低碳时代我国太阳能产业展望

曹东坡

(郑州大学商学院，河南 郑州 450001)

低碳时代我国太阳能产业展望

曹东坡

(郑州大学商学院，河南 郑州 450001)

低碳经济已经成为一个广受人们关注的话题，同时对于深受全球变暖危害的人类来说，发展低碳经济也是解决问题的好途径。太阳能作为一种洁净无污染的可再生能源，在低碳经济时代将扮演重要角色。文章通过分析低碳经济与我国太阳能产业发展的关系，认为发展太阳能产业是我国改善能源结构、维护能源安全的重要途径，是我国在低碳经济时代可持续发展的保证。通过对我国太阳能产业发展现状的解析，初步绘出了太阳能产业发展技术路线图，对我国太阳能产业未来发展方向及发展重点提出自己的看法。

低碳经济;太阳能光伏发电产业;太阳能热利用产业;产业技术路线图

一、引 言

随着人类对于可持续发展的关注逐渐加深，“低碳”已成为一个越来越引人瞩目的话题。刚刚过去的哥本哈根世界气候大会，各国围绕二氧化碳减排的分歧巨大。实际上，自2003年首次提出建设“低碳社会”后，英国就一直在做低碳发展的工作，美国也在2007年提出了《低碳经济法案》。胡锦涛主席也明确主张“发展低碳经济”。以低排放、低能耗、低污染为特征的新经济发展模式——“低碳经济”，正成为国际经济发展的新趋势。本文拟探讨我国太阳能产业与低碳经济的关系，并对低碳时代我国太阳能产业做一展望。

二、低碳经济与我国太阳能产业的关系

对于低碳经济的内涵，美国学者莱斯特·R·布朗认为，以碳为基础的经济需要转变，要构建零污染排放、无碳能源经济体系。英国《我们未来的能源——创建低碳经济》指出，“低碳经济”通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染，获得更多的经济产出，是创造更高的生活标准和更好的生活质量的途径和机会，也为发展、应用和输出先进技术创造了机会。①中国学者庄贵阳认为，低碳经济实质是高能源效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和制度创新。发展与气候和环境友善的低碳经济，有利于我国转变经济增长方式和环境保护。②

太阳能产业是指围绕太阳能利用技术而发展起来的各个相关产业的总称。目前，太阳能利用主要集中在两个方面，太阳能光伏发电产业和太阳能热利用产业。太阳能作为一种清洁能源，符合低碳经济的要求。

正因为低碳经济的内在要求与我国目前的能源消费结构存在难以协调之处，而作为新能源之一的太阳能正好可以消减这些冲突，因此，太阳能产业理所当然成为今后低碳经济时代的一个亮点。具体来看，低碳经济与我国发展太阳能产业的关系主要表现在以下3个方面。

1.低碳经济与我国目前能源消费结构的关系

(1)我国能源消费结构现状

我国目前的能源消费结构以煤炭为主，石油和天然气也占一定比例。中国60%以上的一次能源需求由煤炭来满足，包括发电站使用的大部分燃料以及工商业和家庭所消费的大量终端能源。图1为中国2005年一次能源需求结构示意。

长期以来，中国能源生产体系以煤炭为主，2004年原煤产量占到了总能源生产量的75.6%。同时我国能源消费以煤为主，由于储量和产量巨大，煤炭在我国是一种相对廉价的能源。从而煤炭成为我国传统能源结构中最重要的部分。③石油在中国是第二能源，2005年它在一次能源需求中的比重达18.8%。同时，可再生能源的利用不充分。从图1可以看出，2005年，我国新型可再生能源利用量仅占能源消费总量的16%左右。

图1 中国2005年一次能源需求结构

(2)我国能源消费结构与低碳经济目标的冲突

低碳经济是通过提高能源效率和建立清洁能源机制，达到减缓气候变化和促进人类社会可持续发展的目标。

提高能效是解决能源安全和环境问题的主要途径。根据首部工业化蓝皮书《中国工业化进程报告——1995～2005年中国省域工业化水平评价与研究》，我国目前正处于工业化中期的后半阶段，第二产业仍然是我国能源消费的主要部分，这导致了能耗高、能源利用率低的问题。图2为我国各行业终端能源消费总量。实际上，我国目前仍属于以大量消耗能源为代价换取经济增长的粗放型增长模式，但是以煤炭、石油为代表的化石燃料总量是有限的，这一模式与我国可持续发展的目标相背离。因此，我国目前的能源消费结构已经不适应低碳经济的要求。

图2 各行业终端能源消费总量(百万吨标准油)

从环保的角度来看，煤炭、石油的利用会排放大量二氧化碳等温室气体，导致地球温度逐渐升高，已经成为一个被世人普遍关注的环境问题。图3为1905～2001年近百年来中国年平均地表气温变化。2020年我国二氧化碳人均碳排放水平在0.9吨～1.3吨，接近世界的平均水平，我国减排和限排温室气体的压力将越来越大。清洁发展机制(CDM)旨在帮助各国在促进经济发展的同时，按照京都议定书的规定实现各自的温室气体减排承诺。到2012年之前，在清洁开发机制项目产生的所有碳信用额中，中国预计将占到一半以上。中国的清洁开发机制项目主要是可再生能源、能效和甲烷开采项目。④可见，以煤炭为主的中国能源消费结构与清洁发展机制也有相悖。

图3 中国近百年来(1905～2001年)年平均地表气温变化

2.发展太阳能产业适应低碳经济的要求

从清洁发展机制来看，太阳能利用几乎不会产生任何对环境造成破坏的污染物，如二氧化硫、二氧化碳等，因此这是中国履行减排承诺的极好途径。太阳能利用符合低碳经济的要求，是良好的CDM项目。目前太阳能热利用技术已较为成熟，这一方面可以减少大量化石燃料或生物质燃料的使用，尤其在中国农村，如果大力推行太阳能热利用，由于农村市场广阔以及中西部广大农村太阳能资源丰富，对减排目标的实现将起到巨大的推动作用。

就能源供应来说，目前，我国的人均能源消费为1.3吨标煤，仅为世界平均水平的55%，即使到2020年，我国人均消费量也只有2吨标煤左右，接近目前世界的平均水平。可见，我国的人均能源消费将持续快速增长。就国内资源状况而言，我国的人均能源可采储量远低于世界平均水平，2003年人均石油、天然气、煤炭可采储量分别为世界平均值的10%、5%和57%。20世纪80年代中期及90年代初期曾出现的能源短缺，主要原因是能源生产能力不足，而今后将受制于国内能源资源不足。⑤可再生能源已经被普遍认为是21世纪能源发展的重中之重，而太阳能作为可再生能源中的重要一员，以其独特的优势正引起世人关注。相对于价格昂贵而且不可再生的石油、煤炭等化石燃料，太阳能是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价的能源。

3.发展太阳能产业可以改善我国能源结构，维护能源安全

自1993年我国成为石油净进口国之后，我国石油对外依存度从1995年的7.6%增加到2003年的34.5%。到2020年，石油对外依存度有可能接近60%，接近2003年美国66%的水平。由于我国的经济增长对石油的依赖程度高，国际石油价格的持续大幅度上涨，对我国经济的伤害将更大。并且，石油、煤炭等作为不可再生能源，如果未来这些能源价格面临持续高企的局面，对我国经济持续增长将是极大的威胁。发展太阳能产业可以改善我国能源过度依赖煤炭、石油等的窘境，并且可以在一定程度上抵消能源价格抬高的负面影响，提供一种取之不尽、用之不竭的新能源，对国家安全的意义十分重大。

三、我国太阳能产业发展现状

总体来说，我国太阳能资源总量丰富，分布相对集中，属于太阳能资源较丰富区，同时受益于国家相关政策，太阳能利用也已开始呈现出蓬勃发展的势头。

1.我国太阳能资源分布状况

中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，部分地区日辐射量最高达每平方米9千瓦时，为我国太阳能产业提供了充足的资源。

2.我国太阳能利用现状

(1)太阳能光伏发电产业

太阳能光伏发电产业在我国起步较晚，技术落后，但具有广阔的发展前景。据中国能源协会资料，预计到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦，年发电量可达1 300亿千瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。不过，尽管我国太阳能光伏发电潜力巨大，但真正并网型的太阳能光伏市场远未形成。直到2006年年底，中国光伏发电的总装机量还不到100兆瓦，2006年一年增加的装机量是10到15兆瓦，发展速度非常缓慢。同时，我国太阳能光伏产业呈现典型的“两头在外”的窘境，即光伏产业的主要销售市场以及核心技术和原材料都主要来自国际市场。绝大多数中国生产的光伏产品都出口到国外市场，如欧洲、美国、日本等。

在整个光伏产业市场尚未快速发展的同时，中国的太阳能电池产业的发展却相当快。在太阳能光伏电池业内，中国已诞生一大批著名企业。但国内企业主要集中在电池片、电池组件和应用系统等产业链中下游环节，由于光伏产业链上游产品利润率远高于中下游，因此我国大部分光伏企业产品附加值低，竞争力弱。

(2)太阳能热利用产业

与太阳能光伏发电技术不同，太阳能热利用技术在我国已有成熟的工业生产体系，并且拥有核心技术。2001年，我国太阳能热利用产业产值100亿元，总保有量达3 200万㎡，2006年产值250亿元，总保有量为9 000万㎡。⑥表1为对我国到2020年太阳能热利用的总体情况预测。

表1 预测到2020年我国太阳能热利用发展总体情况

3.我国太阳能产业相关政策

我国于2006年1月1日开始实施的《中华人民共和国可再生能源法》，其中对太阳能产业做出了相关规定:“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。”以法律的形式普及推广和应用太阳能。

2007年8月31日，国家发展改革委发布了《可再生能源中长期发展规划》。其中提到，太阳能光伏发电方面，到2020年达到180万千瓦;太阳能热利用方面，到2020年，全国太阳能热水器总集热面积达到约3亿平方米，加上其他太阳能热利用，年替代能源量达到6 000万吨标准煤。

四、低碳时代我国太阳能产业发展技术路线图

基于太阳能利用的两个方向——太阳能光伏产业和太阳能热利用产业——的产业链情况，并依据相关技术资料，初步做出两个方向的技术路线图。

1.太阳能产业链

从太阳能利用的两条途径出发，可以得出两条产业链。一般认为，对于太阳能光伏产业来说，产业链包括上游的原材料制备及电池制造，中游的电池组件封装设计制造及蓄电池等配套部件生产，下游是光伏系统的集成及应用。可以表示为:原材料—硅片—电池片生产—电池组件生产—光伏发电系统。其中太阳能电池是最重要的生产环节。太阳能电池按材料分主要有单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、化合物电池、有机电池和染料敏化电池等，以硅为原材料的电池是最重要的成员。单晶硅电池技术成熟，性价比好，是目前最受重视的太阳能电池。多晶硅电池价格较低廉，但是转换效率不高，适合于建设光伏电站，也可作光伏建筑材料。非晶硅则尚未大量应用。薄膜电池材料是当前国际上主要研发方向之一，可以得到很高的转换效率，而聚光电池则突破了普通太阳能电池高成本制约。⑦

而对于太阳能热利用产业，主要产品集中在各类太阳能集热器、热水器上，产业链条可以分为原材料、产品开发设计、真空集热管等部件生产、整机制造、工程设计安装、营销服务等。

2.太阳能产业技术路线图

(1)太阳能光伏产业技术路线图

根据太阳能光伏产业链情况，并结合生产工艺、技术及市场情况，初步绘制的光伏产业技术路线图如图4。

图4 太阳能光伏产业技术路线图示

当前，我国太阳能光伏产业已逐步拓展步入蓬勃发展时期。而多晶硅属于典型的高能耗产业，从生产工业硅到太阳能电池全过程综合电耗达220万千瓦时/兆瓦，多晶硅电费占生产成本的35% ～40%。为避免产业过度竞争，实现节能减排，国家将多晶硅列为产能过剩的行业。专家认为，多晶硅原料环节是利润率最高的环节，毛利率高达45%，电池片环节毛利率则降至25%，而应用系统和电池组件环节则低于20%。⑧但受制于我国太阳能电池原材料生产技术较低，且太阳能电池原材料属于光伏产业链的基础，在整个产业链中起基础性作用，因此现阶段我国发展光伏产业与世界上先进国家还有相当差距。国家应在政策和技术研究、资金层面上予以支持，如提供融资支持，由政府牵头开发聚光太阳能电池技术等前沿技术，并推出一整套有利于光伏产业发展的政策，否则我国在光伏产业上与其他国家的差距将越来越大。

(2)太阳能热利用产业技术路线图

根据太阳能热利用产业链情况，并结合生产工艺、技术及市场情况，初步绘制的太阳能热利用产业技术路线图如图5。

图5 太阳能热利用产业技术路线

紧凑式太阳能热水系统不能很好地与建筑进行一体化结合，分体式则可以解决这一问题。分体式太阳能热水系统代表着太阳能热水系统的发展方向，今后将成为太阳能热水系统的主流产品。

从我国具体国情来看，农村市场潜力巨大，随着农村经济的快速增长，农民生活水平不断提高，目前城镇化以及新农村建设正蓬勃开展，随着低碳经济大趋势下节能减排工作的逐步开展，以及家电下乡等惠民政策的逐步实施，光热产品在农村的应用正变得越来越普遍。大量的新建农宅和小城镇住宅无疑将大大增加对生活热水的需求量。太阳能热利用产业的市场空间广阔，而且我国在这一领域拥有核心技术，工业生产、市场销售体系也比较完整。太阳能热水器潜在市场的另一个推动因素是环保。每㎡太阳能热水器每日可提供 45℃100kg热水，年节标煤150kg或电450kWh、减排CO2280kg，对解决居民生活热水和采暖空调问题，特别是对提高农民生活质量，实现节能环保有重大作用。如果有国家的相应政策支持，相信太阳能热利用产业将会有更大发展，在世界上也将占据重要地位。

注 释:

①袁男优.低碳经济的概念内涵［J］.城市环境与城市生态，2010，(1):43 －44.

②庄贵阳.中国经济低碳发展的途径与潜力分析［J］.国际技术经济研究，2005，(3):8 －12.

③班瑞风，魏晓平.中国能源结构及利用问题研究［J］.徐州工程学院学报，2008，(5):24 －27.

④国际能源署.世界能源展望2007:中国选粹［R］.2008.

⑤中华人民共和国发展和改革委员会网站.我国能源产业面临五大挑战［EB/OL］.http://www.ndrc.gov.cn/nujt/dcyyjt/20050714_41391.htm.

⑥太阳能热利用行业发展报告［R］.2008.

⑦姚叙红.高效太阳能电池关键技术研究［D］.中北大学硕士学位论文，2009.

⑧曹 雪.中国太阳能光伏发电产业的现状、问题与对策研究［J］.中国高新技术企业，2009，(23):76－77.

Prospects of Solar Energy Industry at the Low－carbon Age

CAO Dong－po
(School of Business，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China)

The Low Carbon Economy has been an appealing topic，which is also a perfect way to solve environmental problems to people who are incurring the Global Warming at the same time.Solar energy will play an important role in the Low Carbon Economy time for it is a renewable energy which is clean and without pollution.Based on the analysis to the relation between the Low Carbon Economy and China’s development in the solar industry，the paper holds such a point that the development of solar industry is an important access to improve the energy structure and maintain the security of energy;furthermore，it also can guarantee China’s sustainable development in the Low Carbon Economy time.At last，the technology roadmap of solar industry is depicted preliminarily through the analysis to the development status of China’s solar industry，and personal view on the future direction of solar industry and the development priorities has been proposed.

low carbon economy;solar photo voltaic power industry;solar thermal application industry;industrial technology road map

F426.2

A

1007－9734(2010)06－0041－05

2010－09－28

河南省政府决策研究招标课题(B641)

曹东坡，男，河南舞钢人，硕士，主要研究方向为产业组织与产业政策。

责任编校:陈 强，王彩红