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聚光光伏一旦有了規(guī)模效應(yīng)，成本會低于多晶硅。加上聚光光伏發(fā)電量比多晶硅多一倍，未來，其對太陽能產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生顛覆性影響
2011年1月15日，由青島哈工太陽能股份有限公司建設(shè)的200千瓦高倍聚光太陽能示范電站并網(wǎng)發(fā)電。
由于成本高昂以及缺乏有競爭力的裝機成本和上網(wǎng)電價，作為清潔能源的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)一直沒有取得突飛猛進的發(fā)展，業(yè)界之前將目光集中在改進多晶硅和太陽能電池的生產(chǎn)工藝上，但效果非常有限。從技術(shù)上解決光伏發(fā)電的成本問題，已經(jīng)成為制約行業(yè)發(fā)展的根本性問題。
通過減少太陽電池在光伏系統(tǒng)中占比的方式來降低成本，也就是聚光光伏技術(shù)，被寄予厚望。
技術(shù)優(yōu)勢凸顯
聚光光伏技術(shù)被看做是未來取代部分晶硅市場的第三代光伏技術(shù)，它具備晶硅電池?zé)o法比擬的優(yōu)勢。聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，是利用光學(xué)系統(tǒng)，將太陽能匯聚到太陽能電池芯片上，然后再利用光伏效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電技術(shù)。它主要由聚光組件、太陽跟蹤器、系統(tǒng)支架等部件構(gòu)成。
看起來很簡單，就像用放大鏡點著火柴一樣。實際上，聚光光伏卻涉及力、熱、光、電、機械、電子、自動化控制等綜合性技術(shù)，需要解決太陽跟蹤、光效、散熱等一些列問題。
相比晶硅以及薄膜電池產(chǎn)業(yè)來說，聚光光伏是一個具有極大誘惑力的市場。目前，投身于此行業(yè)的國內(nèi)外公司已經(jīng)越來越多，其中就包括Boeing、Amonix、夏普、Practical Instruments以及國內(nèi)的三安光電（600703）、廣東新曜、昊陽新能源、安徽應(yīng)天新能源、漢龍集團、上海聚恒，等等。
廣東新曜光電有限公司（以下簡稱“新曜光電”）總經(jīng)理容雷告訴《新財經(jīng)》記者：“第三代聚光光伏技術(shù)具有單塊功率比較大、效率比較高、占地面積小等優(yōu)勢，但因為牽扯到對日系統(tǒng)，所以，比較適合用在發(fā)電公司、發(fā)電站，而不是民用。”
容雷進一步解釋：“聚光光伏目前適合在中國西北地區(qū)應(yīng)用，因為那里陽光比較充足，地域遼闊，適合做大型的聚光光伏發(fā)電站，而不太適合在城市里做民用。中國的國情與西方國家不一樣，美國、歐洲有很多地方都是獨立的別墅，別墅的屋頂是屬于自己家的，可以自己安裝太陽能板。但在中國就不一樣了，大多數(shù)老百姓住的都是樓房，給每家每戶安裝是不現(xiàn)實的。另外，聚光光伏的特點是，在陽光充足的地方，其效率要比多晶硅好很多，現(xiàn)在城市的空氣潔凈度都很差，對聚光光伏的應(yīng)用效率會有一些制約。”
2011年1月15日，由青島哈工太陽能股份有限公司建設(shè)的200千瓦高倍聚光太陽能示范電站并網(wǎng)發(fā)電，這是國內(nèi)第一個按照商業(yè)化運營建設(shè)，且并網(wǎng)發(fā)電、投入運營的高倍聚光太陽能電站，也是目前國內(nèi)轉(zhuǎn)換率最高的并網(wǎng)太陽能發(fā)電站。專家認(rèn)為，高倍聚光太陽能發(fā)電技術(shù)如果得以大規(guī)模應(yīng)用，能在一定程度上緩解我國能源供應(yīng)緊張問題。
目前，上海聚恒太陽能有限公司（以下簡稱“上海聚恒”）所研發(fā)的產(chǎn)品，可以讓透鏡的面積達(dá)到電池面積的576倍。換句話說，1000平方厘米的晶硅面積，才能與類似1平方厘米的太陽能聚光電池所發(fā)出的電能相媲美。如此看來，聚光光伏技術(shù)如果得到推廣，其效率將大大超過晶體硅。
上海聚恒副總經(jīng)理廖軍告訴記者：“從理論上講，放大倍數(shù)越高，芯片的材料就越節(jié)省。一塊用在聚光光伏發(fā)電上的電池，其造價是晶硅電池的100倍。不過，如果透鏡與電池之間的倍數(shù)能超過300倍的話，那么，聚光電池的成本也就與晶硅電池的成本打平了。所以，各企業(yè)都在研究放大倍數(shù)更高的聚光光伏產(chǎn)品，這樣可以節(jié)省更多的材料。”
聚光光伏發(fā)電中的砷化鎵聚光電池（也叫“多結(jié)三五族”太陽能電池），有比晶硅電池和薄膜電池更高的轉(zhuǎn)換效率。我國砷化鎵聚光電池產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到35%~39%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于晶硅電池16%~19%和薄膜電池10%的轉(zhuǎn)換率。此外，砷化鎵聚光電池還具有吸收光譜范圍廣、衰減慢、耐溫性好、有效發(fā)電時間長等顯著優(yōu)勢。
上海聚恒總經(jīng)理容崗介紹：“上海聚恒在哈工大威海校區(qū)建立的示范電站項目，其電池轉(zhuǎn)換效率約為25%。”這比國內(nèi)所有晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率高得多（目前晶硅電池的最高效率大約是18%）。
廖軍也表示，“理論上，一般聚光光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率約為70%，若加上一些折損，未來一兩年聚光轉(zhuǎn)換效率突破30%的可能性是很大的。如果能大規(guī)模制造，我們的發(fā)電成本可以跟煤電一樣。我們認(rèn)為，到2015年，如果國內(nèi)聚光光伏市場能有幾個G瓦的規(guī)模，就意味著這個產(chǎn)業(yè)鏈完全成熟了，市場容量是非常大的，電池片的轉(zhuǎn)換效率到2015年可能達(dá)到45%。到那個時候，聚光光伏轉(zhuǎn)化成發(fā)電成本，可能只要六七毛錢，這就意味著，國家不需要補貼了。”
聚光太陽能在節(jié)省半導(dǎo)體材料用量的同時，還降低了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和能耗，具有更短的能量回收期。
容崗向記者介紹：“能量投資回收期，是指生產(chǎn)這套系統(tǒng)所消耗的能量和產(chǎn)生的能量之比，回收期長短是判斷一個技術(shù)是否清潔的非常關(guān)鍵的因素。如果一套系統(tǒng)生產(chǎn)出來要消耗10度電，而這套系統(tǒng)一年能發(fā)5度電的話，要兩年才能收回所耗費的能量。目前，我國的多晶硅能量投資回收期要在五到六年以上，國外要兩到三年，薄膜技術(shù)在一年左右也能回收，而聚光光伏大概只需半年時間。”
但就目前來看，對高倍聚光太陽能來說，一些系統(tǒng)的技術(shù)問題還沒有解決，國外也處于示范階段。投資者在計算投資回收期的時候，還應(yīng)該考慮系統(tǒng)維修的成本以及維修期間不能發(fā)電造成的損失。
自主研發(fā)能力不足
對于很多聚光光伏行業(yè)的投資商、生產(chǎn)商來說，投資聚光光伏示范電站的建設(shè)成本還是比較高的。由于聚光光伏電站多采用砷化鎵電池，其價格非常昂貴，最早使用在太空領(lǐng)域，為衛(wèi)星和空間站提供能源，在地面使用難以普及。
在國際上，專業(yè)制作砷化鎵電池的公司主要是美國的Emcore， SpectroLab（波音的子公司）和德國的Azur Space。目前美國、西班牙、意大利等國家已經(jīng)看出了這個趨勢，聚光光伏已經(jīng)被作為光伏電站的主流技術(shù)。
從國內(nèi)來看，目前尚無成熟的聚光光伏設(shè)備制造商，產(chǎn)品進口依賴度較高。由于聚光光伏電站結(jié)合了光學(xué)、控制、機械等多種學(xué)科技術(shù)，其研發(fā)投入相比晶硅技術(shù)要更高一些。
容崗表示：“就聚光光伏這個行業(yè)來講，因為每個公司處在不同的狀態(tài)，它面對的問題也不一樣。有些公司不愿意從基礎(chǔ)做起，而是從國外把技術(shù)和設(shè)備直接搬過來，更多地傾向于‘拿來主義’。所以，中國聚光光伏市場，利用‘拿來主義’的公司與經(jīng)過多次研究、自主研發(fā)的公司，所碰到的問題肯定是不一樣的。重要的是，國內(nèi)真正由自己來開發(fā)系統(tǒng)集成的公司非常少。”
據(jù)記者了解，目前國內(nèi)僅有的一家涉足聚光光伏產(chǎn)品生產(chǎn)的上市公司三安光電的產(chǎn)品組件全部為進口，僅在國內(nèi)實現(xiàn)拼裝。高昂的成本使三安光電的聚光項目并不是以盈利為目的，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，三安光電之所以愿意去做這個高成本的項目，主要是為了搶占市場先機，提高知名度，是以廣告效益為目的。
不過，基于聚光光伏的發(fā)展前景，國內(nèi)也有默默無聞的企業(yè)在潛心研究這一新技術(shù)。新曜光電就是其中一家，公司是以第三代高聚光型（HCPV）太陽能發(fā)電模組和發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計和產(chǎn)業(yè)化為主要業(yè)務(wù)方向的高科技公司。
新曜光電總經(jīng)理容雷表示：“我們自主研發(fā)的發(fā)電模塊、光學(xué)系統(tǒng)以及跟蹤系統(tǒng)等，已經(jīng)處于全世界領(lǐng)先地位。目前，這些設(shè)備的倍率、發(fā)電效率和系統(tǒng)控制功能都比國外先進技術(shù)要領(lǐng)先。”
上海聚恒總經(jīng)理容崗也表示：“我希望做聚光光伏的公司要多投入一些精力和資金去做研發(fā)，而不是光做市場。對聚光行業(yè)來講，這個產(chǎn)業(yè)鏈不是很長，把幾個關(guān)鍵點抓住了，問題就不大。”
記者了解到，上海聚恒對聚光光伏產(chǎn)業(yè)的整個環(huán)節(jié)做了詳細(xì)的分析，公司目前除了沒有參與電池片的設(shè)計以外，其他設(shè)備的設(shè)計都掌握在自己手里。容崗對記者說：“到目前為止，我們還沒有遇到瓶頸。當(dāng)然，聚光光伏行業(yè)還處于比較新的階段，一些加工廠商的生產(chǎn)能力還需要一些時間去培養(yǎng)。不過，將來這個行業(yè)的加工能力不會像晶體硅那樣，一會兒缺硅、一會兒缺玻璃。比如，聚光光伏電池片用的是MOCVD（金屬有機化學(xué)氣相沉積制備涂層）設(shè)備，這個設(shè)備既可以做LED，也可以做聚光電池，同樣的設(shè)備、類似的工藝。所以，只要這個行業(yè)做起來了，MOCVD設(shè)備在中國內(nèi)地和臺灣地區(qū)應(yīng)用于整個行業(yè)，是非常容易的一件事情。”
現(xiàn)在在國內(nèi)，我們也看到有一些特別大的公司在做電池片，隨著行業(yè)的整體發(fā)展，未來，國內(nèi)整個太陽能產(chǎn)業(yè)“兩頭在外”的瓶頸不會改變，聚光光伏應(yīng)該會比晶硅好得多。
另外，聚光光伏產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能擴充會相對簡單一些，薄膜的產(chǎn)能擴充是非常困難的，要靠設(shè)備；晶硅的產(chǎn)能擴充也不是特別難，但可能時間會長一些。而聚光的產(chǎn)能擴充速度會更快，因為聚光對設(shè)備的需求不高，沒有什么特別專用的設(shè)備，都是一些通用的電器設(shè)備，會相對簡單。所以，聚光光伏將來的供應(yīng)鏈應(yīng)該不是問題。
降低成本是關(guān)鍵
既然聚光光伏比多晶硅和薄膜技術(shù)有太多優(yōu)勢，為什么目前國內(nèi)外對聚光光伏技術(shù)運用得不多，產(chǎn)能也不夠大？業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，最重要的原因還是成本太高。國內(nèi)地面應(yīng)用聚光砷化鎵太陽能電池也還處于產(chǎn)業(yè)化初期，市場份額較小。國內(nèi)整個產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)中試技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)完成，正在進入小規(guī)模電站試驗階段。
上海太陽能工程技術(shù)研究中心主任李紅波認(rèn)為：“聚光光伏發(fā)電要得到推廣，還需要業(yè)界加大投入。由于聚光光伏的市場還沒有真正啟動，一些配套材料的廠家對投入資金進行研發(fā)的積極性并不高。要解決這些問題，必須在跟蹤系統(tǒng)、玻璃透鏡、封裝材料等各環(huán)節(jié)實現(xiàn)突破，需要從事不同領(lǐng)域的廠家共同努力，而不僅僅是解決太陽能電池的問題。在聚光光伏電站示范運行過程中會暴露出很多問題，只要有廠家愿意投入力量去解決，聚光光伏很快就會得到推廣。”
以聚光光伏的行業(yè)特點看，規(guī)模越大，成本越低。李紅波表示：“可行的規(guī)模至少應(yīng)該在100兆瓦以上，如果只有幾兆瓦的裝機容量很難體現(xiàn)效益。一座100兆瓦的聚光光伏電站，如果其中1兆瓦的設(shè)備需要維修，不會對整個系統(tǒng)造成太大的影響；但如果電站的規(guī)模只有1兆瓦，經(jīng)常處于維修狀態(tài)，成本就會大幅上升。”
容雷認(rèn)為：“聚光光伏的成本包括兩塊：一塊是建設(shè)成本，另一塊是發(fā)電成本。目前，國家對于太陽能的補貼，每度電補貼0.7~1元，新曜光電利用自主研發(fā)的技術(shù)設(shè)備，如果以每年2000小時的發(fā)電量為標(biāo)準(zhǔn)做參考，大概每度電的成本是0.7元，按照國家每度電補貼0.7元來計算，我們就可以實現(xiàn)零成本發(fā)電。”
容雷進一步分析：“現(xiàn)在每度電0.7元的發(fā)電成本是我們的實際成本，如果進入大規(guī)模生產(chǎn)以后，成本還會進一步下降，這樣，我們的成本就會低于多晶硅。再加上聚光光伏的發(fā)電量比多晶硅多1倍，未來，對太陽能行業(yè)將產(chǎn)生顛覆性影響。”
聚光光伏技術(shù)研發(fā)在國外已經(jīng)有三十多年歷史，但聚光光伏電站的商業(yè)化運營目前在全球范圍內(nèi)仍處于起步階段，最根本的原因還是成本太高。容雷說：“盡管聚光光伏有很多優(yōu)點，占地面積小、發(fā)電效率高、節(jié)省材料、減少污染，等等；但聚光光伏的最大缺點就是成本太高，其成本大大高于多晶硅。太陽能行業(yè)還屬于政府補貼的一個高成本行業(yè)，但政府補貼畢竟是有限的、不可延續(xù)的。如果成本始終大大高于多晶硅的話，聚光光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展肯定要受制約。只有把成本降到一定程度，或者有突破性的技術(shù)出來，聚光光伏的市場才能打開。”
所以，按照新曜光電目前自主研發(fā)的技術(shù)設(shè)備，完全可以把聚光光伏產(chǎn)業(yè)的成本降下來。目前，晶硅體占據(jù)了太陽能電池95%的市場份額，但多晶硅目前在國內(nèi)還是一個高污染、高耗能的產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)100公斤多晶硅需要46度電，另外，多晶硅的的材質(zhì)回收是不可降解的，這些也都是多晶硅的成本。
容雷舉例說：“在美國，買電器的時候要多花10%的回收成本，假如1000美元的電視機，要花1100美元，多花的100美元就是回收成本。按理說，多晶硅的回收成本比電器要高，1000元的多晶硅，至少要有20%的回收成本。但目前在中國，還沒有涉及回收成本這一制度，所以，多晶硅的價格較低。”
而聚光光伏技術(shù)材料99%用的是鋁，是一些玻璃結(jié)構(gòu)，在十年或二十年以后，鋁是可以回收的，這個回收成本幾乎可以忽略不計。
發(fā)展前景廣闊
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來隨著聚光光伏技術(shù)的更加成熟以及生產(chǎn)規(guī)模的進一步擴大，聚光光伏將長期與晶硅、薄膜電池共存。長期來看，聚光光伏并不會完全取代晶硅和薄膜電池的市場，正如薄膜電池不會完全取代晶硅電池一樣。
目前，全球的聚光光伏裝機不到200兆瓦，預(yù)計今后幾年，隨著技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢的凸顯，市場規(guī)模將有爆發(fā)式的增長。未來十年，年均增速預(yù)計在40%以上。
容雷分析：“聚光光伏的前景是非常廣闊的，無論對于全世界還是對于中國，太陽能產(chǎn)業(yè)都是一種主動的環(huán)境需求，而不是迫于經(jīng)濟利益的需求。況且，中國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也的確到了該調(diào)整的時候了?，F(xiàn)在，在幾種清潔能源中，核能和風(fēng)能都受到一定自然條件的限制，相對來說，太陽能的利用前景最為廣闊。今后，我們只要把成本降下來，將聚光光伏的成本控制在多晶硅之下，這一產(chǎn)業(yè)將有非常廣闊的前景。未來，可能不光是應(yīng)用在發(fā)電站方面，在一些鄉(xiāng)村、一些二三線城市，居民也會有自發(fā)的需求。”
目前來看，光伏產(chǎn)業(yè)還是一個政策驅(qū)動型的市場，靠自身發(fā)展，成本無法與煤電競爭。在這種情況下，政府政策的透明度和持續(xù)性就非常重要。容崗表示：“中國恰恰在政策方面不明朗，很多地方政府和部委出臺了一些政策后，也定了一個上網(wǎng)電價，但并沒有說補貼多少年。特別是對于民營企業(yè)，沒有政府的政策，就更不敢貿(mào)然進入了。”
在美國，政府對聚光光伏產(chǎn)業(yè)的扶持力度非常大，曾有一家聚光光伏企業(yè)得到了美國政府幾千萬美元的無償補貼。而在中國，很多政策還是跟不上，容崗認(rèn)為：“作為一個新技術(shù)，有識之士已經(jīng)看到了聚光光伏未來的前景，將來如果能建起大型的聚光太陽能電站，其成本肯定會下降?，F(xiàn)在包括幾大電力集團在內(nèi)，也都在考慮嘗試建聚光光伏電站。所以，我們應(yīng)該抓住這個機會，搶占市場。”
2010年9月，三安光電在青海格爾木3兆瓦聚光光伏太陽能示范項目中，其中的1兆瓦并網(wǎng)發(fā)電項目，使用的是500倍透鏡，雙軸追日系統(tǒng)，平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)25%。從2010年10月初并網(wǎng)發(fā)電情況統(tǒng)計，平均每天發(fā)電4500度左右，運行情況比晶硅發(fā)電效果好。
容雷介紹：“目前在國內(nèi)做研發(fā)的公司挺多的，但是真正做到兆瓦級的公司，國內(nèi)只有三安光電的格爾木項目。我們希望有更多的公司投入研發(fā)，把這個市場做起來，不希望像現(xiàn)在這樣，只有一兩家公司在做，我們不怕競爭。多晶硅產(chǎn)業(yè)在中國是萬馬奔騰，上千家企業(yè)在做，只有這樣才能把一個產(chǎn)業(yè)做起來。”
容崗也表示：“聚光光伏行業(yè)還有很長的路要走，國外大規(guī)模的聚光太陽能電站已經(jīng)開始建設(shè)了，我們非常希望能夠把電站建好，使整個產(chǎn)業(yè)進入良性競爭軌道。對于國內(nèi)的企業(yè)來說，先不要匆忙上馬，每一家公司的成功都是行業(yè)的成功，每一家公司的失敗都是對行業(yè)的打擊。我們不希望同行失敗，希望大家都能成功。”
2011年1月15日，由青島哈工太陽能股份有限公司建設(shè)的200千瓦高倍聚光太陽能示范電站并網(wǎng)發(fā)電。
由于成本高昂以及缺乏有競爭力的裝機成本和上網(wǎng)電價，作為清潔能源的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)一直沒有取得突飛猛進的發(fā)展，業(yè)界之前將目光集中在改進多晶硅和太陽能電池的生產(chǎn)工藝上，但效果非常有限。從技術(shù)上解決光伏發(fā)電的成本問題，已經(jīng)成為制約行業(yè)發(fā)展的根本性問題。
通過減少太陽電池在光伏系統(tǒng)中占比的方式來降低成本，也就是聚光光伏技術(shù)，被寄予厚望。
技術(shù)優(yōu)勢凸顯
聚光光伏技術(shù)被看做是未來取代部分晶硅市場的第三代光伏技術(shù)，它具備晶硅電池?zé)o法比擬的優(yōu)勢。聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，是利用光學(xué)系統(tǒng)，將太陽能匯聚到太陽能電池芯片上，然后再利用光伏效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電技術(shù)。它主要由聚光組件、太陽跟蹤器、系統(tǒng)支架等部件構(gòu)成。
看起來很簡單，就像用放大鏡點著火柴一樣。實際上，聚光光伏卻涉及力、熱、光、電、機械、電子、自動化控制等綜合性技術(shù)，需要解決太陽跟蹤、光效、散熱等一些列問題。
相比晶硅以及薄膜電池產(chǎn)業(yè)來說，聚光光伏是一個具有極大誘惑力的市場。目前，投身于此行業(yè)的國內(nèi)外公司已經(jīng)越來越多，其中就包括Boeing、Amonix、夏普、Practical Instruments以及國內(nèi)的三安光電（600703）、廣東新曜、昊陽新能源、安徽應(yīng)天新能源、漢龍集團、上海聚恒，等等。
廣東新曜光電有限公司（以下簡稱“新曜光電”）總經(jīng)理容雷告訴《新財經(jīng)》記者：“第三代聚光光伏技術(shù)具有單塊功率比較大、效率比較高、占地面積小等優(yōu)勢，但因為牽扯到對日系統(tǒng)，所以，比較適合用在發(fā)電公司、發(fā)電站，而不是民用。”
容雷進一步解釋：“聚光光伏目前適合在中國西北地區(qū)應(yīng)用，因為那里陽光比較充足，地域遼闊，適合做大型的聚光光伏發(fā)電站，而不太適合在城市里做民用。中國的國情與西方國家不一樣，美國、歐洲有很多地方都是獨立的別墅，別墅的屋頂是屬于自己家的，可以自己安裝太陽能板。但在中國就不一樣了，大多數(shù)老百姓住的都是樓房，給每家每戶安裝是不現(xiàn)實的。另外，聚光光伏的特點是，在陽光充足的地方，其效率要比多晶硅好很多，現(xiàn)在城市的空氣潔凈度都很差，對聚光光伏的應(yīng)用效率會有一些制約。”
2011年1月15日，由青島哈工太陽能股份有限公司建設(shè)的200千瓦高倍聚光太陽能示范電站并網(wǎng)發(fā)電，這是國內(nèi)第一個按照商業(yè)化運營建設(shè)，且并網(wǎng)發(fā)電、投入運營的高倍聚光太陽能電站，也是目前國內(nèi)轉(zhuǎn)換率最高的并網(wǎng)太陽能發(fā)電站。專家認(rèn)為，高倍聚光太陽能發(fā)電技術(shù)如果得以大規(guī)模應(yīng)用，能在一定程度上緩解我國能源供應(yīng)緊張問題。
目前，上海聚恒太陽能有限公司（以下簡稱“上海聚恒”）所研發(fā)的產(chǎn)品，可以讓透鏡的面積達(dá)到電池面積的576倍。換句話說，1000平方厘米的晶硅面積，才能與類似1平方厘米的太陽能聚光電池所發(fā)出的電能相媲美。如此看來，聚光光伏技術(shù)如果得到推廣，其效率將大大超過晶體硅。
上海聚恒副總經(jīng)理廖軍告訴記者：“從理論上講，放大倍數(shù)越高，芯片的材料就越節(jié)省。一塊用在聚光光伏發(fā)電上的電池，其造價是晶硅電池的100倍。不過，如果透鏡與電池之間的倍數(shù)能超過300倍的話，那么，聚光電池的成本也就與晶硅電池的成本打平了。所以，各企業(yè)都在研究放大倍數(shù)更高的聚光光伏產(chǎn)品，這樣可以節(jié)省更多的材料。”
聚光光伏發(fā)電中的砷化鎵聚光電池（也叫“多結(jié)三五族”太陽能電池），有比晶硅電池和薄膜電池更高的轉(zhuǎn)換效率。我國砷化鎵聚光電池產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到35%~39%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于晶硅電池16%~19%和薄膜電池10%的轉(zhuǎn)換率。此外，砷化鎵聚光電池還具有吸收光譜范圍廣、衰減慢、耐溫性好、有效發(fā)電時間長等顯著優(yōu)勢。
上海聚恒總經(jīng)理容崗介紹：“上海聚恒在哈工大威海校區(qū)建立的示范電站項目，其電池轉(zhuǎn)換效率約為25%。”這比國內(nèi)所有晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率高得多（目前晶硅電池的最高效率大約是18%）。
廖軍也表示，“理論上，一般聚光光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率約為70%，若加上一些折損，未來一兩年聚光轉(zhuǎn)換效率突破30%的可能性是很大的。如果能大規(guī)模制造，我們的發(fā)電成本可以跟煤電一樣。我們認(rèn)為，到2015年，如果國內(nèi)聚光光伏市場能有幾個G瓦的規(guī)模，就意味著這個產(chǎn)業(yè)鏈完全成熟了，市場容量是非常大的，電池片的轉(zhuǎn)換效率到2015年可能達(dá)到45%。到那個時候，聚光光伏轉(zhuǎn)化成發(fā)電成本，可能只要六七毛錢，這就意味著，國家不需要補貼了。”
聚光太陽能在節(jié)省半導(dǎo)體材料用量的同時，還降低了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和能耗，具有更短的能量回收期。
容崗向記者介紹：“能量投資回收期，是指生產(chǎn)這套系統(tǒng)所消耗的能量和產(chǎn)生的能量之比，回收期長短是判斷一個技術(shù)是否清潔的非常關(guān)鍵的因素。如果一套系統(tǒng)生產(chǎn)出來要消耗10度電，而這套系統(tǒng)一年能發(fā)5度電的話，要兩年才能收回所耗費的能量。目前，我國的多晶硅能量投資回收期要在五到六年以上，國外要兩到三年，薄膜技術(shù)在一年左右也能回收，而聚光光伏大概只需半年時間。”
但就目前來看，對高倍聚光太陽能來說，一些系統(tǒng)的技術(shù)問題還沒有解決，國外也處于示范階段。投資者在計算投資回收期的時候，還應(yīng)該考慮系統(tǒng)維修的成本以及維修期間不能發(fā)電造成的損失。
自主研發(fā)能力不足
對于很多聚光光伏行業(yè)的投資商、生產(chǎn)商來說，投資聚光光伏示范電站的建設(shè)成本還是比較高的。由于聚光光伏電站多采用砷化鎵電池，其價格非常昂貴，最早使用在太空領(lǐng)域，為衛(wèi)星和空間站提供能源，在地面使用難以普及。
在國際上，專業(yè)制作砷化鎵電池的公司主要是美國的Emcore， SpectroLab（波音的子公司）和德國的Azur Space。目前美國、西班牙、意大利等國家已經(jīng)看出了這個趨勢，聚光光伏已經(jīng)被作為光伏電站的主流技術(shù)。
從國內(nèi)來看，目前尚無成熟的聚光光伏設(shè)備制造商，產(chǎn)品進口依賴度較高。由于聚光光伏電站結(jié)合了光學(xué)、控制、機械等多種學(xué)科技術(shù)，其研發(fā)投入相比晶硅技術(shù)要更高一些。
容崗表示：“就聚光光伏這個行業(yè)來講，因為每個公司處在不同的狀態(tài)，它面對的問題也不一樣。有些公司不愿意從基礎(chǔ)做起，而是從國外把技術(shù)和設(shè)備直接搬過來，更多地傾向于‘拿來主義’。所以，中國聚光光伏市場，利用‘拿來主義’的公司與經(jīng)過多次研究、自主研發(fā)的公司，所碰到的問題肯定是不一樣的。重要的是，國內(nèi)真正由自己來開發(fā)系統(tǒng)集成的公司非常少。”
據(jù)記者了解，目前國內(nèi)僅有的一家涉足聚光光伏產(chǎn)品生產(chǎn)的上市公司三安光電的產(chǎn)品組件全部為進口，僅在國內(nèi)實現(xiàn)拼裝。高昂的成本使三安光電的聚光項目并不是以盈利為目的，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，三安光電之所以愿意去做這個高成本的項目，主要是為了搶占市場先機，提高知名度，是以廣告效益為目的。
不過，基于聚光光伏的發(fā)展前景，國內(nèi)也有默默無聞的企業(yè)在潛心研究這一新技術(shù)。新曜光電就是其中一家，公司是以第三代高聚光型（HCPV）太陽能發(fā)電模組和發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計和產(chǎn)業(yè)化為主要業(yè)務(wù)方向的高科技公司。
新曜光電總經(jīng)理容雷表示：“我們自主研發(fā)的發(fā)電模塊、光學(xué)系統(tǒng)以及跟蹤系統(tǒng)等，已經(jīng)處于全世界領(lǐng)先地位。目前，這些設(shè)備的倍率、發(fā)電效率和系統(tǒng)控制功能都比國外先進技術(shù)要領(lǐng)先。”
上海聚恒總經(jīng)理容崗也表示：“我希望做聚光光伏的公司要多投入一些精力和資金去做研發(fā)，而不是光做市場。對聚光行業(yè)來講，這個產(chǎn)業(yè)鏈不是很長，把幾個關(guān)鍵點抓住了，問題就不大。”
記者了解到，上海聚恒對聚光光伏產(chǎn)業(yè)的整個環(huán)節(jié)做了詳細(xì)的分析，公司目前除了沒有參與電池片的設(shè)計以外，其他設(shè)備的設(shè)計都掌握在自己手里。容崗對記者說：“到目前為止，我們還沒有遇到瓶頸。當(dāng)然，聚光光伏行業(yè)還處于比較新的階段，一些加工廠商的生產(chǎn)能力還需要一些時間去培養(yǎng)。不過，將來這個行業(yè)的加工能力不會像晶體硅那樣，一會兒缺硅、一會兒缺玻璃。比如，聚光光伏電池片用的是MOCVD（金屬有機化學(xué)氣相沉積制備涂層）設(shè)備，這個設(shè)備既可以做LED，也可以做聚光電池，同樣的設(shè)備、類似的工藝。所以，只要這個行業(yè)做起來了，MOCVD設(shè)備在中國內(nèi)地和臺灣地區(qū)應(yīng)用于整個行業(yè)，是非常容易的一件事情。”
現(xiàn)在在國內(nèi)，我們也看到有一些特別大的公司在做電池片，隨著行業(yè)的整體發(fā)展，未來，國內(nèi)整個太陽能產(chǎn)業(yè)“兩頭在外”的瓶頸不會改變，聚光光伏應(yīng)該會比晶硅好得多。
另外，聚光光伏產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能擴充會相對簡單一些，薄膜的產(chǎn)能擴充是非常困難的，要靠設(shè)備；晶硅的產(chǎn)能擴充也不是特別難，但可能時間會長一些。而聚光的產(chǎn)能擴充速度會更快，因為聚光對設(shè)備的需求不高，沒有什么特別專用的設(shè)備，都是一些通用的電器設(shè)備，會相對簡單。所以，聚光光伏將來的供應(yīng)鏈應(yīng)該不是問題。
降低成本是關(guān)鍵
既然聚光光伏比多晶硅和薄膜技術(shù)有太多優(yōu)勢，為什么目前國內(nèi)外對聚光光伏技術(shù)運用得不多，產(chǎn)能也不夠大？業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，最重要的原因還是成本太高。國內(nèi)地面應(yīng)用聚光砷化鎵太陽能電池也還處于產(chǎn)業(yè)化初期，市場份額較小。國內(nèi)整個產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)中試技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)完成，正在進入小規(guī)模電站試驗階段。
上海太陽能工程技術(shù)研究中心主任李紅波認(rèn)為：“聚光光伏發(fā)電要得到推廣，還需要業(yè)界加大投入。由于聚光光伏的市場還沒有真正啟動，一些配套材料的廠家對投入資金進行研發(fā)的積極性并不高。要解決這些問題，必須在跟蹤系統(tǒng)、玻璃透鏡、封裝材料等各環(huán)節(jié)實現(xiàn)突破，需要從事不同領(lǐng)域的廠家共同努力，而不僅僅是解決太陽能電池的問題。在聚光光伏電站示范運行過程中會暴露出很多問題，只要有廠家愿意投入力量去解決，聚光光伏很快就會得到推廣。”
以聚光光伏的行業(yè)特點看，規(guī)模越大，成本越低。李紅波表示：“可行的規(guī)模至少應(yīng)該在100兆瓦以上，如果只有幾兆瓦的裝機容量很難體現(xiàn)效益。一座100兆瓦的聚光光伏電站，如果其中1兆瓦的設(shè)備需要維修，不會對整個系統(tǒng)造成太大的影響；但如果電站的規(guī)模只有1兆瓦，經(jīng)常處于維修狀態(tài)，成本就會大幅上升。”
容雷認(rèn)為：“聚光光伏的成本包括兩塊：一塊是建設(shè)成本，另一塊是發(fā)電成本。目前，國家對于太陽能的補貼，每度電補貼0.7~1元，新曜光電利用自主研發(fā)的技術(shù)設(shè)備，如果以每年2000小時的發(fā)電量為標(biāo)準(zhǔn)做參考，大概每度電的成本是0.7元，按照國家每度電補貼0.7元來計算，我們就可以實現(xiàn)零成本發(fā)電。”
容雷進一步分析：“現(xiàn)在每度電0.7元的發(fā)電成本是我們的實際成本，如果進入大規(guī)模生產(chǎn)以后，成本還會進一步下降，這樣，我們的成本就會低于多晶硅。再加上聚光光伏的發(fā)電量比多晶硅多1倍，未來，對太陽能行業(yè)將產(chǎn)生顛覆性影響。”
聚光光伏技術(shù)研發(fā)在國外已經(jīng)有三十多年歷史，但聚光光伏電站的商業(yè)化運營目前在全球范圍內(nèi)仍處于起步階段，最根本的原因還是成本太高。容雷說：“盡管聚光光伏有很多優(yōu)點，占地面積小、發(fā)電效率高、節(jié)省材料、減少污染，等等；但聚光光伏的最大缺點就是成本太高，其成本大大高于多晶硅。太陽能行業(yè)還屬于政府補貼的一個高成本行業(yè)，但政府補貼畢竟是有限的、不可延續(xù)的。如果成本始終大大高于多晶硅的話，聚光光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展肯定要受制約。只有把成本降到一定程度，或者有突破性的技術(shù)出來，聚光光伏的市場才能打開。”
所以，按照新曜光電目前自主研發(fā)的技術(shù)設(shè)備，完全可以把聚光光伏產(chǎn)業(yè)的成本降下來。目前，晶硅體占據(jù)了太陽能電池95%的市場份額，但多晶硅目前在國內(nèi)還是一個高污染、高耗能的產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)100公斤多晶硅需要46度電，另外，多晶硅的的材質(zhì)回收是不可降解的，這些也都是多晶硅的成本。
容雷舉例說：“在美國，買電器的時候要多花10%的回收成本，假如1000美元的電視機，要花1100美元，多花的100美元就是回收成本。按理說，多晶硅的回收成本比電器要高，1000元的多晶硅，至少要有20%的回收成本。但目前在中國，還沒有涉及回收成本這一制度，所以，多晶硅的價格較低。”
而聚光光伏技術(shù)材料99%用的是鋁，是一些玻璃結(jié)構(gòu)，在十年或二十年以后，鋁是可以回收的，這個回收成本幾乎可以忽略不計。
發(fā)展前景廣闊
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來隨著聚光光伏技術(shù)的更加成熟以及生產(chǎn)規(guī)模的進一步擴大，聚光光伏將長期與晶硅、薄膜電池共存。長期來看，聚光光伏并不會完全取代晶硅和薄膜電池的市場，正如薄膜電池不會完全取代晶硅電池一樣。
目前，全球的聚光光伏裝機不到200兆瓦，預(yù)計今后幾年，隨著技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢的凸顯，市場規(guī)模將有爆發(fā)式的增長。未來十年，年均增速預(yù)計在40%以上。
容雷分析：“聚光光伏的前景是非常廣闊的，無論對于全世界還是對于中國，太陽能產(chǎn)業(yè)都是一種主動的環(huán)境需求，而不是迫于經(jīng)濟利益的需求。況且，中國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也的確到了該調(diào)整的時候了?，F(xiàn)在，在幾種清潔能源中，核能和風(fēng)能都受到一定自然條件的限制，相對來說，太陽能的利用前景最為廣闊。今后，我們只要把成本降下來，將聚光光伏的成本控制在多晶硅之下，這一產(chǎn)業(yè)將有非常廣闊的前景。未來，可能不光是應(yīng)用在發(fā)電站方面，在一些鄉(xiāng)村、一些二三線城市，居民也會有自發(fā)的需求。”
目前來看，光伏產(chǎn)業(yè)還是一個政策驅(qū)動型的市場，靠自身發(fā)展，成本無法與煤電競爭。在這種情況下，政府政策的透明度和持續(xù)性就非常重要。容崗表示：“中國恰恰在政策方面不明朗，很多地方政府和部委出臺了一些政策后，也定了一個上網(wǎng)電價，但并沒有說補貼多少年。特別是對于民營企業(yè)，沒有政府的政策，就更不敢貿(mào)然進入了。”
在美國，政府對聚光光伏產(chǎn)業(yè)的扶持力度非常大，曾有一家聚光光伏企業(yè)得到了美國政府幾千萬美元的無償補貼。而在中國，很多政策還是跟不上，容崗認(rèn)為：“作為一個新技術(shù)，有識之士已經(jīng)看到了聚光光伏未來的前景，將來如果能建起大型的聚光太陽能電站，其成本肯定會下降?，F(xiàn)在包括幾大電力集團在內(nèi)，也都在考慮嘗試建聚光光伏電站。所以，我們應(yīng)該抓住這個機會，搶占市場。”
2010年9月，三安光電在青海格爾木3兆瓦聚光光伏太陽能示范項目中，其中的1兆瓦并網(wǎng)發(fā)電項目，使用的是500倍透鏡，雙軸追日系統(tǒng)，平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)25%。從2010年10月初并網(wǎng)發(fā)電情況統(tǒng)計，平均每天發(fā)電4500度左右，運行情況比晶硅發(fā)電效果好。
容雷介紹：“目前在國內(nèi)做研發(fā)的公司挺多的，但是真正做到兆瓦級的公司，國內(nèi)只有三安光電的格爾木項目。我們希望有更多的公司投入研發(fā)，把這個市場做起來，不希望像現(xiàn)在這樣，只有一兩家公司在做，我們不怕競爭。多晶硅產(chǎn)業(yè)在中國是萬馬奔騰，上千家企業(yè)在做，只有這樣才能把一個產(chǎn)業(yè)做起來。”
容崗也表示：“聚光光伏行業(yè)還有很長的路要走，國外大規(guī)模的聚光太陽能電站已經(jīng)開始建設(shè)了，我們非常希望能夠把電站建好，使整個產(chǎn)業(yè)進入良性競爭軌道。對于國內(nèi)的企業(yè)來說，先不要匆忙上馬，每一家公司的成功都是行業(yè)的成功，每一家公司的失敗都是對行業(yè)的打擊。我們不希望同行失敗，希望大家都能成功。”
