吾院士，闻立时院士、中山大学沈辉教授分别作了题为“太阳能材料的现状与发展”，“我国太阳能器件产业现状与发展及技术新思路”的主题评述报告。北京市太阳能所赵玉文教授、南京玻璃纤维研究设计院张耀明院士、中科院物理所孟庆波教授、上海交通大学崔容强教授、国家发改委能源所李俊峰博士，分别作了题为“太阳能光伏发电关键科学与技术问题”、“太阳能光热发电”、“新型太阳能电池”、“太阳能利用的材料问题”、“促进我国的太阳能产业发展的政策问题”等中心议题报告。
与会专家围绕会议的主题和中心议题报告，对我国太阳能电池发展有关的科学技术和产业化问题进行了热烈讨论，并且指出：（1）晶体硅太阳能电池是光伏系统的核心器件，在高度自动化生产设备的支持下，现在国外一条生产线已经达到了30MW甚至60MW以上规模，而我国自己制造的生产设备尚未成为连续制造的自动化系统；（2）硅片材料紧缺，减少使用材料的薄硅片技术由此得到了很快发展，从而降低了太阳能电池的成本，薄硅片电池将可能促进太阳能电池组件工艺发生重大改变，并对我国现有的电池生产工艺提出挑战；（3）应加强薄膜电池的研究开发，我国在非晶硅薄膜电池、铜铟硫柔性电池和碲化镉电池等已完成基础研究或正在进行中试研究，但缺乏产业化技术和设备；（4）我国在染料敏化太阳能电池等新概念电池研究方面虽已取得很大进展，进入国际先进行列，但尚处于基础研究阶段；（5）我国太阳能热发电取得很大进展，建成了70KW试验电站，在聚光跟踪系统计算和设计方面独具特色，聚光技术对太阳能光电应用和光热利用都有重要意义，应进一步深入研究；（6）我国太阳能利用已初步形成从基础到应用、再到产业化的纵深布局，为我国向太阳能利用大国和强国进军奠定了坚实的基础。
在广泛发表意见的基础上，与会专家集中讨论了我国太阳能利用的发展机遇与战略对策问题并提出了相关的建议。
发展可再生能源应成为我国的基本国策
与会专家引用大量数据阐明了我国目前能源的紧缺现状，能源紧缺已成为我国经济持续快速发展的瓶颈。随着我国经济的发展，能源消耗还将有大幅度的增加。如何填补我国的能源缺口，如何从能源的角度保障我国2020年实现GDP再翻两番的目标，大力发展可再生能源是最佳选择。
化石燃料，特别是煤炭的燃烧产生大量CO2、SO2等温室和有害气体。我国SO2排放居世界第一位，CO2排放量居世界第二位，很快也会超过美国跃居世界第一。我国是“京都议定书”的签字国，从2012年开始我国将面临越来越大的承担减排义务的国际压力。只有大力发展可再生能源才能实现减排温室气体的目标，才能逐步改善我们的生存环境。
与会专家介绍了欧洲对本世纪能源结构的预测,即本世纪中期可再生能源占总能源的50%，本世纪未将超过80%。德国制定了严格的时间表，在2020年可再生能源的比例将达到20%。美国布什总统2006年2月22日有关新能源的讲话,反映出美国的能源政策有很大调整，即要大力发展可再生能源，以结束对石油的过度依赖。
2006年是实施“中华人民共和国可再生能源法”的第一年。可再生能源法的制订为我国可再生能源的发展提供了法律的保证，将极大地促进我国可再生能源产业的发展。同时由于国际的油价上涨和世界各国对可再生能源产业的积极支持，为我国可再生能源产业的发展带来了前所未有的机遇。我国应该吸取西方国家经济发展的经验教训，改变过度依赖化石能源的传统观念，将发展可再生能源作为基本国策，以保障国家安全和经济安全，实现人类与自然的和谐发展。
大力发展太阳能发电是不可多得的战略机遇
可再生能源包括水能(小水电)、风能和太阳能等。我国水能资源经济可开发量仅为3.9亿千瓦,可开发风能资源估计在10亿千瓦以上。而太阳能却极为丰富,全国2/3国土年平均日照2000小时以上,仅84万平方公里的沙漠就有太阳能8400亿千瓦，是可再生能源中数量最大的。作为提供永久的洁净能源的太阳能技术有着独特的发展魅力和无限的发展空间。
利用太阳能不会减少地球资源、不造成污染，不仅具有经济性，而且太阳能工业无疑将是一个百年产业、千年产业。我国是地震、台风等自然灾害多发国家，由太阳能电池构成的光伏系统具有较好的安全可靠性，且技术已经日趋成熟，因此应优先发展太阳能技术。
我国是石英砂矿的出产大国，在海南岛等地拥有大量的矿产资源，在世界冶金级硅的产量中我国就占了1/3，这是我国大力发展太阳能电池的有利资源条件。
自1999年以来，世界光伏电池的产量就以30％—40％的高速递增，近年来我国的光伏产业在国外市场的拉动下发展迅速，涌现出了无锡尚德、南京中电光伏、宁波太阳能等多家具有20MW以上规模的太阳能电池生产企业。
我国晶硅电池组件的效率、稳定性等也达到了国际水平，获得多项国际认证，并大量出口到国际市场。2004年我国光伏产业规模首次超过了印度，2005年大陆电池产量超过150MW，占世界总产量的8.3％(2005年世界光伏电池产量1800MW)，加上台湾60MW，已经第一次超过美国，进入世界第三位。我国应抓住难得的战略机遇，大力加强太阳能发电新技术的研究和开发，趁势完善我国太阳能电池的产业链，加快我国太阳电池工业的发展步伐。
与会专家认为，我国在发展可再生能源特别是太阳能方面设定的目标与发达国家有巨大的差距，2020年我国光伏的预计装机量只有2GW，只占装机容量的千分之二。根据我国目前光伏产业的实际情况，如果有相应政策扶持，完全可以使光伏的装机量达到30GW，达到装机容量的3%（发电量接近1%）。
与会专家饶有兴趣地听取了上海交通大学崔容强教授关于“上海市十万个太阳能屋顶计划”的情况介绍。计划10年建成，将耗资105亿元。如果上海每度电多收1分钱，每年约10亿元，加上“绿电”机制的补贴，就可平衡预算。看来，只要把发展太阳能发电作为战略机遇来对待，光伏电的较高投资是可以解决的。
光伏应用的现状和我国光伏发展的瓶颈
我们目前的光伏产业只有中间，没有两头，即只有太阳能电池的生产能力，原料要从国外进口，而产品则全部销往国外，这是我们要尽快解决的问题。与会专家认为，目前世界光伏市场中多晶硅和单晶硅占绝对的优势，预计这种比例还会持续相当一段时间。由于世界晶体硅太阳能电池的产量迅速增长，使得高纯多晶硅原料紧缺。我国太阳能光伏电池的主要原料——高纯多晶硅材料95%依赖进口，技术基本上被国外垄断，这已经成为我国发展太阳能光伏产业的瓶颈。
专家们预计，如果世界光伏电池的产量保持每年30％的增长率，到2008年，世界范围内，太阳能电池最主要的制作材料——多晶硅的供应缺口就将达到8600吨。由于高纯多晶硅原料供应紧缺，使其价格飞涨。而国际生产高纯多晶硅材料的大公司既拒绝转让技术（包括对中国企业和其本国公司），又不愿自己来华设厂。中国虽是世界上少数掌握高纯多晶硅原料生产技术的国家之一，但不具有规模生产的能力，年产多晶硅不足100吨，只能满足国内对于高纯多晶硅原料的很小部分需求。
那么，是什么原因导致了我国的多晶硅材料规模生产技术的滞后？制约太阳能光伏发电的瓶颈又靠谁来打通呢？正是以前我们没有重视多晶硅规模生产技术的自主研发，科技投入的机制不合理造成了现在的被动局面。如何快速打通这个瓶颈已经成为我国太阳能光伏产业发展的关键。我们不能依赖于从国外买进技术，必须要靠科研人员和企业的自主研发创新。
闻立时院士指出，目前国际上生产多晶硅的主要技术是西门子法，其不足主要表现在流程的核心环节为落后的热化学沉积技术（TCVD），针对以上情况提出了我国的多晶硅发展路线的一些技术新设想。建议将高纯多晶硅的生产关键技术作为研发的一个重点。
专家们在发言中指出，目前国际上晶体硅的发展新方向是朝着降低晶硅电池的成本和提高光电转换效率的方向发展，具体的措施包括：电池的大面积薄片化及相关技术，使硅片厚度小于100微米以减少硅材料的用量；规模化（30MW－60MW生产线）生产技术；新型的工艺路线制造高效(>20%)电池组件的技术研究等。这些技术已经或正在用于晶体硅电池的生产，但我国在这些领域内的研究非常薄弱，国家应加强这些领域的研究投入，为将来的发展做好技术储备。
晶体硅电池组件的成本65％来自硅片本身，电池制造和组件封装只占成本的10％和25％，因此应开发低成本的薄膜电池。我国在提高非晶硅电池薄膜沉积速度，改善电池大面积均匀性、提高稳定性和制备多结非晶硅太阳能电池等方面取得了进展，但缺乏产业化技术和设备。碲化镉电池和铜铟硫柔性电池亟待完善中试，尽快设计MW级生产线。同时，要继续加强新概念的染料敏化太阳能电池和新型多带隙半导体太阳能电池以及太阳能电池领域基础研究的支持力度，取得自主知识产权，为中国太阳能电池的发展提供后续技术支持。
专家建议
能源和环境在我国都是极为严峻的问题，要使我国经济实现持续快速发展,必须依靠可再生能源。当前太阳能产业的发展和光伏发电技术的推广应用，不仅要依赖于光伏技术本身的发展和克服阻碍光伏产业的技术瓶颈，更需要国家能源政策和发展战略的支持。专家们认为目前是我国太阳能发展的大好时机，为了快速发展我国光伏产业，特提出如下建议：
（1）在国务院成立国家可再生能源办公室，统一管理、协调我国可再生能源包括太阳能产业的发展；
（2）建议将强制上网，分摊电价的政策由国家控制的有限市场尽快转向市场化；
（3）根据我国具体国情，尽快制定国家太阳能利用的近期、中期、长期发展目标及实现目标的技术路线图；
（4）建立太阳能发电技术的国家实验室和检测机构，健全相关标准，为太阳能发电行业发展提供技术支撑；
（5）制定切实可行激励和倾斜政策，加快开拓国内光伏应用市场发展；
（6）进一步加大太阳能基础研究和技术开发的支持力度。 |
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发表于 2006-6-27 13:25