我国光伏产业未来发展方向及主要的问题

黄佐菊

摘要：在日益严峻的能源形势和生态环境形势压力下，太阳能光伏产业前景广阔，未来光伏产业的发展更多的是呈现分布式以及多样化的发展方式，根据我国的具体情况还需要在人才培养、技术进步、成本降低等几个方面进行完善。

关键词：光伏产业，发展方向，存在的问题

一、光伏产业发展的必要性

1.化石能源、核能

集中式的大型发电站都存在一个问题，从发电厂将电能输送给用户的过程将会产生输电损耗，一般会超过电厂输出发电量的10%。我国目前的能源结构采用火力发电和核能，这种大型发电厂都造成极大的浪费。

（1）化石能源

对于资源缺乏的国家和地区，需要从资源丰富的国家进口煤炭、石油，在运输的过程中将会增加成本，同时也将本国的命脉握在了别人手中。化石燃料在使用过程中还会产生大量二氧化碳、粉尘、硫化物等，特别是煤炭，虽然煤炭相比于石油、天然气储量最多，价格野相对便宜，但对环境造成的污染也是最大的。随着大家对生态环境的重视以及煤、石油、天然气的有限性，化石能源的使用会收到限制。虽然目前也采取“煤炭气化”提高燃烧值，“碳捕捉和封存”来降低燃烧过程产生的二氧化碳，但无疑这样的做法也会增加发电成本。

（2）核能

核电站建设周期长，资金投入高，核废料的产生不但增加处理成本还会给环境带来潜在的危险。核电站废弃以后还需要大笔的资金处理核电站，所需要的资金接近核电站的建设费用。在提炼核能反应堆原料的过程中，也需要大量的传统能源，也就是说核能发电也会产生二氧化碳，并不是不产生任何二氧化碳。另外，核发电的主要原料铀的储量约为475万吨，目前每年消耗约7万吨[1]，也就是说按照目前的消耗速度，核能还能维持不到70年的时间。

2.其他可再生能源

风能与太阳能一样，存在发电量不可控、不稳定的缺点，另外风力发电机主要以大型为主，除了太阳能-风能路灯外，城市也不太可能建设大型的风力电机。

生物质能的利用主要通过生物质发电，乙醇燃料以及生物柴油[2]。生物质发电主要原料为农作物秸秆及农林废弃物，收集困难，产业化技术水平不高。乙醇燃料主要原料为粮食，就目前我国现状将粮食大量生产乙醇燃料不太现实。生物柴油原料为动物或植物油脂，加工技术还有待进步，另外含油作物种植也面临占用土地的矛盾。

水力发电也是清洁的可再生能源，2014年我国水电发电量占全国总发电量的19.2%。目前，我国水电开发容量已达到技术可开发量的52%左右，发电量占到技术可能量的40%左右。水力发电修建大坝会对整个生态环境造成破坏，而且水力发电储量也不能完成满足经济发展需要。

因此，综合对比各种能源，未来的能源主要是可再生能源，而太阳能储量大、分布广泛，是未来必不可少的一种能源形式。

二、未来光伏产业的发展方式

1.分布式光伏电站将成为主要形式

著名的电器工程学家爱迪生就预言：未来的发电是分散式的，虽然光伏产业发展之初，大多数的光伏科学家也将发展的重心放在大型光伏电站及聚光式光伏电站。上世纪德国提出的“千家光伏屋顶”以及后来的“十万家光伏屋顶”，美国的“百万屋顶”计划，特别是日本的“阳光”计划，在2008年日本个人住房光伏发电量占日本总装机容量的80%以上，成为日本光伏发电的主体。光伏系统由于其独特性可以建设任意大小的发电站，那么未来更多的就是建设中小型的分布式光伏电站，也就是将光伏电站与建筑有机的结合在一起。这样的结合，不另外占用土地面积，维护方便，当地发电当地使用没有输电损耗，可以将光伏组件部分替代建筑材料节省成本，同时光伏系统覆盖在建筑表面还能起到保温隔热的作用降低建筑能耗。

2.行业、企业标准将进一步完善

建立完善且与产业发展适应的光伏产业标准体系是光伏产业健康发展的必要条件，包括光伏产业基础通用标准、光伏制造设备、光伏材料、光伏电池和组件、光伏电源并网电能质量等多方面。我国目前也陆续出台了相应的标准，但与国际相比还不完善，另外还需要根据我国的具体情况做一些相应的调整，以适合我国光伏产业的发展。

3.光伏电池将趋于多样化

既然未来主要发展方向为分布式的光伏电站，特别是与建筑结合在一起，为了满足发电及建材的双重要求，必然对光伏系统提出多样化的需求，包括太阳电池原材料多样化、形状多样化、颜色多样化以满足人们对于美观、安装维护方便等方面的要求。

三、我国光伏产业未来发展需要注意的几点问题

1.人才的培养

我国光伏产业的发展比较晚，在2002年之前除了一些特殊领域，光伏还没有作为大规模应用的电源，到2002年底全国装机容量累积只有6兆瓦，因此更加没有系统的人才培养方案。光伏产业大规模发展需要大量的专业人才，包括改进生产工艺、改进太阳电池结构提高发电效率、寻找替代原材料、系统设计安装、系统维护都需要专业人才。同时由于各企业产品质量良莠不齐，需要专业的质量检测人员对产品进行检测，让消费者能够买到合格的产品。

2.加大对相关知识的普及、培训

要大规模的普及，必须要让所有人对光伏产品有一定了解，就我国目前的情况来看，除了光伏发展比较好的几个地区以外，人们对于光伏完全不了解，这就需要政府以及光伏从业者提高宣传力度，让人人了解光伏。

3.成本进一步降低

光伏一直以来都被认为是“昂贵”的代名词，虽然严格意义来讲，在2011年就已经实现了个别地区光伏发电成本与化石能源发电成本一致，但要大规模使用光伏电池还需要做进一步努力，可以通过改进生产工艺、提高电池发电效率、提高使用寿命、降低辅助材料成本、光伏系统的合理设计与安装，从整个系统上实现成本降低，从而降低光伏发电成本。

4.相关基础设施完善

光伏材料、太阳电池、光伏组件质量是否合格需要相应的检测设备，光伏发电要及时并网需要完善的电网结构、电能质量检测以及电能合理调节，只有这些基础设施也能够得到完善，光伏产品质量才能得到保证，光伏发电才能随时发电随时上网，也才能吸引更多的人安装光伏电池。

5.与其他可再生能源的协调

要满足全球所有的电力需求，需要安装300亿千瓦的光伏系统才能满足全球电力需求，而安装数亿光伏系统所需要的面积仅相当于半个法国[1]，因此，寻找足够的安装面积并不是问题，真正的挑战是光伏系统发电的不稳定性。一直以来限制光伏产业发展的主要原因除了价格以外就是光伏发电的不稳定性，在冬季太阳辐射强度下降的情况下，发电量也会降低。有效的解决方案就是将太阳能发电与其他的可再生能源发电结合起来，包括风力发电、生物质能发电、水力发电等构成一个综合性混合能量系统，由于它们之间具有互补性，这样的组合不仅会是最清洁的能源结构还是成本最低的能源结构。

四、总结

在日益严峻的能源形势和生态环境形势压力下，太阳能光伏产业前景广阔，未来光伏产业的发展更多的是呈现分布式以及多样化的发展方式，我国虽然取得了显著的成就但要实现大规模的普及作为主要的能源利用形式，还有很长的路要走，需要光伏专业人士一起的努力。

参考文献：

[1]沃尔夫冈·帕尔茨.光伏的世界.长沙：湖南科学技术出版社，2015.

[2]刘存芳.陕西农业科学，生物质能的开发及其能源化应用[J].2015，61（08）：74-76