我国发展太阳能光伏发电的必要性及技术分析

毛 亮

广东省粤电集团茂名热电厂，广东 茂名 525011

0 引言

当传统的燃料能源正在一天天减少时，所产生的排放物对环境造成的危害问题也变得日益突出。并且全球大约还有20亿人已得不到正常的能源供应。在这个时候，整个世界都把目光投向了可再生资源，希望可以通过可再生能源来改变人类的能源供给结构，以维持今后的可持续发展。在这些可再生资源中太阳能以其独有的优势而成为人们关注的焦点。这主要因为丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭、无污染并且人类能够自由利用的天然资源。据不完全统计太阳每秒钟辐射到达地面的能量可高达80万千瓦。如果把地球表面0.1%的太阳辐射能转化为电能来计算（转变率为5%），那么每年的总发电量可达5.6×109mW·h，其相当于世界上所有能耗的40倍。

1 我国发展太阳能光伏发电的必要性

我国是一个能源生产和消费的大国。2006年标准煤的消费总量约为24.6 亿吨， 比2005年同比增长了9.3%。2006年各种一次能源的构成比例分别为：煤炭约占69.7%、石油约占20.3%、天然气约占3.0%、水电等约占6.0%、核电约占0.8%。2006年，我国的原油总进口量已达到1.5亿吨，大约是我国原油总需求量的50%左右。但由于我国能源开采技术落后、能源有效利用率低、传统高能耗产业比重大、单位GDP能耗远远落后于发达国家、甚至比世界平均水平落后并且我国又是世界上最大发展中国家，经济高速发展，能源消耗增长速度居世界首位等客观因素，更加剧了我国能源替代形势继续转变的严重性和紧迫性。据电力科学院的研究表明，在考虑到充分开发煤电、水电和核电的情况下，2010年～2020年之间，我国的电力供需缺口仍然为6.4%～10.7%，这个缺口正是需要用可再生能源发电进行补充的。而太阳能光伏发电又可能在未来我国的新能源供应中占据主要位置。

2 我国太阳能光伏发电的现状

我国太阳能光伏发电产业起始与于20世纪70年代，到90年代中期已进入稳步发展阶段。太阳能电池及其组件产量都已逐年稳步增加。经过了30多年的努力，已迎来快速发展的新阶段。而且我国的太阳能光伏发电在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，已经建立起稳固的新生产业链迅猛发展。到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量已经达到10万千瓦（100mW），从事太阳能电池生产的企业多达50余家，太阳能电池的年生产能力达到290万千瓦（2900mW），太阳能电池年产量达到1188mW，超过了日本和欧洲，并使从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的产业链更趋于稳定成熟，特别是多晶硅材料生产取得了重大进展，突破了年产千吨的大关，冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约，为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。2007年是我国太阳能光伏产业发展最快的一年。这些主要受益于太阳能产业的长期利好和整个光伏产业出现的前所未有投资热潮。

3 太阳能光伏发电的未来趋势

太阳能光伏发电在不久的将来将会占据世界能源消费的重要席位，它的发展不但要替代部分常规能源，而且还将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源的消耗将占总能源消耗比例的30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占有比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源消耗将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源消耗将占总能耗的80%以上，太阳能发电将占到60%以上。以上这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域所占有的重要地位。根据《可再生能源中长期发展规划》报道，到2020年，我国将力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计，到2050年，我国可再生能源的电力装机将占全国总电力装机容量的25%，其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年，将是我国太阳能光伏产业发展继续迅猛的一个阶段。

4 太阳能光伏发电的环保意义

太阳能光伏发电最关键也是有别于燃料能源的重要特征是在发电过程中只排放很少的CO2。我们都知道CO2作为最主要的温室气体，是导致气候变化的罪魁祸首。太阳能电池板可循环使用，系统材料可再利用，这些都可以使光伏的能源投入进一步降低。如果广泛使用光伏发电技术，可以为减缓气候变化作出进一步贡献。

据IPCC对气候变化的科学评估报道：2007年2月，联合国气候变化政府间委员会发布了气候变化评估报告的第一部分。报告比以往更加确定：人类活动是过去半个世纪气候变暖的主因（超过90%的可能性）。主要影响包括：

1）过去12年中有11年是有历史记录以来最热的年份；

2）全球海平面上升加速；

3）南北半球的高山冰川和积雪正在消融；

4）自20世纪70年代以来，更多地区（尤其是热带和亚热带）干旱更加严重，持续时间更长。如果我们不采 取措施，将温室气体排放限制在2000年的水平，未来20年气温将增加2倍。具体预测包括：

5）气温将上升1.1℃～6.4℃；

6）随着热带海洋温度上升，未来热带气旋（台风和飓风等）将更加强烈，最高风力加大，降雨增强；

7）热浪和强降雨等极端天气日益频繁的可能性将超过90%。报告的主要研究结果包括：

1）今后60年～70年，气候变化将有可能导致物种大量灭绝；

2）今后几十年，缺水的人口将由几百万增加到几十亿；印度及南亚其他地区和非洲水源将逐渐减少。贫困国家受到的打击最大，澳大利亚和南欧的发达国家等也首当其冲；

3）贫困地区粮食产量将下降，导致更多的饥饿。中国和印度等国小麦和水稻产量将降低。干旱和饥荒将导致非洲产生更大的难民潮；

4）亚洲、南美和欧洲冰川的消融必将导致全球大量人口缺水，冰湖导致洪水泛滥；

5）由于海平面上升、风暴增强、洪水泛滥，中国的珠江三角洲和孟加拉的恒河三角洲的居民将面临严重威胁；

6）气温再升高1℃，就可能导致格陵兰和西大西洋大冰原融化，导致海平面上升几米，沿海居民将被迫迁移。

5 结论

随着现代社会的发展，太阳能光伏发电的特殊优势逐渐得到了体现，尤其是它可以为我国边远山区、特殊场合供电。考虑到太阳能光伏的附加价值，光伏发电的综合经济效益叶随之大大提升，因此不能单纯与传统发电模式比较单位发电成本。太阳能光伏可以降低温室气体和污染物排放、创造就业机会、保障能源安全和促进农村尤其是边远农村的发展。总之，发展太阳能光伏有许多经济、社会和环境保护的积极意义。

[1]陆维德，罗振涛.我国太阳能热利用进展[J].太阳能，2002(1)：3-4.

[2]王崇杰，赵学义.论太阳能建筑一体化设计[J].建筑学报，2002(7)：28-30.

[3]国家发展和改革委员会.中长期节能规划[R]，2004.

[4]胡学浩.我国能源中长发展战略研究专题报告[R]，2004.