我國光伏產業(yè)未來發(fā)展方向及主要的問題

黃佐菊

摘要：在日益嚴峻的能源形勢和生態(tài)環(huán)境形勢壓力下，太陽能光伏產業(yè)前景廣闊，未來光伏產業(yè)的發(fā)展更多的是呈現(xiàn)分布式以及多樣化的發(fā)展方式，根據我國的具體情況還需要在人才培養(yǎng)、技術進步、成本降低等幾個方面進行完善。

關鍵詞：光伏產業(yè)，發(fā)展方向，存在的問題

一、光伏產業(yè)發(fā)展的必要性

1.化石能源、核能

集中式的大型發(fā)電站都存在一個問題，從發(fā)電廠將電能輸送給用戶的過程將會產生輸電損耗，一般會超過電廠輸出發(fā)電量的10%。我國目前的能源結構采用火力發(fā)電和核能，這種大型發(fā)電廠都造成極大的浪費。

（1）化石能源

對于資源缺乏的國家和地區(qū)，需要從資源豐富的國家進口煤炭、石油，在運輸的過程中將會增加成本，同時也將本國的命脈握在了別人手中?；剂显谑褂眠^程中還會產生大量二氧化碳、粉塵、硫化物等，特別是煤炭，雖然煤炭相比于石油、天然氣儲量最多，價格野相對便宜，但對環(huán)境造成的污染也是最大的。隨著大家對生態(tài)環(huán)境的重視以及煤、石油、天然氣的有限性，化石能源的使用會收到限制。雖然目前也采取“煤炭氣化”提高燃燒值，“碳捕捉和封存”來降低燃燒過程產生的二氧化碳，但無疑這樣的做法也會增加發(fā)電成本。

（2）核能

核電站建設周期長，資金投入高，核廢料的產生不但增加處理成本還會給環(huán)境帶來潛在的危險。核電站廢棄以后還需要大筆的資金處理核電站，所需要的資金接近核電站的建設費用。在提煉核能反應堆原料的過程中，也需要大量的傳統(tǒng)能源，也就是說核能發(fā)電也會產生二氧化碳，并不是不產生任何二氧化碳。另外，核發(fā)電的主要原料鈾的儲量約為475萬噸，目前每年消耗約7萬噸[1]，也就是說按照目前的消耗速度，核能還能維持不到70年的時間。

2.其他可再生能源

風能與太陽能一樣，存在發(fā)電量不可控、不穩(wěn)定的缺點，另外風力發(fā)電機主要以大型為主，除了太陽能-風能路燈外，城市也不太可能建設大型的風力電機。

生物質能的利用主要通過生物質發(fā)電，乙醇燃料以及生物柴油[2]。生物質發(fā)電主要原料為農作物秸稈及農林廢棄物，收集困難，產業(yè)化技術水平不高。乙醇燃料主要原料為糧食，就目前我國現(xiàn)狀將糧食大量生產乙醇燃料不太現(xiàn)實。生物柴油原料為動物或植物油脂，加工技術還有待進步，另外含油作物種植也面臨占用土地的矛盾。

水力發(fā)電也是清潔的可再生能源，2014年我國水電發(fā)電量占全國總發(fā)電量的19.2%。目前，我國水電開發(fā)容量已達到技術可開發(fā)量的52%左右，發(fā)電量占到技術可能量的40%左右。水力發(fā)電修建大壩會對整個生態(tài)環(huán)境造成破壞，而且水力發(fā)電儲量也不能完成滿足經濟發(fā)展需要。

因此，綜合對比各種能源，未來的能源主要是可再生能源，而太陽能儲量大、分布廣泛，是未來必不可少的一種能源形式。

二、未來光伏產業(yè)的發(fā)展方式

1.分布式光伏電站將成為主要形式

著名的電器工程學家愛迪生就預言：未來的發(fā)電是分散式的，雖然光伏產業(yè)發(fā)展之初，大多數的光伏科學家也將發(fā)展的重心放在大型光伏電站及聚光式光伏電站。上世紀德國提出的“千家光伏屋頂”以及后來的“十萬家光伏屋頂”，美國的“百萬屋頂”計劃，特別是日本的“陽光”計劃，在2008年日本個人住房光伏發(fā)電量占日本總裝機容量的80%以上，成為日本光伏發(fā)電的主體。光伏系統(tǒng)由于其獨特性可以建設任意大小的發(fā)電站，那么未來更多的就是建設中小型的分布式光伏電站，也就是將光伏電站與建筑有機的結合在一起。這樣的結合，不另外占用土地面積，維護方便，當地發(fā)電當地使用沒有輸電損耗，可以將光伏組件部分替代建筑材料節(jié)省成本，同時光伏系統(tǒng)覆蓋在建筑表面還能起到保溫隔熱的作用降低建筑能耗。

2.行業(yè)、企業(yè)標準將進一步完善

建立完善且與產業(yè)發(fā)展適應的光伏產業(yè)標準體系是光伏產業(yè)健康發(fā)展的必要條件，包括光伏產業(yè)基礎通用標準、光伏制造設備、光伏材料、光伏電池和組件、光伏電源并網電能質量等多方面。我國目前也陸續(xù)出臺了相應的標準，但與國際相比還不完善，另外還需要根據我國的具體情況做一些相應的調整，以適合我國光伏產業(yè)的發(fā)展。

3.光伏電池將趨于多樣化

既然未來主要發(fā)展方向為分布式的光伏電站，特別是與建筑結合在一起，為了滿足發(fā)電及建材的雙重要求，必然對光伏系統(tǒng)提出多樣化的需求，包括太陽電池原材料多樣化、形狀多樣化、顏色多樣化以滿足人們對于美觀、安裝維護方便等方面的要求。

三、我國光伏產業(yè)未來發(fā)展需要注意的幾點問題

1.人才的培養(yǎng)

我國光伏產業(yè)的發(fā)展比較晚，在2002年之前除了一些特殊領域，光伏還沒有作為大規(guī)模應用的電源，到2002年底全國裝機容量累積只有6兆瓦，因此更加沒有系統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案。光伏產業(yè)大規(guī)模發(fā)展需要大量的專業(yè)人才，包括改進生產工藝、改進太陽電池結構提高發(fā)電效率、尋找替代原材料、系統(tǒng)設計安裝、系統(tǒng)維護都需要專業(yè)人才。同時由于各企業(yè)產品質量良莠不齊，需要專業(yè)的質量檢測人員對產品進行檢測，讓消費者能夠買到合格的產品。

2.加大對相關知識的普及、培訓

要大規(guī)模的普及，必須要讓所有人對光伏產品有一定了解，就我國目前的情況來看，除了光伏發(fā)展比較好的幾個地區(qū)以外，人們對于光伏完全不了解，這就需要政府以及光伏從業(yè)者提高宣傳力度，讓人人了解光伏。

3.成本進一步降低

光伏一直以來都被認為是“昂貴”的代名詞，雖然嚴格意義來講，在2011年就已經實現(xiàn)了個別地區(qū)光伏發(fā)電成本與化石能源發(fā)電成本一致，但要大規(guī)模使用光伏電池還需要做進一步努力，可以通過改進生產工藝、提高電池發(fā)電效率、提高使用壽命、降低輔助材料成本、光伏系統(tǒng)的合理設計與安裝，從整個系統(tǒng)上實現(xiàn)成本降低，從而降低光伏發(fā)電成本。

4.相關基礎設施完善

光伏材料、太陽電池、光伏組件質量是否合格需要相應的檢測設備，光伏發(fā)電要及時并網需要完善的電網結構、電能質量檢測以及電能合理調節(jié)，只有這些基礎設施也能夠得到完善，光伏產品質量才能得到保證，光伏發(fā)電才能隨時發(fā)電隨時上網，也才能吸引更多的人安裝光伏電池。

5.與其他可再生能源的協(xié)調

要滿足全球所有的電力需求，需要安裝300億千瓦的光伏系統(tǒng)才能滿足全球電力需求，而安裝數億光伏系統(tǒng)所需要的面積僅相當于半個法國[1]，因此，尋找足夠的安裝面積并不是問題，真正的挑戰(zhàn)是光伏系統(tǒng)發(fā)電的不穩(wěn)定性。一直以來限制光伏產業(yè)發(fā)展的主要原因除了價格以外就是光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，在冬季太陽輻射強度下降的情況下，發(fā)電量也會降低。有效的解決方案就是將太陽能發(fā)電與其他的可再生能源發(fā)電結合起來，包括風力發(fā)電、生物質能發(fā)電、水力發(fā)電等構成一個綜合性混合能量系統(tǒng)，由于它們之間具有互補性，這樣的組合不僅會是最清潔的能源結構還是成本最低的能源結構。

四、總結

在日益嚴峻的能源形勢和生態(tài)環(huán)境形勢壓力下，太陽能光伏產業(yè)前景廣闊，未來光伏產業(yè)的發(fā)展更多的是呈現(xiàn)分布式以及多樣化的發(fā)展方式，我國雖然取得了顯著的成就但要實現(xiàn)大規(guī)模的普及作為主要的能源利用形式，還有很長的路要走，需要光伏專業(yè)人士一起的努力。

參考文獻：

[1]沃爾夫岡·帕爾茨.光伏的世界.長沙：湖南科學技術出版社，2015.

[2]劉存芳.陜西農業(yè)科學，生物質能的開發(fā)及其能源化應用[J].2015，61（08）：74-76