摘 要:太陽能是環保、清潔型、可再生能源,太陽能的利用已成為解決經濟、環境、能源問題的有效途徑之一。了解我國太陽能資源分布狀況,科學制定太陽能利用計劃,對提高新型能源在我國經濟發展中的比重具有重要意義。
關鍵詞:太陽能;分布狀況;利用現狀;前景分析
近日,霧霾環保問題日益突出,同時能源行業持續大面積虧損,給我國的能源行業提出了新的挑戰。如何推進能源節約、提高煤炭利用的清潔性和高效性、大幅度提高可再生能源比例成為解決能源問題的關鍵。太陽能是典型可再生能源之一,了解太陽能利用現狀,并對其發展前景進行客觀分析,一定程度上可幫助我們解決能源問題。
一、太陽能分布狀況分析
太陽能利用前提是該地區太陽能資源要滿足豐富性、穩定性和時效性三個要求。
(一)豐富性。太陽能資源的豐富性是規模利用太陽能的首要前提,我國太陽能資源分布存在一定的不均衡性,從太陽能輻射程度來說,青藏、西北地區太陽能資源較為豐富,如西藏西部、新疆東南部、青海西部、甘肅北部等地區;其次是西北和華北地區,如內蒙、寧夏南部、河北和山西北部、甘肅中部、新疆南部、青海東部等;然后依次為中部地區、南部地區,最后為盆地地區如,四川盆地。
(二)穩定性。太陽能資源的穩定性主要受氣候、地形、天氣等因素的影響。太陽能有明顯的季節性特征,隨日常的變化也很明顯,因此其穩定性較差,但要綜合利用太陽能資源,必須對其穩定心進行考慮。我國太陽能資源穩定性狀況與其豐富性分布狀況大致相同,西北地區光照時間長,穩定性好;東部地區日照時間段,變化明顯。
(三)時效性。太陽能日照時間存在較大差異性,當太陽的日照時間少于3h時,就可認為該日的太陽能沒有規模化利用,即可被視為無效。太陽能規模開發的前提是日照時間要多于3h,按照此規定,我國太陽能資源時效性較好的地區有青藏高原、內蒙地區、甘肅地區等,其有效日照天數基本達到300天以上;然后為華北地區、東北地區、華東地區、西南地區、華中地區以及華南地區。
綜上所述,我國太陽能資源總量較為豐富,西部地區優于東部地區;太陽能資源在變化趨勢上來說,其總量呈逐漸減小的趨勢,尤其是東部地區的大氣污染,極大的影響了太陽能的總量。
二、我國太陽能利用現狀分析
(一)太陽能熱利用。我國太陽能熱利用產業發展時間較長,已經取得了令人矚目的成績。以太陽能熱水器的增長為例,自1998年以來,每年增長速率約為20%,成為全球最大的生產和使用熱水器產品的國家;不過從人均來說,我國人均普及率相對較低,這說明我國太能熱利用仍具有較大的發展空間。除太陽能熱水器外,太陽房、太陽灶等熱利用產品的數量也在不斷增加,而平板集熱器、太陽能高溫集熱管的研發,對熱發電、采暖和空調技術的發展起到了關鍵的推動作用。太陽能熱轉化產品的發展和利用,進一步推動了太陽能熱利用企業的發展,并造就了一批品牌企業,皇明、北京四季沐歌、華業陽光、太陽雨等。
(二)光伏產業發展狀況。我國光伏產業發展較晚,前期發展速度較慢,自2006年,我國頒布《中國可再生能源法》以后,政府高度重視光伏產業的發展,因此,該領域得到了迅猛發展。根據《2013中國光伏產業報告》數據統計可知,2006年以后,光伏產業商品一直呈現穩步上升的趨勢(除2012年國外制裁導致該年產量下降外),國內的多晶硅企業數量不斷增多,具有投產能力的已經達到50多家,基本能滿足我國晶體硅產業的生產需求。但對數據進一步研究發現,我國硅原材料的自主供需比例仍較小,自主產量達不到生產需求,需要依靠國外進口,這就增加了產業成本。這一環節的成本問題得不到解決,整個行業的發展也會收到一定程度的制約。
太陽能電池方面,近年來發展勢頭迅猛,已經超過日本成為世界上太陽能電池生產量大國;太陽能成本方面不斷下降,其質量不斷提升,尤其是轉化技術方面,更是能提高到17.3%。太陽能光伏發電機容量上,整體發展較慢;發電成本不斷降低,其發電成本可得到進一步控制,更有利于該行業的發展。我國光伏發電可分為分布式發電和集中式光伏發電,集中式光伏發電占主導地位;但分布式光伏發電具有無噪聲、無振動、占地面積小等特點,因此已經逐漸擴大市場占有率。隨著我國政策的傾斜,分布式光伏項目和工程獎越來越普遍。
三、我國太陽能產業發展評價
(一)技術方面。我國太陽能資源較為豐富,相關產業也得到了飛速發展,但就整體而言,其技術發展仍與國外先進國家存在一定的差距。從數量上看,我國太陽能熱利用產業專利申請數量逐年上升,占世界總數的50%;但光伏產業的專利數較少,不足世界總數的25%,這充分說明,我國光伏產業技術水平發展較為落后。從技術上看,我國光伏產業專利多集中在生產生活方面,而國外則主要集中于電學類。
(二)開發區域方面。我國太陽能分布較為豐富的為西部地區,但該地區的太陽能熱利用產業發展相對落后,反而北京、山東、江蘇等地的發展比較集中,這說明,我國太陽能利用方面地區差異性明顯,部分地區的產業發展表現出了一定的不合理性。
(三)光伏并網方面。光伏發電是否能有效并網是影響光伏產業發展的一個關鍵因素。分布式光伏發電是國際上光伏發電的主要形式,我國現有的集中式光伏發電已經無法適應現代電力企業發展的需求,不利于光伏發電產業的發展。并網問題,是當前要解決的主要問題。
四、太陽能利用前景分析
經濟、環境、能源之間的矛盾不斷加劇,節能環保的經濟發展方式將備受關注。太陽能作為一種環保型可再生能源,在解決經濟、環境和能源問題矛盾上具有重要應用。僅以光能發電來說,按照現在的發展速度來說,到2030年時,全世界7%的能源需求均由太陽能發電提供;到2050年,這一比例還將上升到25%;這充分說明太陽能產業市場前景廣闊,在未來新能源產業應用中占有重要地位。我國太陽能產業整體發展速度較慢,應積極學習國外先進經驗,不斷改進產品性能,培養企業逐步進入太陽能熱發電產業鏈的上下游環節,為我國能源緊缺問題提供先進的技術支撐。
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