在不久前召开的中国可再生能源和新能源产业化论坛上,业内人士一致指出,随着我国可再生能源与新能源产业化进程的加速,原料供给不足、成本过高两大瓶颈,将严重制约太阳能光伏市场的发展,光伏产业需要加快技术创新速度。
美国Clean Edge市场调查公司《2006洁净能源发展趋势》研究报告显示,2005年,全球风能市场投资达到118亿美元,比上年增长了47%;太阳能市场投资达到112亿美元,比上年增长了55%;生物燃料市场投资达到157亿美元,比上年增长了15%以上。预计到2015年,生物燃料投资增加到525亿美元,风电增加到485亿美元,太阳能光伏增加到511亿美元。全球良好的市场投资环境也给中国可再生能源的发展带来了利好的信息。
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。2004年,我国光伏产业规模首次超过了印度,2005年我国大陆光伏电池产量超过150MW,占世界总产量的8.3%,加上我国台湾地区的60MW,已经第一次超过美国,成为世界第三位。
太阳能发电分为太阳能光伏发电和太阳能热发电两种技术。据了解,世界太阳能需要量在过去15年以每年25%的速度增长,其中光伏工业创造了近65亿美元的年收入,预计到2006年达到99亿美元,到2010年达到186亿美元。但是,目前晶体硅原料供给不足、成本过高等因素,正严重制约着中国乃至世界太阳能光伏市场的发展。
目前,世界上应用最广泛的太阳能电池是晶体硅太阳能电池,而生产晶体硅太阳能电池的主要原材料是高纯度多晶硅,这种原料在我国极度短缺。有资料表明,2005年,我国对多晶硅的需求量为3800吨,其中光伏产业需求2691吨,而2004年我国多晶硅的产量只有60吨,即使全部供应光伏产业,也仅占市场需求的2.6%。中国太阳能学会秘书长孟宪淦指出,我国太阳能产业所需的晶体硅材料,绝大多数都要从国外进口。
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,只能满足国内对高纯多晶硅原料的很小部分需求。
我国硅原材料非常丰富。我国是石英砂矿(制备晶体硅的原材料)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。但是我国的提纯技术较为落后,提纯成本很高,价格贵。而从国外进口要200多美元1公斤,再加工切成片要4至5美元。从2004年到2005年8月,由于市场供不应求,国外供应商大幅涨价,涨价幅度达100%以上。
据了解,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%。晶体硅材料紧缺导致硅片价格上涨,并进一步导致了太阳能电池成本的居高不下。欧洲一些国家在相关政策的扶持下,太阳能利用得到迅速推广。国内由于相关政策和配套措施出台较晚,可再生能源推广还存在诸多制约因素,过高的成本使得国内的太阳能市场并未形成规模。中国可再生能源学会副理事长赵玉文指出,目前国内太阳能产业出现不正常状态:九成以上的原材料依赖进口,九成以上的产品出口,这样下去将严重影响中国光伏产业的健康发展。
中国工程院院士梁骏吾指出,多年来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。
据介绍,当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。专家们指出,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发投入,为将来的发展作好技术储备。