我國發展太陽能光伏發電的必要性及技術分析

毛 亮

廣東省粵電集團茂名熱電廠，廣東 茂名 525011

0 引言

當傳統的燃料能源正在一天天減少時，所產生的排放物對環境造成的危害問題也變得日益突出。并且全球大約還有20億人已得不到正常的能源供應。在這個時候，整個世界都把目光投向了可再生資源，希望可以通過可再生能源來改變人類的能源供給結構，以維持今后的可持續發展。在這些可再生資源中太陽能以其獨有的優勢而成為人們關注的焦點。這主要因為豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭、無污染并且人類能夠自由利用的天然資源。據不完全統計太陽每秒鐘輻射到達地面的能量可高達80萬千瓦。如果把地球表面0.1%的太陽輻射能轉化為電能來計算（轉變率為5%），那么每年的總發電量可達5.6×109mW·h，其相當于世界上所有能耗的40倍。

1 我國發展太陽能光伏發電的必要性

我國是一個能源生產和消費的大國。2006年標準煤的消費總量約為24.6 億噸， 比2005年同比增長了9.3%。2006年各種一次能源的構成比例分別為：煤炭約占69.7%、石油約占20.3%、天然氣約占3.0%、水電等約占6.0%、核電約占0.8%。2006年，我國的原油總進口量已達到1.5億噸，大約是我國原油總需求量的50%左右。但由于我國能源開采技術落后、能源有效利用率低、傳統高能耗產業比重大、單位GDP能耗遠遠落后于發達國家、甚至比世界平均水平落后并且我國又是世界上最大發展中國家，經濟高速發展，能源消耗增長速度居世界首位等客觀因素，更加劇了我國能源替代形勢繼續轉變的嚴重性和緊迫性。據電力科學院的研究表明，在考慮到充分開發煤電、水電和核電的情況下，2010年～2020年之間，我國的電力供需缺口仍然為6.4%～10.7%，這個缺口正是需要用可再生能源發電進行補充的。而太陽能光伏發電又可能在未來我國的新能源供應中占據主要位置。

2 我國太陽能光伏發電的現狀

我國太陽能光伏發電產業起始與于20世紀70年代，到90年代中期已進入穩步發展階段。太陽能電池及其組件產量都已逐年穩步增加。經過了30多年的努力，已迎來快速發展的新階段。而且我國的太陽能光伏發電在“光明工程”先導項目和“送電到鄉”工程等國家項目及世界光伏市場的有力拉動下，已經建立起穩固的新生產業鏈迅猛發展。到2007年年底，全國光伏系統的累計裝機容量已經達到10萬千瓦（100mW），從事太陽能電池生產的企業多達50余家，太陽能電池的年生產能力達到290萬千瓦（2900mW），太陽能電池年產量達到1188mW，超過了日本和歐洲，并使從原材料生產到光伏系統建設等多個環節組成的產業鏈更趨于穩定成熟，特別是多晶硅材料生產取得了重大進展，突破了年產千噸的大關，沖破了太陽能電池原材料生產的瓶頸制約，為我國光伏發電的規模化發展奠定了基礎。2007年是我國太陽能光伏產業發展最快的一年。這些主要受益于太陽能產業的長期利好和整個光伏產業出現的前所未有投資熱潮。

3 太陽能光伏發電的未來趨勢

太陽能光伏發電在不久的將來將會占據世界能源消費的重要席位，它的發展不但要替代部分常規能源，而且還將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源的消耗將占總能源消耗比例的30%以上，而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的占有比也將達到10%以上；到2040年，可再生能源消耗將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發電將占總電力的20%以上；到21世紀末，可再生能源消耗將占總能耗的80%以上，太陽能發電將占到60%以上。以上這些數字足以顯示出太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域所占有的重要地位。根據《可再生能源中長期發展規劃》報道，到2020年，我國將力爭使太陽能發電裝機容量達到1.8GW（百萬千瓦），到2050年將達到600GW（百萬千瓦）。預計，到2050年，我國可再生能源的電力裝機將占全國總電力裝機容量的25%，其中光伏發電裝機將占到5%。未來十幾年，將是我國太陽能光伏產業發展繼續迅猛的一個階段。

4 太陽能光伏發電的環保意義

太陽能光伏發電最關鍵也是有別于燃料能源的重要特征是在發電過程中只排放很少的CO2。我們都知道CO2作為最主要的溫室氣體，是導致氣候變化的罪魁禍首。太陽能電池板可循環使用，系統材料可再利用，這些都可以使光伏的能源投入進一步降低。如果廣泛使用光伏發電技術，可以為減緩氣候變化作出進一步貢獻。

據IPCC對氣候變化的科學評估報道：2007年2月，聯合國氣候變化政府間委員會發布了氣候變化評估報告的第一部分。報告比以往更加確定：人類活動是過去半個世紀氣候變暖的主因（超過90%的可能性）。主要影響包括：

1）過去12年中有11年是有歷史記錄以來最熱的年份；

2）全球海平面上升加速；

3）南北半球的高山冰川和積雪正在消融；

4）自20世紀70年代以來，更多地區（尤其是熱帶和亞熱帶）干旱更加嚴重，持續時間更長。如果我們不采 取措施，將溫室氣體排放限制在2000年的水平，未來20年氣溫將增加2倍。具體預測包括：

5）氣溫將上升1.1℃～6.4℃；

6）隨著熱帶海洋溫度上升，未來熱帶氣旋（臺風和颶風等）將更加強烈，最高風力加大，降雨增強；

7）熱浪和強降雨等極端天氣日益頻繁的可能性將超過90%。報告的主要研究結果包括：

1）今后60年～70年，氣候變化將有可能導致物種大量滅絕；

2）今后幾十年，缺水的人口將由幾百萬增加到幾十億；印度及南亞其他地區和非洲水源將逐漸減少。貧困國家受到的打擊最大，澳大利亞和南歐的發達國家等也首當其沖；

3）貧困地區糧食產量將下降，導致更多的饑餓。中國和印度等國小麥和水稻產量將降低。干旱和饑荒將導致非洲產生更大的難民潮；

4）亞洲、南美和歐洲冰川的消融必將導致全球大量人口缺水，冰湖導致洪水泛濫；

5）由于海平面上升、風暴增強、洪水泛濫，中國的珠江三角洲和孟加拉的恒河三角洲的居民將面臨嚴重威脅；

6）氣溫再升高1℃，就可能導致格陵蘭和西大西洋大冰原融化，導致海平面上升幾米，沿海居民將被迫遷移。

5 結論

隨著現代社會的發展，太陽能光伏發電的特殊優勢逐漸得到了體現，尤其是它可以為我國邊遠山區、特殊場合供電?？紤]到太陽能光伏的附加價值，光伏發電的綜合經濟效益葉隨之大大提升，因此不能單純與傳統發電模式比較單位發電成本。太陽能光伏可以降低溫室氣體和污染物排放、創造就業機會、保障能源安全和促進農村尤其是邊遠農村的發展?？傊l展太陽能光伏有許多經濟、社會和環境保護的積極意義。

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