光伏发电成本骤降 技术突破已达 “临界点”

       今年初“股神”巴菲特携巨资收购太阳能电站，而苹果也在投资光伏电站，他们在这样的时点，纷纷将投资触角伸向太阳能领域，究竟从太阳能行业中看到了什么？

　　当前全球经济正处于第三次能源革命时期，人类经济社会的发展，对能源的需求与日俱增，但是以煤炭和石油为标志的化石能源时代终将过去，而太阳能发电因其可再生、无穷无尽、洁净等特征，成为新能源代表，也必将是未来的宠儿。

　　太阳能是最理想的能源

　　据估计，当前化石能源是全球消耗的主要能源，而我国的比例甚至高达90%以上。但作为不可再生资源，以煤炭和石油为标志的化石能源时代终将过去，悲观的估计还有约100年，乐观估计还有200年。而化石能源大量、广泛地使用，带来了日益严重的“副产品”：环境污染，气候变暖，生态恶化。

　　煤炭是中国的主要能源，以煤为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。相对落后的煤炭生产方式和消费方式，加大了环境保护的压力。

　　以煤炭和石油为标志的化石能源时代终将枯竭，这迫切需要人类开发新的资源。在可再生资源中，风能、地热能、核聚变能以及太阳能是主要的存在形式，其中水能受地理因素限制、发电量受河流枯丰水变化影响大，尤其是大型水电站，对自然河流的生态影响巨大。

　　风能尽管也是清洁能源，但是风能开发利用同样有诸多弊端，如风速不稳定、产生的能量大小不稳定；风能利用受地理位置限制严重，转换率低等；核能的开发利用主要是有安全性担忧。

　　从能源需求折合的装机量分析，全球人口2006年是65亿，能源需求折合成装机是14.5TW （1TW=1000GW）；到2050年全世界人口大概要达到100亿，按照每人每年GDP增长1.6%，GDP单位能耗按照每年减少1%，则能源需求装机将是大约30~60TW，届时主要靠可再生能源来解决。可是，世界上潜在水能资源4.6TW，经济可开采资源只有0.9TW；风能实际可开发资源2~4TW；生物质能3TW（加起来总共8TW）。

　　从我国的实际情况看，中国有大约120万平方公里的戈壁和荒漠面积，即使只开发利用5%的荒漠，就可安装超过50亿KW太阳能光伏发电系统，年发电量可以达到6万亿千瓦时，相当于美国2010年发电量总和的1.5倍，等同于我国2015年预测发电量的总和。

　　因此，在这些可再生能源中，只有太阳能才是最清洁、安全和可靠且唯一能够保证人类未来需求的能量来源，其潜在资源120000TW，实际可开采资源高达600TW。所以有专家认为，太阳能+储能技术是人类解决能源问题的终极解决方案。

　　另一方面，据欧洲光伏工业协会EPIA预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。根据欧盟委员会联合研究中心（JRC）的预测，到2030年可再生能源在总能源结构中占到30%以上，太阳能光伏发电在世界总电力的供应中达到10%以上；2040年可再生能源占总能耗50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末可再生能源在能源结构中占到80%以上，太阳能发电占到60%以上。

　　为此，太阳能发电将为全人类解决“能源危机”、“环境污染”和“可持续发展”等三大世界难题做出历史性、跨世纪的伟大贡献。从长远来看，作为清洁、可再生能源的太阳能光伏技术最成熟，最具可操作性，有着巨大发展空间，这是不可更改的历史大趋势。

　　技术突破已达 “临界点”

　　光伏产业与传统化石能源竞争的关键是价格和成本，由于光伏发电的价格高于常规能源，因此市场主要依赖于国家对光伏发电的政策补贴。近几年来，中国晶体硅光伏组件制造技术取得了巨大进步。

　　围绕着降低成本的各种研究开发工作取得显著成就，表现在晶硅原材料制备技术取得巨大突破，硅片厚度持续降低、电池效率不断提升等方面，在短短几年时间，光伏发电成本下降幅度远超市场预期。

　　首先，硅片厚度持续降低。降低硅片厚度是减少硅材料消耗，降低晶体硅太阳电池成本有效技术措施之一。30多年来，太阳电池硅片厚度从20世纪70年代的450~500微米降低到目前的180~200微米，降低了一半以上，对太阳电池成本降低起到了重要作用。目前，国内优秀企业电池片厚度已达到国际先进水平180微米。在不提高碎片率的前提下，如果太阳电池厚度从180微米降到160微米，太阳电池硅用量可减少10%，组件成本可下降6%。

　　其次，电池效率不断提高。单晶硅电池的实验室效率已经从20世纪50年代的6%提高到目前的25%，多晶硅电池的实验室效率达到了20.3%，先进技术不断向产业注入，使商业化电池技术不断得到提升。目前量产的晶体硅电池的效率达到14%~20%(单晶硅电池16%~20%，多晶硅14%~16%)。晶体硅电池的效率提高1%，发电成本可下降6%。

　　同时，我国提前3年达到专家2014年预测度电成本，更是反映出光伏技术的飞速突破。2011年8月12日，中国资源综合利用协会可再生能源专委会在京发布《中国光伏发电平价上网路线图》（以下简称《路线图》）。《路线图》分析，假设2009年光伏上网电价为1.5元/千瓦时，以后每年下降8%；火电上网电价以后每年上涨6%。则到2014年，中国工商业用电价格首先超过光伏发电上网电价，率先实现“平价上网”。假设2009年光伏发电上网基准价为1.5元/千瓦时，按照光伏发电价格每年下降8%，2014年光伏发电价格将低于1元/千瓦时，而常规工商业用电2009年平均价格0.81元/千瓦时，若每年上涨6%，到2014年工商业用电价格将超过光伏发电上网电价，率先实现平价上网，国内光伏发电的市场将快速启动。

　　从当前国内的实际情况看，光伏平价上网的时间远比2011年8月专家们所分析的时间大范围提前，而这个时间提前将构成非常重要的投资机会。根据专家在2010年图示，预计2014年才会达到1元/千瓦时，实际上在2012年已经到0.8~1.00元/千瓦时，而当前国内光伏行业的度电成本已达0.7元~0.8元，如果加上国家的一定数额的政策补贴，度电成本已经能够达到0.4元及以下。

　　光伏发展的终极目标是实现平价上网，传统能源目前的度电成本在0.4元附近。随着光伏技术持续发展，2014年度电成本已经提前3年实现，且当前行业度电成本普遍已达到0.7~0.8元，这意味着当前的光伏技术已经达到了一个 “临界点”。这个临界点一旦突破，市场需求可能呈现几何级爆发，其替代能源甚至主力能源的时代将提前到来。

　　最后，与传统化石能源如煤炭比较，随着煤炭开采量逐年增加，资源消耗导致储量减少，紧缺程度日益加剧，化石能源价格必然上涨，进而导致火电发电成本的升高。而煤炭、石油的开采、运输以及燃烧都需要广泛的人力参与，人力成本的逐年上升同样是必然。外部成本方面，在考虑到火电燃烧排放的污染，特别是我国以北京为首的大型城市雾霾严重，中央政府为此计划投入1.7万亿元治理大气污染，这一部分隐形成本算进去，未来火电成本的持续上升更将是趋势性的。所以，如果将环境治理成本也测算进去，光伏发电的成本已经低于火电成本。

　　政府对生态问题重视已经提升到一个高度，建设“生态中国”、“美丽中国”等内容相继提出，前期高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型扩张的经济增长方式已难以为继，这也迫切需要转变发展模式和发展途径。

　　光伏产业通过这些年竞争发展，与其他产业相比是中国与先进国家差距较小的一个行业。通过中国政府支持，促进企业技术进步，未来中国光伏行业能在全球光伏市场抢占更多市场份额。