2014-太陽能行業(yè)研究報(bào)告

目錄一．概述 21.1太陽能的特點(diǎn) 21.2太陽能的技術(shù)原理 41.2.1光伏的技術(shù)原理 41.2.2光熱的技術(shù)原理 4二．太陽能的應(yīng)用 5三．太陽能產(chǎn)業(yè)鏈 133.1光伏產(chǎn)業(yè) 133.2光熱產(chǎn)業(yè) 133.3光伏發(fā)電和光熱發(fā)電的比較 16四．市場(chǎng)分析 184.1光熱發(fā)電國際市場(chǎng) 184.2光熱發(fā)電國內(nèi)市場(chǎng) 21五．總結(jié) 225.1太陽能是未來能源發(fā)展的趨勢(shì) 225.2中國正在取代美國成為清潔能源的投資中心 255.3掌握核心技術(shù)是未來中國太陽能發(fā)展的關(guān)鍵 26六．投資建議 286.1太陽能行業(yè)的特點(diǎn)導(dǎo)致需要大規(guī)模持續(xù)投資 286.2光伏發(fā)展盡管開始復(fù)蘇，但仍然受自身因素制約 296.3目前光熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用在于替代部分燃煤、燃?xì)忮仩t 306.4寶能在太陽能行業(yè)的投資 31七．附件 32

一．概述太陽能（SolarEnergy），一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。自地球形成以來，生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。太陽能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換（光伏）兩種方式，太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風(fēng)能、化學(xué)能、水能等。作為21世紀(jì)最清潔的能源之一,太陽能在人們生活、工作中起到廣泛的作用，越來越受到人們的青睞。人們對(duì)太陽能的利用，其中最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的就是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。太陽能發(fā)電能夠降低發(fā)電的成本,攻克傳統(tǒng)的發(fā)電方式：火電和水電長期以來存在的難以克服的弱點(diǎn)和缺點(diǎn)。并且在促進(jìn)環(huán)保事業(yè)發(fā)展的同時(shí)降低對(duì)化石能源的消耗，緩解能源危機(jī)。所以,太陽能的投資前景毋庸置疑。1.1太陽能的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，便于采集，且無須開采和運(yùn)輸。無害：開發(fā)利用太陽能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。巨大：根據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球目前每年的能源總消耗量，只相當(dāng)于太陽24小時(shí)照射在地球上的能量。每年到達(dá)地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。長久：根據(jù)太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。缺點(diǎn)分散性：到達(dá)地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說來，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時(shí)太陽輻射的輻照度最大，在垂直于太陽光方向1平方米面積上接收到的太陽能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，則只有200W左右。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1/5左右，這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽能時(shí)，想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率，往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備，造價(jià)較高。不穩(wěn)定性：由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，但蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。效率低和成本高：太陽能利用的發(fā)展水平，有些方面在理論上是可行的，技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因?yàn)樾势?，成本較高，總的來說，經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，太陽能利用的進(jìn)一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。1.2太陽能的技術(shù)原理1.2.1光伏的技術(shù)原理光伏板組件是一種暴露在陽光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料（例如硅）制成的固體光伏電池組成。由于沒有活動(dòng)的部分，故可以長時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損耗。簡(jiǎn)單的光伏電池可為手表以及計(jì)算機(jī)提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明以及交通信號(hào)燈和監(jiān)控系統(tǒng)，并入電網(wǎng)供電。光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電能。天臺(tái)及建筑物表面均可使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。1.2.2光熱的技術(shù)原理現(xiàn)代的太陽熱能科技將陽光聚合，并運(yùn)用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。除了運(yùn)用適當(dāng)?shù)目萍紒硎占柲芡?，建筑物亦可利用太陽的光和熱能，方法是在設(shè)計(jì)時(shí)加入合適的裝備，例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建筑材料。海上太陽能項(xiàng)目新型船舶由它們反射的陽光都自動(dòng)聚集到甲板中心的中央，加熱鍋爐里的水,產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而產(chǎn)生電力。二．太陽能的應(yīng)用太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。太陽能的應(yīng)用目前主要分為一下幾個(gè)方面：2.1光伏發(fā)電光伏技術(shù)是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。目前光伏技術(shù)已歷經(jīng)三代：晶硅電池、薄膜電池和聚光光伏電池。技術(shù)的發(fā)展來源于人們希望提高對(duì)光能的吸收效率、提高光能電能的轉(zhuǎn)換效率、同時(shí)控制成本的要求。所以三代電池有著不同的技術(shù)特點(diǎn)：晶硅電池：由于硅是最理想的太陽能電池材料，具有良好的光電轉(zhuǎn)換效率，所以，人們首先想到了單一的以硅板作為介質(zhì)接受太陽光并將其轉(zhuǎn)換成電能。但由于硅的開采和提煉成本居高不下，所以成本高是這種電池的主要弊端。薄膜電池：顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池，因?yàn)槠渲饕糟~銦鎵硒或碲化鎘作為硅的替代品進(jìn)行光電反應(yīng)，所以其制造成本較晶硅電池要低廉許多，但其效率也要明顯低于晶硅電池，并且穩(wěn)定性差。聚光電池：根本思想是利用旋轉(zhuǎn)拋物面作為反射鏡將太陽光匯聚到一交點(diǎn)上，并在這一點(diǎn)上安裝一晶硅電池，從而增加光能轉(zhuǎn)換率。與大面積鋪設(shè)硅板不同，聚光電池只需在焦點(diǎn)處安裝一小面積晶硅電池，從而大大降低了成本。缺點(diǎn)是在這種情況下晶硅電池的溫度極易升高從而降低光電轉(zhuǎn)換率。三代光伏技術(shù)轉(zhuǎn)化效率比較2.1.1光伏技術(shù)的主要弊端在于：前段污染和光伏生產(chǎn)的高耗能值得注意的是，光伏技術(shù)從創(chuàng)始之初就有前端單晶硅、多晶硅等生產(chǎn)的高污染性，為了生產(chǎn)相應(yīng)可以發(fā)電的太陽能光伏板，需要消耗大量水、能源和自然資源，不僅對(duì)空氣存在巨大粉塵和二氧化硫污染，也對(duì)地下水、居民用水造成一定的重金屬污染，因此太陽能光伏盡管相對(duì)光熱在地域上有更廣泛應(yīng)用，但其前段污染是不可忽視的弊端。2.1.2光伏技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域有限光伏技術(shù)由于是在陽光的作用下，半導(dǎo)體直接發(fā)電，因此發(fā)電量直接受到太陽光多少的影響，大規(guī)模的光伏電站也因此無法24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)由于電能的儲(chǔ)存目前在全世界都是為解決的難題，因此儲(chǔ)能也成了制約光伏發(fā)電技術(shù)推廣的巨大瓶頸。無法解決儲(chǔ)能問題的光伏電站，只能作為調(diào)峰電站間歇性發(fā)電，對(duì)于需要保持常年穩(wěn)定載荷的電網(wǎng)來說，不穩(wěn)定的間歇性發(fā)電不僅對(duì)電網(wǎng)會(huì)造成巨大損傷，嚴(yán)重的還會(huì)造成電網(wǎng)負(fù)載不穩(wěn)定而跳閘；同時(shí)也無法真正滿足電網(wǎng)用戶的需要，因此光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電都被電網(wǎng)系統(tǒng)稱為“垃圾電”。2.2光熱發(fā)電光熱發(fā)電是利用聚光和集熱裝置先將光能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化為電能的太陽能利用技術(shù)。其核心部件就是聚光器和集熱器。原理是利用聚光器加熱集熱管，從而使里面的傳導(dǎo)液（水、合成油、熔融鹽等）升溫并汽化，利用蒸汽機(jī)發(fā)電原理推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。目前主要有四種光熱發(fā)電技術(shù)：槽式、菲涅爾式、塔式和碟式。槽式系統(tǒng)：技術(shù)成熟度和商業(yè)化驗(yàn)證程度最高的槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的核心是槽式聚光集熱器，由聚光鏡和集熱管兩部分組成。其中，聚光鏡做成拋物柱面狀，根據(jù)光學(xué)原理，照射在上面的太陽光會(huì)反射到一條直線（焦線）上，這樣，在這條直線的位置上安裝一長直的集熱器，可達(dá)到收集光熱的作用。集熱管分為內(nèi)外兩層，內(nèi)層為吸熱管，通常為金屬材質(zhì)，用來吸收聚光鏡反射的陽光；外層為玻璃套管，套管和吸熱管間抽成真空，防止吸收到的熱耗散到空氣中。吸熱管內(nèi)含合成油、熔鹽等物質(zhì)的導(dǎo)熱液，被加熱到一定溫度（槽式中工作介質(zhì)溫度大約為400°C）后汽化，然后蒸汽會(huì)推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起到發(fā)電的目的。菲涅爾系統(tǒng)：簡(jiǎn)化了的槽式系統(tǒng)菲涅爾系統(tǒng)其實(shí)就是用一組平板鏡來取代槽式系統(tǒng)里的拋物面型的曲面鏡聚焦。通過調(diào)整控制平面鏡的傾斜角度，將陽光反射到集熱管中，實(shí)現(xiàn)聚焦加熱。為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，一般采用水/水蒸氣作為吸熱介質(zhì)（油和熔鹽介質(zhì)在技術(shù)上也是可行的）。相比于拋物面式的曲面鏡，平面反射鏡制造難度低，因此大大降低了初始投資成本，但聚焦精度比槽式差。目前菲涅爾還在示范階段，沒有商業(yè)化運(yùn)行的電站。塔式系統(tǒng)：效率較高，且能儲(chǔ)熱塔式系統(tǒng)利用多面定日鏡跟蹤太陽光，將陽光反射并集中到接收塔的頂部的吸熱器。吸熱器中的工作介質(zhì)的溫度在500°C-1000°C。相對(duì)于槽式系統(tǒng)，由于省掉了管道傳輸系統(tǒng)，熱損失小，系統(tǒng)效率高，也更便于存儲(chǔ)熱量。塔式的工作介質(zhì)可用空氣、水或者水蒸氣、以及熔鹽。商業(yè)化初期的電站為了降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，多用水、水蒸氣作為工作介質(zhì)。熔鹽應(yīng)該為大型商業(yè)化塔式系統(tǒng)的選擇。碟式系統(tǒng)：轉(zhuǎn)換效率最高，但成本下降尚需時(shí)日和其它太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)不同，碟式系統(tǒng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)由熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，而不是汽輪機(jī)。利用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡，將入射陽光聚集在焦點(diǎn)上，放置在焦點(diǎn)處的太陽能接收器收集熱能，加熱工質(zhì)，從而驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)電機(jī)組發(fā)電。這種系統(tǒng)規(guī)模較小，高效、模塊化，可以靈活單獨(dú)使用或者集成使用。單機(jī)功率在5-50kw，但聚焦溫度可達(dá)750°C-800°C，光電轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)29%，主要缺點(diǎn)是單位投資高。三種主要光熱技術(shù)主要參數(shù)比較槽式塔式碟式規(guī)模30-320兆瓦10-20兆瓦5-25千瓦運(yùn)行溫度（°C）390/734565/1049750/1382年容量因子23%-50%20%-77%25%峰值效率20%23%24%年凈效率11%-16%7%-20%12%-25%商業(yè)化情況已商業(yè)化示范工程試驗(yàn)?zāi)Ｊ郊夹g(shù)開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)低中高可否儲(chǔ)能有限可以蓄電池成本：美元/平方米275-630200-475320-3100美元/瓦2.7-42.5-4.41.3-12.6美元/峰瓦1.3-40.9-2.41.1-12.6優(yōu)點(diǎn)最具商業(yè)化發(fā)展的條件，運(yùn)行發(fā)電量超過90億度，太陽能收集效率超過60％，太陽能－電能的最高轉(zhuǎn)換效率21％，與天然氣混合發(fā)電得到驗(yàn)證可行，可以熱儲(chǔ)能作為高效轉(zhuǎn)化太陽能，具有好的中期發(fā)展前景，太陽能收集效率超過46％（在溫度達(dá)到565℃很高的能量轉(zhuǎn)化效率，太陽能－電能的最高轉(zhuǎn)換效率30％，可以模塊化，實(shí)現(xiàn)與化石能源混合發(fā)電運(yùn)行缺點(diǎn)由于聚光比和導(dǎo)熱油物性的上限局限，蒸汽溫度的提高受到限制，導(dǎo)致發(fā)電效率提高受限投資成本尚不確定混合系統(tǒng)中燃燒效率低，完成可靠性驗(yàn)證注釋：年容量因子:實(shí)際年發(fā)電量與系統(tǒng)全年滿負(fù)荷運(yùn)行的年發(fā)電量之百分比;峰值效率:系統(tǒng)最高轉(zhuǎn)換效率;年凈效率:年發(fā)電量(扣除系統(tǒng)本身消耗電量)與全年接收太陽能量之百分比;2.2.1光熱的利用瓶頸主要在于集熱效率和儲(chǔ)能技術(shù)不同于光伏技術(shù)，太陽能光熱技術(shù)由于是一種集熱技術(shù)，因此其收集的能源以熱能的形式更容易保存，而制約目前光熱發(fā)展的主要瓶頸就是集熱效率，即單位面積下，太陽能集熱裝置對(duì)太陽光熱收集的效率，目前國際先進(jìn)水平的熱收集率已經(jīng)可以達(dá)到單位面積70%，這一技術(shù)的發(fā)展也給了太陽能光熱新的發(fā)展契機(jī)。我國由于在太陽能光熱領(lǐng)域起步較晚，因此絕大多數(shù)太陽能光熱的核心技術(shù)都掌握在美國、以色列、德國和日本等發(fā)達(dá)國家，因此在太陽能光熱的應(yīng)用方面增加了巨大的成本導(dǎo)致目前國內(nèi)大型光熱項(xiàng)目仍處在技術(shù)論證階段。2.3光熱替代傳統(tǒng)鍋爐的太陽能熱利用由于太陽能光熱技術(shù)和儲(chǔ)熱技術(shù)近幾年的快速發(fā)展，使太陽能光熱有了取代傳統(tǒng)蒸汽鍋爐的可能性。這一技術(shù)主要是替代傳統(tǒng)產(chǎn)生高溫蒸汽（200-600攝氏度）的燃煤或燃?xì)忮仩t，通過收集太陽能熱產(chǎn)生出同等質(zhì)量的蒸汽。2009年全球領(lǐng)先的太陽能技術(shù)和設(shè)備供應(yīng)商以色列BrightSource公司與雪佛龍簽訂了熱能供應(yīng)協(xié)議，并在同年開始建設(shè)全世界第一個(gè)太陽能集熱應(yīng)用于油田稠油熱采蒸汽的應(yīng)用項(xiàng)目，2011年項(xiàng)目投產(chǎn)并至今平穩(wěn)運(yùn)行。這一項(xiàng)目的投產(chǎn)也標(biāo)志著太陽能集熱利用進(jìn)入了商業(yè)化的時(shí)代。三．太陽能產(chǎn)業(yè)鏈3.1光伏產(chǎn)業(yè)晶硅技術(shù)晶硅技術(shù)薄膜技術(shù)單晶硅、多晶硅、帶狀晶硅非晶硅、銅銦鎵硒、碲化鎘太陽能電池板太陽能熱水器太陽能建筑太陽能電廠聚光技術(shù)砷化鎵3.2光熱產(chǎn)業(yè)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈主要包含集成的系統(tǒng)開發(fā)商、汽輪機(jī)、集熱器、反光/聚光器、熱媒材料、儲(chǔ)能材料及電力模組等，均有一定的產(chǎn)業(yè)化門檻。另外需要用到鋼材、混凝土、玻璃等原材料作為支撐架構(gòu)、襯底等。系統(tǒng)開發(fā)商系統(tǒng)開發(fā)商汽輪機(jī)集熱器反光聚光器熱媒材料儲(chǔ)能材料電力模組太陽能電廠鋼材玻璃金屬混凝土由于光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的生態(tài)環(huán)境一直是一個(gè)小眾化的市場(chǎng)，有限的電站項(xiàng)目數(shù)量，集成的系統(tǒng)開發(fā)商數(shù)量也因此比較少，因此集熱器、反光鏡等主要組件多被少數(shù)企業(yè)壟斷下來，汽輪機(jī)、電控裝置則依舊由傳統(tǒng)大廠把持，新進(jìn)業(yè)者在缺少新產(chǎn)品資金研發(fā)支持或類似產(chǎn)品線的情況下，很難打入產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈。主要光熱設(shè)備市場(chǎng)集中度集熱器制造工藝相對(duì)復(fù)雜，主要難點(diǎn)在于中高溫集熱、真空化、鍍膜以及涂層，提高光譜吸收、降低紅外輻射，目前主要由Schott及Solel所壟斷。。未來發(fā)展趨于表面積逐步增大、耐高溫、甚至有承受高壓蒸汽的能力；改進(jìn)吸熱材料，以提升工作溫度，雖然會(huì)帶來集熱器材料等方面成本的增加，但同時(shí)能夠大幅的提高轉(zhuǎn)換效率，有效降低了各項(xiàng)成本的平攤。反光/聚光器領(lǐng)域，主要難點(diǎn)在于玻璃一次成型、曲面的設(shè)計(jì)以及表面鍍膜。熱媒需要耐高溫、低沸點(diǎn)、良好的導(dǎo)熱性、滿足低成本大規(guī)模生產(chǎn)的條件，從而提高系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率，降低熱交換成本及使用成本。目前技術(shù)成熟的有機(jī)油類、融鹽，未來有望引入納米技術(shù)及其他無機(jī)物種類。儲(chǔ)能主要有融鹽、相變、石墨、氨、氫化鎂等多種方式，融鹽儲(chǔ)能可與融鹽熱媒結(jié)合使用，且已有成功的項(xiàng)目驗(yàn)證。3.3光伏發(fā)電和光熱發(fā)電的比較目前光熱發(fā)電電站的投資成本略高于大型商業(yè)化光伏電站，不含儲(chǔ)能的系統(tǒng)約光熱電站投資在3.5-8.5美金/W（電站規(guī)模越大，投資成本越低），儲(chǔ)能設(shè)施的成本約2.5美金/W。光熱電站對(duì)自然條件的要求很苛刻，但由于存在獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠吸引電力公司的投資。光熱與光伏發(fā)電優(yōu)劣勢(shì)比較對(duì)一個(gè)電力企業(yè)來講，在規(guī)劃未來各類發(fā)電技術(shù)的投資組合時(shí)，選擇的內(nèi)在因素有多種，除了投資成本、發(fā)電成本以外，技術(shù)成熟性、電力品質(zhì)、并網(wǎng)及輸電成本、碳排放強(qiáng)度等也是重要的考慮指標(biāo)。光熱發(fā)電系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)如下：容量因子高，同樣條件下，光熱發(fā)電的容量因子，即有效發(fā)電時(shí)間要多于PV，因此能進(jìn)一步攤薄發(fā)電成本。光熱系統(tǒng)的電力輸出比光伏更加平穩(wěn)，而且能實(shí)現(xiàn)較低成本的儲(chǔ)能，提高電網(wǎng)安全，降低了并網(wǎng)及電力傳輸?shù)某杀?。光熱系統(tǒng)由于使用汽輪機(jī)發(fā)電，原理與火電站及天然氣發(fā)電相近，因此可以與之組成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)?？稍诖笮虲SP系統(tǒng)中引入燃?xì)獍l(fā)電作為必要時(shí)輔助，由于燃?xì)獍l(fā)電具有啟停迅速的特點(diǎn)，屬于輸出彈性較高的電源，所以是用于調(diào)峰、支撐可再生能源發(fā)電的優(yōu)良選擇。利用光熱發(fā)電余熱可進(jìn)行制冷、海水淡化或污水凈化等其他應(yīng)用。光熱發(fā)電的主要劣勢(shì)就是初始投資過大，約占度電成本的80%，其余20%為運(yùn)營、管理以及保險(xiǎn)成本。一座裝有7.5小時(shí)儲(chǔ)熱的50MW槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目，總投資約為3.64億美元。3.64億投資按照20-25年攤銷，每年設(shè)備攤銷成本0.145億～0.182億，按照50MW光熱項(xiàng)目年發(fā)電量2.16億度計(jì)算，初始投資折合度電成本6.7～8.4美分/度。不過，根據(jù)Estela、ATKearney、GTM等多家機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果，未來光熱度電成本將有40%以上的下降空間，光熱發(fā)電成本將以每年3%-4%的速度下降。到2025年，三種主要光熱發(fā)電方式的度電成本都將下降到8.0美分以下。上圖中，從上往下：Trough(wet,nostorage)——槽式無儲(chǔ)能光熱發(fā)電PV:Multi,fixed——多晶硅光伏發(fā)電PowerTower(dry,nostorage)——塔式無儲(chǔ)能光熱發(fā)電PV:CdTe,fixed——碲化鎘薄膜光伏發(fā)電PV:Mono——單晶硅光伏發(fā)電HighCPV——高倍聚光光伏發(fā)電四．市場(chǎng)分析4.1光熱發(fā)電國際市場(chǎng)與光伏發(fā)電相比，太陽能熱發(fā)電僅能夠有效利用總太陽輻射中的直接輻射，且土地平整度等方面有著更高的要求。因此全世界適宜太陽能熱發(fā)電應(yīng)用的地理位置相對(duì)光伏而言，有一定的限制，僅美國部分州、西班牙、南非、澳大利亞、MENA地區(qū)（中東及北非），南美的秘魯、智利部分地區(qū)，中國、印度部分地區(qū)滿足要求，但總體的面積仍然是非常巨大的。建設(shè)50MW太陽熱發(fā)電站的所需環(huán)境條件：太陽法向直接輻射（DNI）≥2000kWh/m2供水：1百萬立方米/年（水冷），25萬立方米/年（風(fēng)冷）占地面積1.5*1.5~3km(平坦)電網(wǎng)接入110/220KV，距離≤10km道路條件良好(滿足運(yùn)輸玻璃易碎物品)輔助燃料（最好是天然氣）全球太陽直接輻射資源(DNI)分布情況美國市場(chǎng)：2009年美國一系列激勵(lì)政策也促使其光熱市場(chǎng)重新啟動(dòng)。目前美國有467MW新的太陽能熱電站處于建設(shè)階段，規(guī)劃中的太陽能熱電站總規(guī)模近10GW，其中有6.7GW項(xiàng)目已簽署購電協(xié)議（PPA），僅需進(jìn)一步解決行政、土地審批或融資問題。近期及未來幾年的美國太陽能熱發(fā)電市場(chǎng)，除大部分位于加州以外，還有亞利桑那州及內(nèi)華達(dá)州，均處在美國的西南部。歐洲市場(chǎng)歐洲的DNI資源相對(duì)匱乏，僅西班牙及土耳其兩地資源比較集中。因此目前只有西班牙市場(chǎng)具備一定的規(guī)模；德國、法國有少量示范性安裝；土耳其依靠其自然條件，計(jì)劃2011年開始規(guī)模化發(fā)展太陽能熱發(fā)電電站。規(guī)劃中的電站，主要市場(chǎng)也在西班牙，法國、意大利有少量項(xiàng)目。2009年西班牙可再生能源FiT政策激勵(lì)促使其光熱發(fā)電三年來發(fā)展迅速，累積裝機(jī)約582MW，在建項(xiàng)目超過600MW，規(guī)劃及建設(shè)階段的項(xiàng)目累計(jì)達(dá)到4.4GW。MENA及其他北非及中東地區(qū)擁有全球最好的DNI資源及廣闊的沙漠（沙漠太陽能熱發(fā)電電站已有超過25年的可靠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)），適宜發(fā)展太陽能熱發(fā)電電站。目前摩洛哥、以色列、蘇丹、約旦、阿聯(lián)酋、阿爾及利亞及埃及等國，均有大小不一的中短期市場(chǎng)規(guī)劃，累積達(dá)到1.4GW。尤其對(duì)北非國家來講，可持續(xù)的太陽能熱發(fā)電市場(chǎng)不僅能夠產(chǎn)生電力效益，并可附帶發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)、帶動(dòng)低端太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的本地化投資，產(chǎn)生就業(yè)機(jī)會(huì)。其他地區(qū)，如澳大利亞、南非、印度等國累加有近700MW的中長期太陽能熱發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展規(guī)劃。小結(jié)：目前全球已建成CSP電站約1.1GW，主要分布于西班牙、美國及北非中東地區(qū)。處于5-10年內(nèi)規(guī)劃與建設(shè)階段的項(xiàng)目總數(shù)約18GW，主要市場(chǎng)包括西班牙、美國、MENA、中國、澳大利亞以及印度。4.2光熱發(fā)電國內(nèi)市場(chǎng)十五、十一五期間，我國部分科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)已經(jīng)開始光熱相關(guān)設(shè)備的研發(fā)，在光熱領(lǐng)域研發(fā)較早的機(jī)構(gòu)包括中國科學(xué)院工程熱物理所、中國科學(xué)院電工研究所、中國科學(xué)院長春光機(jī)所、河海大學(xué)、皇明太陽能等，主要研究領(lǐng)域集中在聚光器的設(shè)計(jì)制造、鏡場(chǎng)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制、熔鹽的熱交換和儲(chǔ)能系統(tǒng)、抗風(fēng)高精度定日鏡技術(shù)、高溫塔式吸熱器技術(shù)、高溫儲(chǔ)熱技術(shù)、槽式真空管制造和槽式聚光器集成技術(shù)等。槽式太陽能集熱管是系統(tǒng)難點(diǎn)，也是核心技術(shù)。目前國內(nèi)研發(fā)制造集熱管領(lǐng)先的機(jī)構(gòu)包括皇明太陽能公司、河海大學(xué)，清華大學(xué)，北京航天航空大學(xué)等。國內(nèi)目前已經(jīng)生產(chǎn)出工作溫度在350°C以上的樣管。塔式聚光器/定日鏡中國科學(xué)院電工研究所和皇明太陽能公司聯(lián)合研制了多種塔式聚光器/定日鏡，其中100平方米的定日鏡目前正使用在其1MW示范項(xiàng)目中；河海大學(xué)與南京春暉公司聯(lián)合研制的定日鏡使用于南京江寧的70kw塔式示范項(xiàng)目中。碟式太陽能聚光器國內(nèi)目前已有多種不同形式的碟式太陽能聚光器。其中4套由中國科學(xué)院電工研究所主持研究，皇明太陽能公司參與了其中3套設(shè)備的研制，新疆新能源公司參與了其中1套設(shè)備的研制。聚光器焦點(diǎn)處的溫度可達(dá)到約1600°C，在技術(shù)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上已達(dá)到國際先進(jìn)水平。根據(jù)華泰聯(lián)合證券，如果所有已公布項(xiàng)目均能實(shí)施，2015年前，中國國內(nèi)的太陽能熱發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)3GW左右規(guī)模，按照光伏系統(tǒng)可比成本計(jì)算，市場(chǎng)總量450億元人民幣。五．總結(jié)5.1太陽能是未來能源發(fā)展的趨勢(shì)對(duì)于發(fā)展中國家來說，經(jīng)濟(jì)增長勢(shì)必導(dǎo)致能源消耗的增長，而且能源需求的持續(xù)增長也主要來源于這些國家。對(duì)于發(fā)展中國家能源增長的限制，并不會(huì)使得能源需求降低，而且往往只有通過嚴(yán)厲的措施才能生效。然而真正具有進(jìn)步性的舉措是使得能源使用效率有所提升，這可以通過合理的能源定價(jià)來反映真實(shí)的成本，并降低其碳排放。目前國內(nèi)電力產(chǎn)能隨著近幾年不斷投入的加大，西南和東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的確的“電荒”情況逐漸得到緩解，然而近幾年的“霧霾”讓能源結(jié)構(gòu)調(diào)整問題成了今后能源行業(yè)的重點(diǎn)，清潔可再生能源的利用也將成為今后能源行業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)。太陽能作為目前可知的最大資源量的能源，應(yīng)用前景不言而喻。太陽能與其他能源相比還具備：分布均勻、無需開采運(yùn)輸、收集簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，因此也將是未來能源應(yīng)用的主要方向。作為目前太陽能行業(yè)的主要投資人之一，谷歌并不是為了感覺良好和讓員工高興才向清凈能源項(xiàng)目投入數(shù)十億美元巨資的。該公司這么做是因?yàn)橥顿Y所產(chǎn)生的效益得到了數(shù)據(jù)的支持?！暗V物能源價(jià)格正處在一條不斷上升的成本曲線上，而可再生能源則恰好相反?！惫雀枘茉春涂沙掷m(xù)發(fā)展總監(jiān)里克·尼德哈姆（RickNeedham）在于舊金山舉行的清潔技術(shù)論壇（CleantechForum）上進(jìn)行演示時(shí)表示。即便考慮到水力壓裂法已在眾多地區(qū)降低了天然氣的成本，但定價(jià)趨勢(shì)仍然將我們引向可再生能源。去年，美國太陽能發(fā)電廠的平準(zhǔn)化發(fā)電成本（LCOE）下降了28%。太陽能電池板的價(jià)格在過去5年中下降了80%。太陽能發(fā)電很快會(huì)在全球眾多市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)成本平價(jià)。意大利、西班牙和澳大利亞已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了成本平價(jià)。據(jù)彭博社報(bào)道，未來十年，太陽能發(fā)電的成本必將呈現(xiàn)穩(wěn)步下降的趨勢(shì)——且將與煤炭發(fā)電成本相近。彭博新能源財(cái)務(wù)公司（BloombergNewEnergyFinance）今天稱，到2020年，大型光伏項(xiàng)目的發(fā)電成本將降至每瓦特1.45美元，是現(xiàn)在價(jià)格的一半。這家位于倫敦的研究公司表示，在諸如中東等大部分時(shí)間都陽光普照的地區(qū)，太陽能發(fā)電相對(duì)于化石燃料發(fā)電來說是可行的?！拔覀儸F(xiàn)在已經(jīng)身處相變階段，兩者的發(fā)電成本也已經(jīng)相當(dāng)接近?！奔幽么筇柲埽–anadianSolarInc.）首席執(zhí)行官瞿曉鏵（ShawnQu）在一次訪談中如是表示?！霸谠S多市場(chǎng)中，太陽能已經(jīng)具備和高峰電價(jià)相互競(jìng)爭(zhēng)的能力，如美國加州和日本?！敝袊髽I(yè)，如晶澳太陽能公司（JASolarHoldingsLtd）、加拿大太陽能公司、英利綠色能源（YingliGreenEnergyHoldingCo）等，在更好的電池技術(shù)和更合理的生產(chǎn)流程的支持下，已能生產(chǎn)較便宜的太陽能板。彭博新能源財(cái)務(wù)公司表示，這使得太陽能在更多地方顯得更為經(jīng)濟(jì)，且在未來數(shù)年內(nèi)，太陽能發(fā)電在無需補(bǔ)貼的情況下，即可和煤炭發(fā)電展開競(jìng)爭(zhēng)。我認(rèn)為，有利于太陽能成為主要電能來源的趨勢(shì)有兩個(gè)。第一，正如上述文章所指出的，就是太陽能成本的持續(xù)下降。另外一個(gè)趨勢(shì)就是煤炭和其他化石燃料的價(jià)格正在上漲。正是這兩者的共同作用對(duì)太陽能有利。我的一位同事手頭握有更多能夠顯示太陽能行業(yè)增長趨勢(shì)的數(shù)據(jù)。從個(gè)人角度來說，我認(rèn)為太陽能是最有意義的能源技術(shù)，且太陽能的技術(shù)革新是如此喜人，我預(yù)計(jì)，在本世紀(jì)末之前，太陽能將成為最常見的電能來源。5.2中國正在取代美國成為清潔能源的投資中心根據(jù)皮尤慈善信托基金會(huì)（PewCharitableTrusts）2013年發(fā)布的清潔能源報(bào)告，2012年，全球清潔能源投資減少了11%，但更多資金流入了中國、日本和一些新興國家，原因是清潔能源發(fā)電的成本下降，這些投資包括投向制造業(yè)和發(fā)電項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)資本和其他類型的私募股權(quán)資本，在去年達(dá)到了2,690億美元。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)（BloombergNewEnergyFinance）發(fā)布的報(bào)告顯示，亞洲吸引了1,010億美元的投資，比2011年上升了16%，占去年全球總投資額的42%。中國尤其突出，“其作為清潔能源融資中心的地位得到了提升，”該報(bào)告如是表示。中國吸引了651億美元投資，比2011年增加20%，在2012年流入二十國集團(tuán)的總投資額中占了30%。中國吸引了全球25%的太陽能投資、37%的風(fēng)能投資和47%的其它可再生能源投資，從小型水電項(xiàng)目到地?zé)犴?xiàng)目不一而足。中國規(guī)劃其走向鼎盛之路已有一段時(shí)間。它擁有全球最大的一些太陽能電池板制造商。中央和地方政府一直在大力推動(dòng)太陽能和風(fēng)能發(fā)電、電動(dòng)汽車和用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車和儲(chǔ)存風(fēng)電及太陽能發(fā)電的先進(jìn)電池的發(fā)展。中國迫切需要更多能源以支持其經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。它是一個(gè)主要的溫室氣體排放國，現(xiàn)在正開始想辦法遏制其市場(chǎng)政策產(chǎn)生的負(fù)面環(huán)境影響。很多美國的技術(shù)開發(fā)公司，從波士頓電力（Boston-Power）這類鋰離子電池初創(chuàng)企業(yè)到上市公司，例如第一太陽能（FirstSolar）和陽光電力（SunPower）等太陽能電池板制造商，在過去幾年為獲得投資和客戶都進(jìn)入了中國。目前，國家電力公司、大唐電力等大型國營電力企業(yè)也都開始了與國外幾個(gè)主要太陽能設(shè)計(jì)和技術(shù)提供商的太陽能光熱發(fā)電項(xiàng)目。5.3掌握核心技術(shù)是未來中國太陽能發(fā)展的關(guān)鍵中國因在太陽能技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，且因能源結(jié)構(gòu)問題政府支持力度不夠，民營企業(yè)也因?yàn)槿鄙賾?zhàn)略眼光和社會(huì)責(zé)任，發(fā)展動(dòng)力不足。目前近95%的太陽能技術(shù)專利都掌握在美國、以色列、西班牙和德國等國家的企業(yè)手中，這一狀況導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)在沒有技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況下，要在太陽能應(yīng)用方面發(fā)展，就需要附上高昂的技術(shù)專利費(fèi)。以目前國電與以色列“亮源”太陽能公司（BrightSource）在國內(nèi)的一個(gè)塔式太陽能光熱項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)裝機(jī)容量135MW，設(shè)計(jì)投資人民幣15億元，其中僅設(shè)計(jì)和技術(shù)專利費(fèi)用就占近4億人民幣，這導(dǎo)致該項(xiàng)目后期發(fā)電成本明顯增高。而在美國，根據(jù)福布斯中文網(wǎng)新能源板塊的報(bào)道，2014年1月，由V3Solar公司發(fā)明的新型太陽能技術(shù)聲稱能夠以8美分/千瓦時(shí)的“平準(zhǔn)化能源成本”（levelizedcostofenergy，這是一個(gè)復(fù)雜的術(shù)語，意思是發(fā)電所需的一切成本，從燃料成本和資本成本到政府激勵(lì)措施和設(shè)備不一而足）生產(chǎn)電力。這是大事件，這個(gè)價(jià)錢大概只有當(dāng)前美國電價(jià)的三分之二，比目前的太陽能電力便宜三倍，而且廉價(jià)到低于煤電（或許還有天然氣發(fā)電）的成本。因此技術(shù)專利的轉(zhuǎn)化已經(jīng)成了降低太陽能發(fā)電成本的重要因素之一。紐約州奧爾巴尼HeslinRothenbergFarley&MesitiP.C.律師事務(wù)所發(fā)布的清潔能源技術(shù)專利增長指數(shù)（CEPGI）顯示，美國去年有近2,000項(xiàng)清潔能源技術(shù)專利獲批，同比增長170%。CEPGI最近更新的數(shù)據(jù)顯示，這是自2002年該事務(wù)所首次追蹤清潔能源技術(shù)創(chuàng)新趨勢(shì)以來同比增長最快的一年。與2009年相比，太陽能技術(shù)專利數(shù)量增長了134%，混合動(dòng)力和電動(dòng)車技術(shù)專利數(shù)量增長了60%。CEPGI還顯示，燃料電池技術(shù)仍然是清潔能源技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)最熱門的發(fā)展領(lǐng)域，而就2010年專利獲批的整體狀況來說，太陽能技術(shù)獲得了比風(fēng)能技術(shù)更多的關(guān)注。未來國內(nèi)太陽能技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵取決于未來能否掌握核心技術(shù)，這不僅決定未來太陽能發(fā)電的成本和企業(yè)盈利情況，也決定了未來中國國內(nèi)太陽能在一次能源占比的趨勢(shì)。比爾·蓋茨：中國不會(huì)成為清潔能源領(lǐng)頭羊。5月10日早晨，比爾·蓋茨在西雅圖吃早餐時(shí)向在座聽眾表示，雖然中國大幅提升可再生能源和核電裝機(jī)容量，但美國仍舊是能源創(chuàng)新的領(lǐng)軍者。這個(gè)話題改變了早餐的氛圍?！爸袊浅Ｖ匾?，是解決能源問題的一部分，”蓋茨說，“但說到科學(xué)創(chuàng)新能力，美國仍然占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位?！鄙w茨已經(jīng)投資了多家能源企業(yè)，其中包括創(chuàng)新型核電公司TerraPower。顯然，蓋茨很精通這個(gè)話題。他談到了中國發(fā)展太陽能、風(fēng)能和核能的情況?！霸谔柲芊矫妫笠?guī)模生產(chǎn)在中國進(jìn)行，但許多創(chuàng)新卻在美國涌現(xiàn)。創(chuàng)新將發(fā)生在優(yōu)秀大學(xué)從事于基礎(chǔ)研究的地方。”蓋茨說，“據(jù)我所知，在100個(gè)了不起的新能源創(chuàng)意中，有70個(gè)都出現(xiàn)在美國。”蓋茨表示，他希望能源價(jià)格能降至如今的一半，并且實(shí)現(xiàn)非常低的二氧化碳排放量?！白岋L(fēng)能、太陽能或太陽熱能的比重達(dá)到30%不是件容易的事情，而發(fā)展核能的困難之處在于核電站的成本非常之高?！彼忉屨f，“鑒于這種不確定性，我們必須全力發(fā)展各種新能源。”蓋茨還批評(píng)了美國政府。他說：“（美國）能源業(yè)將面臨投資不足的問題，除非政府參與進(jìn)來。”他還呼吁政府制定更加清晰的能源政策。六．投資建議6.1太陽能行業(yè)的特點(diǎn)導(dǎo)致需要大規(guī)模持續(xù)投資還是以國家電力公司與總部設(shè)在美國的以色列亮源太陽能公司（BrightSource）的太陽能光熱發(fā)電項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目經(jīng)黃河電力公司項(xiàng)目設(shè)計(jì)后，初步擬定總投資為15億人民幣，項(xiàng)目投產(chǎn)后IRR根據(jù)上網(wǎng)電價(jià)的因素為8-12%，盡管項(xiàng)目投產(chǎn)后，該項(xiàng)目的年運(yùn)營費(fèi)用很低，但是前期的高投入導(dǎo)致項(xiàng)目后期收益保持在10%左右。該項(xiàng)目立項(xiàng)后，國家電力公司在亮源太陽能的協(xié)助下，前往美國南加州由亮源太陽能公司提供技術(shù)，谷歌投資的Ivanpah太陽能電站進(jìn)行實(shí)地考察和參觀；該項(xiàng)目至今已平穩(wěn)運(yùn)行超過10年，不間斷每年為加州提供超過300MW電力。經(jīng)過考察后國家電力對(duì)太陽能光熱發(fā)電的信心增強(qiáng)，并在回國后重新評(píng)估了國內(nèi)的合作項(xiàng)目，將總投資提高至三組135MW機(jī)組，45億人民幣投資；亮源太陽能在經(jīng)過詳細(xì)的財(cái)務(wù)測(cè)算后，該項(xiàng)目在提高總投資后，由于發(fā)電規(guī)模增大，前期投入及專利技術(shù)費(fèi)用的攤薄，IRR提高至15%-18%。由以上例子可以看出，太陽能項(xiàng)目的前期投入主要包括固定資產(chǎn)投入（太陽能能集熱設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、太陽島、發(fā)電機(jī)組等）、專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)用，因此投資規(guī)模越大，前期的固定投入也會(huì)隨之?dāng)偙?，使后期收益提高?.2光伏發(fā)展盡管開始復(fù)蘇，但仍然受自身因素制約2013年10月24日，在無錫舉辦的國際新能源大會(huì)上，順風(fēng)光電（01165：HK）與已經(jīng)進(jìn)入破產(chǎn)重組程序的昔日全球第一大光伏制造企業(yè)旗下核心子公司無錫尚德簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。10月25日，兩家公司發(fā)言人均表示順風(fēng)光電收購無錫尚德已獲地方政府批準(zhǔn)。順風(fēng)光電的實(shí)際控制人是神秘而低調(diào)的“資本大鱷”鄭健明。2011年下半年開始到2012年底被視為全球光伏產(chǎn)業(yè)最嚴(yán)酷的寒冬。由于此前光伏產(chǎn)業(yè)的過度擴(kuò)張，全球光伏市場(chǎng)受歐洲政府光伏政策的驟然影響而需求急劇降低，光伏業(yè)的有效產(chǎn)能幾乎是實(shí)際需求的一倍。在殘酷的洗牌過程中，大批光伏企業(yè)倒閉，其中包括占全球2/3以上產(chǎn)能