力挺光伏:核心技术才是兴业之本——专访北京交通大学电气工程学院新能源研究所童亦斌
2011-06-21贾常艳
文/本刊记者 贾常艳/
童亦斌,北京交通大学新能源研究所所长,主要从事风力发电和光伏发电并网技术、主动配电网(微网)技术以及大功率变流器技术研究。
随着天气的转冷,光伏产业也进入了严冬,行业内一些上市公司频频缩减融资规模、放缓扩产计划。近日有总计7家在美上市光伏企业公布了第三季度财报。除了晶科能源之外,包括尚德电力、晶澳太阳能、天合光能、韩华新能源、中电光伏及阿特斯等公司全线报亏,其中尚德电力更是以1.16亿美元的数字成为亏损企业之首。各光伏企业过冬的“招数”可谓是层出不穷。那么,光伏产业究竟会走向何方?带着疑问本刊记者专访了北京交通大学电气工程学院新能源研究所童亦斌教授。
电器工业:您对“太阳能资源将成为人类的终极能源”有何看法?
童亦斌:理论上讲,地球上绝大部分能源都来源于太阳,因此从这个角度,上面这句话是没有错的。不算化石能源这样“被固化”的太阳能,也不算风能和水能这样“非直接”的太阳能,如果这句话是针对太阳能的直接利用,那么就值得讨论了。首先是时间,就是多长时间以后太阳能资源会成为人类的主导能源,是本世纪还是若干个世纪以后?其次就是太阳能利用技术的问题。光伏发电和光热发电虽然是现在最成熟的太阳能直接利用技术,但在发电效率和成本方面,还远远不能满足“终极能源”的要求,还有很长的路要走。当然,未来肯定会出现一些革命性的新技术,使“终极能源”的目标显得更容易接近。
电器工业:针对目前多晶硅市场低迷的现状,有人说光伏行业正在经历因产能扩张增速远大于需求增速而导致的供给过剩,那么如何让我们保持对光伏产业的乐观情绪?
童亦斌:从技术上来讲,目前我们对于光伏行业还是持乐观态度。当前产业发展碰到的一些问题,是产业自身的原因,盲目投资等,特别是低水平的盲目投资,重复投资,而不是行业技术的发展受到了制约或障碍。与其说是产能过剩,不如说是缺失核心技术的低水平、质量不过关的产能过剩,而真正具有核心技术的优势产能是不过剩的。部分盲目进入行业的厂家在没有掌握行业核心技术的前提下,简单的买来设备加工,忽视对产品质量的严格把控,更不具备产品技术升级的能力导致其通过压低价格等恶性竞争来接受市场,这些企业是不具有长久竞争力的产能。与之相对的是拥有自主知识产权与核心技术的企业,注重产品品质管理、构筑自身完整产业链,其拥有的产能仍是极具产业竞争力的,也不是过剩的。
电器工业:之前您曾提到“光储互补发电”,这对于我们现在能源紧缺的状况而言有什么意义?
童亦斌:光伏有两种比较大的应用:一种是集中发电,这有点像大规模的风力发电;第二种是分布式发电。目前国内发展的主要是前一种方式,规模大,成本优势明显,但对电网的影响相对较大,就像风电并网遇到的问题。分布式发电产生的电能由本地负荷消耗,避免了长距离传输带来的损耗,这也是比较好的发展方向。但大规模推广分布式发电,也会对电网产生不利的影响。储能能够在一定程度上较好地消除这些不利影响,这样对扩大光伏的接入是很有好处的。
电器工业:您觉得现在智能电网建设对光伏产业的发展有什么影响?2011年8月,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》。按照图中假设“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’。”对此您有什么看法?
童亦斌:智能电网到目前来说还是一个比较新的概念,未来它到底会发展成什么样子,目前还很难下定论。但是,就目前比较公认的一些特征看,智能电网的建设对提高和保证光伏发电的接入是有很大的好处的。甚至可以这样理解,智能电网核心价值之一,就是为新型可再生能源发电接入创造更好的环境,提高新型可再生能源发电的接入容量。
所谓的平价上网,就是光伏发电的成本降到与电价相当。如果是界定为工商业用电价格的话,这个目标应该是已经基本实现了。以北京为例,商业电价接近1元/kWh,而光伏发电成本差不多已经接近这个价格了,所以我认为这个路线图是很靠谱的。
电器工业:整个光伏产业的发展对电器工业领域将产生什么样的影响?
童亦斌:光伏发电包括大规模电站和分布式发电。从大规模电站的角度讲,更多体现为一个比较单纯的市场机会,技术上与传统的低压或中压电器设备相比,没有太多的特殊性,目前的应用也没有碰到太大的问题,所以我认为这是个很好的市场机会。但是在分布式发电这样一个比较新的应用领域,新的设备类型可能会被研发,包括保护装置等,这将会是未来一个技术发展比较活跃的领域。
电器工业:目前太阳能电池的污染问题广受讨论,太阳能电池在使用过程中是清洁的,但在其生产过程中会产生很多污染,您对此怎么看呢?
童亦斌:现有太阳能电池生产工艺,确实存在耗电量大,废弃物污染等现象。但是说到耗电量,如果生产企业达到一定技术水平,在较好工艺流程控制下,整个生产过程造成的能源消耗大概在两三年内即可被抵消。随着工艺水平的日渐提升,太阳能电池的使用年限一般可达约20~25年,净发电在20年左右,所以耗电远远小于发电量,从这个角度讲这不是一个亏本的买卖。
说到污染问题,从技术角度讲,生产过程中的污染都是可控的,只是现在部分企业对污染问题放松了警惕,甚至个别企业有意放松了对污染物的治理。因此业内应该唤起“加大对此类污染问题的预防和治理”的公共意识,并严格执行环境友好型的整治标准,相信问题会得到合理解决。如太阳能电池生产的必需品四氯化硅是腐蚀性强的有毒液体,需要在生产流程中安排合理回收;又如“替代品”的说法,若技术上研发出更好的替代品,当然很好,如果短期内无法实现技术换代,那就要依靠企业自觉遵守相关法律法规,加之有力的监管机制来实现实时回收。在这一点上,可以学习部分国外生产多晶硅的厂家,不断完善及改良我们的回收及利用流程。
电器工业:您认为未来光伏产业发展的主要方向是什么?
童亦斌:首先是行业范围内提高光伏电池的发电效率。作为光伏行业发展的龙头,只有光伏电池的发电效率大幅提高才能真正引领光伏成为主导能源。目前光伏电池的发电效率只有百分之十几,如果能提高到百分之二十甚至更高会更好,这也是技术层面主要的发展方向。第二,光伏产业链的生产和制造工艺的提升。如现有光伏电池、多晶硅、薄膜电池等,正尝试降低单位产能的能源资源消耗,这是个很好的方向,太阳能电池生产少闻革命性的技术问世,大多是小量细节的改进。在生产工艺日新月异的今天,行业技术的升级还是值得期待的。第三是基于应用层面上的。通过技术宣传普及或是某些政策引导,同时逐渐降低应用成本,让大众接受太阳能发电,这样未来的发展空间是巨大的。由于目前我国光伏行业刚刚起步,在城市的应用较少,但恰好能充分体现太阳能光伏发电的优势,即本地发电本地用,建设使用方便,投资灵活,也可推广家庭式电站,使其成为整个社会的产业,如金太阳示范工程等政策支持及引导已经初见成效。在行业内关键技术不出现革命性技术突破的情况下,这应该是未来5~10年的国内光伏发电的发展方向之一。
目前国内外光伏发电水平整体一致,但在核心技术上,国内企业仍有较大的提升空间。此外,未来除了大规模光伏电站,城市中的光伏应用是很好的发展方向,也是我们现在研究的另一重要应用领域。因为光伏发电在城市中应用具有得天独厚的优势:首先,所有的新型可再生能源技术中,只有光伏发电是可能在城市中得到良好应用的。其次,城市是用电的集中负荷,只有在城市中应用,才能减少负荷消耗,这对缓解能源危机,减少对电网的冲击最为有效。而潮汐、风能等一般都适于建在偏远地区,一旦远离了城市,就必然会带来线路的改造及电能的运输损失等问题。从技术上来讲,作为目前唯一能与负荷结合的在城市中应用的可再生能源,光伏发电未来发展与大规模应用的前景是很广阔的。