自1969年世界上第一座太陽能發電站在法國建成,太陽能就作為最清潔、安全和可靠的能源得到越來越多的發展和應用。預計到2030年,可再生能源在總能源結構中將占到30%以上,而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上;到2040年,可再生能源將占總能耗的50%以上,太陽能光伏發電將占總電力的20%以上;到21世紀末,可再生能源在能源結構中將占到80%以上,太陽能發電將占到60%以上。
太陽能光伏發電系統是利用太陽電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射直接轉換為電能的一種新型發電系統,有獨立運行和并網運行兩種方式。2007年,我國太陽能光伏產業開始迅速發展,受益于太陽能產業的長期利好,整個光伏產業出現了前所未有的投資熱潮。
中國76%的國土光照充沛,光能資源分布也較為均勻。與其他新能源相比,太陽能發電沒有任何污染物和噪聲的排放,應用技術成熟,安全可靠。作為永不枯竭的可再生能源,太陽能的采集地點地理位置要求不高,建立太陽能發電站所需的時間和成本也比水電站低得多。較危險性高的核電來說,太陽能適用范圍更廣,就算一般家庭也可以利用太陽能發電。因此,世界各國為了更有效地開采和使用太陽能,不斷地發展太陽能光伏組件技術。
1958年中國開始研究太陽能電池,1971年首次成功應用于發射東方紅二號衛星上,1973年開始將太陽能電池用于地面。中國的光伏工業在八十年代以前尚處于雛形,太陽能電池的年產量一直徘徊在10KW以下,價格始終昂貴。目前,中國的光伏產業有95%的市場都在國外,國內的應用十分有限。在中國生產太陽能光伏電池的成本很高,原因在于該技術目前被國外的大企業所壟斷。
隨著中國能源問題的日趨加劇,中國經濟的發展則離不開發展太陽能這種綠色的理想的新能源。中國有荒漠面積108萬平方公里,主要分布在光照資源豐富的西北地區。1平方公里面積可安裝100兆瓦光伏陣列,每年可發電1.5億度。然而,目前在中國,光伏發電的成本是一般發電成本的數倍,因此造成太陽能發電無法廣泛普及。
如今,太陽能電池主要分為單晶硅電池、多晶硅電池和薄膜電池三種。單晶硅電池技術成熟,光電轉換效率高,但其生產成本較高,技術要求高;多晶硅電池成本相對較低,技術成熟,但光電轉換效率相對較低;而薄膜電池成本低,發光效率高,但目前其在技術穩定性和規模生產上均存在一定的困難。隨著技術的進步,未來薄膜電池會有更好的發展前景。目前太陽能光伏發電的成本大約是燃煤成本的11~18倍,各國光伏產業的發展大多依賴政府的補貼,政府的補貼規模也決定著本國的光伏產業的發展規模。我國亦是如此。
中國可再生能源學會理事長石定寰認為,國家的政策支持力度還應加大。從長遠看,國內市場缺失會限制中國光伏產業的發展。要實現規模化生產,提高光伏產業的競爭力,必須建立和刺激國內消費市場。國內光伏產業已經做好準備,在技術研發等方面進行投資,但必須有穩定的政策保證這些投資可以獲得相應回報。在各種可再生能源中,風能不穩定,生物質能資源有限,核能所需的鈾礦今后也可能用完,而太陽能取之不盡。如果等到太陽能價格降到和化石能源差不多的時候再來發展,機會就錯過了。
2010年5月,中國光伏產業聯盟成立,吸引22家國內光伏骨干企業、行業協會及研究機構加入。中國光伏產業聯盟以引導行業聯合創新、推動應用、規范發展為核心,研究鼓勵光伏產業發展的各項政策,加大對企業技術改造和產業升級的支持力度。中國光伏產業聯盟將致力于整合產業資源、推進結構調整、轉變發展方式,增強行業凝聚力,擴大國際影響力與競爭力。
在整個太陽能光伏產業鏈技術壁壘最大的多晶硅的生產中,國外主要廠商采用的是閉式改良西門子方法,而這在中國還是空白。但未來中國的光伏之路是日漸明朗了,它的作用不是贏利而是發展技術,以備今后的可持續發展。盡管高昂的成本是一大難題,但技術的不斷發展終將會解決一切困難,使太陽能真正地被人類所用,為低碳經濟添磚加瓦。