我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展方向及主要的問(wèn)題

黃佐菊

摘要：在日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)和生態(tài)環(huán)境形勢(shì)壓力下，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)前景廣闊，未來(lái)光伏產(chǎn)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(jù)我國(guó)的具體情況還需要在人才培養(yǎng)、技術(shù)進(jìn)步、成本降低等幾個(gè)方面進(jìn)行完善。

關(guān)鍵詞：光伏產(chǎn)業(yè)，發(fā)展方向，存在的問(wèn)題

一、光伏產(chǎn)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(gè)問(wèn)題，從發(fā)電廠將電能輸送給用戶的過(guò)程將會(huì)產(chǎn)生輸電損耗，一般會(huì)超過(guò)電廠輸出發(fā)電量的10%。我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)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(fèi)。

（1）化石能源

對(duì)于資源缺乏的國(guó)家和地區(qū)，需要從資源豐富的國(guó)家進(jìn)口煤炭、石油，在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中將會(huì)增加成本，同時(shí)也將本國(guó)的命脈握在了別人手中。化石燃料在使用過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)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(chǔ)量最多，價(jià)格野相對(duì)便宜，但對(duì)環(huán)境造成的污染也是最大的。隨著大家對(duì)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(huì)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(lái)降低燃燒過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳，但無(wú)疑這樣的做法也會(huì)增加發(fā)電成本。

（2）核能

核電站建設(shè)周期長(zhǎng)，資金投入高，核廢料的產(chǎn)生不但增加處理成本還會(huì)給環(huán)境帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。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(shè)費(fèi)用。在提煉核能反應(yīng)堆原料的過(guò)程中，也需要大量的傳統(tǒng)能源，也就是說(shuō)核能發(fā)電也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，并不是不產(chǎn)生任何二氧化碳。另外，核發(fā)電的主要原料鈾的儲(chǔ)量約為475萬(wàn)噸，目前每年消耗約7萬(wàn)噸[1]，也就是說(shuō)按照目前的消耗速度，核能還能維持不到70年的時(shí)間。

2.其他可再生能源

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

生物質(zhì)能的利用主要通過(guò)生物質(zhì)發(fā)電，乙醇燃料以及生物柴油[2]。生物質(zhì)發(fā)電主要原料為農(nóng)作物秸稈及農(nóng)林廢棄物，收集困難，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平不高。乙醇燃料主要原料為糧食，就目前我國(guó)現(xiàn)狀將糧食大量生產(chǎn)乙醇燃料不太現(xiàn)實(shí)。生物柴油原料為動(dòng)物或植物油脂，加工技術(shù)還有待進(jìn)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(guó)水電發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的19.2%。目前，我國(guó)水電開(kāi)發(fā)容量已達(dá)到技術(shù)可開(kāi)發(fā)量的52%左右，發(fā)電量占到技術(shù)可能量的40%左右。水力發(fā)電修建大壩會(huì)對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成破壞，而且水力發(fā)電儲(chǔ)量也不能完成滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。

因此，綜合對(duì)比各種能源，未來(lái)的能源主要是可再生能源，而太陽(yáng)能儲(chǔ)量大、分布廣泛，是未來(lái)必不可少的一種能源形式。

二、未來(lái)光伏產(chǎn)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(xué)家愛(ài)迪生就預(yù)言：未來(lái)的發(fā)電是分散式的，雖然光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初，大多數(shù)的光伏科學(xué)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(jì)德國(guó)提出的“千家光伏屋頂”以及后來(lái)的“十萬(wàn)家光伏屋頂”，美國(guó)的“百萬(wàn)屋頂”計(jì)劃，特別是日本的“陽(yáng)光”計(jì)劃，在2008年日本個(gè)人住房光伏發(fā)電量占日本總裝機(jī)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(dú)特性可以建設(shè)任意大小的發(fā)電站，那么未來(lái)更多的就是建設(shè)中小型的分布式光伏電站，也就是將光伏電站與建筑有機(jī)的結(jié)合在一起。這樣的結(jié)合，不另外占用土地面積，維護(hù)方便，當(dāng)?shù)匕l(fā)電當(dāng)?shù)厥褂脹](méi)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步完善

建立完善且與產(chǎn)業(yè)發(fā)展適應(yīng)的光伏產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系是光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必要條件，包括光伏產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)、光伏制造設(shè)備、光伏材料、光伏電池和組件、光伏電源并網(wǎng)電能質(zhì)量等多方面。我國(guó)目前也陸續(xù)出臺(tái)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，但與國(guó)際相比還不完善，另外還需要根據(jù)我國(guó)的具體情況做一些相應(yīng)的調(diào)整，以適合我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.光伏電池將趨于多樣化

既然未來(lái)主要發(fā)展方向?yàn)榉植际降墓夥娬荆貏e是與建筑結(jié)合在一起，為了滿足發(fā)電及建材的雙重要求，必然對(duì)光伏系統(tǒng)提出多樣化的需求，包括太陽(yáng)電池原材料多樣化、形狀多樣化、顏色多樣化以滿足人們對(duì)于美觀、安裝維護(hù)方便等方面的要求。

三、我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展需要注意的幾點(diǎn)問(wèn)題

1.人才的培養(yǎng)

我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比較晚，在2002年之前除了一些特殊領(lǐng)域，光伏還沒(méi)有作為大規(guī)模應(yīng)用的電源，到2002年底全國(guó)裝機(jī)容量累積只有6兆瓦，因此更加沒(méi)有系統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案。光伏產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展需要大量的專業(yè)人才，包括改進(jìn)生產(chǎn)工藝、改進(jìn)太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)提高發(fā)電效率、尋找替代原材料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝、系統(tǒng)維護(hù)都需要專業(yè)人才。同時(shí)由于各企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，需要專業(yè)的質(zhì)量檢測(cè)人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，讓消費(fèi)者能夠買到合格的產(chǎn)品。

2.加大對(duì)相關(guān)知識(shí)的普及、培訓(xùn)

要大規(guī)模的普及，必須要讓所有人對(duì)光伏產(chǎn)品有一定了解，就我國(guó)目前的情況來(lái)看，除了光伏發(fā)展比較好的幾個(gè)地區(qū)以外，人們對(duì)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(jìn)一步降低

光伏一直以來(lái)都被認(rèn)為是“昂貴”的代名詞，雖然嚴(yán)格意義來(lái)講，在2011年就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了個(gè)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(jìn)一步努力，可以通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)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(shè)計(jì)與安裝，從整個(gè)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)成本降低，從而降低光伏發(fā)電成本。

4.相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施完善

光伏材料、太陽(yáng)電池、光伏組件質(zhì)量是否合格需要相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備，光伏發(fā)電要及時(shí)并網(wǎng)需要完善的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電能質(zhì)量檢測(cè)以及電能合理調(diào)節(jié)，只有這些基礎(chǔ)設(shè)施也能夠得到完善，光伏產(chǎn)品質(zhì)量才能得到保證，光伏發(fā)電才能隨時(shí)發(fā)電隨時(shí)上網(wǎng)，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(diào)

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(shù)億光伏系統(tǒng)所需要的面積僅相當(dāng)于半個(gè)法國(guó)[1]，因此，尋找足夠的安裝面積并不是問(wèn)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(lái)限制光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因除了價(jià)格以外就是光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，在冬季太陽(yáng)輻射強(qiáng)度下降的情況下，發(fā)電量也會(huì)降低。有效的解決方案就是將太陽(yáng)能發(fā)電與其他的可再生能源發(fā)電結(jié)合起來(lái)，包括風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、水力發(fā)電等構(gòu)成一個(gè)綜合性混合能量系統(tǒng)，由于它們之間具有互補(bǔ)性，這樣的組合不僅會(huì)是最清潔的能源結(jié)構(gòu)還是成本最低的能源結(jié)構(gòu)。

四、總結(jié)

在日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)和生態(tài)環(huán)境形勢(shì)壓力下，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)前景廣闊，未來(lái)光伏產(chǎn)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(guó)雖然取得了顯著的成就但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的普及作為主要的能源利用形式，還有很長(zhǎng)的路要走，需要光伏專業(yè)人士一起的努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]沃爾夫?qū)づ翣柎?光伏的世界.長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2015.

[2]劉存芳.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)及其能源化應(yīng)用[J].2015，61（08）：74-76