回到太陽能行業(yè)最初的狀態(tài)，太陽能電池行業(yè)就是一個(gè)技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)，目前科技創(chuàng)新已成為太陽能行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容。為此，記者近日采訪了國(guó)網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所所長(zhǎng)李瓊慧。李瓊慧表示，實(shí)施科技創(chuàng)新對(duì)于太陽能產(chǎn)業(yè)具有特別重要的意義。第一，作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，科技創(chuàng)新是太陽能產(chǎn)業(yè)生存發(fā)展的根本；第二，技術(shù)創(chuàng)新是太陽能發(fā)電提升效率、降低成本、更廣泛利用的關(guān)鍵；第三，技術(shù)創(chuàng)新是光伏最終成為主導(dǎo)能源，成為推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的中堅(jiān)力量的依托。
單晶硅與多晶硅技術(shù)水平顯著提升
記者：《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)高效低成本太陽能電池技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。目前單晶硅與多晶硅有哪些技術(shù)創(chuàng)新？產(chǎn)生的影響幾何？
李瓊慧：制備晶體硅主要有兩種主流技術(shù)，一是鑄造多晶硅技術(shù)，用于制備多晶硅，具有成本低、能耗小、原材料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但制備的電池效率相對(duì)較低；二是直拉單晶硅技術(shù)，用于制備單晶硅，質(zhì)量好、電池效率高，但能耗高、成本相對(duì)較高。
低成本、高效率、長(zhǎng)壽命是晶硅電池追求的目標(biāo)和發(fā)展方向。鑄造多晶硅從2011年以來大都采用籽晶誘導(dǎo)生長(zhǎng)的高效鑄造多晶硅技術(shù)，硅片質(zhì)量和電池效率明顯提升。此外，還實(shí)現(xiàn)了從半熔鑄錠技術(shù)向全熔高效鑄錠技術(shù)的進(jìn)步。高效多晶鑄錠技術(shù)應(yīng)用和超大鑄錠爐推廣，使多晶硅太陽電池占據(jù)了成本優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)份額大幅提升。
近年來，直拉單晶領(lǐng)域的大容量裝料、二次裝料、連續(xù)拉晶等技術(shù)發(fā)展迅速，推動(dòng)拉晶成本進(jìn)一步降低，特別是金剛線切片技術(shù)在單晶硅棒切片領(lǐng)域已得到全面推廣，使其在制造成本上的競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步增強(qiáng)。
目前，國(guó)際上晶硅電池在提高效率方面主要集中在光陷阱、表面鈍化和PN結(jié)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方向進(jìn)行研究，圍繞著這些技術(shù)出現(xiàn)了PERC、PERL、PERT、PERF、雙面電池、N型電池等電池結(jié)構(gòu)，其主要工藝及裝備等都在發(fā)展中，有待于提升效能。
進(jìn)入21世紀(jì)以來，在世界市場(chǎng)強(qiáng)力拉動(dòng)下，我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)不斷進(jìn)步，沿著高效率、低成本方向快速發(fā)展，光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，已形成一個(gè)包括多晶硅原材料、硅錠/硅片、太陽能電池/組件和光伏系統(tǒng)應(yīng)用、專用設(shè)備制造等比較完善的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。截止到2014年底，我國(guó)太陽能電池產(chǎn)量連續(xù)位居世界第一，商業(yè)化單晶硅電池效率達(dá)20.5%，商業(yè)化多晶硅電池效率達(dá)18.5%；高純多晶硅材料的制備和清潔生產(chǎn)技術(shù)方面取得重大進(jìn)展，光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)多晶硅材料自給率50%以上。
光熱發(fā)電技術(shù)取得突破性進(jìn)展
記者：《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確指出，未來應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)光熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。如今我國(guó)光熱發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新取得了哪些成果？
李瓊慧：我國(guó)太陽能熱發(fā)電起步較晚，國(guó)內(nèi)多家研究機(jī)構(gòu)一直在從事太陽能熱發(fā)電單元技術(shù)和基礎(chǔ)試驗(yàn)研究，建立了相應(yīng)的熱發(fā)電模擬裝置，積累了一定的工作經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。近幾年，我國(guó)在太陽能熱發(fā)電聚光集熱技術(shù)、高溫接收器技術(shù)等方面取得了突破性進(jìn)展。槽式發(fā)電技術(shù)相對(duì)比較成熟，目前已建成和在建一些示范項(xiàng)目。塔式、線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電技術(shù)近年來也取得了突破。
2015年9月，國(guó)家能源局下發(fā)《關(guān)于組織太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)的通知》，決定組織建設(shè)一批太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目。示范項(xiàng)目以槽式和塔式為主，要求單機(jī)容量不低于5萬千瓦，須配置儲(chǔ)熱裝置，且儲(chǔ)熱容量應(yīng)滿足短期云遮不停機(jī)、保證汽輪機(jī)額定功率滿發(fā)不少于1小時(shí)。
今年9月2日，國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于太陽能熱發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》明確，2018年12月31日以前全部投運(yùn)的太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目執(zhí)行1.15元的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。
另外，9月14日，國(guó)家能源局正式發(fā)布了《國(guó)家能源局關(guān)于建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目的通知》，確定第一批20個(gè)太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目名單，包括9個(gè)塔式電站、7個(gè)槽式電站和4個(gè)菲涅爾電站，總計(jì)裝機(jī)容量134.9萬千瓦。項(xiàng)目分布在甘肅（9個(gè)）、青海（4個(gè)）、河北（4個(gè)）、內(nèi)蒙古（2個(gè)）、新疆（1個(gè)）5地。其中，塔式項(xiàng)目裝機(jī)占比超50%，槽式占比34.4%。由此可以看出，“十三五”期間，我國(guó)光熱產(chǎn)業(yè)將會(huì)迎來一個(gè)發(fā)展機(jī)遇期。
多項(xiàng)光伏應(yīng)用技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平
記者：目前我國(guó)的儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)成熟嗎？現(xiàn)在大規(guī)模利用該技術(shù)解決棄光問題現(xiàn)實(shí)嗎？
李瓊慧：儲(chǔ)能技術(shù)類型繁多，一些儲(chǔ)能技術(shù)如抽水蓄能技術(shù)在電力系統(tǒng)已有成熟應(yīng)用，鈉硫電池技術(shù)在日本等部分國(guó)家的電力系統(tǒng)也有成熟應(yīng)用，鋰離子電池技術(shù)、液流電池技術(shù)在電力系統(tǒng)也有示范應(yīng)用。目前儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是移峰填谷、調(diào)頻及輔助服務(wù)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)、可再生能源并網(wǎng)、延緩輸配電投資以及需求側(cè)管理。目前我國(guó)西部出現(xiàn)的棄光問題的根本原因是電力過剩、消納市場(chǎng)不足，儲(chǔ)能技術(shù)所能起到的作用是改善光伏出力特性和移峰填谷，并不解決消納市場(chǎng)的問題，因此大規(guī)模利用儲(chǔ)能技術(shù)是無法解決目前西部地區(qū)的大規(guī)模棄光問題的。
記者：我國(guó)現(xiàn)在智能化大型光伏電站技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用方面取得了哪些成績(jī)？
李瓊慧：我國(guó)是大型地面光伏電站建設(shè)規(guī)模最大的國(guó)家，近幾年光伏電站設(shè)計(jì)集成和關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)水平均有較大提高。初步掌握百兆瓦級(jí)大型光伏電站模塊化設(shè)計(jì)集成技術(shù)，研制完成兆瓦級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器、光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備，建立了光伏系統(tǒng)及平衡部件實(shí)證性研究示范基地，開展了大型光伏電站與電網(wǎng)關(guān)系研究、對(duì)局地氣候環(huán)境影響研究。我國(guó)光伏電站及關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)已接近國(guó)際先進(jìn)水平，并促進(jìn)我國(guó)光伏電站建設(shè)成本和上網(wǎng)電價(jià)大幅下降。
在光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究平臺(tái)方面，我國(guó)建立了高密度分布式光伏系統(tǒng)防孤島保護(hù)技術(shù)研究平臺(tái)、能量管理技術(shù)研究平臺(tái)、光伏直流并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究測(cè)試平臺(tái)等若干研究平臺(tái)。在青海建設(shè)百兆瓦級(jí)大型集中并網(wǎng)光伏電站，建設(shè)大型集中并網(wǎng)光伏示范基地，建設(shè)國(guó)家級(jí)的實(shí)證性研究測(cè)試基地，掌握不同光伏組件和不同安裝方式的設(shè)計(jì)集成技術(shù)，掌握組件級(jí)、系統(tǒng)級(jí)不同光伏系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)，掌握大型并網(wǎng)逆變器測(cè)試技術(shù)。其中，國(guó)家級(jí)的實(shí)證性研究測(cè)試基地可為光伏發(fā)電新技術(shù)新產(chǎn)品的驗(yàn)證提供實(shí)時(shí)測(cè)試和長(zhǎng)期評(píng)估環(huán)境，為光伏發(fā)電技術(shù)的規(guī)模化利用提供技術(shù)支撐。
此外，還建成了國(guó)家能源太陽能并網(wǎng)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心，擁有小型光伏電站移動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，具備世界上最完整的兆瓦級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器全系列測(cè)試能力和兆瓦級(jí)光伏電站的全系列測(cè)試能力。
記者：您認(rèn)為“十三五”期間，太陽能行業(yè)最需要進(jìn)行哪些方面的技術(shù)創(chuàng)新？
李瓊慧：太陽能光伏發(fā)電技術(shù)被認(rèn)為是未來世界上發(fā)展最快和最有前途的一種可再生新能源技術(shù)。
創(chuàng)新一方面當(dāng)然是技術(shù)創(chuàng)新，提高效率降低成本，另一方面隨著光伏發(fā)電成本的下降，更應(yīng)關(guān)注光伏應(yīng)用的創(chuàng)新，一個(gè)是光伏發(fā)電與其他能源技術(shù)的多能互補(bǔ)技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新，還有光伏、光熱技術(shù)的互補(bǔ)創(chuàng)新和“光伏+儲(chǔ)能”的技術(shù)創(chuàng)新。此外，還要關(guān)注商業(yè)模式的創(chuàng)新，如“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”的模式創(chuàng)新等。
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