“全球性的能源問題造成的后果已遠(yuǎn)不只油價(jià)上漲,它造成了環(huán)境問題、經(jīng)濟(jì)問題甚至是和平與安全問題。而能源問題的解決是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及政策、條約、教育、技術(shù)和科學(xué)基礎(chǔ)等多個(gè)因素。”美國(guó)能源部專家顧問沈志勛教授說。
美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就任以來,美國(guó)的能源政策和上一屆政府相比,有了180度的大轉(zhuǎn)彎,并且得到整個(gè)美國(guó)社會(huì)的廣泛支持。
全球機(jī)遇
近日,全球著名能源與材料權(quán)威專家、斯坦福大學(xué)材料與能源科學(xué)研究所所長(zhǎng)沈志勛接受了《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者的采訪。
他認(rèn)為,能源問題的解決要多管齊下,其中既要有利用多種能源形式的“開源”,也要有提高能源使用效率的“節(jié)流”。而技術(shù)的革新,其中包括革命性的智能電網(wǎng),同樣成為這個(gè)時(shí)代迫切的需求。
目前,美國(guó)能源部采取了多項(xiàng)措施來加強(qiáng)能源科技的發(fā)展和進(jìn)步:一方面,通過增加經(jīng)費(fèi)投入來加強(qiáng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的作用;另一方面,在全國(guó)新建46個(gè)能源研究中心(其中27個(gè)從事太陽能研究),以及8個(gè)將企業(yè)與高校緊密結(jié)合的能源創(chuàng)新核心技術(shù)中心。
沈志勛介紹,斯坦福大學(xué)成立了3個(gè)研究所,分別研究能源政策、能源技術(shù)和能源科學(xué)。
“在今后3~7年,光伏發(fā)電有可能達(dá)到電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn),從而形成歷史性的突破,這將使得太陽能產(chǎn)業(yè)全面起飛,成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱的轉(zhuǎn)折點(diǎn)?!鄙蛑緞最A(yù)測(cè)。
我國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)的誤會(huì)
我國(guó)《可再生能源法》的頒布及實(shí)施,使可再生能源發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的基本原則已變得透明。有觀點(diǎn)認(rèn)為,光伏發(fā)電成本較高的呼聲有所減少。
對(duì)此,有業(yè)內(nèi)人士表示,這其實(shí)是個(gè)誤會(huì)。如果用環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算與衡量,與火電相比,光伏發(fā)電算不上貴。此外,隨著國(guó)家加大對(duì)綠色能源產(chǎn)業(yè)的政策扶持,以及光伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步,光伏發(fā)電的成本將進(jìn)一步降低。
在《關(guān)于制定階梯電價(jià)和促進(jìn)我國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展的議案》建議稿中,我國(guó)幾位太陽能方面的專家一致認(rèn)為:從資源的數(shù)量、分布的普遍性、技術(shù)的可靠性來看,光伏發(fā)電比其他可再生能源更具有優(yōu)越性,光伏發(fā)電將成為我國(guó)未來電力行業(yè)的重要構(gòu)成是毋庸置疑的。
根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的《中國(guó)光伏發(fā)展報(bào)告》中的數(shù)據(jù):到2030年,中國(guó)太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到1億千瓦,年發(fā)電量可達(dá)1300億千瓦時(shí),相當(dāng)于少建30多個(gè)大型煤電廠。
2008年中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已超千億元,全球太陽能百強(qiáng)企業(yè)中我國(guó)占50%,但我國(guó)的光伏發(fā)電量?jī)H占全球的1%。
“我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)、原料、設(shè)備、市場(chǎng)的95%都在國(guó)外,因此我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)鏈在寬度和深度上都有極大的發(fā)展空間。然而中國(guó)終究不能回避的,就是技術(shù)問題。”浙江大學(xué)國(guó)際創(chuàng)新研究院副院長(zhǎng)池智說。
原料、設(shè)備問題終究要靠技術(shù)來解決,而產(chǎn)品可靠性強(qiáng)了,市場(chǎng)自然也就有了。那么亟待解決的技術(shù)問題到底有哪些呢?
一個(gè)學(xué)科交叉的課題
“發(fā)電系統(tǒng)的損耗及效率和光伏電池的轉(zhuǎn)換效率,最終影響光伏發(fā)電的應(yīng)用效果,光伏發(fā)電研發(fā)是一個(gè)多學(xué)科交叉性課題。”浙江大學(xué)電力電子技術(shù)國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教授何湘寧說。
“光伏電池就是太陽能電池,光伏發(fā)電就是利用太陽能電池發(fā)電。太陽能電池的50%成本來自硅材料?!闭憬髮W(xué)硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授楊德仁說,“一個(gè)新的研究課題‘硅納米顆粒在太陽能電池中的應(yīng)用’已經(jīng)啟動(dòng)。利用硅納米顆粒,硅薄膜太陽能電池的性能有望得到提高,并將顯著降低成本?!?BR>
浙江大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正致力于第三代太陽能電池――聚合物電池的研究。該實(shí)驗(yàn)室教授劉旭介紹,聚合物太陽能電池目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段,利用有機(jī)材料的低密度、高韌性、良好光學(xué)特性,聚合物薄膜在大面積和柔性需求方面具有不可替代的優(yōu)越性。
據(jù)悉,第二代薄膜太陽能電池由于產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)簡(jiǎn)單、能耗低、原料用量少,在組件成本上具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),近期有望使光伏發(fā)電早日到達(dá)電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn)。目前,正泰集團(tuán)的第二代薄膜轉(zhuǎn)換效率目前已達(dá)9.2%,達(dá)到世界一流水平。
浙江大學(xué)能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王濤博士說,從熱力學(xué)分析,太陽能能譜寬,單一形式的能量轉(zhuǎn)換(光電或光熱)很難實(shí)現(xiàn)全波段的高效利用。能源清潔利用國(guó)家實(shí)驗(yàn)室致力于通過聚光方式提升能量密度,并在聚光下對(duì)太陽能能量進(jìn)行分級(jí)利用,開發(fā)出低成本、高效率、可規(guī)?;玫墓怆?、光熱聯(lián)合發(fā)電技術(shù)。
太陽能電池的規(guī)模應(yīng)用離不開太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù),電力電子技術(shù)國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開展的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)科研項(xiàng)目,對(duì)太陽能的規(guī)模應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。何湘寧對(duì)記者說,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究如何將太陽能發(fā)電產(chǎn)生的非穩(wěn)定的直流電力轉(zhuǎn)換為高性能的交流電力,其中包括數(shù)字化仿真、高增益高效率變換器、高性能逆變器、漏電檢測(cè)與保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)化智能化集成技術(shù)等內(nèi)容。
美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就任以來,美國(guó)的能源政策和上一屆政府相比,有了180度的大轉(zhuǎn)彎,并且得到整個(gè)美國(guó)社會(huì)的廣泛支持。
全球機(jī)遇
近日,全球著名能源與材料權(quán)威專家、斯坦福大學(xué)材料與能源科學(xué)研究所所長(zhǎng)沈志勛接受了《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者的采訪。
他認(rèn)為,能源問題的解決要多管齊下,其中既要有利用多種能源形式的“開源”,也要有提高能源使用效率的“節(jié)流”。而技術(shù)的革新,其中包括革命性的智能電網(wǎng),同樣成為這個(gè)時(shí)代迫切的需求。
目前,美國(guó)能源部采取了多項(xiàng)措施來加強(qiáng)能源科技的發(fā)展和進(jìn)步:一方面,通過增加經(jīng)費(fèi)投入來加強(qiáng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的作用;另一方面,在全國(guó)新建46個(gè)能源研究中心(其中27個(gè)從事太陽能研究),以及8個(gè)將企業(yè)與高校緊密結(jié)合的能源創(chuàng)新核心技術(shù)中心。
沈志勛介紹,斯坦福大學(xué)成立了3個(gè)研究所,分別研究能源政策、能源技術(shù)和能源科學(xué)。
“在今后3~7年,光伏發(fā)電有可能達(dá)到電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn),從而形成歷史性的突破,這將使得太陽能產(chǎn)業(yè)全面起飛,成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要支柱的轉(zhuǎn)折點(diǎn)?!鄙蛑緞最A(yù)測(cè)。
我國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)的誤會(huì)
我國(guó)《可再生能源法》的頒布及實(shí)施,使可再生能源發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的基本原則已變得透明。有觀點(diǎn)認(rèn)為,光伏發(fā)電成本較高的呼聲有所減少。
對(duì)此,有業(yè)內(nèi)人士表示,這其實(shí)是個(gè)誤會(huì)。如果用環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算與衡量,與火電相比,光伏發(fā)電算不上貴。此外,隨著國(guó)家加大對(duì)綠色能源產(chǎn)業(yè)的政策扶持,以及光伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步,光伏發(fā)電的成本將進(jìn)一步降低。
在《關(guān)于制定階梯電價(jià)和促進(jìn)我國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展的議案》建議稿中,我國(guó)幾位太陽能方面的專家一致認(rèn)為:從資源的數(shù)量、分布的普遍性、技術(shù)的可靠性來看,光伏發(fā)電比其他可再生能源更具有優(yōu)越性,光伏發(fā)電將成為我國(guó)未來電力行業(yè)的重要構(gòu)成是毋庸置疑的。
根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的《中國(guó)光伏發(fā)展報(bào)告》中的數(shù)據(jù):到2030年,中國(guó)太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到1億千瓦,年發(fā)電量可達(dá)1300億千瓦時(shí),相當(dāng)于少建30多個(gè)大型煤電廠。
2008年中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已超千億元,全球太陽能百強(qiáng)企業(yè)中我國(guó)占50%,但我國(guó)的光伏發(fā)電量?jī)H占全球的1%。
“我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)、原料、設(shè)備、市場(chǎng)的95%都在國(guó)外,因此我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)鏈在寬度和深度上都有極大的發(fā)展空間。然而中國(guó)終究不能回避的,就是技術(shù)問題。”浙江大學(xué)國(guó)際創(chuàng)新研究院副院長(zhǎng)池智說。
原料、設(shè)備問題終究要靠技術(shù)來解決,而產(chǎn)品可靠性強(qiáng)了,市場(chǎng)自然也就有了。那么亟待解決的技術(shù)問題到底有哪些呢?
一個(gè)學(xué)科交叉的課題
“發(fā)電系統(tǒng)的損耗及效率和光伏電池的轉(zhuǎn)換效率,最終影響光伏發(fā)電的應(yīng)用效果,光伏發(fā)電研發(fā)是一個(gè)多學(xué)科交叉性課題。”浙江大學(xué)電力電子技術(shù)國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教授何湘寧說。
“光伏電池就是太陽能電池,光伏發(fā)電就是利用太陽能電池發(fā)電。太陽能電池的50%成本來自硅材料?!闭憬髮W(xué)硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授楊德仁說,“一個(gè)新的研究課題‘硅納米顆粒在太陽能電池中的應(yīng)用’已經(jīng)啟動(dòng)。利用硅納米顆粒,硅薄膜太陽能電池的性能有望得到提高,并將顯著降低成本?!?BR>
浙江大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正致力于第三代太陽能電池――聚合物電池的研究。該實(shí)驗(yàn)室教授劉旭介紹,聚合物太陽能電池目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段,利用有機(jī)材料的低密度、高韌性、良好光學(xué)特性,聚合物薄膜在大面積和柔性需求方面具有不可替代的優(yōu)越性。
據(jù)悉,第二代薄膜太陽能電池由于產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)簡(jiǎn)單、能耗低、原料用量少,在組件成本上具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),近期有望使光伏發(fā)電早日到達(dá)電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn)。目前,正泰集團(tuán)的第二代薄膜轉(zhuǎn)換效率目前已達(dá)9.2%,達(dá)到世界一流水平。
浙江大學(xué)能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王濤博士說,從熱力學(xué)分析,太陽能能譜寬,單一形式的能量轉(zhuǎn)換(光電或光熱)很難實(shí)現(xiàn)全波段的高效利用。能源清潔利用國(guó)家實(shí)驗(yàn)室致力于通過聚光方式提升能量密度,并在聚光下對(duì)太陽能能量進(jìn)行分級(jí)利用,開發(fā)出低成本、高效率、可規(guī)?;玫墓怆?、光熱聯(lián)合發(fā)電技術(shù)。
太陽能電池的規(guī)模應(yīng)用離不開太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù),電力電子技術(shù)國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開展的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)科研項(xiàng)目,對(duì)太陽能的規(guī)模應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。何湘寧對(duì)記者說,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究如何將太陽能發(fā)電產(chǎn)生的非穩(wěn)定的直流電力轉(zhuǎn)換為高性能的交流電力,其中包括數(shù)字化仿真、高增益高效率變換器、高性能逆變器、漏電檢測(cè)與保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)化智能化集成技術(shù)等內(nèi)容。