| 出版时间:2012年12月 |
第一节 风能产业发展趋势
根据目前的发展形势,预测风电产业的发展趋势是:
一 风力发电机组容量的大型化
大型机组的优点是有利于降低造价,提高运行可靠性使风电机组大型化成为世界风能产业发展的大趋势。经过长期研究努力,目前单机容量500千瓦、600千瓦、750千瓦的风电机组技术研究达到批量化商业化生产的水平。同时,更大型、性能更好的机组也已得到开发并投入生产试运行。如德国正在北海建设近海风电场,单机功率为5000千瓦。
二 风力发电机组重量的轻型化
大型机组固然有利于降低造价,提高运行可靠性,但机组越大,重量也越大。如225千瓦风力机的重量约为9吨,而500千瓦和1500千瓦机组的重量则可达21吨和58吨。显然这将给风机的运输和安装带来困难,同时还可能导致机组造价的上升。因此,采取措施降低机组重量是未来风机发展的趋势。可以选择的措施包括优化风机系统的设计,采用轻质柔性材料,采用可变速的微机控制系统等。
三 风力发电机组容量的高可靠性
目前风力发电机组仍未达到完全的技术商业化,技术寿命只有10~15年。因而,采取选用新材料,利用可变速转子、广泛运用电子技术和计算机技术,从而有效地改善了风力发电总体设计水平,增强了风电设备的保护功能和控制功能。
四 风力发电机组的高效率
目前风力发电系统普遍存在效率较低、成本较高的问题,因此未来的风电发展必须在提高效率的同时降低成本。一些国家研究在进行探索和研究,如美国和澳大利亚进行过建立高空发电站,以便充分利用高空中稳定的风能,从而达到提高效率、降低成本试验研究。伦敦海上工程公司已研制成功一种海上风力发电系统,风力发电机置于海上,把风机放在浮动钢制平台上,让工作塔随风而动,发电能力达到4.5兆瓦。另外一个措施是在控制技术上采用自适应控制设备,以便使风机能自动地根据风的特性调整系统的工作参数,达到最佳运行状态,增加输出功率。
五 风力发电机组的低成本
由于生产开发规模的扩大,以及新技术的应用和机组大型化的发展,风电成本正在不断下降。如美国风电机组的造价已由1990年的133万美元降至2000年的790美元,相应的发电成本由8美分/千瓦时减少到4美分/千瓦时。丹麦风力发电成本也已经降到了0.26丹麦克朗/千瓦时。成本下降的原因除了技术进步和规模化生产以外,还与各国对该产业普遍采取的政策支持和引入竞争机制密不可分。
风能是一种取之不尽,用之不竭的可再生能源,不存在资源衰竭问题;同时,在风能电能的转换过程中,基本不消耗化石能源,因而不会对环境构成严重威胁。可以说,适时建立风力发电产业是未来中国调整能源结构,保障能源安全的迫切要求和最现实的选择之一。
第二节 太阳能产业发展趋势
一 太阳电池技术发展趋势
随着多晶硅材料价格下降、电池转换效率的提高和生产成本的降低,光伏组件成本将不断下降,保守估计,从中国的整体情况来看,到2015年成本可以降低50%,效率提升2%,每年提高0.3%~0.4%,多晶硅能耗降低50%。由于资本的趋利,非垄断技术最终走向社会的平均利润率,目前发电装备制造的利润为10%~15%,太阳能电池厂商的毛利率为30%,今后五年可能降到10%~15%。五年之内,晶硅电池成本有望降到1美元/瓦,销售价格降到每瓦1.15~1.20美元,加上其他的安装成本(占系统成本的30%~50%),光伏系统价格将降到1.3~1.5美元/瓦。
对薄膜电池来说,存在效率低、制造技术与相应设备不够完善、开发经验不足等问题,研发力度尚需要加大。2010年,碲化镉薄膜电池的产量已经达到1.4吉瓦,成本已经下降到0.6美元/瓦。由于欧洲立法限制了硫化镉的浓度,碲又是稀缺原材料且价格呈上升趋势,因此碲化镉薄膜电池的发展有局限。
我国的非晶硅或微晶硅薄膜电池的年产量为75万千瓦,由于工艺复杂、设备昂贵,技术需要进一步完善。国产薄膜电池的成本虽然一直有下降趋势,但进展缓慢。铜铟镓硒薄膜电池受到追捧,但尚未实现量产,没有一家公司进行大规模的商业化生产。作为第二代电池技术,薄膜晶硅生产技术仍有发展空间,在实现更高的转换效率和更低的成本之前仍然需要加大技术研发力度。
二 我国光伏发电市场发展判断
纵观我国的可再生能源资源情况,要实现2020年非化石能源比例达到15%的目标,就必须大力发展光伏发电。光伏发电的发展