Boyu Sports太阳能介绍 - 豆丁网第一部分、前言新能源从广义上讲，主要包括太阳能、风能、生物质能、核能以及海洋能、氢能及新型高效电池等。按照经济可行性和产业化条件的高低，太阳能、风能和新型高效电池是目前发展潜力最大的新能源产业。最近两年，持续高涨的石油价格，使人们把目光再度转向新能源的开发上。与70年代石油危机时相比，目前新型能源开发转化技术更为成熟，转换成商品更为经济。而我国经济由于持续高速发展，已经成为当今世界主要能源需求国，对原油进口的依存度已经超过40%，在原油价格一直高涨的情况下，对新型能源的需求也非常旺盛。而且从安全战略的高度出发，作为一个经济大国，也有开发新能源的战略需要。由此，我国在21世纪石油战略框架基础上，颁布了《可再生能源法》，形成了能源战略、环境战略和可持续发展战略三大基本发展战略，并在“十一五”规划中以循环经济和节约型社会的发展模式予以具体体现。因此诞生的产业机会和市场投资机会绝非昙花一现。为使投资者对此有更为详细和深入的了解，神光金融研究所对新能源领域进行了较为详尽的研究，并形成关于新能源的专题。第二部分、能源行业现状与发展前景一、中国成为能源生产大国，但形势依然严峻这几年，中国能源生产一直快速增长，到了21世纪时，中国已拥有世界第三位的能源生产系统，但是能源供给形势却不容乐观，而我国在重工业、大人口的背景下甚至面临日益严重的能源使用和供应问题，能源短缺的解决已经迫在眉睫（参见表1，图1、2）。表1、2004年中国主要能源情况煤炭石油天然气世界总可采储量9842146.4万亿m3中国可采储量11451.37万亿m3中国所占比例（%）11.6%2.6%0.9%世界储采比2184163中国储采比922458中国产量名次19资料来源：中国能源网图1、世界能源探明可使用年限情况资料来源：欧洲JRC表2、2004年我国能源剩余储量和探明可开采年限资源种类煤炭（亿吨）石油（亿吨）天然气（亿立方米）水力（GW装机）探明可开采量1,14532,73611,704353可开采年限54~8115~2028~5838~104可开采到2050~2077资料来源：中国能源网我国从1993年就开始成为能源净进口国，到了1998年已是世界上第二大能源消2020年，石油消费量最少也要4.5亿吨，届时石油的对外依存度有可能从当前的40%上升到60%，与目前美国的水平相当（美国的石油对外依存度为58%），这使得中国的石油安全问题变得十分突出（参见图2）Boyu Sports。图2、1995~2004年我国原油进口变化资料来源:《中国海关统计年鉴》。除了石油需求以外，我国电力需求增长速度也居全球之冠，导致电力供给缺口不断增加（参见图3、4）。图3、2010年我国的电力缺口资料来源：中国能源网，神光金融研究所，.shenguang图4、2020年我国的电力缺口资料来源：中国能源网，神光金融研究所,,shenguang二、环保问题我国在能源使用上呈现典型的粗旷和浪费的特征，2004年中国煤炭消费量占世界煤炭总消费量的29%，而70%的TSP,90%SO2、60%的NOx85%的矿物燃料生成的CO2来自燃煤。以煤炭为主要能源的结构带来严重的能源消费污染问题，我国的SO2、TSP排放量都严重超标，CO2排放量仅次于美国（参见表3、表3、中国能源弹性系数变化时间gdp累计增长能源消费增长能源弹性系数%64%0.91%32%0.84.8%.6%51.2%1.0920049.5%15.2%1.6资料来源：《中国统计年鉴》附注：能源弹性系数=能源消费增长率/GDP增长率表4、2004年我国能源污染物年排放浓度全国均值南方城市均值北方城市均值WHO推荐标准SO2排放浓度66μg/m360μg/m372μg/m340-60μg/m3TSP排放浓度291μg/m3g/m3381μg/m3(40-60μg/m3资料来源：中国能源网附注：TSP为城市总悬浮颗粒物三、新能源战略中国的能源消费仍将随经济的发展而增长，不论是从能源安全角度考虑、还是从环境问题引起的和外交方面的压力考虑，发展新能源都成为我国“十一五”战略规划的重中之重。按照经济可行性和产业化条件的高低，太阳能、风能和新型高效电池是目前发展潜力最大的新能源产业，而醇醚汽油也属重点扶持的新能源领域。第三部分、太阳能电池一、世界太阳能光伏产业介绍光伏产业介绍太阳能供电系统（光伏发电）主要由太阳能电池、、蓄电池和逆变器组成，它利用太阳能电池将太阳能转化为电能并储存，可以在邮电、通信、微波、光缆传输、铁路通信等领域广泛应用，也可为边远地区、海岛部队以及移动场所提供电力。它既可以采用单独设立电站的方式、也可以采用并网发电的形式。在各类能源中，太阳能发电的成本虽然比较高，大约是生物质发电（沼气发电）的7～12倍，风能发电的6～10倍，更是传统煤电方式的11~18倍。但是由于它具有无污染、时间空间限制少、安全可靠长寿命（太阳能电池的寿命一般均在20年以上，供电系统可采用无人职守）等优点，在各国新能源战略中胜出，日本、欧美、澳洲等西方发达国家纷纷加强了对太阳能发电系统的采购力度。目前世界上的太阳能电站主要是采用混合组网的方式，作为传统电站的一个有效补充。世界光伏产业市场能源危机引发了90年代的再生能源热潮，而2005月《京都议定书》的生效再次将可再生能源的利用推向了规划的新（参见表5）。表5、2010年前世界光伏安装情况国别政策与规划光伏安装目标日本政府新能源计划5GWp欧盟可再生能源3GWp美国光伏计划4.7GWp澳大利亚0.75GWp发展中国家1.5GWp世界光伏累计安装15GWp资料来源：EPIA据统计，世界光伏发电规模从1995年的80MW增加到2004年的1194MW，增长了15倍，其中2004年的增长率为60%。据权威机构预测，光伏产业在2010年前将保持每年30%的增长速度，其后的40年时间里也将保持平均25%的年增光伏发电在世界能源结构中的地位日益显著。太阳能所占能源比重将从现在的微乎其微增加到2100成以上（参见表6，图5、6）。表6、世界高峰发电预测2020CAGR光伏发电量（TWH）274736817.9%光伏发电占全球发电总量比重1%21%资料来源：EPIA图5、2050年世界能源结构资料来源：欧洲JRC图6、2100年世界能源结构资料来源：欧洲JRC二、我国光伏产业机遇我国虽然早在1958年就开始研究太阳能电池，并于1971年首次应用于发射卫星上，但是由于受到价格和产量的限制，到目前为止地面应用仍主要是小功率电源系统，如航标灯、铁路信号系统等。 日益严峻的能源问题使得国家在 21 世纪石油战略框架基础上，颁布了《可再生 能源法》，并将在2006 日起正式实施。在新的能源法框架下，最具有产业前景的当属太阳能。除了上述我们已经提及的 太阳能发电的优势以外，就我国的地理条件而言，我国的总面积2/3 以上地区年 日照时数大于 2200 小时，其中、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原均 为太阳能资源丰富地区；东部、南部及东北等地区也大都是资源较富和中等 区。太阳能资源理论存储总量达每年17000 亿吨标准煤，与美国相近，比欧洲、 日本优越得多。 国家发改委已经表示，未来5 年政府将投入100 亿元开发太阳能项目。据测算， 该投资的分布比例为：光电转换（硅板）约占 65%、控制逆变设备约占 25%、 蓄电池设备约占10%。光电转换板主要就是指太阳能电池。 根据电力科学院的预测，到 2050 年中国可再生能源发电将占到全国总电力装机 的25%， 其中光伏发电占到5%。 克服了政策、技术的制约后，我国光伏产业正面临巨大发展空间。 三、太阳能电池 1、太阳能电池的概念 光伏发电的关键元器件太阳能电池是一种能把光能直接转换成电能的半导体器 件。其工作原理是应用光生伏打效应（光照能使半导体材料的不同部位之间产生 电位差），把比较薄的 型半导体上，当光子撞击该装置的表面时，P 型半导体的接合面有电子扩散产生电流，就可以利用上下两端的金属导体将电流引出利用。 进一步把单片太阳能电池和EVA 胶膜、低铁钢化玻璃、Tedlar(TPT)背膜（由氟 塑料、涤纶复合而成）等元件经过真空加热层压为一个整体后，最后经安装防腐 铝合金边框和接线盒，就成为太阳能电池组件。 多个组件经串联和并联后就组成发电方阵，能有效地将太阳光能直接转变为直流 电能。 2、太阳能电池种类 根据所用材料的不同，太阳能电池可分为： 1）硅太阳能电池；2）以无机盐如砷化镓III-V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元 化合物为材料的电池；3）功能高分子材料制备的大阳能电池；4）纳米晶太阳能 电池等。 其中硅太阳能电池、尤其是单硅太阳能电池转换效率最高（达到23.3%）而成为 最理想的电池品种，但是缺点是硅料供应紧缺、生产成本高。多硅电池当仍不让 成为替代主角。而随着新材料的不断开发研制，各种能够降低成本的替代品种应 运而生，其中非晶硅及结晶硅混合型薄膜光电池发展最为迅猛。当然这些新材料 的光电转化率明显低弱，普遍不超过15％（参见表7）。 表7、各类太阳能电池转换效率比较 电池种类 单硅太阳能电池 多硅太阳能电池 薄膜电池 其他 转换效率 23.3% 17% 13% 15% 资料来源：神光金融研究所,.shenguang 3、晶体硅太阳能电池产业链 分析图7，表8、9，我们发现： 整个太阳能电池产业链呈现前大后小的锥形，企业数目从下游到上游显著减少。尤其是关键原料硅的供给。 目前全球能够提供最上游太阳能电池级硅材料（纯度为99.999％－99.9999%）的 专业生产厂商只有一家美国企业Solar Grade SiliconLLC ，另外还有3 家生产半 导体级多晶硅（纯度为99.999999%－99.9999999%）的厂商也生产太阳能电池级 硅材料：日本的 Tokuyama、美国的 Hemlock 及德国的 Wacker，以及新进入的 JSSI、ELKEM等。