薄膜光伏:“曬”出移動(dòng)能源時(shí)代
個(gè)體變身人造“葉綠素” 全球輕松分享“太陽(yáng)能”
2015年02月28日 8:57 2595次瀏覽 來(lái)源: 人民日?qǐng)?bào) 分類: 光伏
最近,山東省即墨市普東中心社區(qū)的村民顯得忙碌而快樂(lè)。原來(lái),這個(gè)村最近引進(jìn)了一種叫“薄膜光伏電池板”的稀罕物,把它安在大棚頂部,不僅棚里的蔬菜病蟲(chóng)害少了,還能帶來(lái)額外的發(fā)電收入。
事實(shí)上,這個(gè)稀罕物所帶來(lái)的變革領(lǐng)域更多、范圍更廣。你可以把它“貼”在自家房頂、外墻或者防曬篷上,甚至可以做成衣服、背包等,“帶”在身上。這樣,每個(gè)人就擁有了一座屬于自己的太陽(yáng)能發(fā)電站。另外,如果給汽車、無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星這些現(xiàn)在還要燒油或者攜帶笨重電池的家伙“貼”上,它們還能邊充電邊跑邊飛。這正是未來(lái)的智能電網(wǎng)和移動(dòng)能源時(shí)代的典型圖景。
正在描繪和實(shí)踐這一能源利用方式革命的引領(lǐng)者和踐行者,是李河君及其領(lǐng)導(dǎo)的漢能集團(tuán)。就在上月,最新發(fā)布的《2015星河灣胡潤(rùn)全球富豪榜》顯示,李河君以1600億元的個(gè)人財(cái)富一舉超越王健林、馬云,成為中國(guó)新任首富。而為其登頂立下汗馬功勞的,正是被人們忽視和邊緣化的新能源領(lǐng)域——太陽(yáng)能薄膜光伏。
薄膜支撐起中國(guó)首富
一片薄膜,如何能支撐起一個(gè)新的中國(guó)首富?這一切還得從太陽(yáng)能的技術(shù)路線說(shuō)起。
在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域,晶硅電池和薄膜電池是兩種主要的技術(shù)路線,光伏業(yè)內(nèi)圍繞兩種技術(shù)的投資效果而展開(kāi)的“光伏技術(shù)哪家強(qiáng)”的爭(zhēng)論卻一直存在。
眾所周知,硅產(chǎn)業(yè)是一個(gè)高污染、高耗能的產(chǎn)業(yè),晶體硅電池在原材料提出過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量污染,而硅組件在實(shí)際發(fā)電中衰減率也高。晶硅電池技術(shù),前些年助推了我國(guó)相關(guān)光伏產(chǎn)業(yè)的“野蠻生長(zhǎng)”。但是,只重產(chǎn)量不重研發(fā)的做法,使得我國(guó)光伏業(yè)近年來(lái)在海外頻繁遭遇“雙反”,面臨痛苦轉(zhuǎn)型:不僅在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率上遭遇瓶頸,在硅原料獲取上受制于德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó),而且在降低耗能和成本方面面臨尷尬。
當(dāng)年,我們的光伏企業(yè)可以通過(guò)投資幾千萬(wàn)元就能在短時(shí)間內(nèi)把產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)?,F(xiàn)在的問(wèn)題是,我們雖有全球60%的晶硅電池生產(chǎn)量,但是先進(jìn)技術(shù)、關(guān)鍵材料和高端裝備仍然依靠進(jìn)口,尤其是高端成套裝備進(jìn)口,大大推高了成本,這也在很大程度上“綁架”了我國(guó)晶硅光伏業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。
不同于晶硅電池,薄膜電池主要通過(guò)在玻璃襯底上沉積透明導(dǎo)電薄膜制成。近年來(lái),隨著相關(guān)研發(fā)的不斷深入,其太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率基本保持每年1%—1.5%的提升速度。
在這方面,漢能集團(tuán)近年來(lái)“逆勢(shì)”在全球展開(kāi)了一系列的收購(gòu),包括并購(gòu)德國(guó)索利博爾,美國(guó)米爾所勒、全球太陽(yáng)能源等公司,實(shí)現(xiàn)了諸如CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽(yáng)能技術(shù)的技術(shù)整合,太陽(yáng)能最高轉(zhuǎn)化率已達(dá)20.5%。相較而言,全球多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率從2004年以來(lái),就不曾提升過(guò)(最高為20.4%)。此外,薄膜電池的主要制造原材料為我國(guó)分布廣泛的銅、銦、鎵、硒,且在工作過(guò)程中不產(chǎn)生污染。
在這樣的背景下,近年來(lái),太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率更高、原材料能就地取材的我國(guó)薄膜電池光伏產(chǎn)業(yè)廣受投資市場(chǎng)青睞。其領(lǐng)頭羊李河君及其漢能集團(tuán)的迅速崛起,正源于此。
薄膜引領(lǐng)移動(dòng)能源時(shí)代
“晶硅光伏是黑白電視,薄膜光伏就是液晶電視。”在李河君眼里,薄膜光伏所具有的重量輕、厚度薄、可彎曲、易攜帶、發(fā)電無(wú)污染、低耗能、應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于分布式發(fā)電、移動(dòng)3C產(chǎn)品、可穿戴設(shè)備以及太陽(yáng)能全動(dòng)力汽車、太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星等各種領(lǐng)域。這是傳統(tǒng)的晶硅光伏所無(wú)法比擬的。
“什么是薄膜光伏發(fā)電?一句話,就是讓人類像綠色植物一樣直接利用陽(yáng)光。這可以理解為一種‘人造葉綠素’。”在各種場(chǎng)合,李河君總是這樣不遺余力地推銷薄膜發(fā)電技術(shù)。
李河君踐行的薄膜光伏發(fā)電技術(shù),其變革性意義主要在于,為人類因移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及而進(jìn)入移動(dòng)能源時(shí)代所提供的可移動(dòng)、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的解決方案。這表現(xiàn)在兩個(gè)方面:
其一,在李河君看來(lái),人類6500萬(wàn)年以來(lái),都是通過(guò)燒煤、燒油、燒木材取得一瓦兩瓦的能量,其間還伴隨著大量二氧化碳和有毒氣體的排放。隨著傳統(tǒng)化石能源儲(chǔ)量的不斷減少,環(huán)境壓力在不斷增大。將太陽(yáng)光能直接地、零排放地轉(zhuǎn)化為電能,正是薄膜光伏發(fā)電的強(qiáng)項(xiàng)。
另一方面,正如我國(guó)近年來(lái)頻發(fā)的霧霾所催生的新能源汽車產(chǎn)業(yè)那樣,隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及,移動(dòng)能源供應(yīng)將產(chǎn)生巨大需求,這促使傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)和能源利用方式必然發(fā)生變革。
薄膜發(fā)電以可移動(dòng)的分布式發(fā)電技術(shù)為基礎(chǔ),通過(guò)與儲(chǔ)能、控制、信息通信等技術(shù)有機(jī)結(jié)合,將柔性薄膜應(yīng)用于人們的屋頂、墻壁、汽車、帳篷、背包、手機(jī),甚至是衣服上,讓薄膜產(chǎn)品真正走進(jìn)千家萬(wàn)戶,讓每個(gè)個(gè)體都變成獨(dú)立的發(fā)電主體。將來(lái),經(jīng)過(guò)工業(yè)化流程再造和改進(jìn)研發(fā),還將實(shí)現(xiàn)能源的可移動(dòng)、全天候、高效率供應(yīng)。
目前,光伏建筑一體化(BIPV)項(xiàng)目在前文提及的如光伏大棚等領(lǐng)域運(yùn)用得較為成熟。在光伏大棚棚頂,利用薄膜電池特殊的分光特性,使有利于植物生長(zhǎng)的紅光和紅外光能透過(guò)薄膜光伏電池進(jìn)入大棚。這樣既有效減少了植物病蟲(chóng)害,保證產(chǎn)品的綠色無(wú)公害,又能產(chǎn)生額外的電力。據(jù)介紹,一座大棚就相當(dāng)于一個(gè)200千瓦的發(fā)電站,一年能發(fā)電28萬(wàn)度。
此外,漢能集團(tuán)基于薄膜發(fā)電技術(shù)開(kāi)發(fā),預(yù)計(jì)于今年10月推出的太陽(yáng)能全動(dòng)力汽車則更極具誘惑力。根據(jù)測(cè)算,將6平方米高效砷化鎵柔性薄膜電池集成于車身上,在日均4小時(shí)光照下,可以驅(qū)動(dòng)一輛1噸的汽車正常行駛80至100公里。若與動(dòng)力電池包綜合供電,綜合續(xù)航里程將達(dá)到160至200公里。
不僅跑得長(zhǎng),這種汽車還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)——邊充邊跑。在李河君看來(lái),太陽(yáng)能最大的問(wèn)題是發(fā)電小時(shí)很短,一年1000多個(gè)小時(shí),火電則達(dá)到了7000多個(gè)小時(shí),水電4000多個(gè)小時(shí)。這好比一部10節(jié)車廂的火車,只有2節(jié)有貨,成本自然會(huì)非常高。而這種太陽(yáng)能全動(dòng)力汽車,無(wú)論在行駛過(guò)程中還是停車時(shí),均可通過(guò)日照直接充電,這就擺脫了現(xiàn)有電動(dòng)車對(duì)充電樁的依賴。
薄膜能成為未來(lái)主宰嗎?
在我國(guó)7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中,與太陽(yáng)能薄膜有關(guān)的就有5個(gè),而其直接拉動(dòng)的產(chǎn)業(yè)則多達(dá)85個(gè)。國(guó)家科技部《太陽(yáng)能發(fā)電科技“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》中提到,在“十二五”末,要實(shí)現(xiàn)銅銦鎵硒電池薄膜組件在中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電時(shí)長(zhǎng)的商業(yè)化應(yīng)用??梢哉f(shuō),這項(xiàng)技術(shù)既涉及環(huán)保民生,更涉及國(guó)家能源獨(dú)立于能源安全。
從全球市場(chǎng)來(lái)看,薄膜化、柔性化將是全球太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的總趨勢(shì)。而對(duì)于我國(guó)光伏行業(yè)來(lái)說(shuō),如何盡快實(shí)現(xiàn)我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)從晶硅到薄膜的戰(zhàn)略升級(jí),保持我國(guó)在薄膜太陽(yáng)能領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,加快薄膜太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)由光伏制造大國(guó)向研發(fā)制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變,對(duì)于形成“新常態(tài)”下中國(guó)經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)極意義重大。
雖然前景燦爛,但薄膜發(fā)電技術(shù)要最終使人們步入移動(dòng)能源時(shí)代,其中的路還很長(zhǎng)。最主要的攔路虎還是成本問(wèn)題。盡管我國(guó)薄膜發(fā)電技術(shù)在轉(zhuǎn)化效率方面進(jìn)步明顯,但在有效降低成本方面方法不多。分析人士認(rèn)為,國(guó)家應(yīng)該給予該技術(shù)培育以更多支持,因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步、轉(zhuǎn)化率提高是促進(jìn)薄膜太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)因,而這需要產(chǎn)學(xué)研三方真正地融合,以最終達(dá)到降低成本的目的。
此外,作為一項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè),薄膜發(fā)電在推廣過(guò)程中還面臨融資難、并網(wǎng)難、結(jié)算難、屋頂資源配置難等問(wèn)題。這啟示我們,加快實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),完善產(chǎn)業(yè)政策、發(fā)揮主導(dǎo)作用、落實(shí)金融扶持政策,勢(shì)在必行。
回顧歷史,人類每一次工業(yè)革命總是以能源革命作為核心。有專家樂(lè)觀估計(jì)稱,“20年后是薄膜的天下。”如果太陽(yáng)能,特別是薄膜太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)每年保持30%以上的增長(zhǎng)速度的話,新能源到2035年就可替代全球50%以上的傳統(tǒng)化石能源。不過(guò),樂(lè)觀的基礎(chǔ)在于腳踏實(shí)地地前行和克服路途中的種種困難。一個(gè)隨時(shí)隨地提供能源、實(shí)現(xiàn)能源無(wú)處不在的時(shí)代,讓我們有足夠理由在促進(jìn)薄膜光伏升級(jí)運(yùn)用方面步子走得更快些!
責(zé)任編輯:孟慶科
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