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中國是世界上zui大的太陽能電池制造基地。但令中國太陽能電池企業(yè)感到尷尬的是,中國政府將建設世界zui大規(guī)模太陽能發(fā)電廠的橄欖枝拋給了一家美國企業(yè)。
美國當?shù)貢r間9月8日,中國政府與美國*太陽能公司(First Solar)簽署備忘錄,雙方計劃在內(nèi)蒙古鄂爾多斯建造200萬千瓦的太陽能發(fā)電廠。這將是世界上zui大的太陽能發(fā)電廠,可供300萬戶居民用電。
就在兩周以前,中國政府還鄭重表態(tài),多晶硅和太陽能電池行業(yè)存在重復建設現(xiàn)象。在這個當口,中國政府為何還與*太陽能公司高調(diào)啟動鄂爾多斯的太陽能發(fā)電廠項目?
原因之一或許在于:*太陽能公司主攻的并非多晶硅太陽能電池。實際上,這家公司是薄膜太陽能電池技術的。
這筆*訂單也預示著薄膜太陽能電池今后有望在中國乃至得到更多的應用。
多晶硅過剩
與*太陽能公司不同的是,中國企業(yè)生產(chǎn)的基本上都是多晶硅太陽能電池,其主要原料為多晶硅。
與薄膜太陽能電池相比,多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率更高。薄膜太陽能電池一般不超過10%,而多晶硅太陽能電池大多在14%以上。
但薄膜太陽能電池zui大的優(yōu)勢在于,可以不使用價格不菲的硅,所需材料少于多晶硅太陽能電池,能耗也明顯低于多晶硅太陽能電池。
當然,薄膜太陽能的技術難度也較高,被認為是多晶硅太陽能電池之后的下一代太陽能電池技術。
前幾年,由于多晶硅材料供不應求,市場上多晶硅的價格一度高達每噸數(shù)百美元。在這種背景下,中國多個地方上馬了多晶硅生產(chǎn)線。結果造成產(chǎn)能過剩,再加上金融危機的影響,多晶硅的價格隨之大幅跌落。
在8月26日召開的國務院常務會議上,風電和多晶硅等新興產(chǎn)業(yè)被認為“出現(xiàn)重復建設傾向”。
同日,工業(yè)和信息化部總工程師朱宏任在該部召開的一個發(fā)布會上也表示:“太陽能、風能等新興產(chǎn)業(yè)重復建設、無序上馬的問題不容忽視。”
與此同時,多晶硅生產(chǎn)過程對能源的大量消耗,以及四氯化硅等有毒副產(chǎn)品對環(huán)境的污染,也遭到了不少批評。
由于中國的多晶硅太陽能電池產(chǎn)品大多出口到發(fā)達國家,有人形象地稱之為“消費在外,污染在內(nèi)”。
在多晶硅太陽能電池受到當頭棒喝之際,太陽能電池家族中另一位成員——薄膜太陽能電池的走向頗為引人注目。
薄膜興起
過去幾年中,薄膜太陽能電池的產(chǎn)量處于高速增長之中。
根據(jù)市場調(diào)查公司DisplaySearch在8月11日發(fā)布的太陽能電池產(chǎn)能趨勢報告,2009年薄膜太陽能電池產(chǎn)能約為358萬千瓦。
這家公司的報告還顯示,2005年薄膜太陽能電池在全部太陽能電池產(chǎn)能中約占5%,到2009年預計會超過20%。
中國電力投資集團西安太陽能電力有限公司一位技術人員對《科學新聞》解釋:“顧名思義,薄膜電池就是將一層薄膜制備成太陽能電池,由于其用硅量極少,故更容易降低成本。”
這位技術人員還說:“薄膜太陽能電池既是一種能源產(chǎn)品,也更容易與建筑結合。在市場硅原材料持續(xù)緊張的背景下,薄膜太陽電池已成為光伏市場發(fā)展的新趨勢和新熱點。”
目前,薄膜太陽能電池主要包括硅基薄膜太陽能電池、碲化鎘薄膜太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等。其中以*太陽能公司為代表的碲化鎘薄膜太陽能電池技術zui為常見。
在薄膜太陽能電池市場上,者是美國、日本等國的企業(yè)。不過一些中國太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)在薄膜太陽能電池這一新興領域也不甘落后。
9月9日,位于河北保定的上市公司天威保變發(fā)布公告稱,該公司控股子公司天威薄膜將投資30多億元,建設年產(chǎn)15萬千瓦非晶硅薄膜太陽能電池的二期項目。
兩個多月前,天威薄膜年產(chǎn)4.65萬千瓦的非晶硅薄膜太陽能電池生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn),其初始光電轉(zhuǎn)換效率在8%左右。
除了天威,百世德太陽能、無錫尚德等企業(yè)也已經(jīng)或即將投產(chǎn)薄膜太陽能電池生產(chǎn)線。不過,這些企業(yè)的薄膜太陽能電池生產(chǎn)技術大多從國外進口。
薄膜太陽能電池的前景廣闊,但并不等于沒有風險。
中國電子材料行業(yè)協(xié)會的李清巖告訴《科學新聞》,由于技術和成本等因素,未來一段時間內(nèi),多晶硅仍將持續(xù)成為太陽能電池產(chǎn)業(yè)的主體。
“目前,薄膜太陽能電池在中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)中的比重僅占10%左右。未來10年到20年,薄膜太陽能電池也不會占據(jù)太陽能電池的主導位置,因為其技術不夠成熟。”他說:“有的薄膜太陽能電池,效率相對晶硅太陽能電池差很多,有一些效率較好的成本又過高。”
三氟化氮之憂
薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)要想在未來的競爭中擊敗多晶硅太陽能電池,還必須直面一個環(huán)境難題:薄膜太陽能電池生產(chǎn)過程中釋放的三氟化氮,被認為是一種溫室氣體。
2008年,美國加州大學爾灣分校地球系統(tǒng)科學系的邁克爾·普拉瑟(Michael Prather)及其同事在《地球地理學研究學報》上發(fā)布研究論文稱,三氟化氮的溫室效應是二氧化碳的17000倍。在半導體、液晶面板和薄膜太陽能電池生產(chǎn)過程中,都可能釋放三氟化氮。
普拉瑟告訴《科學新聞》,三氟化氮顯著的溫室效應在大氣中能夠存在550年以上,對紅外線的吸收能力也很強。
美國加州大學斯克里普斯海洋研究所雷·魏斯(Ray Weiss)及其研究團隊還發(fā)現(xiàn),三氟化氮在大氣中的濃度由1978年的0.02/萬億上升到了2008年的0.454/萬億。
魏斯稱,雖然目前在人類活動所產(chǎn)生的溫室效應中,二氧化碳占到了60%,三氟化氮只占0.04%,但三氟化氮所占的比例可能會呈指數(shù)級增長。
他告訴《科學新聞》:“我們的監(jiān)測結果表明,大氣中三氟化氮的排放量要比預期的高4到5倍。”
目前,《京都議定書》只涉及到6種氣體:二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫。普拉瑟和魏斯建議,將三氟化氮也列入需要減排的溫室氣體之列。
魏斯說:“我們應該對三氟化氮的減排制訂相應的激勵機制。”
中國氣象局大氣成分觀測服務中心劉煜則表示,三氟化氮所產(chǎn)生的溫室效應的確強于二氧化碳,但目前大氣中三氟化氮的含量并不高。
魏斯也指出,目前三氟化氮的排放量僅占0.04%,它不會成為zui糟糕的溫室氣體。而且,大多數(shù)清潔技術的使用,無論是薄膜太陽能電池還是風力發(fā)電機,其生產(chǎn)過程都會伴隨溫室氣體的產(chǎn)生,只要它們的使用壽命足以彌補溫室氣體的排放,那么這些新技術還是有益的。
他舉例說:“薄膜太陽能電池板的使用壽命多為數(shù)十年,而它們僅僅需要一兩年的時間就可以彌補生產(chǎn)過程中釋放的溫室氣體。”
普拉瑟則表示,半導體、液晶面板和薄膜太陽能電池板還可以考慮替代方案,減少其生產(chǎn)過程中溫室氣體的排放,尤其重要的是,“必須進行公平的評估”。