林木病理学实验指导书河北农业大学林学院林木病理学课程组

1光伏发电的未来战略地位赵玉文2提纲0.引言1.光伏发电的未来战略地位2.快速发展的世界光伏市场和产业3.法规和政策－最强大的推动力4.我国光伏发电的发展及思考5.结语30.引言：1)基本原理42）光伏产业链及产业范围太阳级硅材料制造硅锭及硅片制造电池制造组件封装系统工程各环节专用材料制造光伏材料、器件、组件、系统的检测设备制造各环节专用设备的制造业光伏系统及系统平衡部件制造业561.光伏发电的未来战略地位71.1从人类能源演化史看21世纪能源变革8前工业化时代－社会财富和能源消耗水平很低，－人力、畜力、风能、薪柴等为主初级绿色能源。工业化时代－化石燃料+工业革命-以高能源、高资源消耗为代价赢得了物质财富和科学技术高度发展；－同时造成资源极大浪费，生态环境恶化和破坏。后工业化时代－可再生能源为主的能源体系体系；－单位能耗的物质财富极大增加；－可持续发展是一切活动准则；－人和大自然友好相处。9工业化时代◆能源结构发生剧烈变化：化石能源达到顶峰并逐步走向枯竭，可再生能源逐步替代成为必然。◆能源变革必将发人类社会、政治、经济、文化的变革。变革中孕育了下一个更高的文明时代。◆只有把握这种变革国家和民族，才能争得发展的主动权。10化石燃料生产(消耗)的峰值存在一个高峰，高峰在什么时间？离峰离现在还有多远？留给可再生能源技术发展的时间足够吗？！111.2化石能源的峰值即将到来－化石能源峰值位置研究－太阳能等可再生能源开发的必要性和紧迫性12◆化石能源峰值位置研究①世界油气资源峰值2002,AssociationforStudyofPeakOil(ASPO):峰值位于2015(图)；2001,BP，WorldEnergyForuminDavos,峰值位于2010,30-40之后将消耗尽；2000，WorldResourcesInstituteinWashington:峰值位于2019.13ASPO对世界油气开采峰值的最新预测峰值位于2015年附近14日本的预测(1860－2060)自天然气起，以下为化石燃料，化石燃料生产峰值在2020～2030年之间②化石燃料峰值（媒＋油气）15Shell的预测(1980－2060)自天然气起，以下为化石燃料，化石燃料生产峰值在2020-2030之间。16自天然气起，以下为化石燃料，化石燃料生产峰值在2030-2040年之间欧洲JRC的预测(2000－2100)17综合以上引证的资料和研究表明：化石燃料的生产和消耗峰值在2020-2040年之间。18本世纪人类能源结构将发生根本性变革化石燃料开采峰值位于本世纪20～40年代19总结化石燃料峰值到来之前还有二、三十年,加紧开发、培育以太阳能为代表的可再生能源非常必要、十分紧迫。201.3太阳能是人类未来最重要的战略能源在能源结构中的比例，％20502100可再生能源～52%～86%太阳能～28%～67%太阳能发电(光伏＋热电)～24％～64％◆欧盟JRC预测2004EUR21087EN21世界能耗与可再生能源(TW)2004世界实际能耗132050世界预测能耗302100世界预测能耗46未开发水力0.5海洋能（潮汐、海浪、海流）2地热能12可利用风力2-4全球总太阳能120,000来源：美国能源部OfficeofScience报告，2005年4月。1TW=109kWWatt瓦Kilowatt千瓦Megawatt兆瓦Gigawatt吉瓦Terawatt太瓦光伏系统要考虑可利用系数日均标准光照：4小时可利用系数：1/66kW光伏相当于表中1kW（不含系统效率）22 ◆欧洲光伏工业协会(EPIA)的预测：2020年：光伏组件年产量：40GW系统总装机容量：195GW光伏发电量：274TWh,＝2020年全球发电量的1％光伏组件成本：1美元/Wp2040年：光伏发电量：7368TWh,＝2040年全球发电量的21％23图102000－2040年世界电力生产的预测图102000－2040年世界电力生产的预测图102000－2040年世界电力生产的预测◆世界能源组织（IEA-PVPS）的预测2020年PV占1％，2040年20％24◆光伏发电路线图及预测Year2000201020202030USA(GWp)0.142.136200Europe(GWp)0.153.041200Japan(GWp)0.254.830205World-AIP(GWp)1.014.02001850Sources：Japanese，US，EPIAandEREC2040scenariosEREC-EuropeanRenewableEnergyCouncil，EPIA-EuropeanPhotovoltaicIndustryAgency，AIP-AdvancedInternationalPolicyScenario25欧洲路线图的最新修正欧洲可再生能源协会给出了他们的最新光伏发电发展路线图：他们预计2010年光伏装机达到8GWp,2020年光伏装机达到52GWp,而且他们认为这一预计是保守的。欧洲光电工业学会坚定地认为，如果光电工业类似于前些年那样发展，这些数据会更高。该协会估计2010年会达到11GWp,2020年会达到134GWp。（2007年5月消息）26以上的预测案例和路线图充分说明太阳能光伏发电的重要战略地位以及世界对发展光伏发电的重视。272.快速发展的世界光伏产业和市场282.1世界光伏技术、产业和市场快速、增速发展1）产业发展◆最近10年(1996-2006)的平均年增长率为40%;◆最近5年(2001-2006)的年平均增长率为45％；◆2006比2003年太阳电池年产量2.5GW(2.79);◆2007年预计达到3.5－4.0GW：◆2010年预计产量10～12GW。29世界太阳电池的历年增长情况，MW30◆生产规模不断扩大20世纪80年代:1－5MW/年，20世纪90年代:5－30MW/年，2001～2005年25－500MW/年；2006～201050－1000MW/年312)技术发展◆太阳电池效率持续提高实验室电池：单晶硅24.7%，多晶硅20.3%硅基薄膜电池：13%CdTe：16.5%;CIGS:19.5%32时段1980’,%1990’,%目前,%单晶硅10－1313－1616－20多晶硅8－1110－1413－16薄膜电池3－55－86－12商业化电池效率33◆硅片厚度不断降低70年代：450～500m，80年代：400～450m，90年代：350～400m，目前：200～220m，2010：150～200m，2020：100～150m。34◆硅材料用量不断减少20世纪80年代～20吨／MW90年代15～17吨／MW2000-200512～15吨／MW2010年～10吨／MW35◆各种太阳电池技术不断发展1998年多晶硅电池市场份额开始超过单晶硅电池晶硅电池，各种薄膜电池技术持续发展362）市场发展◆2006年累计装机8GWW。2007年预计累计安装11～12GW注：资料来源－PVNewsPaul37◆光伏发电是发展最快的可再生能源发电技术382001年2004年◆光伏并网应用是最大市场并网光伏发电市场份额逐年增长情况年19961997199819992000份额，％7.921.323.529.941.7年20012002200320042005份额，％50.451.455.565.970392005年并网光伏市场份额70％2006年欧洲95％以上是并网光伏发电市场40并网发电的意义标志着光伏发电由边远地区和特殊应用向城市过渡，由补充能源向替代能源过渡，人类社会向可持续发展的能源体系过渡。413）世界光伏组件的成本和价格不断降低光伏组件成本30年来降低2个数量级，2003年世界重要厂商的成本为2~2.3美元/Wp，售价2.5~3美元/Wp，最近因材料紧缺有所回升。42累积安装量，GWp晶体硅光伏组件价格经验曲线（GerhardP.Willeke，1stWorkshopFutureDirectionofPV,Tokyo,3-4March2005.成本和价格按照生产和产业规模持续降低431101001000100001995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010CumulativeInstalledCapacity[MWp]WhiteBookTarget3GWpInstalledCapacityif2001to2004growthratescanbemaintained10GWpGrowthRateRequiredforWhiteBookTarget36%2005estimates10）欧洲光伏计划和实施情况4411)日本光伏计划和实施情况453.法规和政策－最强大的推动力463.1强法规政策支撑推动发展－德国范例德国2000年实施新可再生能源法，规定光伏发电上网电价0.99马克/KWh,零贷款利率，10年偿还；2004年实施新能源法，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。47德国2004年1月起的光伏发电上网电价（新）系统类型不同光伏系统的上网电价，欧元/kWh30kWp30-100kWp100kWp建筑屋顶0.5740.5460.540建筑幕帘0.6240.5960.590地面系统0.457上网价格/kWh30kWh30-100kW100kW建筑物和隔音墙49.21欧分46.82欧分46.30欧分光伏建筑集成＋5欧分地面光伏系统37.96欧分德国2007年的光伏发电上网电价48德国光伏发展现状与发展BSW(derBundesverbandSolarwirschaft)统计：•2005年安装750MWp•2006年安装750MWp•德国总共安装并网光伏2550MWpPhoton统计：•2005年安装912MWp•2006年安装1150MWp•德国总共安装并网光伏3300MWp49国家和地区上网电价，欧元/kWh实施时间德国0．55(平均)20比利时0．4520希腊0．4920意大利0．4520葡萄牙0．4415西班牙0．4225华盛顿州（美国）0．43（美元）10加州（美国）0．50（美元）3韩国0．5815部分实施上网电价的国家和地区（目前已有40多个国家和地区实施了上网电价法）50在促进光伏发电市场和产业发展的各种措施中，法规政策是各国最具影响力的因素！！514.我国光伏产业发展思考524.1我国能源和环境形势形势1)我国能源形势－比世界平均水平严峻◆各种一次能源资源量均低于世界平均水平•除太阳能外我国各种能源储采比与世界比较53◆能源结构性矛盾特别突出－煤炭比例过高2001年一次商品能源消耗结构世界中国煤炭24.71％67.0%石油38.47％23.6%天然气23.72%2.5%核能6.59％0.4%水电6.51%6.5%54◆电力缺口大2010年2020年电力科学院552）我国环境形势比世界平均水平严峻◆煤的大量直接燃烧是造成我国大气污染的主要原因：我国煤炭排放的SO2占全国的87%,CO2……………71%,NOx……………67%烟尘……………60%据估计，我国由于环境造成的损失已经超过总GDP的10％。56◆2007年我国成为世界排放最严重的国家2007年我国不但SO2排放持续占世界第一；而且CO2排放将超过美国，成为世界第一(2007年美国CO2排放59.1亿吨，我国为60.2亿吨－世界能源组织首席经济学家比罗尔(Fatih.Birol)－环球时报2007.4.27)。虽然我国人均排放、历史排放还远低于美国等其它国家，但单位GDP能耗和排放居世界高位，采取更加有效的减排节能措施和大力发展可再生能源也是我国可持续发展之必须和造福于国家和民族的千秋大计。57以上的所有论述都清楚表明，我国更迫切地需要早日实现太阳能光伏发电在能源中的战略地位。在实现太阳能光伏发电的战略地位