李河君:太阳能领域的下一个重大突破
来源:本站 作者:admin 时间:2013-10-30 07:00:15
自从1954年美国贝尔实验室发明第一块光伏电池以来,太阳能产业经过半个世纪的缓慢准备,在新世纪猛然拉开了轰轰烈烈大发展的帷幕。2004年全球光伏累计装机总量只有2.9GW,2012年底竟然达到了96.7GW,8年增长了32倍!
这一幕大戏的根本动因,来自于传统化石能源储量的日趋短缺,碳排放对全球气候变化的影响日益严重,这刺激了世界各国发展新能源的欲望。同时,技术进步提升了光伏组件效率,降低了组件成本,使得光伏发电的大规模应用成为可能,中国则以庞大的制造业实力成为全球太阳能领域的“世界工厂”。
然而,美欧“双反”的陡然来袭,使得中国太阳能产业必须为未来的可持续发展做战略性思考。多晶硅价格、光伏组件价格大幅下跌,中国大多数多晶硅企业停产、破产、甚至企业主“跑路”……太阳能产业的未来在哪里?下一个重大突破在哪里?汉能控股作为太阳能领域的新锐,如何抢占技术和市场制高点?
太阳能产业的未来在哪里?
当前,伴随着太阳能产业的全球整合、新的技术突破、装备的持续升级,我们看到:一个新时代——太阳能薄膜电池大规模应用的时代——正如旭日般冉冉升起!
晶硅电池和薄膜电池是太阳能电池的两种主要类型。晶硅电池是第一代太阳能电池,薄膜电池是第二代及第三代太阳能电池。薄膜和晶硅的区别,形象比喻,就是液晶电视和黑白电视的区别。虽然晶硅电池的出货量现在仍然占主体,但是薄膜化、柔性化已经成为光伏产业发展的未来和总趋势。在美国硅谷,太阳能技术研发是以薄膜技术为重点;在德国,目前进行晶硅电池研发、生产的从业者已经为数很少。
基于晶硅和薄膜电池特性、生产过程的对比,薄膜具有以下相对优势。第一,原材料消耗少;第二,能量回收期短;第三,薄膜组件的温度系数较小,弱光效应好;第四,可制成柔性薄膜组件;第五,产品多样化。
事实胜于雄辩。
——晶硅电池的硅片厚度一般为150-200 微米,薄膜电池的光敏层厚度则在2微米左右,大大节省了原料;晶硅组件的能量回收期大于1年,而薄膜组件仅为0.5-1年。
——德国权威TUV评测报告显示,由于温度系数较小的特性,在工作温度达到75℃时,相同功率的硅基薄膜电池比晶硅电池多发电12.5%。
——Photon 杂志曾于2011年初至2012年一季度末在德国西北部城市Aachen(北纬50°)做了一个对比测试,结果表明硅基薄膜(非微)组件的累计发电量比对照的晶硅组件高8.1%。
下一个重大突破在哪里?
由于薄膜电池具有成本低、柔性化、质量轻等优势,既可以生产大尺寸的刚性薄膜组件,大幅度降低在地面电站传统市场的发电成本;也可以将柔性薄膜组件应用在高附加值的新兴应用领域,因而具有无比广阔的市场前景,必将成为太阳能产业发展的新动力。
薄膜技术不仅可以广泛应用于太阳能应急灯、路灯、太阳能野营套件、太阳能充电器等领域,而且全球诸多厂家都在投资太阳能汽车及相关技术设备。汉能控股也正在和中国著名汽车厂商合作研发太阳能汽车,如果研制成功,将是汽车行业的一次革命。据我们初步测算,到2017年,太阳能汽车所集成的光伏发电系统全球的潜在装机量约有300GW,实在令人期待。
应当特别强调的是,薄膜技术在全球光伏建筑一体化领域的市场潜力极其激动人心。光伏建筑一体化,就是把太阳能电池板与建筑物屋顶和墙面相结合,每个建筑就是一个小发电站,自发自用,多余上网,既不用占地,也不用远距离传输。根据统计数据测算,到2020年,中国城乡房屋建筑面积约为890亿平方米,如果按照平均10%的转化率计算,以东、南、西墙墙面积的15%、屋顶面积的10%计,直接市场规模超过10万亿元人民币,间接市场规模达30万亿元。按太阳能平均每年1300发电小时计算,可替代全社会30%左右的年用电需求,装机规模相当于368个葛洲坝或45个三峡;二氧化碳排量每年可减少约13亿吨,相当于中国目前年排放总量的20%左右。而且,遍布我们生活各个角落的太阳能应用,将会改变我们的生活方式,太阳能产业将会成为一个国家的重要支柱产业,并带动多个行业的发展。
我相信,这样充分的市场需求和环境保护优势,将给太阳能这一绿色能源产业注入无限生机与活力。
汉能控股如何抢占技术和市场制高点?
汉能控股从传统水电行业进军资金、技术密集型的新能源行业,短短数年,一跃成为全球最大的薄膜太阳能企业,拥有非晶硅-锗、非晶硅-纳米硅、铜铟镓硒等7条产品技术路线,量产组件最高转化率达15.5%,研发转化率达18.7%,年总产能3GW,专利近700项……我们抢占技术和市场制高点的奥秘是什么?全球技术整合!
在薄膜电池技术领域,铜铟镓硒(CIGS)代表了目前商业化薄膜技术的最高水平,也是汉能控股目前重点发展的薄膜太阳能技术。
汉能控股很早就着手梳理全球主要光伏企业信息,并对拥有先进光伏技术的企业进行了重点研究,最终选择部分欧美先进薄膜企业进行了技术、商务、财务、法务等方面的尽职调查,特别是汉能控股专家团队对目标企业进行了严格细致的现场调查,从中遴选出最具发展潜力与前景的先进技术。
当2011年全球光伏行业开始进入调整期之际,汉能控股启动逆势扩张,实施全球技术整合战略,一年之内连续三次重拳出击:
——2012年9月25日宣布并购德国Solibro公司,其采用主流的共蒸发技术,是铜铟镓硒电池技术商业化的先驱者和开拓者;
——2013年1月9日宣布并购美国MiaSolé公司,其采用独特的不破真空连续溅射方式,被誉为硅谷最具科技潜力的新能源公司;
——2013年7月25日宣布并购美国Global Solar Energy公司,其采用的不锈钢衬底仅30微米厚,是铜铟镓硒柔性薄膜技术商业化最成熟的公司。
并购完成伊始,汉能控股立即投入大量资源,选派精英工程师团队参与海外公司的工艺与设备技术乃至产品技术等全面开发工作。一方面,使汉能控股得以快速消化吸收先进技术,促进铜铟镓硒技术的国产化实施;另一方面,补充增强了海外公司的技术力量,推进其技术提升的速度,使两家海外公司的光伏组件量产效率,与并购前相比分别提高了1.5个百分点和2个百分点。此外,在装备国产化以及主要原材料供应方面,汉能控股也从全球视野角度整合各方面资源,优化了海外公司铜铟镓硒产品的成本结构,使其更具竞争力;同时,积极进行相关项目开发,进一步加快其在国内的研发和产业化进程。
汉能控股站在整合全球先进光伏技术的高度,通过“引进—吸收—创新”的模式,整合三家海外公司独具特色的技术资源,使其优势互补,从而奠定了汉能控股在铜铟镓硒技术领域的全球领导者地位。Solibro全球领先的共蒸发技术进一步提升了Global Solar Energy在电池制造前段工序的技术实力,而Global Solar Energy在超薄不锈钢衬底和柔性组件市场应用的成熟经验,对于增强MiaSolé高效柔性产品技术竞争力和加快其产业化进度极具意义;MiaSolé则在设备与工艺整体技术方面拥有强大技术实力,对另外两家公司的产品技术革新与生产线优化具有全面的参考价值。
目前,汉能控股铜铟镓硒技术竞争力,主要体现在强大的核心装备自主设计开发与产线自主集成能力等方面,以及拥有铜铟镓硒大面积均匀成膜、不破真空的连续镀膜和电池单元的集成互联等数十项核心专利技术。2013年,汉能控股铜铟镓硒薄膜太阳能组件生产线的量产水平全球领先,光电转换效率逼近或超过同期晶硅电池水平。
汉能控股高效柔性铜铟镓硒技术具有转换效率高、柔性化、轻质量、低成本等特性,使其非常适合应用于光伏建筑一体化(BIPV/BAPV)和便携式/移动电源等新兴市场。可以预见的是,汉能控股基于铜铟镓硒的高效柔性薄膜技术,正在成为光伏产业的亮点,并将引领光伏技术未来的发展方向。
里夫金先生在他的《第三次工业革命》中指出,历史上每当新的通信技术和新的能源系统结合之际,就会发生重大的产业革命。他认为,我们正面临着第三次工业革命,就是目前新兴的可再生能源技术和互联网等新的通讯技术的出现、使用和不断融合,将带给人类生产方式以及生活方式的再一次巨大改变。我对此深表赞同,并且全力以赴。
汉能控股的信仰就是“用清洁能源改变世界”。
——因为我们相信:第三次工业革命的核心是新能源革命,新能源革命的核心就是光伏革命,光伏革命的核心就是薄膜技术的广泛应用。
——因为我们认定:太阳能发电技术大规模替代火电等传统能源的时代已经来临,这是人类能源史上的重大变革,将会改变全球能源格局和地缘政治格局。
“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。”我希望,当我们的孩子到了我们现在年龄的时候,由于薄膜技术的成熟及广泛应用,能源不是紧缺而是过剩,世界上将不再为争夺能源而发生战争,人类将进入生态文明,人类将与大自然和谐相处。
汉能控股集团愿意并且必将在这一伟大进程中做出伟大的贡献,我对此坚信不疑。
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