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陝西省太陽能光伏產業發展論證報告
第一章 太陽能光伏產業是本世紀最具潛力的新能源產業
能源是人類賴以生存的基礎，也是經濟和社會發展的物質保障。近年以來，世紀能源消費劇增，化石能源（煤炭、石油、天然氣等）消耗迅速。化石能源的過度開採和使用，使得環境汙染問題日益突出，特別是溫室氣體排放導致日益嚴峻的全球氣候變化，使人類賴以生存的生態環境受到嚴重威脅。
能源消費的需求是隨社會的發展而發展，社會經濟發展決定著人們對能源需求的增長，同時能源的**狀況又反過來制約著社會經濟的發展。歷史上三次科技革命的發展，正是由於能源提供了高效的動力，才推動了世界經濟的新飛躍。大致來說，人類在能源消費上經歷了三個階段，目前正醞釀走向第四階段。
在整個前資本主義時期，生產力不發達，木柴等在能源消費中居首位，被稱為能源的「木柴時代」。以蒸汽機為主要標誌的18世紀的資本足以產業革命，對煤炭需求量驟增，到20世紀初達95%，取代木柴成為主要能源，進入了能源的「煤炭時代」，完成了世界能源消費結構的第一次重大改革。一直持續到50年代末、60年代初，煤炭海戰消費總量的1/2以上。
是有的開採、運輸、成本和特點優勢，以及基於內燃機的交通運輸業的興起，只是世界石油消費量快速增加。60年代初石油（氣）的產量與消費量超過煤炭，世界能源進入「石油時代」。
影響世界各國能源消費結構變化的因素：一是取決於經濟發展與生產力發展水平；二是能源資源條件。如50年代中期，美國成為世界第一個以石油為首位能源的國家。
日本能源貧乏，60年代中期實現轉換。而煤炭資源豐富的國家，進展遲緩，到60年代、70年初，（前）聯邦德國、法國、英國才相繼以石油為主要能源。至今有些國家仍以煤炭為主，如中國（81.
2%）、波蘭（80.2%）、印度（67.9%）等。
面對日益枯竭的化石能源和不斷惡化的生態環境，人類需要進行第三次能源結構轉換，從礦物能源向可再生能源轉換，用可再生能源（包括風能、太陽能、地熱能、水能、生物智慧和海洋能等）替代礦物能源，用無碳能源、低碳能源替代高碳能源。預計徹底轉換需半個到一個世紀。這期間將是能源的「多極化時代」。
太陽能是來自地球之外的能源，具有無汙染、安全、長壽命、維護簡單、資源永不枯竭和資源分佈範圍廣泛等特點，被認為是21世紀最重要的新能源。
據**：按照2023年的世界能源用量及已探明的能源儲量計算：石油可再用40年，天然氣可再用63年，煤可再用147年，核能可利用70-80年（鈾元素的儲量）。
光伏產業目前正處於產業成長期，很快進入發展期，作為電能**，將在2023年左右具有與化石能源競爭的能力，2020-2023年作為補充能源，2030-2023年作為替代能源，2023年以後作為主導能源。
第一節 太陽能光伏產業概述
近五年來，全球光伏產業的發展以每年50%的速度增長，2023年達到6000mw的規模。據世界能源組織（iea）、歐洲聯合研究中心、歐洲光伏工業協會**，未來數十年光伏產業的增長率將高達30%以上，到2023年光伏發電將佔全球發電量的20%。中國光伏產業得以與世界光伏發電市場的巨大需求，近4年來以每年平均200%的速度發展，2023年電池片和電池元件產量躍居世界第一，佔全球產量的1/4，2023年更是佔到全球產量的1/3。
1、太陽能光伏產業的發展歷程
2023年19歲的法國貝爾勒爾做物理實驗時，發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時，電流會加強，從而發現了「光生伏打效應」；2023年愛因斯坦發表光電效應**，為此在2023年獲得諾貝爾獎；2023年5月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾鬆開發出效率為6%的矽太陽能電池，這是世界上第一個實用的太陽能電池。但造價太高（357美元/瓦），缺乏商業上的價值。就在此時，開創人類歷史的第一項計劃——太空計劃也正如火如荼地進行著，因為太陽能電池具有不可取代的重要性，使得太陽能電池找到了另一片發展的天空。
從2023年蘇聯發射第一顆人造衛星開始，太陽能電池就肩負著太空飛行任務中一項重要的任務。
20世紀70年代初，由於中東戰爭，石油禁運，工業國家的石油**中斷造成能源危機，迫使人們不得不再度重視太陽能電池由於電力系統的可行性。在20世紀70年代中期，研製出了超薄單晶矽光伏電池。
2023年以後，人們開始將太陽能電池發電與民生用電結合，於是「並聯型太陽能電池發電系統」開始推廣。如今，太陽能電池已經發展到第三代。第一代太陽能電池主要是基於矽晶片，採用單晶矽和多晶矽及gaas材料製作。
其技術已發展成熟，但高昂的材料成本在全部生產成本中佔據主導地位。要真正達到大規模利用太陽能電池的目標，降低材料的成本就成為降低光伏電池成本的主要手段。以至於使得人們不惜以犧牲電池的轉換效率為代價來開發薄膜電池。
第二代太陽能電池是基於薄膜技術的一種太陽能電池。構成薄膜太陽能電池的材料有很多種，主要包括多晶矽、非晶矽、碲化鎘以及銅銦硒，其中一多晶矽薄膜太陽能電池效能最優。第三代太陽能電池是21世紀以來的主要發展方向，主要本著以提高光電轉換效率和降低生產成本為根本目標進行研發。
目前投入應用的主要有疊層太陽能電池、奈米太陽能電池、玻璃窗式太陽能電池等。
在技術進步的推動和各國**的激勵政策驅動下，太陽能光伏發電產業和事成得以迅速發展。2023年至2023年，全球太陽電池產量年均複合增長率為47%，2023年產量達到6.4gw。
同期，以歐美為主的全球太陽能光伏發電應用市場也以45%的年均複合增長率塊數增長。2023年全球累計裝機總量已接近15gw。
圖1圖2
中國光伏產業在世界光伏發展的拉動下，近年來飛速發展。2023年中國光伏電池產量達到2gw，保持全球第一的地位，佔全球份額的30%。2023年全球前25家太陽電池生產商中（見圖3）,有8家是中國企業。
然而，中國光伏產業的發展和光伏應用市場的發展卻存在著極大的不平衡。98%的光伏產品靠出口。
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光伏產業是我國當前十二五規劃重點支援產業，國家***剛修改規劃目標，提高了很多，到2023年要達到50gw。合肥市搶佔先機，2010~2023年大力建設太陽能光伏專案的大建設年，預計2023年電池及元件產能約8gw，目前來講作為在世界太陽能元件排行榜上過第一名的晶澳太陽能的入駐將為合肥光伏產業帶來巨大的集聚效應。
新能源的發展現狀和趨勢是什麼？
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目前新能源在一次能源中的比例總體上偏低，一方面是與不同國家的重視程度與政策有關，另一方面與新能源技術的成本偏高有關，尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等。據**研究，在未來30年能源發電的成本將大幅度下降，從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關，因而成本**的結果具有一定的不確定性。
但這些**結果表明了可再生能源利用技術成本將呈不斷下降的趨勢。部分可再生能源利用技術已經取得了長足的發展，並在世界各地形成了一定的規模。目前，生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。
世界可再生能源發展的現狀
從20世紀70年代開始，尤其是近年來，新能源利用技術已經取得了長足的發展，並在世界各地形成了一定的規模，逐漸成為常規能源的一種替代能源，世界上許多國家或地區將可再生能源作為其能源發展戰略的重要組成部分。目前，生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。國際能源機構（iea）對2000～2023年國際電力的需求進行了研究，研究表明，來自新能源的發電總量年平均增長速度將最快。
iea的研究認為，在未來30年內非水利的新能源發電將比其他任何燃料的發電都要增長得快，年增長速度近6%，在2000～2023年間其總發電量將增加5倍，到2023年，它將提供世界總電力的4.4%，其中生物質能將佔其中的80%。2023年全世界消費的可再生能源近30億噸標準煤，約相當於全球一次能源消費總量的1/3，其中傳統可再生能源約佔85%，新的可再生能源約佔15%。
在新的可再生能源中，風力發電是發展最快的。在過去的6年裡，風電的年平均增長率達到了22%，2023年新增裝機797.6萬千瓦，全球累計風電裝機達到4731.
7萬千瓦。歐洲是世界風電發展最快的地區，2023年全球新增風電裝機的72.4%在歐洲，15.
9%在亞洲，6.4%在北美。2023年，歐洲風力發電量達到600億千瓦時（相當於歐盟15國2.
4%的電力），滿足1400萬戶家庭的電力需求。太陽能發電也發展很快。2023年，全球光伏電池的生產首次超過了100萬千瓦，比2023年增長了60%。
太陽能熱水器是完全商業化了的可再生能源技術，我國是世界上最大的太陽能熱水器生產國者和消費國。國際能源機構（iea）的一項研究提供的2023年統計資料表明，太陽能集熱器的全球總計安裝面積為1億平方米，排在前位的國家是中國（3200萬平方米）、美國（2340萬平方米）、日本（1210萬平方米）和歐洲（1120萬平方米）。無論是光伏發電還是太陽能熱水器產業，未來的主流趨勢是發展太陽能一體化建築技術。
生物質資源是多樣化的，在全世界應用廣泛。2023年底全球生物質能源發電裝機超過5000萬千瓦，生物液體燃料超過2000萬噸。德國在利用厭氧發酵（沼氣工程）處理廢棄物發電技術方面走在了世界的前列，目前已建成1900個沼氣工程，2023年沼氣發電裝機27萬千瓦。
與此同時，地熱能和海洋能的開發利用也都取得新的進展，為進一步發展奠定了基礎。
世界可再生能源發展的趨勢
縱觀世界可再生能源發展，有以下幾大趨勢：
（1）技術水平不斷提高，成本持續下降。以風力發電為例，自20世紀80年代初以來，風力發電的單機容量從10千瓦，上升到幾千千瓦。2023年世界安裝的風機平均單機容量已經達到1300千瓦，風電成本從80年代初的每千瓦時20美分，下降到目前的每千瓦時5美分，其中自20世紀90年代以來，成本就下降了50%。
據**，2000至2023年風電成本還可以下降30%。屆時，風電成本基本上可以和常規能源發電相當。
（2）發展速度加快，市場份額增加。進入20世紀90年代，以歐盟為代表的地區集團，大力開發利用可再生能源，取得了積極的成果，連續十多年來，可再生能源的年增長速度在15%以上。近年來，以德國、西班牙等國為代表，一些國家通過立法等方式，進一步加快了可再生能源的發展步伐，2023年以來年均增長速度達到30%以上。
發展較快的西班牙，2023年風力發電佔到全國電力**量的4.5%，德國在過去的11年間，風力發電增長了21倍，2023年佔全國發電量的4%；瑞典和奧地利的生物質能源在其能源消費結構中的比例高達15%以上；巴西生物液體燃料替代了50%的石油進口。
（3）可再生能源已成為各國實施可持續發展的重要選擇。可再生能源，由於其清潔、無汙染、可再生，符合可持續發展的要求而受到發達國家的青睞。世界各發達國家都制定並實施了一系列巨集大的計劃和工程。
歐盟是世界可再生能源發展最快的地區，也是受益最多的地區。北歐部分國家甚至提出了利用風力發電和生物質發電逐步替代核電的戰略目標。
（4）可再生能源是一種朝陽產業，孕育著巨大的潛在經濟利益。當今世界上，新能源作為新興產業在國民經濟中的作用和影響已越來越大。據歐洲風能協會統計，2023年全世界風電市場產值在70億歐元，開發出的電力可以滿足4000萬人的需求；預計2023年全世界風機規模將達到12億千瓦，年營業額在670億歐元。
光伏發電市場發展前景也很廣闊，據歐盟估計，全球光伏市場到2023年將增加到7000萬千瓦，光伏發電將解決非洲30％、經合組織（oecd）國家10％的電力需求。澳大利亞在新世紀能源規劃中，提出2023年前建立年銷售額40億美元的可再生能源市場；美國進一步加強了光伏發電技術開發與製造，估計到2023年美國將佔領全球太陽光伏電池的一半。另外，全世界生物質能源的商業化利用將達到1億噸油當量，並形成千萬噸級規模的生物液體燃料的生產能力。
根據歐洲太陽能協會的**，到2023年，全球可能擁有14多億平方米的巨集大市場。歐盟計劃到2023年安裝大約1.9億平方米的太陽能熱水器，相當於提供3700萬千瓦和930億千瓦時的電力和電量。
可再生能源不僅擁有良好的經濟前景，而且，隨其產業化的發展，將提供越來越多的就業機會。美國學者認為，投資於能源效率和太陽能等技術所創造的就業機會大約是石油、天然氣的2倍。在歐洲已經形成了相當數量的可再生能源方面的就業人口。
據歐盟的估計，當2023年歐洲風力發電達到約4000萬千瓦、光伏發電300萬千瓦、生物質能發電1000萬千瓦和太陽能集熱器1億平方米時，總計可提供約150萬個就業機會，而且這還不包括每年可能有170億歐元商業出口所創造的、額外的潛在35萬個就業機會。由此可見，可再生能源產業對經濟發展的潛在影響和作用是巨大的。
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