太原市光伏产业发展分析
作者：杜海文，彭淑雅，张瑾，任耀华
来源：《科技创新与生产力》 2013年第10期
杜海文1，彭淑雅2，张 瑾1，任耀华1
（1. 山西中电科新能源技术有限公司，山西 太原 030032；2. 山西省送变电工程公司，山西 太原 030006）
摘 要：阐述了太原市光伏产业在各生产环节的现状，分析了太原市发展光伏产业具备的优势和所处的劣势，提出了推进光伏产业健康发展的建议。
关键词：光伏产业；多晶硅；太原市
中图分类号：F407.2 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2013.10.006
光伏产业是最具可持续发展的新型替代能源产业，其发展程度对于促进社会就业，推动经济增长，调整产业结构，转变增长方式和维护国家能源安全具有十分重要的作用。太原市光伏产业正处于起步阶段，规模较小，但资源条件好，能源充足，发展潜力巨大。
太原市光伏产业发展现状
多晶硅制备是光伏产业链的最上游环节，属于规模大、高投入、技术含量高的环节。2011年底，山西纳克太阳能科技有限公司召开新闻发布会宣布其物理法冶炼提取高纯度多晶硅技术成功投产，产品经多家权威机构认证，纯度达到99.999 9%以上。
硅锭、硅片环节，中国电子科技集团公司第二研究所（以下简称“二所”）控股的山西中电科新能源技术有限公司从事多晶硅锭、硅片的生产。目前，公司已建成100 MW多晶硅片生产线。到2015年，公司计划形成年产300 MW太阳能电池多晶硅片的产能[1-3]。
光伏应用主要集中在太阳能路灯、草坪灯、庭院灯等方面，此外，一些光伏企业已经在光伏离网发电方面进行应用。2012年太原市2个项目入围国家金太阳示范工程，分别是山西盛华能源科技股份有限公司“古交市科技开发工业园区光伏发电集中应用示范项目”和山西华秦信息技术有限公司“太原钢铁（集团）不锈钢工业园屋顶光伏发电项目”，获得上亿元的资金支持，为太原地区光伏并网集中应用示范奠定了良好的基础。电站建设对于太原市环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。同时，光伏电站的运营将成为太原新兴产业的一大亮点及能源结构调整的重要组成部分，有效缓解电网的供需矛盾，优化系统电源结构，减轻环保压力，促进太原市经济可持续发展。
设备方面，中国电子科技集团公司第二研究所自2005年进入光伏产业后，于2008年5月，研制并生产出国内首台DDL－450多晶硅片铸锭炉。此后，二所自主研发制造出国内首条太阳能光伏电池电极金属化生产线，研发成功太阳能电池清洗机、上下料机、丝网印刷机等相关设备，并实现批量化生产销售。2009年《八大产业调整和振兴规划》将二所多晶硅铸锭炉等多项设备被列入规划之中，作为山西省的战略性产业予以重点发展。当前，二所多晶硅片生产关键设备——铸锭炉、清洗机已组成规模生产线，得到国内10余家厂商订货[4-5]。
太原市发展光伏产业的优势
光伏产业是最具可持续发展的新型替代能源产业，其发展程度对于促进社会就业，推动经济增长，调整产业结构，转变增长方式和维护能源安全具有十分重要的作用。太原市光伏产业正处于起步阶段，规模较小，但资源条件好，能源充足，发展潜力巨大。
所处地理位置光照充足，太阳能应用性强
山西地处中纬度大陆性季风气候区，日照时间长，总辐射量多，中国工程院组织的《中国可再生能源发展战略研究》课题，按照年太阳总辐射量的空间分布，将我国太阳能资源分为最丰富带、很丰富带、丰富带、一般带4个区域，山西省仅次于青藏高原和西北地区，为国内太阳能高值区之一[6-7]。
山西省全年总辐射量介于5.02×109～6.11×109 J/m2，平均在 5.44×109 J/m2以上。一年内接受的太阳辐射能总量平均为5.44×1013 J/m2，相当于186 kg标准煤燃烧所发出的热量。根据《山西省气候资源图集》的显示，从日照时数来看，山西省年日照时数平均在2 200～3 000 h之间，其中绝大部分地区全年日照数在
2 600 h以上，约1/3的地区在2 800 h以上。从日照百分率来看，全省大部分地区介于50%～60%之间。晋西北左云、右玉一带、西部山区高山地带及恒山地区，日照百分率在60%～65%之间，其中右玉达67%，为全省高值区；晋南盆地及省境南端川谷地带日照百分率偏小，在50%～55%之间；其他地区为55%～60%之间，基本上呈盆地少于山区，南部少于北部的空间分布格局。
考虑系统效率后太原市年满发电1 394 h，根据发改委新政，光伏电站标杆上网电价1元/kW·h，电价补贴0.42元/kW·h，太原市分布式电站投资回收期约8 a，好于光伏电站建设较好的东部省市。另外，山西省电网分布较密，接入电网条件较好，地处环渤海地区，更靠近用电负荷地，输送距离比较短，在输送过程中损耗比较小，消纳起来将更容易和便利。国家对开发可再生能源还实行减半征税等扶持政策，得益于较大的产业优势，山西省光伏发电将迎来无可限量的产业化前景。
具有高品质石英矿
高纯度硅作为太阳能电池的重要基础材料，是从石英砂中提取的。以多晶硅为例，提炼要经过以下过
程：石英砂—冶金级硅—提纯和精炼—多晶硅锭。山西省具有充裕的优质石英砂原料，能为光伏产业提供丰富、质优、价低的原材料供应，具备独有的成本优势。
产业链关键环节都有企业参与，部分技术已达国内领先水平太原市印刷厂
太原市已有光伏企业十余家，产品涉及硅料、硅片、电池片、组件、发电系统和装备等配套产品，形成了上、中、下游完整光伏产业链。其中，中国电子科技集团公司第二研究所研发的多晶硅铸锭炉、清洗机、上下料机等关键设备已批量进入国内骨干企业使用。
太原市发展光伏产业的劣势
近年来，太原市光伏产业取得了一定的进展，但仍存在一些制约产业发展的突出问题。
受市场因素影响过大
目前我国生产的太阳能电池90%以上出口国外市场，产业发展受金融危机和国外市场变化影响很大，对外部市场的依存度过高。太原市产业链中的拉单晶、铸锭、切片、太阳电池片生产、组件封装、系统集成等中下游企业生产能力小，生产成本高，受国内外市场供需关系影响较大，同时对市场的影响率低。
核心技术能力不足
全球光伏产业技术发展迅速，太阳能电池生产和测试设备不断升级，而国内特别是太原市光伏产业在很多方面仍存在较大差距，多晶硅关键技术仍落后于国际先进水平，晶硅电池生产用高档设备仍需进口，薄膜电池工艺及装备水平明显落后。另外，目前太原市仍面临着以煤炭占主导地位的能源结构、光伏发电发展较为缓慢，资本市场不完善、融资困难等问题。
促进太原光伏产业健康发展建议
制定产业发展整体规划
目前，太原市的光伏企业是在近几年国际、国内产业快速发展中抓住市场机遇成长起来的，与有系统发展规划的省市如陕西、江西相比，明显产业规模小、配套少、发展速度慢，如硅片生产中的原辅料（碳化硅微粉、乙二醇液、钢帘线等）几乎全部需要从省外或国外引进，因此，根据工业和信息化部印发的《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》，制定符合太原市产业发展的整体规划，并在提高核心技术水平和实现产业优化升级上做文章，是推动光伏产业发展的重要举措。根据产业规划进行产业化分工，在综合考虑区位环境、合作伙伴等因素的基础上，在确定的布局地区域建立产业集，形成产业集发展的核心竞争力，降低电池的生产成本，推动产业实现突破性发展。太原市光伏项目的进展应当与当前国内光伏产业发展形势保持一致，避免因产能过剩造成投资失败。此外，太原市在发展光伏产业过程中，要注意根据国内外市场需求变化，适时调整本市产业规划，做好产业发展风险评估，坚持依据科学制定的发展规划，提出合理可行的发展目标。
加快启动太阳能光伏应用市场
政府牵头，充分利用太原市企业的综合优势，与电力公司、电网公司等建立战略合作关系，可以成立公司，以打破行业壁垒，进入太阳能发电站市场。充分利用国家太阳能光伏建筑补贴政策，鼓励太阳能光伏建筑一体化发展，启动太阳能光伏发电项目。
加大政府资金的扶持力度
从国际经验看，政府支持是发展光伏产业的关键。不论是发达国家还是发展中国家，光伏产业的发展离不开政府的支持，如税收、补助、低息贷款、加速折旧、帮助开拓市场等一系列优惠政策，这是光伏产业发展的初始动力。作为战略性新型产业，太原市可以参照其他省市的做法，采取直补用户端、贴息贷款、电价补贴等多种方式，对光伏项目大力进行财政支持，给企业发展信心。同时，抓住转型综改试验区的政策机遇，帮助优势企业积极申请国家资金支持，整合各部门的专项资金，明确光伏产业发展在园区建设、科研平台建设、项目推进、技术创新、技术改造、新产品推广应用、大型招商活动等各个阶段、各个环节，政府各职能部门的职责和各项政府资金的使用范围，最大限度发挥政府资金的支持效应。
加强自主创新能力，在关键技术上实现突破
光伏太阳能电池生产属于技术密集型产业，且光电转换效率、减少原材料的消耗、开发新型市场应用技术等对降低生产成本、提高竞争力、推进市场营销突破等方面具有重要影响。通过开展研发改善电池结构、材料、工艺等因素来提高光伏转换效率，以开发先进的光伏系统，强化在原材料技术、提高光电转换率、提高产能、设备国产化以及应用技术等方面的研发创新，提升产业和产品的竞争力。
太原市与中国电子科技集团公司建立战略联盟，发挥其太阳能光伏设备及产品产业化的技术优势，辐射带动产业发展。重点技术研究内容为：一是高效太阳能电池片技术研发及产业化，提高电池转换效率。主要研究方向为“利用新型器件结构、新方法提高太阳能电池的转化效率；采用新技术、新工艺降低太阳能电池制造成本；寻新材料、发展新理论开发非传统太阳能电池结构，提高转化效率，降低制造成本。二是太阳能光伏产业设备研发及产业化。太阳能光伏产业领域重点设备：多晶硅铸锭炉、太阳能电池系列清洗设备、太阳能电池上下料传输设备、金属电极化设备、丝网印刷设备。
以人为本，加强人才队伍建设
光伏产业面临的竞争，是国外大公司及国内众多的民营企业，他们机制灵活，人才激励力度大。因此，需要花力气去聘请高技术人才、跨学科复合人才和专业骨干力量到太原来发展创业，并给予相应的便利。发展技术人才不仅要走输入性的人才方式，更要立足自我发现、自我培养、自我受用的原则。中国首个太阳能光伏学院于2008 年10 月6 日在南昌大学太阳能光伏学院挂牌成立。因此，对于太原来讲，对有条件的高校和院校可以申请政府资助开设太阳能光伏专业，以促进专业人才的培养。
促进光伏企业做大做强
光伏企业要依据在产业分工中的优势和特长，做强做精做优。优势骨干企业根据发展需求，积极实施产业链上下游企业的战略重组，在更大范围和更深层次实现资源优化配置和低成本扩张，促进资源向优势企业集中，避免低水平重复建设。培育具有自主知识产权、核心竞争力强的重点企业，使其在技术创新、市场开拓和经营管理上紧跟国内国际先进水平，增强龙头企业对光伏产业发展的支撑和带动作用。
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