太阳能发电难实现产业化的原因

 　　据专家预测，今后20～30年内，全球能源结构必将发生根本性的变化，到本世纪50年代，新能源与可再生能源将在整个能源构成中占50%。太阳能作为一种开发潜力巨大的新能源和可再生能源，早已引起了世界各国的广泛关注，我国也在这方面做了大量的研究，遗憾的是许多年过去了，太阳能发电在人们看来一直是一个距离遥远的概念和符号，可以感觉到它的美好但亲近不得，那么太阳能发电的门槛究竟有多高，迟迟不能产业化的结症又在那里，这新能源发电的主角之一何时华丽登场，都是人们想解开的迷局……

　　根据世界能源权威机构的分析，世界已探明的主要矿物燃料储量和开采量不容世人乐观。石油剩余可采年限仅有41年，其年占世界能源总消耗量的40.5%；天然气剩余可采年限61.9年，其年占世界能源总消耗量的24.10%；煤炭剩余可采年限230年，其年占世界能源总消耗量的25.2%；铀剩余可采年限73年，其年占世界能源总消耗量的7.6%；另有水力，其年占世界能源总消耗量的2.6%。

　　传统的燃料能源正在一天天减少，能源问题已经成为不容忽视的全球性问题。寻找新能源，已经成为当务之急。很快人们就把目光聚焦在了身边的可再生能源，风能、太阳能、地热、生物质发电……这些新能源都成为替代传统一次性能源的新目标。而每天丰富的太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的，无污染，廉价，是人类能够自由利用的能源，成为最先纳入人们视野的最佳选择。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率为5%，每年发电量可达5.6×1012万千瓦时，相当于目前世界上能耗的40倍左右。我国是太阳能资源丰富的国家之一。我国有荒漠面积108万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区。1平方公里面积可安装100兆瓦光伏阵列，每年可发电1.5亿度；如果开发利用1％的荒漠，就可以发出相当于我国2003年全年的耗电量。目前，在我国的北方、沿海等很多地区，每年的日照量都在2000小时以上，海南更是达到了2400小时以上，是名副其实的太阳能资源大国。

　　如此巨大的能源储备，我们开发的情况又是如何呢？

　　我国太阳能产业沦为国外环保产业加工厂

　　太阳电池能将太阳能转换成直流电能，太阳电池的生产是光伏产业链中最关键的一环。目前世界上应用最广泛的太阳电池是晶体硅太阳电池，而生产晶体硅太阳电池的原材料——高纯度多晶硅在我国却极度短缺，绝大部分需要依赖进口。 据中国工程院的专家调查，2005年我国对多晶硅的需求量为3800吨，其中光伏产业需求2691吨，而2004年我国多晶硅的产量只有60吨，即使全部供应光伏产业，也仅是市场需求的2.6%，其余只能依赖进口。从而形成了中国光伏产业著名的“两头在外”现象：九成以上的原材料依赖进口，九成以上的产品出口。表面上原因是太阳能电池成本过高，暂不适于国内广泛应用。而造成这一现象直接原因在于技术跟不上，原材料受控。

　　太阳能光伏电池的制造链为：石英砂——多晶硅——切割变为硅片（或者变为单晶硅）——电池以及电池组件（单个电池片无法发电），再将组件组合，最后安装在工程项目上用于发电。 跨国公司垄断的产品，恰恰就是多晶硅。全球的七大公司，几乎控制了所有的高纯度多晶硅销售和制造，他们既不合作、也不合资，技术完全封闭。

　　事实上，多晶硅的上游原材料石英砂在我国并不缺乏。不少海外的多晶硅公司都从中国直接采购。但中国企业对于硅的提纯技术，一直毫无进展。上世纪90年代，国内有40多家小型公司都在研究多晶硅技术，但就是没有一家公司可以承担大型的多晶硅生产。技术瓶颈无法突破，处处毕将受制于人，所以即使有原材料无技术，也只能成为廉价的国外环保产业加工厂。从而也导致了我过太阳能产业裹足不前。太阳能电池发电的成本与传统的煤炭发电成本比，目前太阳能发电的上网电价则约为3.5元/千瓦时，是普通发电机组上网电价的10倍左右，如此高昂的费用，显然没有普及的可能，所以我们也只好在享受暖暖阳光的同时，看着大量的能源在身边流失，而无能为力！

　　多条腿走路，寻求中国太阳能发电新出路

　　为了使太阳能发电早日亲近于民，国内研究机构也做了大量的工作。近日，日本科学技术振兴机构牵头、中国武汉理工大学、清华大学、上海硅酸盐研究所及日本宇宙航空研究开发机构、日航空宇宙技术振兴财团、东芝以及日本东北大学参与的太阳能光热复合发电系统将继续进行共同开发，并将于今年4月开始在我国内蒙古的沙漠地区进行为期一年的耐久性模型试验，且逐渐转入无人运行。太阳能光热复合发电系统是利用可见光及普通太阳能系统无用或有害的红外线的新型发电体系。该系统通过特殊镜头把集聚的太阳光分离为可见光线和红外线，可见光线经过反射用于小型太阳能电池，红外线透过特殊镜头用于电热发电模块发电。由于同时利用了可见光和红外线两种能源，发电效率是现行太阳能发电的２倍。此外该系统还可利用废热提供热水，太阳能利用率达到了65%以上。由于没有可拆卸零件，是一种免维修的发电方式，适用于沙漠地区。该系统作为国家支援西部地区“光明工程"的一部分，将为中国西部2300万缺少电力的家庭提供电力。

　　近日还有消息传来，中国科技大学研制出一种新型定日镜，能有效跟踪太阳的旋转，这使得利用太阳能发电有望比煤电发电内部成本更低廉。 这种定日镜的镜面对任何方位太阳光的入射，均能有效地消除由镜面设计的缺陷而造成的像差，能有效地跟踪太阳的旋转，其控制体系能由通常定日镜所需二维控制降为只需进行一维控制。由于太阳能聚光镜成本的大幅度降低，人类将获得比煤电内部成本更为低廉的电力。

　　由此可见，通过多方努力太阳能发电在中国并非是在电力紧张时的一个新能源概念炒作，多年来只听楼梯响不见主角登场的局面也将成为过去式，太阳能作为最具潜力且资源最丰富的可再生新能源，其大量应用于发电的日子不会叫我们等很久。