科學(xué)時報記者 潘鋒
化石能源的短缺給我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大的壓力，大力研究開發(fā)潔凈的可再生太陽能并形成產(chǎn)業(yè)，是貫徹落實(shí)新頒布的《可再生能源法》的一項重要舉措。3月28日，以“中國太陽能利用的發(fā)展機(jī)遇與戰(zhàn)略對策”為主題的第273次香山科學(xué)會議在北京舉行，50多位專家學(xué)者就我國太陽能開發(fā)利用中所面臨的問題和太陽能技術(shù)的未來發(fā)展方向等進(jìn)行了深入探討。
遭遇材料“瓶頸”
會議執(zhí)行主席、中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所梁駿吾院士在主題評述報告《世界太陽能電池材料的形勢與中國的對策》中指出，太陽能電池及其材料的發(fā)展，正處在當(dāng)今世界所關(guān)注的兩大問題——能源和環(huán)境的交匯點(diǎn)上，引起了世界各國的重視；中國是能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，環(huán)境保護(hù)問題更是備受關(guān)注，因而也必須對太陽能電池材料予以充分關(guān)注。
會議執(zhí)行主席、中國科學(xué)院金屬研究所聞立時院士說，我國大部分地區(qū)太陽能資源豐富，作為提供永久的潔凈能源的太陽能技術(shù)有著獨(dú)特的發(fā)展魅力和無限的發(fā)展空間。太陽能不會減少地球資源、不造成污染，不僅具有經(jīng)濟(jì)性，而且太陽能工業(yè)無疑將是一個百年產(chǎn)業(yè)。特別是與其他可再生能源技術(shù)相比，我國的太陽能技術(shù)是發(fā)展得最好和最為成熟的，我國太陽能產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)與國際發(fā)達(dá)國家的水平相差不大，甚至非常接近。
梁駿吾說，自1954年P(guān)earson等人成功制備出了第一個硅太陽能電池以來，光伏產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，1998年以來世界光伏電池產(chǎn)量以30%～40%的速度高速增長，晶體硅成為當(dāng)今太陽能電池最主要的材料。根據(jù)預(yù)測，如果世界光伏產(chǎn)業(yè)維持在15%或30%的增長率，則2008年全球多晶硅的不足量將分別達(dá)到1800噸或8600噸，現(xiàn)在包括中國在內(nèi)，很多國家都感到多晶硅嚴(yán)重不足。
聞立時也認(rèn)為，由于德、美、日等發(fā)達(dá)國家?guī)恿耸澜绻夥a(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，引起了多晶硅材料供應(yīng)的嚴(yán)重短缺。我國至今沒有形成有規(guī)模的多晶硅材料產(chǎn)業(yè)，多晶硅進(jìn)口十分困難，因此太陽能光伏工業(yè)所面臨的硅材料形勢就更為嚴(yán)峻。多晶硅材料已成為制約我國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。
來自前沿技術(shù)的挑戰(zhàn)
中山大學(xué)太陽能系統(tǒng)研究所教授沈輝等在《關(guān)于我國光伏發(fā)展的思考與建議》的報告中，介紹了當(dāng)前光伏技術(shù)的發(fā)展前沿與關(guān)鍵問題，指出最近幾年來德國和日本的光伏技術(shù)研究發(fā)展動向必須引起充分重視，其中包括自動化設(shè)備的應(yīng)用和大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，大面積、薄硅片、高效率的硅片生產(chǎn)技術(shù)，高效率薄膜電池和環(huán)保高效生產(chǎn)工藝等。
晶體硅太陽能電池是光伏系統(tǒng)的核心器件，在高度自動化生產(chǎn)設(shè)備的支持下，國外現(xiàn)在一條生產(chǎn)線已經(jīng)達(dá)到了30MW甚至60MW以上規(guī)模，相比之下，我國的生產(chǎn)設(shè)備還形成不了連續(xù)的自動化系統(tǒng)。由于硅片材料緊缺，薄硅片技術(shù)由此得到了很快發(fā)展，從而降低了太陽能電池的成本、提高了效率；薄硅片電池將可能導(dǎo)致太陽能電池組建工藝發(fā)生重大改變，并對我國現(xiàn)有的電池生產(chǎn)工藝提出挑戰(zhàn)。同時，薄膜太陽能電池在大幅度降低成本和提高效率方面有著良好的發(fā)展前景。
聞立時說，根據(jù)國外光伏發(fā)展趨勢，我國應(yīng)加快發(fā)展多晶硅生產(chǎn)技術(shù)并繼續(xù)提高晶體硅電池的生產(chǎn)技術(shù)水平，同時加強(qiáng)薄膜電池等的研究開發(fā)，為開發(fā)低成本的太陽能電池找到一條解決途徑。梁駿吾建議：應(yīng)盡快掌握SiHCl3法生產(chǎn)多晶硅的工藝，使國內(nèi)已在建的多晶硅廠早日建成投產(chǎn)；積極利用世界先進(jìn)的多晶硅技術(shù)，建設(shè)每公斤硅能耗、冶金硅消耗、每公斤硅成本和環(huán)保指標(biāo)等都處于世界先進(jìn)水平的新的多晶硅生產(chǎn)線。
除了技術(shù)還缺什么？
聞立時指出，當(dāng)前太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用，不僅主要依賴于光伏技術(shù)本身的發(fā)展，更有賴國家能源政策和發(fā)展戰(zhàn)略的支持。
在太陽能光伏發(fā)電推廣應(yīng)用方面，德國等國的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。德國政府帶頭利用太陽能，像柏林議會大廈、柏林火車站等許多公共設(shè)施和場所都大量采用了光伏發(fā)電設(shè)備和產(chǎn)品，其中政府的光伏發(fā)電補(bǔ)貼政策和銀行貸款政策起到了很好的激勵作用。而我國目前在光伏太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面還存在許多有待解決的問題。如還沒有形成一個在可再生能源方面的統(tǒng)一決策、管理和協(xié)調(diào)的國家級領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)；研究力量薄弱分散；太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推廣應(yīng)用缺乏相關(guān)的政策和具體措施；沒有長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略、年度發(fā)展計劃和目標(biāo)等。
聞立時等專家建議，我國是地震、臺風(fēng)等自然災(zāi)害多發(fā)國家，由太陽能電池構(gòu)成的光伏系統(tǒng)具有較好的安全可靠性，且技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，因此應(yīng)優(yōu)先發(fā)展太陽能技術(shù)。政府應(yīng)帶頭大力推廣太陽能技術(shù)，并應(yīng)率先在政府大樓、公共建筑、市政工程等推廣太陽能利用技術(shù)；利用2008年北京奧運(yùn)會等契機(jī)，建成一批太陽能利用示范工程。國家應(yīng)選擇有條件的城市開展太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電示范與推廣應(yīng)用，在繼續(xù)在西部地區(qū)發(fā)展光伏發(fā)電的同時，也要鼓勵沿海發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展太陽能光伏發(fā)電，并在合適的時候?qū)嵤┨柲芄夥l(fā)電百萬屋頂計劃。制定符合我國國情的太陽能利用激勵政策。
聞立時最后說，過去的幾百年，人類大規(guī)模開發(fā)利用了煤炭、石油、天然氣等“昨日陽光”，但隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，“昨日陽光”200年后將不復(fù)存在。被譽(yù)為“今日陽光”的太陽能產(chǎn)業(yè)是百年產(chǎn)業(yè)、千年產(chǎn)業(yè)，相信人類從大規(guī)模利用“昨日陽光”到大規(guī)模利用“今日陽光”的時間不會太久。
(來源：科學(xué)網(wǎng))
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