光伏发电：从独立系统走向规模化并网

　       主持人：方 韬 国家电网报编辑

    　　嘉宾：史立山 国家发改委能源局可再生能源处处长

    　　赵庆波国家电网公司发展策划部主任

    　　许洪华中国科学院电工所副所长
    　　
    　　经过多年的发展，光伏发电在技术层面已经较为成熟，并逐渐从过去的独立系统，朝规模化并网方向发展
    　　
    　　主持人：根据未来能源发展趋势，开发利用太阳能为世界很多国家所热衷。请问我国光伏产业的发展现状？

    　　史立山：目前，成熟的太阳能利用技术，主要是太阳能光伏发电和太阳能热水器。太阳能光伏发电具有技术成熟和成本较高的特点。要发挥太阳能光伏发电适宜分散供电的优势，在偏远地区推广使用户用光伏发电系统或建设小型光伏电站，解决无电人口的供电问题。而在经济较发达、城市现代化水平较高的大中城市，则建设与建筑物一体化的屋顶太阳能并网光伏发电设施。首先要在公益性建筑物上应用，然后逐渐推广到其他建筑物，同时在道路、公园、车站等公共设施照明中推广使用光伏电源，为太阳能发电技术的发展提供必要的市场。

    　　许洪华：光伏发电系统与电网的连接方式，可分为独立光伏系统和并网光伏系统两大类。经过多年的发展，光伏发电目前是一种较为成熟、可靠的技术，并已经逐渐从过去的独立系统，朝大规模并网方向发展。但目前光伏发电最显著的缺点是成本高，目前每千瓦时电能生产成本约为煤电的20倍、风电的10倍左右。根据美国、日本、欧洲的发展路线图，预计随着技术进步、转换效率的提高以及市场规模的扩大，到2030年前后，光伏发电的成本有可能接近现在的风电成本。总之，太阳能光伏发电目前成本较高，但产业化基础好，在2030年前后具备成为战略能源的技术、成本和环境优势，2050年前后可成为重要的能源供应来源。

    　　进入本世纪后，我国光伏市场发展较快。2002年国家启动了西部省区无电乡“送电到乡”工程，到2005年年底，共在中国西部七省区（西藏、新疆、青海、甘肃、内蒙古、陕西和四川）建成了268座小水电站和721座光伏与风光互补电站，解决了大约30万户130万人的基本生活用电问题。“送电到乡”工程是中国乃至世界上迄今为止最大的采用光伏发电或风光互补发电，实现边远无电地区农村电气化的项目。该项目的实施，真正带动了国内光伏产业的发展，并因此造就了如无锡尚德、天威英利、常州天合等一大批国内光伏企业的崛起，促进了我国光伏产业的人才培养和能力建设，对我国光伏产业的发展有很大的促进和推动作用。
    　　
    　　目前，光伏电站在电力系统所占比例很小，并网后没有对电网带来太大影响。但今后光伏电站规模将不断增大，我们要给予充分重视
    　　
    　　主持人：我国太阳能光伏电站不多，而且大多数为分布式电源，没有接入系统。那么，现有并网光伏电站运行情况如何？

    　　赵庆波：目前，太阳能光伏电站不多，并网运行的也不多。拿北京来说，北京路灯管理中心的4栋办公楼和左安门宾馆的屋顶就装设了太阳能电池，太阳能发电系统经过逆变器转变为工频交流电，直接接入路灯中心的低压配电网，目前运行状况良好。上海地区较大规模的光伏发电项目主要有“奉贤海湾10千伏太阳能光伏并网发电系统”，该系统并网已近5年，运行情况良好。由于其在系统中所占比例很小，并网后没有对电网带来多大的影响。但今后光伏电站规模将不断增大，其性能好坏必将影响电网安全运行，因此，我们要给予充分重视。

    　　许洪华：并网光伏发电技术是当今世界光伏发电的趋势。并网光伏发电主要分成两大部分：一是光伏与建筑集成，这是典型的分布式电源，电源位于电网末端，适合在城镇发展；二是大规模光伏电站，主要建于沙漠和戈壁。

    　　事实上，光伏发电在很多方面都最为适合民用建筑，建筑物外部的广大空闲面积可长期利用。同时，建筑自身生产的电力在终端配电，避免了网损。2004年8月,中国科学院电工研究所建成了当时亚洲容量最大的并网光伏电站——深圳国际园林花卉博览园光伏电站，并网容量为1兆瓦。目前，正在建设的国家体育馆的100千瓦并网光伏发电系统，是真正意义上的光伏建筑集成系统。按照安装方式，将分为两部分：其中一部分采用常规的晶体硅太阳电池，安装在金属屋顶上；另一部分将采用双玻太阳电池（太阳电池片封装在前后两层高强度玻璃内），作为玻璃幕墙的一部分，安装在国家体育馆南外立面。该光伏电站的建成，将为我国城市建筑与新能源应用的结合提供成功的范例，同时也将很好地展示我国举办“绿色奥运”和“科技奥运”的理念。 

    　　主持人：看来，我国在光伏发电领域已经开展了很多示范工作。目前，我国是否具备建设并网光伏电站的条件？

    　　许洪华：光伏电站的一个重要特点就是集成化。若干千瓦级电站可以集成一个兆瓦级电站，若干兆瓦级电站可以集成一个几十兆瓦级的电站。因此，大规模光伏电站目前都处在前期小规模示范阶段，并没有进入产业化。大规模光伏电站的另一个特点就是高压并网。沙漠电站需要远距离送电，一般以中、大规模为主。因此，研究光伏发电系统高压并网就是一个最重要的课题。在我国，和高压电网直接并网的大型太阳能并网发电的研究和建设仍然是一片空白。为了弥补这一空白，科技部、中科院电工研究所等单位一直致力于这一方面的试验研究。到2005年，无论从技术的成熟程度还是从人员的设计建设经验，都已经具备了直接建设高压并网光伏发电系统的条件。

    　　主持人：太阳能光伏电站是不稳定电源，那么大规模并网电站对电网有何影响？电网如何应对？

    　　赵庆波：并网光伏电站对电网的影响主要有以下几个方面：一是太阳能光伏电站的实际输出功率随光照强度的变化而变化，输出功率不稳定，导致电压波动；二是光伏电站输出的直流电能需经逆变器转变成交流电，将产生大量谐波；三是光伏电站基本上为纯有功输出，并网时需考虑无功平衡问题。目前，有关方面已经出台了一些光伏电站并网方面的标准和规定，采取了很多应对措施，起到了一定效果。
    　　
    　　建议政府价格管理部门在测算上网电价时，根据光伏发电项目先进水平和合理收益水平来确定，并定期向社会公示，接受社会监督
    　　
    　　主持人：要健康快速发展光伏产业，有哪些问题需要尽早考虑？或采取什么措施？

    　　赵庆波：目前，太阳能电池半导体材料的市场价格十分昂贵，在上海地区单位造价每千瓦高达6万至7万元，是风电的5到6倍。若要大力开发太阳能光伏发电，要加强技术研发力度，降低成本。同时，建议政府价格管理部门在测算上网电价时，根据光伏发电项目先进水平和合理收益水平来确定，并定期向社会公示，接受社会监督。

    　　许洪华：目前光伏发电的成本还是比较高的，如果直接按市场规律去发展是有一定难度的。世界上的经验证明，目前光电的发展主要还是政策推动型。近来安装的大部分并网光伏系统是住宅和公共建筑光伏系统，并且得到了政府强有力的支持。

    　　在光伏电站规划开发方面，要发挥太阳能光伏发电适宜分散供电的优势，在偏远地区推广户用光伏发电系统或建设小型光伏电站，解决无电人口的供电问题。在城市的建筑物和公共设施配套安装太阳能光伏发电装置，扩大城市可再生能源的利用率，并为太阳能光伏发电提供必要的市场规模。为促进我国太阳能发电技术的发展，需要做好太阳能技术的战略储备，建设若干个太阳能光伏发电示范电站和太阳能热发电示范电站。
    　　
    　　预计到2020年，光伏建筑一体化将进入商业化大规模推广阶段，成为光伏产业发展重点。另外，沙漠电站也将成为我国未来主力能源
    　　
    　　主持人：近日，国家正式出台了《中国可再生能源中长期发展规划》，提出了太阳能产业发展规划和目标。请各位专家解读一下。
    　　史立山：今后较长时间内，光伏发电仍主要集中在解决偏远地区无电人口的用电方面。整体而言，在我国目前的新能源规划中，国家的着眼点放在了风力发电上，太阳能的产业化发展还需要等待时日。
    　　许洪华：国家发改委近日发布的《中国可再生能源中长期发展规划》明确提出，到2010年，太阳能发电总容量达到30万千瓦，到2020年达到180万千瓦。
    　　《规划》在光伏建筑一体化方面的建设重点包括：在经济较发达、现代化水平较高的大中城市，建设与建筑物一体化的屋顶太阳能并网光伏发电设施，首先在公益性建筑物上应用，然后逐渐推广到其他建筑物，同时在道路、公园、车站等公共设施照明中推广使用光伏电源。“十一五”时期，重点在北京、上海、江苏、广东、山东等地区开展城市建筑屋顶光伏发电试点。到2010年，全国建成1000个屋顶光伏发电项目，总容量5万千瓦。到2020年，全国建成2万个屋顶光伏发电项目，总容量100万千瓦。
    　　可以看出，在近期目标中，光伏建筑一体化还不是建设重点，仅仅占了我国太阳能发电总容量的1/6。在2020年的长期目标中，光伏建筑一体化进入商业化大规模推广阶段，大约占我国太阳能发电总容量的56％。
    　　《规划》在大型开阔地建设并网光伏项目的计划包括：建设较大规模的太阳能光伏电站和太阳能热发电电站。“十一五”时期，在甘肃敦煌和西藏拉萨（或阿里）建设大型并网型太阳能光伏电站示范项目；在内蒙古、甘肃、新疆等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地，建设太阳能热发电示范项目。到2010年，建成大型并网光伏电站总容量2万千瓦、太阳能热发电总容量5万千瓦。到2020年，全国太阳能光伏电站总容量达到20万千瓦，太阳能热发电总容量达到20万千瓦。
    　　就近期目标而言，大型开阔地并网光伏项目仅仅开始示范，只占了我国太阳能发电总容量的7％。目前，太阳能热发电的技术还不够成熟，2020年以前沙漠光伏电站可能占有更大的份额。沙漠电站将成为我国未来主力能源之一。