中国光伏发电成本_价格及技术进步作用的分析.pdf

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1、 SO LA RE N E R G Y国抽阿层 翻.自时中国光伏发电成本?价格及技术进步作用的分析中国科学院电工研究所.马胜红 李斌 陈东兵 陈光明 孙李平 张亚彬 熊燕 刘鑫一 中国光伏的产业链1 光伏产业链的构成晶体硅光伏产业链是由高纯硅材料制造?硅锭/硅片生产?太阳电池制造?光伏组件封装以及光伏发电系统建设等多个产业环节组成,如图 l所示?经济界?能源界和企业界的高度关注?中国光伏产业走上了 专业化?集约化?规模化!的发展道路?表 1 海外上市的中国光伏公司无锡尚德组组组组 组组件件硅硅砂砂砂砂砂砂砂砂砂砂砂砂多多多多多多晶硅锭锭 图 1光伏产业链的构成2 中国光伏产业链现阶段特点(l)

2、光伏产业链趋于完整经过 7 年的快速发展,中国光伏产业格局从以往 头小尾大!转变为 上游企业有所突破?中游企业迅速壮大?下游企业不断涌现!,从多晶硅材料到光伏应用产品的产业链逐渐形成并渐趋平衡?以江苏为代表的全球光伏产品制造加工基地已形成国内最大规模,浙江?上海?江西?河北?四川?河南?重庆?青海等省(市)也在大力发展光伏产业,当地政府给予高度重视和极大关注,为光伏产业链的进一步完善创造 了良好的政策环境和条件?据初步统计,截至200 9 年底,我国投产的多晶硅材料企业约20家,年产量约2万t;从事硅锭/硅片生产的企业6 0 余家,年产量约400 o M w p;太阳电池生产企业 10 0余家

3、,年产量约40 0 oM w p;光伏组件生产厂家 300 多家,年产量 50 0 OM W p?(2)光伏产业发展迅猛受 送电到乡!工程的激励和国际市场 的拉动,自2003年起我国光伏组件制造业以超常速度发展,2003一2009 年最高增长率达到 300%?2007 一2009年连续 3 年全球产量第一?2009 年太阳电池产量约4000M W p,占全球产量的40%,年产值超过 1000 亿元,成为高新技术产业和绿色经济增长点?一批上市企业脱颖而出,以无锡尚德?天威英利?河北晶澳?江西 LD K?常州天合?南京中电等为代表的 r o 余家海外上市企业(见表 l),引起了国际l0l l浙江显

4、辉苏州C SI江苏林洋常州天合河北晶澳南京中电保定英利江苏浚鑫江西 LD K东营光伏20 0 5年 1 2 月美国纽交所20 0 5年英国伦敦交易所,20 0 7年7月转到美国纽交所20 0 6年 1 1 月美国纳斯达克20 0 6年 1 2 月美国纳斯达克20 0 6年 1 2 月 1 9日美国纳斯达克20 0 6年 1 2 月底美国纳斯达克20 0 7年 2月美国纳斯达克20 0 7 年4 月美国纽交所20 0 7年7 月英国伦敦交易所20 0 7 年8 月美国纽交所20 0 8年8 月欧交所(3)光伏市场在外20 0 9年我国光伏系统安装量为 16 0 M w p,占全球总安装量的2.4

5、%;200 8 年我国光伏系统安装量为4 0 M w p,仅占全球总安装量的0.7 3%?而与此相对应的是,2 0 0 9 年我国太阳电池产量达40 0 OM W p,占全球总量的4 0%;2 008 年我国太阳电池产量2 3 0 0 M 城,占全球总量的3 3%?受全球金融危机影响,部分光伏企业受到冲击,利润下降,个别企业出现亏损?由于我国光伏产品96%以上 出口,国外光伏市场的波动必然影响中国光伏企业的生存与发展?在此背景下,中国光伏产业过分依赖国外市场的弊端和严重后果已经凸显?(4)国内市场开始启动200 9 年,中国政府及时采取了一系列有效措施扩大国 内光伏 应用市场,取 得 了突破

6、性的进展?2 0 0 9 年 3 月,国家光伏发电大型示范项 目甘肃敦煌 10M W 并网光伏发电项 目开始竞标,并最终 由中广核公司与比利时弈飞公司等3 个公司组成的联合体赢得我国首个 IOM W 级特许权并网光伏电站开发权,上网电价为 1.09 元 瓜W h?该项 目已于 2009一一飞乡一-S O LA R E N E R G Y 4 12 0 1 05 0 1 消 RE N E R G Y绷娜瑙户 局.呼暇 目年 8 月开工建设,进展顺利?随着 2 0 0 9年 3 月 太阳能屋顶计划!以及 7 月 金太阳示范工程!的正式启动,全国已建成 3 个 10M W 并 网光伏电站并已并网发

7、电,已有 8 个 r o M W并网光伏电站正在建设即将并网发电,数个M W 级的光伏电站正在积极开展前期工作#?二 中国光伏产业链现状1 多晶硅原材料光伏技术发展至今,晶体硅太阳电池始终是商品化光伏发电的主流,国际市场 8 0%以上的太阳电池是利用高纯多晶硅制备的?作为太阳电池生产的最基本材料,高纯多晶硅制备也就成为光伏产业链上最重要的环节之一?在国外光伏市场需求的拉动下,中国多晶硅产业发展迅速,技术进步飞快?一些企业通过引进?消化和吸收欧美等国家改良西门子法的先进技术,并在多晶硅生产实践中不断创新,我国高纯度多晶硅提纯技术已到达国际先进水平?2006年我国多晶硅产量仅为290 t,进人20

8、0 7 年,我国多晶硅提纯技术发展飞速,产能扩张迅猛,20 0 7 年产量突破千吨大关,2009 年产量预计达到 2万t?图2为中国多晶硅产量历年变化情况,由此可见中国多晶硅产业近年来的快速发展趋势?晶硅锭的生产技术门槛较单晶硅的高一些,生产厂家相对较少,产量较低?国内企业多晶硅铸锭环节能耗为 33 一55kw h j kg?硅片切割是硅片生产的关键技术,切割的质量与规模直接影响到整个产业链的后续生产?多丝切割作为一种先进的切割技术,目前已逐渐取代传统的内圆切割,成为硅片切片加工的主要切割方式?目前,很多企业采用多丝切割技术,硅片厚度可以达到 180一200林 m,能耗约为220 一3ookw

9、 叭 W p?采用国内最先 进的多丝切割技术,硅片厚 度可达到180林 m,400kg 的硅锭可切 13000 多片?3 太阳电池制造(l)晶体硅太阳电池制造晶体硅太阳电池是在单晶或多晶体硅片上通过扩散制结等工艺而制成的?商品化晶体硅太阳电池的生产工艺大致相同,工艺流程包括:损伤层去除?绒面制作?电极印刷?烧结等?在世界光伏市场的强力拉动下,中国太阳电池产业保持着快速增长势头?据统计,截至2009年底,从事太阳电池生产的企业达到 100 余家,按照在位设备计算,太阳电池的年生产能力达到 s0 0 0M W p?图3 给出了2000 一2009年 中国太阳电池产量的历年变化情况,显然,自200

10、2 年以后,中国太阳电池制造进入了快速发展阶段,以超常速度迅速崛起?0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 5 0 0 5 0 0d弓芝 裂钾代长咧厌0 0 0 0 5 0 0 0 渊0 0 0 0 5 0 0 0弓乙勺%1 1 1饭似摘喇呀4 0.望 2 00 120 02 60.7Q 2 00 3200 4职 二樱.留 二 20 0520 0 62 00 7200 8 20 0120 0220 032印 42的 52 印 62田 72田 82(X)9图 2200 1 一2008年中国多晶硅产量的变化情况2 00 图 32000一2008 年中国太阳电池产量的

11、历年变化2 晶体硅锭/硅片晶体硅锭/硅片的制造是光伏产业链的第二个环节?近几年来在光伏市场驱动下,晶体硅锭/硅片制造业发展迅速?目前我国硅锭/硅片生产厂家超过60 家,2009 年硅锭/硅片产能已达到 5000M W p?我国单晶硅锭的制造和加工技术已经达到国际先进水平,技术先进企业的能耗约为62 k w 叭 g?多我国的太阳电池大规模制备技术基本是通过引进生产线实现的,由于在国际市场上可以购买到最新的设备及相关技术,我国一流企业的太阳电池生产技术基本上与国际同步,处于 国际先进水平?硅片到太阳电池制作阶段平均能耗约为220 k w 叭 W p,接近国际最好水平?(2)非晶硅薄膜太阳电池制造

12、S O L A R E N E R G Y 4 12 0 105 0 1 满 RE N E R G Y暇口口 翩 口.近年来,非晶硅薄膜太阳电池以其成本低?弱光能耗可达44 k w b吸 w p?性能较好的优点而受到重视,非晶硅薄膜太阳电池5 光伏产业相关设备制造业得到了较快的发展?2&X)4 年以前中国非晶硅(l)多晶硅材料制造设备薄膜太阳电池产业以单结非晶硅电池为主,20 0 4年我国已经能够生产S I H C I:合成设备和分馏塔,天津津能引进了2.SM W p 双结非晶硅薄膜太阳电池生能够制造S I Ha 3还原炉,2 4 对棒常压S I HC 1 3还原炉产线之后,非晶硅双结电池产业

13、发展较快?截至2(刃 9已投入应用,24 对棒高压还原炉也在研制过程中?年底,中国从事非晶硅薄膜太阳电池生产的企业接20 1 0一20 1 1年期间,中国将有一大批多晶硅生产线近3 0 家,总生产能力达到90 0 M W p?20 0 3?20 0 9年相继投入生产,随着多晶硅产业的迅速崛起,包括中国非晶硅薄膜太阳电池的产量分别为3 7.9M W?和尾气回收设备在内的各种相关生产设备都会相继实巧OM W p?现国产化?自20例年起我国非晶硅薄膜太阳电池产业进入(2)晶硅锭/硅片生产设备快速发展时期?分析其发展动力:一是由于世界光单晶硅锭生长炉是单晶硅锭生产的主要设备,伏市场的拉动;二是薄膜太阳

14、电池产业技术不断走其制造技术在我国非常成熟,已有近 4 0 年的历史?向成熟;三是全球金融危机爆发前多晶硅材料短缺国产单晶炉质量完全可以满足光伏行业需求,而价极大地制约了晶体硅太阳电池产业的发展,因而刺格仅为进 口产品的 1/3 一1/2,因此被大量采用?目激加速了薄膜太阳电池产业的发展?前国内各类单晶硅锭生长设备约40 0 0余台,绝大部目前有一大批企业正在筹建和引进技术水平更分是国产设备?国内单晶炉生产企业达十余家?高的非晶/微晶叠层电池(a一 S订 娜一 S i)生产线,一些企在市场需求推动下,中国多晶硅铸造炉国产化业自主建立技术研发中心?自主制造设备?扩大生步伐在加快,开始改变着多晶硅

15、浇铸设备全部进口产能力,这些电池生产线建成并投产后,将使我国的局面?目前已经开发出性能合格的2 4 0 一270k g 和薄膜太阳电池产业提升到一个新水平?400 一460kg 的系列化产品,并开始批量生产和销非晶硅薄膜太 阳电池的发展仍面临着一些 问售?预计未来几年在国内会得到普遍应用?题,如效率较低且有衰减,使用寿命较晶体硅太阳国内现有硅片生产过程使用的线锯主要依靠进电池短,市场认知度较低等?另外,薄膜太阳电池口?由于需求拉动,目前已有多家公司在开发太阳产业化还处于技术完善和更新阶段,设备不定型,级硅片的专用线锯设备?线锯的国产化已经指 日 可初始投资高?待,普遍推广使用为期不远?4 光伏

16、组件封装(3)太阳电池制造设备晶体硅光伏组件制造是将晶体硅太阳电池进行太阳电池制造设备包括硅片清洗机?扩散炉?单片互连?封装,以保护电极接触,防止互连线受等离子刻蚀机?烧结炉?PECV D一 S I N 炉?丝印机?到腐蚀,避免电池碎裂?封装质量直接影响晶体硅分选机等?光伏组件的使用寿命?扩散炉?等离子刻蚀机?烘干炉等均已实现国光伏组件封装业投资少且建设周期短,是我国产化?硅片清洗机也已实现国产化,国内太阳电池目 前整个光伏产业链中生产工艺最成熟?设备国产生产线约有半数使用了国产化清洗机?国产半自动化率最高?从业门槛最低?从事企业最多?扩产最丝网印刷机已被大量使用,全自动丝印机和全自动快?产量

17、最大的一个环节?由于技术和资金门槛低,分选机正在研制过程中,1一2 年后可投人市场?可以充分利用劳动力成本低廉的优势,我国光伏组(4)光伏组件封装设备件封装行业的发展最为迅速?目前,总生产能力已光伏组件封装设备已完全实现国产化?中国前达到 6 0 0 0 M W p?3 0名光伏组件封装企业所使用的层压机有%是国和太阳电池制备一样,由于可以在国际市场上内厂家生产的?激光划片机?组件测试仪均 已国产购买到最新的设备及相关技术,我国优秀企业的光化?光伏组件生产线可以全部采用国产化设备,虽然伏组件封装技术与国际上同步,处于国际先进水平,不是全自动化生产,但有成本上的优势?自动化程度 S O L A

18、R E N E R G Y 4 12 0 10 SO LA RE N E R G Y目翔.曰国 口画圈高的串连焊接机和铺设机正在开发和试用过程中?了巨大进步?围绕着降低成本的各种研究开发工作取得了显著成就,表现在多晶硅原材料制备技术取三 中国与国际晶体硅光伏产业链成本及价格得巨大突破?硅片厚度持续降低?电池效率不断提分析高等方面,光伏组件的成本正在快速下降?由于中国光伏组件产品%以上出口,因此国1 多晶硅原材料制备技术取得实质性突破内光伏组件价格基本上跟随国际价格?全球金融危机爆发后,多晶硅材料价格大幅下滑,加之国外市场需求下降,20 0 8年底组件价格降至2.8美元朋 p,目前已降至2 0

19、美元阿 p?光伏组件价格受全球光伏市场需求变化的影响显著?对于国内和国外光伏组件厂家来说,成本构成不同(见表2)?目前国内光伏组件总成本为1.41美元阴p,其中多晶硅材料0.51美元阿 p,占总成本的3 6 2%?国外光伏组件总成本为 1.7 7美元 阿 p,其 中多晶硅材料 0.4 5 美元阿 p,占总成本的2 5.0%?相比之下,国内光伏组件多晶硅成本所占比重过高?究其原因,近几年来,国内光伏产业发展迅猛,多晶硅需求 出现快速增长,而国内多晶硅材料产量小,造成多晶硅材料极度短缺,价格不断上涨?有资料显示,2 0 0 5年,国内多晶硅价格为6 6美元瓜g,到 200 6年第四季度突破 300

20、 美元I k g 后,2007 年更是创出400 美元瓜g 的新高?表2 中国与国际光伏组件成本构成近两年来,国内一些企业引进?消化和吸收欧美国家的改良西门子法多晶硅提纯技术,在生产实践中自主创新,取得多项具有自主知识产权的技术?多晶硅提纯技术上取得巨大突破,使得我国光伏产业所需的多晶硅原材料不再受制于人?国内优秀企业生产能耗水平接近国际最好水平,生产全过程无污染?预计今后2一3年内,中国优秀多晶硅企业的生产成本可降到3 0 美元瓜g,甚至更低?多晶硅材料成本的降低将直接导致光伏组件制造成本下降?如果多晶硅材料价格能够降到 40 美元 瓜g,可以使光伏组件成本下降到约 1.1 8 美元 阿 p

21、?2 硅片厚度持续降低降低硅片厚度是减少硅材料消耗?降低晶体硅太阳电池成本的有效技术措施之一?3 0 多年来,太阳电池硅片厚度从 20世纪 70年代的450一500林 m 降低到 目前的 18 0 一200林 m,降低了一半 以上,对太阳电池成本降低起到了重要作用?目前,国内优秀企业电池片厚度已达到国际先进水平 18 0 林 m?硅片厚度降低的趋势如表 3 所示?在不提高碎片率的前提下,如果太阳电池厚度从 180林 m 降到 160林 m,太阳电池硅用量可减少 1 0%,组件成本可下降 6%?表3晶体硅太阳电池硅片厚度的降低.口口.日 圈 圈 卿 象 恤 口.履 助 鳌 到 圈 四国内光伏组件

22、的生产在硅锭/硅片?太阳电池?组件封装三个环节所用成本仅为0.9美元叽,占总成本的6 3.8%;而国外这三个环节成本为 1.3 5 美元脚 p,占总成本的7 5%?与国外相比,国内劳动力相对低廉,土地价格便宜,工业用电价格较低,某些工艺技术领先(如切片薄等)等,这些有利因素在一定程度上抵消了国内光伏组件多晶硅材料成本高的不利因素?20 世纪70年代20 世纪80 年代20 世纪90 年代2&X)62&X)72(X)820 104 5 0 一5(X)4(X)一45 0350 一40 02(X)一2 2018 0 一20()18 016 02016 一2 013 一1610 一1 19 一10约7

23、约 6四 中国晶体硅光伏产业技术发展潜力及成本发展趋势近几年来,中国晶体硅光伏组件制造技术取得3 电池效率不断提高单晶硅电池的实验室效率已经从20世纪50年代的6%提高到目前的2 5%,多晶硅电池的实验室效率达到了20.3%?先进技术不断向产业注入,使商业化电池技术不断得到提升?目前商业化晶体硅电池的效率达到 1 4%一20%(单晶硅电池 1 6%一2 0%,多晶 S O LA R EN ER G Y 412010 S O LA RE N ER G Y国口画峭组.日口_硅 1 4%一1 6%)?晶体硅电池的效率提高 1%,太阳光伏电站不消耗燃料,没有燃料支出?建筑并电池成本可下降 6%?网光伏

24、系统和开阔地并网光伏系统可无人值守,低4 生产规模持续扩大值易耗品和维护用品的费用很少;年运行维护费率根据&2 0 0 7 中国光伏发展报告(,生产规模与成为0.2%?本降低的关系体现在学习曲线率 L R(L ea r n i n g Cur v e)工资及福利费Ra te)上,即生产规模扩大 l倍,生产成本降低的百建筑并网光伏发电系统的运行无需人值守,只需分比?对于太阳电池来说,L R=2 0%(含技术进步在兼职管理,所以这部分的费用率为初始投资的0.8%?内),即生产规模扩大 1倍,生产成本降低2 0%2?开阔地并网光伏系统虽然需要专人管理,但工作量生产规模不断扩大是太阳电池生产成本降低的

25、较小,费用率也采用0.8%?重要方面?中国太阳电池产业的发展已经从上世纪设备更新和大修费镬 序代的起步阶段,发展到岌 以)年的年生产能力4别叽,光伏组件的寿命长达2 0 一3 0 年,并网光伏发电2 0 0 7 年的年生产能力2 9 00M w p?电池单厂生产规模已经从上世纪 80 年代的 0.1一0.2M W p/年发展到200 0 年的0.1一ZM W 萨 年,2006年10一350M W 产 年,20 0 7年10一50oM W 盯 年?2008年底,无锡尚德已形成年生产能力 IG w p?5 辅助材料国产化我国在太阳电池辅助材料方面也发展很快,如:铝浆?EV A 和光伏组件超白玻璃?

26、连接器等都已经实现国产化,并规模化生产,已经初步可以满足目前我国光伏产业需要,这使得组件成本有所下降?五 光伏发电系统成本与度电成本的研究与分析1 并网光伏发电系统成本与度电成本测算(l)并网光伏发电系统度电成本测算初始条件:+系统初始投资2008 上半年,并 网光伏发电系统成本约为4 万元瓜W p?金融危机爆发后,光伏组件价格大幅下滑,系统成本下降?采用固定式光伏阵列的并网光伏发电系统成本降至2.巧万元瓜w p(未考虑无功补偿设备费用),构成如表 4 所示?表 4 I k w p并网光伏发电系统投资成本构成,年运行维护费运行维护费=初始投资x 运行维护费率系统没有蓄电池组,无需考虑光伏组件的

27、更新和蓄电池维修费用;逆变器和其他电气设备在寿命周期内只需部分更新,全部电器设备在寿命期内的更新和大修费用按照逆变器的一次初投资计算,约占并网光伏发电系统初始投资的 8%一10%?折旧费折旧费=固定资产原值 x 折旧率其中,固定资产原值=初始投资 x 80%;折旧率=I/折旧年限 x 100%=l几 0 x 100%=5%?固定资产折旧提取后用于冲销贷款本息?.财务费用假设初始投资的80%为贷款,20%为自有资金?贷款利息:贷款期限2 0 年,年利息率6.12%?内部收益率:r o%?/税率光伏发电企业所得税税率为 2 5%,增值税税率为8.5%,城市维护建设税是增值税的5%,教育附加费是增值

28、税的 3%?0 发电量的测算光伏发电系统的发电量主要取决于 当地的太阳能资源?系统的运行方式和系统的综合效率?因此,不同发电系统的发电量也不相同?1 系统效率建筑并 网光伏发电系统安装角度受到建筑结构的限制,朝向损失较大,系统综合效率约为7 4%(逆变器效率 9 5%,朝向损失 巧%,其他效率 9 2%)?建立在开阔地的并网光伏发电系统基本没有朝向损失,但增加了升压变压器,而且荒漠地区灰尘遮挡比城市严重?总体运行综合效率约为8 0%(逆变器效率 9 5%,变压器效率 9 5%,其他效率 8 9%)?S O LA R E N E R G Y 4 12 0 1 05 0 1 盛 R2N 住R G

29、Y幽 口国口.暇 习.1 1 1.目 翔3 年有效利用时间不同类型光伏发电系统平均有效利用时间如表5所示?在测算中,并网光伏系统年有效利用时间取1500h,即 Ikw?光伏组件每年发电 1500kw h?表 5 不同发电方式全国平均有效年利用时间(h)o o o o斗八 月产%0 0 0 4 0 0 8 0 0 6 0 0 2 0 0一!二考卫?嗽 怜楼哥侧离网光伏电站有效利用时间建筑并网系统有效利用时间开阔地并网系统有效利用时间166 8.318 15.5196 2.78 96.59 75.610 54.7109 5.7 119 2.4128 9.12仪 刀 2 0 10 2 0们 20 1

30、2 20 13 2 0 14 2 01520 16 2 0 17 20 182 0 19 20 202021注:年有效利用时间二年可利用时间x 发电系统的综合效率?数据来源:20 0 7 中国光伏发展报告图4并网光伏发电度电成本趋势线(年有效利用时间 1SO0 h)以达到 180Oh,2009 年光伏发电度电成本(未计入收益?利税)可以达到 1.0 5元瓜w h?-十 一 10 0 0h(5%)-今 一10 0 0h(1 0%卜 十 1400h&5%)14加h(10%)十 1SO0 h&5%),一18朋f&10%)0 0 0 0 0 0 8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 0 8 0

31、0 6 0 0 4 0 0 0 0 0 2 0 0一.上考义?嗽 特翅却侧综合以上因素,并网光伏发电度电成本的计算方法如下:度电成本(元众W h)=(年偿还贷款本金额+2 0 年年均偿还贷款利息额+设备折旧+年维护成本)/年发电量?在未考虑光伏电力输送成本及其他电网服务成本的前提下,按并网光伏系统年有效利用时间为 巧田h计算,测算出并网光伏度电成本为 1.2 6 元瓜认 七左右?(2)敏感性分析+初始投资的敏感性分析并 网光 伏 系统 初始 投资 占光 伏 发 电成本 的60%,对光伏发电成本起到决定性的作用?伴随着技术进步?光伏效率的提升?使用寿命增加?规模经济效应,光伏系统初始投资将逐渐降

32、低?参照国际上的有关预测,光伏发电初始投资每年 以 1 0%的速度下降?图4给出了光伏发电初始投资每年 以5%?r o%的速度下降情况下光伏度电成本的走势?光伏发电初始投资 2.巧 万元/k W?,年有效利用时 间1500h,光伏发电初始投资每年下降 5%,20 1 3 年光伏度电成本可降到 1.0 3 元瓜W h?如果太阳电池制造技术产生重要突破?材料成本大幅下降,度电成本降到 1 元众W h 的时间也可能提前?,年有效利用时间的敏感性分析各地区阳光资源不同,光伏发电有效利用时间不同,导致系统发电量不同?如图 5 所示,分别是年有效时 I b l1000?1400?1800h 按照光伏发电初

33、始投资每年下降5%?r o%的光伏发电度电成本的趋势线?按光伏发电初始投资 2.巧 万元瓜w p,光伏发电初始投资每年下降 r o%测算,在光照资源非常丰富的地区(西藏?新疆等个别地区),年有效利用时间可2印 9 20 1020 11 2 012 20 13 20 14 20 15 2 0162017 20 18 20 19 202020 21图5并网光伏发电度电成本趋势线(年有效利用时间 1000 1400,1800h)(3)并网光伏发电成本与火电成本比较根据对我国传统火电成本的研究,20 0 8年火电发电总成本为0.62元瓜W h?其中包括发电成本0.27 7元瓜W h,以及考虑煤炭开采?

34、运输和使用造成的发电外部成本约为 0.34 3元 瓜W h?随着煤炭开采量逐年增加,煤炭资源的紧缺程度 日益加剧,煤炭价格必然上涨,进而导致火电发电成本的快速升高?保守估计,按火电发电成本年增长率3%测算,202 0 年火电发电成本将达到0.3 9 元瓜W ll?考虑火电发电外部成本,火电发电成本年增长率3%,2020 年火电发电成本将达到 0.8 6 元瓜认 币?在图 6 中分别给出了火力发电成本计人外部成本和不计入外部成本两种情况的增长趋势?在计入火电发电外部成本,火电发电成本 0.62 元 瓜W h,年均增长率 3%的前提下,光伏发电初始投资2.巧万元瓜w p,光伏发电初始投资每年下降

35、1 0%,年有效时间按 巧o o h 测算,光伏发电成本与火力发电成本将在 20巧年交汇,即成本大致相同在 0.7 3元人W h?不计入火电发电外部成本,火电发电成本0.277 元瓜W h,年均增长率 3%,光伏发 SO LA R EN E R G Y 412010 S O LA RE N E R G Y国.翻峭翔 的州峭 肺电年有效时间巧o o h,光伏发电成本与火力发电成本将在 202 0 年交汇,成本大致在 0.3 9 元 瓜W h?150 0 h(5%)+15 X)h&10%)火电成本(包括外部成本)火电成本(未包括外部成本)光光 伏 预 期一C一 S,(h,ghCE)4kw/m/da

36、v v vs s s/k w h-于-续 艺 史 思北 默鱿旦 翌 翌?人二 一 瑟?巡澎溢 了!#%逝.三 二 里 里久 久 一?八一 一 任 d上 汰W/m丫 d a y:?电 电一一 贾了心 4d 丁#6 k w/m%/%讹二 6;妻 4 4?叹卜之(炙燕暨 暨一一鬓多趁之乏一 一食食洲口一 一市 市电平均价 价n?0尸?!曰 乙?J%门上乡盆 价 0 0 0 8 0 0 4 0 0 2 0 0 0.4 00 0200%乡义?暇 特翅哥侧20 刀 2 0102 0 11 20 12 2 013 2 0 14 20 15 2 0162 0 17 2 018 2 019 20 2020 21

37、 20 0720 1020 1320 16图6光伏发电与火力发电成本发展趋势图8德意志银行预测的光伏发电成本发展走势2 国外光伏发电电价预测(l)日本光伏发电电价预测注:h/?*年有效利用时间.欧洲北部国家年有效利用时间gO0 h.欧洲南部国家年有效利用时间!8 0 0 h?日本新能源 产业技术综合开发机构(N E D O)在其研究报告 (pV R oadm ap T ow ard 2030)中预测,如图7所示,201 0 年 日 本光伏发电成本将下降到23 日元 k W h(折合人民币 1.53 元/k W h),2020 年光伏 发电成本下降到 1 4日元/k w h(折合 0.93 元/

38、kw h),2030 年光伏发电成本下降到7 日元/k W h(折合 0.47 元/k W h)?20 0 220 0720 10一 一5 0 丫翻/k 四十十 .习 习3 3 3?酥 酥污 污 卜 超 愁愁_ _ _ 仁 仁 2 3 Y 曰 曰 曰 .!9 9 90 1/a.Z Z Z-0.4 4 2/kw 卜 卜 卜 1 1 1 1 1 1 1 1 1 18(曰,/a%厂厂0 之,百 k wh h h h h目目 卜 一,尸 丫 甲,甲门丫们汀下 下丽丽而 而旧旧旧 尸.目,.4 l l l L I1 1 1 1.1 二,二二 .川1 州社 社 叨 叨吐 吐刊刊 L L L.!),甲甲,叮

39、飞 州州 门了下们叮下下曰!11 门个州阵韦目屯习 习 199020叹 )20 1020 202 03020 40图9印l A 和 G r e e n P e a c e预测的光伏发电成本发展走势图7日本光伏发电成本发展走势(2)德意志银行的预测德意志银行在其报告 Sola r pV Indust r yo ut一 ook a n d E conom ics!中预测,如图 8 所示,在三种不同日照条件下(4?5?6kw h j(m,d),到 2016 年无论晶体硅还是啼化 福(C dT e)太阳电池的发电成本都将下降到 0.巧 美元 八W h(折合 1.0 2元 八W h)以下 3?(3)EP

40、IA 和 G reen Peaee 的预测欧洲 光伏 工业协 会(E P IA)和 绿色和平 组织(G reenpeaee)预测,如图 9 所示,到 20 15 年光伏电价将下降到 0.1 6 欧元/k W h(折合 1.5 元/k W h)左右,2020年 下降到0.11欧元/kw h(折合 1.0元/kw h)左右?(4)Q.C EL LS 预测如图 1 0 所示,世界光伏第一大厂 Q.C E LL S 预测意大利光伏电价20 1 9年达到 0.1 1 欧元瓜W h(折合1.0 元/k W h),德 国光伏电价 2020 年达到 0.16 欧元/kw h(折合 1.5 元 瓜w h)2 4

41、?综合以上 4 家国外研究机构及光伏企业对光伏发电成本的预测,并网光伏发电成本在 2015一201 7年将达到0.15 美元/k W h(折合 1.02 元/k W h)?常规二万之户:2 印 920 1U20 1120 1220 13 20 14 2 01 5 20 16201720 18 2 0192020心 0 0 2(0 0 5 5 5 5只?什件 月汤,J 八 j C Z,%.1 卜 O C 0?门!0 0 门?门门?二弓戈甲 S O LA R E N E R G Y 4/2 0 10 S O LA RE N E R G Y喃.自.吸 祖助 呈 百翔本进行测算,可以得出离网光伏发电系

42、统年运行维护费用及度电综合成本,如表 6 所示?子 下.#.#4一丫 一一表6离网光伏发电系统年运行维护费用(平均到单位kw p)及发电综合成本上考戈甲 6(X)0 0 4 5 5 0 1叨弱3 0 巧 2 0 1 0 1 5门 0 0 0 0 0 0 0 八U 0 0 5 0 5 0气?#,才l 2(X)82印 9201020 11201 2 20 13 20 1420 15 20 16.20 1720 18 20 192020并网光伏发电成本年下降率 5一并网光伏发电成本年下降率 10%以往电价走势电价年增长率 5%图 1 0O.CE比S预测的光伏发电成本发展走势八艺n?O?二?峪 盛!丈

43、弓盆一?暇 祷翅钾耗电价2000年以来以每年4%的幅度上涨,而在今后r o 年内将以5%一7%的速度上涨,电价将从200 6 年的0.086美元/k W h(折合0.58元瓜W h)上涨到2019 年的平均 0.1 6 美元/kW h(折合 1.0 6元 瓜W h)?光伏的发电成本有望在2016一2017 年达到0.14美元/k W h(折合0.9 5 元瓜W h),与常规电价一致?3 离网光伏发电系统(l)系统构成未与公共电网相联接独立供电的太阳能光伏电站称为离网光伏系统?主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所,如为边远偏僻农村?牧区?海岛?高原?沙漠的农牧渔民提供照明?看电视?听广

44、播等基本的生活用电,为通信中继站?沿海与内河航标?输油输气管道阴极保护?气象电站?公路道班 以及边防哨所等特殊处所提供电源?离网光伏发电系统主要包括太阳电池方阵(光伏阵列)?蓄电池组?控制器?逆变器等?如系统需要且当地资源良好,可以与柴油发电机组?风力发电机组结合,构成风/光/柴互补 系统?离网光伏发电系统在我国主要用于解决西部边远农村和部分通信基站供电问题?到 目前为止,有1000 多座离网光伏电站运行于西部省区?仅)离网光伏发电系统度电成本分析初始条件:离 网光伏发电系统初始投资为6 万元瓜w p;年利率 6.1 2%;系统寿命 2 0年;年有效利用时间800h;系统综合效率6 8%;寿命

45、期内 日常维护费率初始投资比例 10%;寿命期内技术支持费率占初始投资比例 2 5%;寿命期 内管理费费率占初始投资比例5呱 主要部件更换及大修费费率占初始投资比例 20%,寿命期内更换 3 次?按照以上条件对离网光伏发电系统度电综合成初始投资年 日 常维护费年技术支持费年管理费每次部件更换费发电综合成本120&X)14.5 3离网光伏发电系统成本较高,一方面由于系统含有储能装置(蓄电池),采用锡镍电池 20 年内需更换 3 次,如采用铅酸电池 20 年 内需更换 6 一7次,造成系统初始投资高;另一方面由于离网光伏发电系统地处偏远地区,交通不便,系统维护费用较高?按照离网光伏发电系统初始投资

46、6万元瓜 w p,年有效时间800h 测算,图1 1 给出了初始投资每年分别下降 5%?1 0%,度电综合成本的下降趋势?如图 1 1所示,200 8 年离网光伏发电成本为 n.6元人 W h,201 1年 8.5 元瓜W h,2020 年可以降到 3.3 元瓜W h?20 08图 们 20 1 120 1420 1720 20离网光伏发电度电成本走势参考文献l 钟银燕.光伏市场发展瓶颈开始破解 E B/O L.http:/lenergy.PeoPe可 G B/1 1269 328.htm l.5 2 赵玉文,王斯成,王文静,等.中国光伏产业发展研究报告(20 0 6一2(X)7)Z 6.5 3 李俊峰.光伏行业最新市场分析 2 .5 4Q 一 C ELLS.R ePor t as of30 SEP T E M BER 2008f E B/O L.htt P:l/w w w.q 一e e lls.e o m/d o w n lo a d 八 n v e sto r_ r e la tio n s/qeel l s7 3_20 0 8一ngl i sh.pdf.臼 三 皿 S O LA R E N E R G Y 4/2 0 1 0