穹顶之下CIGS薄膜发电代替传统火电指日可待

国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰曾判断，到“十三五”末，光伏发电有望与电网销售电价相当。这一观点写入国务院办公厅2014年11月19日公开发布的《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》。据计划提出，到2020年，光伏装机达到1亿千瓦左右，光伏发电与电网销售电价相当。这意味着，随着光伏发电价格与市场逐步趋同，国家补贴也将随之取消。

众所周知，光伏产业与传统能源竞争的关键是成本和价格。专家认为：当光伏上网电价与传统电价持平时，光伏市场才会被充分打开，显现出巨大的发展前景。由于光伏发电的成本高于传统能源，因此市场主要依赖于国家对光伏发电的政策补贴。根据中国《可再生能源法》的规定，可再生能源发电价格高出常规能源发电价格部分，在全国范围内进行分摊。可再生能源电价附加征收标准，从2006年的每千瓦时0.1分，逐步提高到现行的每千瓦时1.5分。但依靠补贴并非长久之计，补贴是把双刃剑，在推动可再生能源发展的同时，也在一定程度上制约其按照市场规律发展。 如果失去补贴，怎样通过降低组件生产成本来实现光伏产业的可持续发展，就会成为企业迫切需要攻克的技术问题。

事实上，光伏产业界一致努力降低成本，最终目标就是光伏发电能够实现平价上网，与传统能源直接竞争，乃至替代传统能源。实际上，随着太阳能光伏发电规模、转换效率和工艺水平的提高，全产业链的成本正快速下降。太阳能光伏电池组件价格从2000 年的每瓦4.5 美元下降到2010 年的1.5 美元以下，再到目前的0.6美元/瓦左右，太阳能光伏发电的经济性已经明显提高，为平价上网提供了基础。可以看出，不论是传统的晶硅电池技术还是薄膜发电技术，光伏发电技术都在不断突破。然而，晶硅电池产业发展较早，技术已经相当成熟，材料成本下降空间有限，短时间内无较大突破。相对而言，薄膜发电产业正在开始，拥有更多的成本下降空间。

在所有薄膜技术中，CIGS(铜铟镓硒）薄膜太阳能电池在降低成本和提升效率方面最具潜力。近日，德国Manz集团的CIGS薄膜光伏组件生产线Manz CIGSfab有了最新发展，其所生产的CIGS组件发电成本已可达到0.05欧元，相当于人民币0.35元，其发电的每度电成本已经低于目前国内的民生用电人民币0.5元。再者，目前光伏产业平均的生产成本每瓦约4.5元人民币，相比之下，Manz CIGS交钥匙生产线将组件生产成本降至每瓦2.5元人民币。Manz这一技术成果使光伏在实现平价上网的道路上迈了一大步。

中国光伏市场发展的主要目标就是提高太阳能发电的经济性，加速技术进步，提高产业规模，力求光伏发电成本降至常规能源的发电成本，为光伏发电规模化提供基础。多年来，光伏发电成本一直是光伏实现光伏平价上网的“致命伤”，中国居民用电价格低，涨幅慢，光伏发电难以与之抗衡，从而导致我国光伏市场发展缓慢。令人可喜的是，Manz通过大幅度提升组件转换效率及制造技术上的进步，整合生产线中不断增加的工艺步骤，最终将太阳能发电成本优势发挥到极致，使光伏发电成本降至每度0.35元人民币似乎也在意料之中。

另外，相较于光伏晶硅电池来说，CIGS薄膜太阳能电池随着实验室效率突破21.7%，在转换效率有着相当大的增长空间，并具有发电量高、生产成本低、污染小、弱光性能好等自身优势。再加上其颜色均匀、性能稳定，也更加适合与建筑一体化的应用，是对外观有较高要求场所的理想选择（如大型建筑物的玻璃幕墙等），在现代化高层建筑等领域有很大市场，令其在分布式光伏发电应用市场的优势也逐渐显现出来。

近两年，国家能源局接连发文力挺分布式，并在已有分布式光伏发电应用示范区建设工作基础上培育一批分布式光伏发电示范区，进一步加大分布式光伏的推进力度。光伏发电成本的降低，会使国内更多企业使用太阳能来发电，而对CIGS薄膜太阳电池而言，不管是地面电站还是分布式光伏电站，CIGS薄膜太阳电池都能体现出其自身价值。

自去年6月以来，国际石油价格持续下跌，创下自2009年以来的最低水平。业内人士认为，国际原油价格大幅下跌，有页岩油气开发造成的供应过剩和世界经济低迷导致需求不振的原因，但更为主要的还是可再生能源的开发和蓬勃发展对传统能源造成的冲击。人们普遍看好并认可的太阳能、风能以及生物燃料等可再生能源正在世界能源结构演变中扮演主要角色。

据BP公司《世界能源统计年鉴2014》报告提供的数据，石油在全球一次能源消费中的份额连续第13年下滑，下降至33%，为1965年以来的最低值。与石油在能源市场上的份额下滑不同，根据统计，2012年可再生能源发电量增长15.2%，在全球发电总量放缓的背景下，可再生能源在全球发电总量中的比例上升至4.7%。而中国在2012年超过德国成为第二大可再生能源发电国，仅次于美国。

此外,《世界能源统计年鉴2014》报告还显示中国能源结构在持续改进。其主要标志为，2013年，煤炭在能源结构中的占比下降到67.5%的历史新低；同时非化石能源占比达到9.6%的历史新高，增速超过50%。非化石能源中，增长最快的是可再生能源(28.3%)，其次是核能(13.9%)和水电(4.8%)。

可再生能源的发展，对优化我国能源结构、促进能源可持续发展具有重要意义。专家预测，未来十年，我国可再生能源的份额可翻一番，并成为可再生能源全球领先的出口国。

目前，我国已成为全球风力发电设备和太阳能电池的主要生产商，并在可再生能源产业上具有相当大的潜力。我国太阳能资源丰富，大部分的国土面积年日照时数达到2000小时以上；全国风能资源供给约10亿千瓦；生物质资源转换为能源可达10亿吨标准煤。

而根据国际可再生能源署IRENA一月初发布的2014可再生能源发电成本报告透露，世界上许多国家和地区的可再生能源发电成本已经达到平价水平，甚至低于化石燃料的发电成本。

其中，太阳能是发电成本下降幅度最大的可再生能源。据统计，自2009年以来，太阳能光伏组件成本下降75%，住宅太阳能光伏系统发电成本较之2008年下降70%，从2010-2014年底，大型太阳能光伏发电成本下降高达65%。

一直以来，光伏业内一致努力于降低成本，最终实现光伏发电平价上网，与传统能源直接竞争，乃至替代传统能源。据了解，目前市场上主要的太阳能技术路线包括晶体硅太阳能发电和薄膜太阳能发电。业内还一度因哪种技术路线是主流而引发争论。

虽然目前薄膜电池在全球太阳能光伏市场所占份额仅占约10%，然而随着近几年薄膜技术的不断进步以及装备性能的持续提升，薄膜发电技术产业化的步伐亦逐渐加大。尤其是自CIGS薄膜电池开始规模化量产以来，效率基本保持每年1~1.5%的提升速度。

作为电站的投资者，首先考虑的是在同等投资成本情况下选择高效的发电产品，获得更高发电量。分析云南石林1MW光伏电站投资效益可知，在石林光伏电站中，单晶硅发电小时为1350-1380个小时，CIGS为1460-1500个小时，每年CIGS要比单晶硅多发电120-150个小时，效益来自利用发电小时数。同比CIGS比单晶硅发电效率要高8-10%。

据悉，日前德国Manz集团把薄膜太阳能实验室转换效率由21%刷新为21.7%，该转换效率也是目前CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池领域新的世界纪录。在度电补贴的政策下，更高的发电效率带来的将是更高的电站收益。

业内普遍认为“太阳能电池转换效率提高一个百分点，可使成本降低5%—7%”。据了解，电站投资者无论是投资分布式光伏电站还是地面光伏电站一般能有10%左右的内部收益率。而Manz所生产的CIGS（铜铟镓硒）组件发电成本已下降到0.35元/度，可使内部收益率达到15%以上。

“利益最大化”是每一个电站投资者的追求，对于投资者来说，CIGS无论是从发电效率还是成本方面都具有优势。随着人们对光伏电站投资热情的高涨，CIGS薄膜发电将迎来真正的春天。

在今年两会上，国务院总理李克强在政府工作报告中提到，要大力发展风电、光伏等新能源发电。此前，国家能源局宣布2015年全国新增光伏发电并网规模15GW，其中集中式大型地面电站8GW，分布式电站7GW，屋顶分布式不低于3.15GW。

业内人士分析，“两会”前后是新能源政策的酝酿期，配额制预计也将于近期出台，政策和环保压力将进一步推升新能源，2015年是规划编制年，从融资领域、政策领域、建设领域来看，2015年都将会是光伏发电为代表的新能源蓬勃发展的一年。