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    分析一下影響太陽能成本的各個因素吧(一)

    作者:admin 發布日期:2020/9/10 關注次數: 二維碼分享


    上圖是各種新能源從2010年到2019年十年間成本下降情況。從中可見,太陽能成本下降了82%,下降幅度顯著高于其他所有發電技術。為了更充分地理解用太陽能生產太陽能,能否使太陽能成本真正接近于零,我們需要仔細地分析一下影響太陽能成本的各個因素。

    1.商業因素





    單晶硅太陽能

    從以上太陽能級多晶硅價格走勢可看出,2003年及以前,太陽能產業還未大規模啟動,太陽能級多晶硅的價格就已經是在每公斤20美元多一點的相對較低水平。2004年,德國率先推出可再生能源法案,西班牙、意大利等歐洲國家之后紛紛對太陽能發電進行大力扶持和推廣。但在啟動太陽能產業后,因為需求的強烈拉動,多晶硅價格開始持續暴漲,最高在2008年曾達到每公斤500美元的歷史高位。此后隨著中國多晶硅產能的快速釋放,隨之價格又快速下降。到2012年,其價格就回落到2003年前20多美元的水平。整個這10多年價格20多倍的巨幅上漲與下降,主要是商業供需矛盾因素造成,而不是真正反映實質性的生產成本變化。但當其價格回落到正常水平后,商業供需因素的變化影響相對就比較小了。如果單純地通過商業和競爭因素促使價格不斷下降,最終會導致大量硅生產企業陷入虧損的境地。


    2.光電轉換效率提升




    德國物理學家赫茲于1887年發現光電效應后,太陽能就開始展現其應用前景。但真正能使其規模化商用,有賴于光電轉換效率的提升,這是降成本的根本途徑之一。轉換效率每提升1個百分點,陽能板的成本就會下降5%以上。當轉換效率達到10%之前,太陽能主要應用于航天科技以及軍事用途。在此之后,民用的太陽能才有可能開始通過政府補貼進入規模商用。之所以在2004年歐洲開始通過政府補貼引導太陽能的發展,就是因為在這個時間點上多晶硅的轉換效率提升到了10%左右的水平。此后,尤其產業資金的大量涌入,技術進步持續加快,差不多每年都能提升1個百分點左右。2019年,商用多晶硅PERC電池的轉換效率已經超過22.8%(阿特斯公司創造),單晶硅PERC達24.03%(隆基公司創造),天合公司創造了24.58% N型單晶硅TOPCon電池中國最高效率。
    單晶硅本身的成本是高于多晶硅的,因此過去太陽能主要使的是多晶硅。但因為單晶硅發光效率高于多晶硅,使最終的太陽能成本反而低于多晶硅。因此,在2016年以后,單晶硅太陽能電池開始大爆發,占比越來越高。
    如果按照原有的理論,晶硅太陽能電池轉換效率理論最大極限為29.1%,如果是這樣,那么未來提升的空間已經不大了。但是,以原創性科技發展的思路來看,這個并不是絕對的。麻省理工學院和其他機構的研究人員在過去幾年中研究出的新方法可能會突破該極限,使理論最大極限從29.1%提升到35%。研究生Markus Einzinger,化學教授Moungi Bawendi,電氣工程和計算機科學教授Marc Baldo,以及來自麻省理工學院和普林斯頓大學等其他八位研究人員2019年7月3號在《自然》雜志上發表了這項研究成果的論文。當然,這個方法要真變成商用化的產品還需要做很多工作。不過,它的確為我們展示了通過提升轉換效率的途徑使太陽能成本進一步下降的理論可能性。

    3.減少生產過程的耗電

    太陽能板生產流程和環節很長,每一個環節都有耗電成本,并且在總成本中占很大比例。因此,如果通過技術進步降低各個環節的耗電量,當然就會降低太陽能的成本。但客觀來說,這個技術進步難度是很高的,而且目前來看可挖掘的潛力越來越小了。


    單晶硅太陽能



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