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新能源產業光伏發展思路 CIGS已成突破點

時間:2015-04-07

來源:網絡轉載

導語:降低度電成本,讓光伏發電回歸市場常態是所有光伏人的夢想追求,也是光伏產業發展的必然之路。目前市場上主要的太陽能技術路線分別是晶硅太陽能發電和薄膜太陽能發電,其中晶硅太陽能電池占全球太陽能光伏市場份額的90%以上,晶硅稱霸光伏市場的情況十分明顯。

在近幾年的全國“兩會”上,新能源發展問題一直是會議討論的焦點。當《穹頂之下》在網絡上迅速傳播時,有人看到的是問題,也有人在思考怎么做。作為新能源產業的主力軍,太陽能光伏產業的作用當然不可忽略。對于光伏產業而言,簡化光伏項目審批、減免分布式光伏發電增值稅、保障光伏電站可靠并網、推進分布式光伏并網標準體系建設、加快并網工程建設……歷年來的“兩會”提案,這些議題都不會被落下。然而,次次提,反復提,問題卻依然存在。車到山前必有路,幸運的是,我們很可能已經“上道”了。

2015年2月,我國人均發電裝機歷史性的突破1千瓦門檻。人均裝機1千瓦,是幾代中國人為之奮斗的結果,可喜可賀。然而,如果哪一天突然有人告訴你,這所有的努力都是無用功,你做的越多,對社會對環境造成的傷害就越深,你會怎么想?事實上,我們已經走在了這么一個關卡上:過去數十年幾代電力工作者們篳路藍縷辛苦努力的成果固然喜人,但隨著環保意識的增強,越來越多的人正在質疑這么做到底值不值得。我們頭頂上的霧霾也在拷問,在新時代的能源建設道路上,中國應該怎么走?

CIGS,霧霾,光伏,回歸市場常態是關鍵

選擇清潔能源是為了消除霧霾。但是清潔能源有更深的意義,不僅是減少霧霾,還在于減少碳排放,對全球氣候負責。當前全世界飽受環境污染和溫室效應威脅,我們所能看得見的霾污染只是其中的一部分而已。美國英國是相當大的不可見溫室氣體污染源。單拿美國來說,其汽車保有量、工業發達度、石油消耗量、都在世界排行第一,這是有目共睹的。全球氣候惡化,沒有國家能夠逃脫責任。

化石燃料資源的消耗是永久性的損失。而且隨著煤炭、天然氣等進一步被消耗,傳統發電成本只會越來越高,帶來的社會成本不減反增。更嚴重的是,如果說電價的上漲在一定程度上還可以忍受的話,由化石燃料燃燒帶來的大氣污染、全球氣候變暖則是不可承受之重。盡管如此,大部分國家在化石能源與清潔能源之間還是選擇了化石能源,何以至此?

根據國際能源署(IEA)數據,2013年全球24個主要太陽能應用國家新增光伏發電系統安裝量為36.9GW,這個數量使得國際能源署PVPS項目組成員光伏裝機量達到了123.2GW。加上其他國家總計10.8GW的光伏裝機,2014年年初全球光伏裝機量達到了134GW。這個數據可以說是進步巨大,然而,相比于火電的增長,其減少碳排放的作用被大大抵消。而且,另一個不可忽略的問題是,光伏產業的繁榮,很大一部分是建立在特定市場機制下的非正常產物--簡單而言,就是在大量的補貼政策下人為操控的結果。如果讓市場選擇,目前太陽能因為發電成本的原因,很難與化石能源競爭。

這種狀態是不能持久的。

經過10天的公示期,日本經濟產業省(METI)日前正式確定了2014財年的可再生能源上網電價調整方案及對應的消費電費附加。在新的太陽能上網電價補償政策里面,太陽能上網的收購電價普遍下跌,我們很明顯看到了日本在推廣太陽能時的猶豫。類似的情況還發生在德國、西班牙、意大利等太陽能起步較早的國家。太陽能產業的發展需要政府經濟上的補貼,但回歸市場常態又是大勢所趨,兩者之間的矛盾,恰恰凸顯了光伏產業在技術發展階段的尷尬。

CIGS技術創新破局

降低度電成本,讓光伏發電回歸市場常態是所有光伏人的夢想追求,也是光伏產業發展的必然之路。目前市場上主要的太陽能技術路線分別是晶硅太陽能發電和薄膜太陽能發電,其中晶硅太陽能電池占全球太陽能光伏市場份額的90%以上,晶硅稱霸光伏市場的情況十分明顯。數據表明,2008-2014年,晶硅太陽能電池成本下降了將近8成,這一段時期也是全球光伏應用市場爆發的集中時期。光伏發電技術被廣泛接受,可以說晶硅電池功不可沒。

CIGS

問題也在此,晶硅電池技術的潛力已經被深度挖掘,潛力優勢已經喪失。中國光伏行業存在的一種說法,太陽能電池轉換效率提高一個百分點,可使成本降低5%-7%。縱觀光伏行業近幾年的發展,隨著高效單晶電池技術的興起,以及非主流PERC電池、HIT電池、IBC等路線的晶硅電池技術的日趨完善,人們曾經很樂觀地預測2014年平均效率超過20%的晶硅電池將會出現井噴的樂觀前景。然而,事實證明并非如此。

不要把雞蛋放在一個籃子里,在傳統化石燃料發電站泛濫的今天,還有什么技術“破霾”?我們不妨回顧一條“舊聞”:2014年9月,Manz在CIGS薄膜太陽能工藝的研發伙伴巴登-符登堡邦太陽能和氫能研究中心(ZSW),在CIGS薄膜太陽能效率方面創下了21.7%的紀錄,再次創下CIGS薄膜電池世界最高紀錄。在歷年來媒體的光伏行業前沿技術盤點中,Manz的CIGS技術突破都占有重要位置。CIGS電池轉換效率刷新的頻率遠遠高于其他技術路線,也一定程度體現了CIGS薄膜電池巨大的進步潛力。

GIGS一度被奉為薄膜光伏皇后,曾經備受推崇。據了解,GIGS薄膜太陽能電池第一個商業量產實現者為SolarFrontier,其初始轉換率為13%。長江后浪推前浪,隨著近幾年技術的進步,CIGS技術路線的桂冠爭奪也愈來愈激烈,其效率基本保持在每年1%~1.5%的提升速度。除了一枝獨秀的Manz集團以外,漢能、SolarFrontier、三星等知名企業也對CIGS投入大量精力與資金,可見其潛力。

成本是秘訣

CIGS之所以被這么多企業同時看中,主要是因為其獨特的優勢。據了解,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池無光致衰減現象、抗輻射性能較高、穩定性和轉換效率相當優異并可制成柔性組件等獨特的優勢,銅銦鎵硒薄膜發電技術具有非常強的市場競爭力,且在光伏建筑一體化(BIPV)、柔性屋頂、戶用發電、汽車等領域可以得到規模化應用。

作為該領域的執牛耳者,Manz集團不僅在最高效率方面走在前列,其成熟的量產方案更是保證CIGS被太陽能應用市場接受的強力支撐。

據了解,Manz的CIGSfab(CIGS電池組件整廠生產解決方案)方案的產業鏈布置精短而靈活。其制造工藝始于基本的玻璃基板,制造CIGS組件時,會將幾種不同的薄膜沉積在基板上,之后對這些薄膜進行電氣連接。這意味著,與生產多晶硅太陽能電池相比,高成本材料(如硅)的使用已保持在最低水平、組件生產的復雜程度大大降低,而且,生產鏈中最有價值的是絕大部分的原材料可在本地生產。

通過工藝鏈的縮短,ManzCIGS交鑰匙生產線所生產的CIGS組件可將最終的太陽能發電成本優勢發揮到極致。光伏產業平均的生產成本每瓦約4.5人民幣,而CIGS轉換效率大幅提升以后,ManzCIGS交鑰匙生產線可將組件生產成本降至每瓦2.5人民幣,在未來規畫的技術路線上,組件良品率可高達94%以上,效率大幅提升超過15.3%,具有非常可靠的投資價值。

ManzCIGS的更大優勢是,即使是小規模生產的方式,成本就可以做到其他技術以非常大的規模生產的成本。比如說,FirstSolar2GW才可達到每瓦0.6美金,晶硅也必須要GW才能有每瓦0.6美金地生產成本,而Manz百兆瓦級的小規模即可達到每瓦0.4美金(每瓦2.5人民幣)的生產成本。也就是說CIGS并非一定要投資GW級以上才有競爭優勢。

當然,光伏發電技術的領先優勢最終還要在度電成本上體現。ManzCIGS交鑰匙生產線所生產的CIGS組件在生產成本的突破乃至最終應用時度電成本的優勢,讓人們看到了太陽能光伏發電回歸市場常態的希望。據了解,采用Manz交鑰匙生產線所生產的CIGS組件系統發電成本已可降低至0.05歐元(0.35人民幣),已經突破傳統電力平均成本線。毫無疑問,憑借突破性的光電轉換效率,輔以驚人的最終度電成本,CIGS堪稱引領光伏產業擺脫補貼、回歸市場常態的利器。

2015年年初,國家能源局以“國能新能【2015】73號文”下發《關于下達2015年光伏發電建設實施方案的通知》。按照《通知》中制定的規劃,2015年全國新增光伏電站建設規模從征求意見稿時的15GW正式調整為17.8GW。超乎預料的規劃目標讓業內人士驚呼“大躍進”來了,然而,對于蟄伏中的非主流光伏企業來說,這無疑是一個后來居上的絕佳機會。2015年1月29日凱盛500MWCIGS電池項目成功簽約落戶江蘇江陰;同年2月,豪客CIGS技術獲得萊因TüVCIGS組件認證;首富熱潮下大規模民用薄膜發電市場全面鋪開……硝煙再起,面對巨大的市場機遇,人們紛紛出手搶占先機。你,準備好了嗎?

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