美國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電成本大幅下跌

　　孫李平介紹，在美國(guó)能源部資助下，美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合包括美國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電協(xié)會(huì)、美國(guó)太陽(yáng)能工業(yè)協(xié)會(huì)、勞倫斯實(shí)驗(yàn)室等多家權(quán)威機(jī)構(gòu)，開(kāi)展了實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電預(yù)期目標(biāo)將產(chǎn)生的效應(yīng)和面臨的挑戰(zhàn)的研究。

　　研究認(rèn)為，太陽(yáng)能發(fā)電將成為美國(guó)重要的電力來(lái)源。雖然目前太陽(yáng)能發(fā)電僅占美國(guó)電力份額的很小一部分，這主要是由于歷史上其昂貴的價(jià)格導(dǎo)致的。最近幾年，太陽(yáng)能發(fā)電的價(jià)格已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速下跌，美國(guó)和全球部分地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)。Sunshot行動(dòng)計(jì)劃提出，太陽(yáng)能發(fā)電到2030年和2050年將分別提供美國(guó)14%和27%的電力供應(yīng)，并指出實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需要太陽(yáng)能發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步和革新，進(jìn)而推動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電成本的快速下降。

　　“太陽(yáng)能發(fā)電的成本降低是實(shí)現(xiàn)上述宏偉目標(biāo)的基礎(chǔ)�！睂O李平介紹，居民屋頂光伏系統(tǒng)成本將從2010年的6美元/瓦，降低到2020年的1.5美元/瓦；商業(yè)建筑屋頂系統(tǒng)成本從2010年的5美元/瓦，降低到2020年的1.25美元/瓦；大規(guī)模地面電站從2010年的4美元/瓦，降低到2020年的1美元/瓦。

　　孫李平說(shuō)，研究報(bào)告考慮了當(dāng)前的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)和成本以及降低成本的潛在領(lǐng)域和方法。

　　一是降低光伏組件價(jià)格。組件相關(guān)的材料，可以從制造和運(yùn)輸過(guò)程以及提高組件效率等多個(gè)方面降低組件的價(jià)格。半導(dǎo)體材料是光伏組件最復(fù)雜和成本構(gòu)成中比例最大的部分，約占晶體硅組件成本的60%，占碲化鎘和銅銦鎵硒組件成本的8%~22%。晶體硅組件的原材料多晶硅可通過(guò)降低硅片厚度，最小化硅片生產(chǎn)過(guò)程中的多　 晶硅損失，提高廢料循環(huán)利用能力，引入低成本多晶硅提純技術(shù)。采用薄膜光伏組件和聚光光伏替代傳統(tǒng)的晶體硅光伏組件也是重要的降低半導(dǎo)體材料成本的途徑。

　　二是降低光伏系統(tǒng)相關(guān)電力設(shè)備價(jià)格。相關(guān)電力設(shè)備主要包括逆變器和變壓器。2010年，大規(guī)模電站逆變器成本在0.2~0.3美元/瓦；居民和商業(yè)屋頂光伏系統(tǒng)逆變器成本在0.4美元/瓦。降低其成本的途徑包括規(guī)�；瘧�(yīng)用、開(kāi)發(fā)技術(shù)先進(jìn)的元器件和提高可靠性等。

　　主要實(shí)現(xiàn)途徑包括：在元器件層面實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)電力電子問(wèn)題的解決，突破熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的材料可靠性低的問(wèn)題，采用儲(chǔ)能、無(wú)功補(bǔ)償?shù)仁侄伍_(kāi)發(fā)電網(wǎng)高密度接入光伏技術(shù)，開(kāi)發(fā)新技術(shù)提高太陽(yáng)能系統(tǒng)發(fā)電效率，將逆變器集成到組件從而降低安裝成本。

　　三是降低光伏系統(tǒng)支架、土地等非組件和電力電子設(shè)備的成本。該部分成本主要包括支架、土地、運(yùn)輸以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)和申報(bào)等成本。該類成本與其項(xiàng)目規(guī)模和位置關(guān)系密切，其成本降低的途徑包括創(chuàng)新材料選擇，輕量化鋁制邊框材料，開(kāi)發(fā)建筑一體化光伏取代傳統(tǒng)的屋頂支架光伏系統(tǒng)等。

　　非硬件方面成本降低的途徑包括開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)軟件，去除政策障礙，精簡(jiǎn)安裝方式，擴(kuò)大商業(yè)模式，以及制定太陽(yáng)能獲取權(quán)益的管理方法。

　　四是增加太陽(yáng)能光伏組件所用原材料的供應(yīng)。如果要實(shí)現(xiàn)Sunshot提出的目標(biāo)，美國(guó)光伏系統(tǒng)的裝機(jī)容量需要平均在每年25~30吉瓦。滿足如此大的裝機(jī)需求，就要增加對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)原材料的需求和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的快速擴(kuò)張。這些材料包括多晶硅材料和薄膜、聚光光伏使用的稀有材料。多晶硅材料短缺的形勢(shì)已經(jīng)不復(fù)存在，其產(chǎn)生的原因可以歸結(jié)為多晶硅產(chǎn)能的釋放所需時(shí)間的滯后。多晶硅生產(chǎn)線的成本較高，而且從項(xiàng)目啟動(dòng)、建設(shè)到完全達(dá)產(chǎn)需要經(jīng)歷2~3年的時(shí)間。降低加工過(guò)程的成本，比如硅片的厚度和太陽(yáng)能級(jí)硅材料的提純成本，可以減少硅材料供需的不平衡。

　　“多晶硅原材料實(shí)際上是不受資源儲(chǔ)量限制的。但是，用于組件接線的銀材料儲(chǔ)量相對(duì)有限�！睂O李平說(shuō)，玻璃、鋼材和鋁材是用來(lái)封裝和支撐光伏系統(tǒng)的基礎(chǔ)材料，其儲(chǔ)量雖然不會(huì)對(duì)供應(yīng)產(chǎn)生限制，但大規(guī)模的需求將有可能帶動(dòng)其價(jià)格的上漲。

　　另外，孫李平還表示，明確的市場(chǎng)信號(hào)和規(guī)劃將給予多晶硅材料廠商擴(kuò)大產(chǎn)能的信心，保證相關(guān)材料的供應(yīng)。