世界各國在新能源發(fā)展的進(jìn)程中規(guī)模化地開發(fā)利用太陽能并將其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換加以輸送、存儲(chǔ)和消費(fèi)則要復(fù)雜得多,若形成太陽能發(fā)電的巨大產(chǎn)業(yè)鏈還需突破一系列技術(shù)和財(cái)務(wù)瓶頸乃至思維的約束。
世界各國在新能源發(fā)展的進(jìn)程中規(guī);亻_發(fā)利用太陽能并將其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換加以輸送、存儲(chǔ)和消費(fèi)則要復(fù)雜得多,若形成太陽能發(fā)電的巨大產(chǎn)業(yè)鏈還需突破一系列技術(shù)和財(cái)務(wù)瓶頸乃至思維的約束。
陽光普照大地,催生萬物形成。作為太陽系的驕子,地球上幾乎所有的重要能源均直接或間接來源于太陽之能。即使在未來的進(jìn)程中,當(dāng)貪婪而無節(jié)制的人類將地球上的石油、天然氣、煤炭等化石能源消耗殆盡的時(shí)候,神圣的太陽仍會(huì)無私地提供源源不斷的光能。
為迎接未來能源危機(jī)的挑戰(zhàn),世界各國都制定了雄心勃勃的太陽能開發(fā)規(guī)劃。美國、歐盟、日本對(duì)太陽能發(fā)電技術(shù)的研發(fā)走在了世界前列;澳大利亞國家太陽能中心,規(guī)劃到2020年太陽能開發(fā)形成的光電轉(zhuǎn)化,可以供應(yīng)整個(gè)澳大利亞的用電。毫無疑問,人類未來能源需求會(huì)主要依賴于太陽能和類似于太陽能生成的核聚變能。從本能意義上看,地球上的植物比動(dòng)物和人類會(huì)更聰明地利用太陽能——它們神奇的光合作用直接將太陽能轉(zhuǎn)化為自身生存所需的生物能而無需付出任何“成本”。世界各國在新能源發(fā)展的進(jìn)程中規(guī)模化地開發(fā)利用太陽能并將其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換加以輸送、存儲(chǔ)和消費(fèi)則要復(fù)雜得多,若形成太陽能發(fā)電的巨大產(chǎn)業(yè)鏈還需突破一系列技術(shù)和財(cái)務(wù)瓶頸乃至思維的約束。
資源與技術(shù)路徑
太陽能資源惠及全球。我國區(qū)域廣闊,擁有豐富的太陽能資源。全國2/3的國土面積,每平方米太陽能輻射總量達(dá)到3350兆焦~8400兆焦,平均值為5860兆焦。每年地表(不包括水域)吸收的太陽能,約合2.4萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,相當(dāng)于2010年全國能耗總量30億噸的800倍!我國沙漠、沙漠化土地和潛在沙漠化土地面積105萬平方公里,適宜大規(guī)模地開發(fā)上網(wǎng)式的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)。有專家測(cè)算,若拿出1%的上述國土面積,每平方公里安裝100MWp太陽能電池,就可以安裝10億千瓦的發(fā)電規(guī)模,相當(dāng)于目前全中國發(fā)電裝機(jī)的總?cè)萘。另外,隨著城市化進(jìn)程的加快,我國建筑物資源已穩(wěn)居世界第一,全國現(xiàn)有建筑面積400多億平方米,屋頂面積40多億平方米,再加上向陽的南立面墻體10億平方米,共計(jì)約有50億平方米的可利用面積可以作為建設(shè)安裝光伏發(fā)電之用,如果能開發(fā)利用其中的30%就可以安裝1.5億千瓦的光電容量,相當(dāng)于125座2Х60萬千瓦火電機(jī)組的裝機(jī)容量。
目前太陽能發(fā)電的技術(shù)路線主要有光伏發(fā)電和光熱發(fā)電。光伏發(fā)電是指利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)成本占比較高的部分是太陽能電池,作為關(guān)鍵元件的太陽能電池,經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。太陽能電池分為晶體硅電池、非晶體硅電池以及化合物電池。晶體硅電池又分為單晶硅電池和多晶硅電池,適用于建造獨(dú)立的光伏電站。研制光電轉(zhuǎn)換效率較高、用材成本較低的太陽能電池,一直以來是太陽能發(fā)電的核心技術(shù)。
光熱發(fā)電是指利用太陽能聚集熱量,通過熱轉(zhuǎn)換裝置提供的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的技術(shù)。光熱發(fā)電的核心設(shè)備為太陽能收集裝置、集熱蓄熱裝置、特制的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)等。光熱發(fā)電建廠條件要求嚴(yán)格,既要光照充分、無風(fēng)沙,又要有一定的水資源,以保證設(shè)備冷卻用水和清洗用水的需要。
與光伏發(fā)電相比,光熱發(fā)電電力送出穩(wěn)定,不存在間歇發(fā)電問題,可以規(guī)模化建設(shè),能夠擔(dān)當(dāng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)電力負(fù)荷。
造價(jià)與電價(jià)的抗?fàn)?/SPAN>
理論上的資源儲(chǔ)量令人欣喜,現(xiàn)實(shí)中光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)業(yè)的初始成本與電價(jià)確定之間的矛盾令人憂慮。在我國,太陽能發(fā)電“成本高,獲利難”的財(cái)務(wù)瓶頸一直是光電轉(zhuǎn)換的強(qiáng)大攔路虎。
我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,在規(guī)模上走在全球前列,但核心技術(shù)落后、產(chǎn)品附加值低、盈利水平弱等問題十分突出。光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括硅料、硅片、電池片、電池組件、應(yīng)用系統(tǒng)五個(gè)環(huán)節(jié),在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中,硅料尤其是高純度(99.9999%以上)的硅料附加值最高。我國企業(yè)生產(chǎn)出口的多是純度較低的工業(yè)硅(98%~99%),價(jià)格極為低廉,在生產(chǎn)過程中更是高耗能、高耗水、高污染!美國、德國和日本的公司從中國進(jìn)口工業(yè)硅料,經(jīng)過提純后得到的高純度多晶硅,價(jià)格昂貴并向全球出口獲取暴利。由于我國光伏產(chǎn)業(yè)末端光伏發(fā)電市場(chǎng)剛剛啟動(dòng),光伏電池組件多依賴向國外出口,這與我國風(fēng)電行業(yè)形成鮮明反差,影響了光伏電池業(yè)的平衡發(fā)展和價(jià)格穩(wěn)定。
國內(nèi)太陽能光伏發(fā)電市場(chǎng)滯后的根本矛盾是相對(duì)較高的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)行政管制的糾結(jié)與搏弈。2009年6月,由中廣核、江蘇百世德公司和比利時(shí)Enfinity公司組建的聯(lián)合體以1.09元/千瓦時(shí)的價(jià)格,競(jìng)標(biāo)成功我國首個(gè)光伏發(fā)電示范項(xiàng)目——甘肅敦煌10兆瓦并網(wǎng)光伏發(fā)電站。每度1.09元電價(jià)的確定,有可能是今后光伏發(fā)電上網(wǎng)的標(biāo)桿電價(jià),也會(huì)是國內(nèi)光伏發(fā)電補(bǔ)貼政策、國家在“十二五”期間大力推廣并網(wǎng)光伏發(fā)電的重要定價(jià)依據(jù)。但行業(yè)普遍認(rèn)為,依靠這種電價(jià)水平,光伏發(fā)電盈利是不易的。我們可以用1萬千瓦的光伏發(fā)電站為財(cái)務(wù)模型:一般情況下,太陽能光伏發(fā)電站建設(shè)的初始成本在2萬元/千瓦左右,1萬千瓦投資規(guī)模為2億元。假定20%資本金80%負(fù)債,每年折舊費(fèi)率5%,財(cái)務(wù)費(fèi)用6%,運(yùn)營費(fèi)用2%。則折舊費(fèi)為1000萬元,財(cái)務(wù)費(fèi)用960萬元,運(yùn)營費(fèi)用400萬元,總成本達(dá)2360萬元。電價(jià)1.09元/度,發(fā)電收入要覆蓋2360萬元的成本,則利用小時(shí)數(shù)達(dá)到2200小時(shí)/年,方是盈虧平衡點(diǎn);若利用小時(shí)數(shù)2300小時(shí)/年,則發(fā)電收入為2507萬元,微利。光熱發(fā)電的造價(jià)更高些,其關(guān)鍵部件、核心技術(shù)被發(fā)達(dá)國家壟斷,進(jìn)口成本較高。根據(jù)2011年1月內(nèi)蒙鄂爾多斯50MW的太陽能熱發(fā)電特許權(quán)招標(biāo)項(xiàng)目的規(guī)模測(cè)算,光熱發(fā)電投資成本高達(dá)每千瓦3萬元,與火電4000元、風(fēng)電7000元、光伏2萬元相比明顯偏高。稅后上網(wǎng)電價(jià)要2元/千瓦時(shí)以上才能產(chǎn)生投資回報(bào),而且年耗水在15萬立方米左右。光熱發(fā)電的高電價(jià),會(huì)牽制電網(wǎng)公司的利益,加大財(cái)政補(bǔ)貼負(fù)擔(dān),難以走遠(yuǎn)。另外,光伏發(fā)電與光熱發(fā)電多處在偏遠(yuǎn)地區(qū),“上網(wǎng)成本”問題不可忽視。太陽能電站的接入系統(tǒng)投資要高于火電接入系統(tǒng)的15倍以上,由電網(wǎng)公司掏腰包投資建設(shè)接入系統(tǒng),并接納較高的上網(wǎng)電價(jià),對(duì)于依靠電力購銷差價(jià)來維持生產(chǎn)運(yùn)營的電網(wǎng)企業(yè)來講,無疑是一種“割肉”行為。
經(jīng)濟(jì)價(jià)值與環(huán)境價(jià)值的交鋒
將無償?shù)淖匀恢廪D(zhuǎn)換為有償?shù)娜祟愔,電力市?chǎng)的接受與消納十分重要。我認(rèn)為,太陽能電力產(chǎn)品的兩種屬性的社會(huì)承認(rèn)系統(tǒng)及其倚重度,決定了太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)未來“中國之命運(yùn)”。作為一般能源產(chǎn)品,太陽能電與火電、核電、風(fēng)電、水電是同質(zhì)化無差別產(chǎn)品。
它們上網(wǎng)合流進(jìn)入消費(fèi)端,在消費(fèi)者那里是無法識(shí)別和沒必要識(shí)別的。在缺乏差異化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下,成本優(yōu)勢(shì)就會(huì)成為主要的競(jìng)爭(zhēng)界面。如上所述,太陽能發(fā)電并不具備成本優(yōu)勢(shì)且居于成本劣勢(shì)地位,與傳統(tǒng)能源相比,它顯然缺少“經(jīng)濟(jì)價(jià)值”。企業(yè)之所以能夠出來以“電價(jià)孰低原則”(低價(jià)者得)參與競(jìng)標(biāo),恐怕不是頭腦發(fā)熱而是更為理性地?fù)屨继柲軆?yōu)質(zhì)資源,業(yè)內(nèi)稱為“跑馬圈地”,蟄伏等待最佳的建設(shè)時(shí)機(jī)。作為特殊能源產(chǎn)品,太陽能電力可以帶來不可限量的環(huán)境價(jià)值,是未來人類能源革命和走進(jìn)外太空的“先驅(qū)”,是能源接續(xù)的火種,是化石能源的終結(jié)者,代表著人類的“終極價(jià)值”。在這種語境下,太陽能發(fā)電問題無疑上升到了重大的哲學(xué)問題——人類面臨價(jià)值沖突時(shí)如何選擇?怎樣釋放偏好和承擔(dān)環(huán)境責(zé)任?在目前中國的制度框架內(nèi),產(chǎn)品的環(huán)境價(jià)值能夠直接計(jì)入經(jīng)濟(jì)價(jià)值,并在市場(chǎng)上得到合理補(bǔ)償與分擔(dān)嗎?答案是樂觀的:可以做到,那就是政府主導(dǎo)、市場(chǎng)運(yùn)作、集中力量突破技術(shù)與財(cái)務(wù)制衡,扎實(shí)有效地推進(jìn)“金太陽”工程;結(jié)論是確切的:光電轉(zhuǎn)換的財(cái)務(wù)平衡是價(jià)值兼容,財(cái)務(wù)突破則是價(jià)值超越。
在造價(jià)與電價(jià)問題上,我們要偏重于解決“造價(jià)”而不是去搞特殊電價(jià)。國家應(yīng)該征收碳稅,用以積累清潔能源建設(shè)基金。用規(guī)模化的清潔能源建設(shè)基金集中投放于大規(guī)模的太陽能發(fā)電站。能源企業(yè)出資承擔(dān)基礎(chǔ)造價(jià)部分(占總價(jià)1/3),超出基價(jià)部分由基金支撐,上網(wǎng)電價(jià)參照資源情況與風(fēng)電持平,實(shí)行風(fēng)、光同價(jià)。
在技術(shù)和人才問題上,則要實(shí)行國家主導(dǎo),集中優(yōu)秀的科研力量,創(chuàng)立國家級(jí)太陽能研發(fā)中心,重點(diǎn)攻關(guān)產(chǎn)業(yè)化難題,形成核心技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),結(jié)合太陽能發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)實(shí)體,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化,使技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步和諧同步,科研直接接觸產(chǎn)業(yè)“地氣”。
在價(jià)值創(chuàng)造上,最終要依靠產(chǎn)融結(jié)合,資本運(yùn)作——太陽能發(fā)電聯(lián)合體與研發(fā)中心要優(yōu)先上市融資,實(shí)現(xiàn)價(jià)值,放大發(fā)展。
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