内容发布更新时间 : 2024/12/23 21:16:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

中国太阳能利用现状及其产业发展趋势

摘要：太阳能的利用日益引起世界的广泛关注。我国具有比较丰富的太阳能资源，平均每年照到我国的太阳能能量相当于17000亿吨标准煤。太阳能具有储量丰富、长久性、普遍性、洁净安全等优点，同时也具有分散性、间断性、不稳定性、效率低等缺点。我国的太阳能利用主要集中在太阳能热利用与太阳能发电等领域。本文详细介绍太阳能热利用、太阳能光热发电和太阳能光伏发电产业的现状；特别对多晶硅、硅片、电池片、电池组件等光伏制造产业现状进行了详细介绍；指出了现阶段太阳能产业所面临的挑战；结合国家发布的一系列规划和行业研究成果，对太阳能热利用、光热发电，以及光伏发电市场进行了展望。

关键词：太阳能、热利用、光热发电、光伏发电、产业

0 引言

太阳能作为一种可再生的新能源，具有清洁、环保、持续、长久等优势，已成为应对能源短缺、气候变化与节能减排的重要选择之一，其大规模利用可有效减少对化石能源的依赖，其发展前景被各国看好[1-3]。在世界能源结构转换中，太阳能处于突出位置。被誉为“世界太阳能之父”的诺贝尔环境奖获得者马丁·格林指出，在未来20年，太阳能在全世界能源结构中的比重很可能提升到25%。美国的马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势的研究表明，太阳能在21 世纪初进入了一个快速发展阶段，并在2050 年左右达到30%，仅次于核能，21世纪末将取代核能跃居首位。因此，太阳能的大力开发和利用将成为未来能源利用的主流

[4-6]

。美国、欧盟和日本将太阳能等可再生能源作为2030年以后能源供应安全的重点，如美

国的“百万屋顶计划”，德国的“千顶计划”与日本的“朝日七年计划”等。

中国在《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《能源发展“十三五”规划》、《电力发展“十三五”规划》、《可再生能源发展“十三五”规划》和《太阳能发展“十三五”规划》中，明确提出，到2020年底，太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上，其中，光伏发电装机达到1.05亿kW以上，在“十二五”基础上每年保持稳定的发展规模；太阳能热发电装机达到500万kW。太阳能热利用集热面积达到8亿m2。到2020年，太阳能年利用量达到1.4亿吨标准煤以上。到2020年，光伏发电电价水平在2015年基础上下降50%以上，在用电侧实现平价上网目标；太阳能热发电成本低于0.8元/千瓦时；太阳能供暖、工业供热具有市场竞争力。先进晶体硅光

伏电池产业化转换效率达到23%以上，薄膜光伏电池产业化转换效率显著提高，若干新型光伏电池初步产业化。光伏发电系统效率显著提升，实现智能运维。太阳能热发电效率实现较大提高，形成全产业链集成能力[7]。

因此，当前和今后一段时期是我国推进经济转型、能源革命、体制机制创新的重要时期，也是太阳能产业升级的关键阶段，我国太阳能产业迎来难得的发展机遇，也面临严峻挑战[8]。本文搜集了大量的数据和资料，综合研究了太阳能热利用、光热发电和光伏发电产业的现状和趋势，为扩大太阳能利用规模和产业健康发展提供一定支持。

1 太阳能资源

我国地处北半球欧亚大陆的东部，主要处于温带和亚热带，具有比较丰富的太阳能资源。太阳能年辐射总量的分布趋势是西高东低。根据全国700多个气象台站长期观测积累的资料表明，中国各地的太阳辐射年总量大致在3.35~8.40GJ/m2，其平均值约为5.86GJ/m2。平均每年照到我国的太阳能能量相当于17000亿吨标准煤[9-12]。

我国太阳能资源分布的特点如下：

1. 太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°~35°这一地带之内。青藏高原是太阳能资源的高值中心，高原本身的海拔高度固然起着不小的作用，而海拔7~8km的喜马拉雅山脉所起的作用也是很大的。喜马拉雅山脉在高原的南缘，阻挡住由南面印度洋来的水气，使其大部分成云致雨，降落在山脉的南麓。四川盆地地处青藏高原的东侧背风坡，绕过高原的南支暖湿气流和北支冷干气流在这个地域相遇，所以阴雨天频繁，从而形成太阳能的低值中心。

2. 在北纬30°~40°地区的太阳能资源分布，与一般太阳能随纬度的升高而减少的规律相反，而是随着纬度的升高而增长。这是由于在此地域范围起主要影响作用的是云量的多少，太阳高度角的变化没有起到主导作用。

3. 北纬40°以北地区，太阳辐射年总量的等值线几乎是南北向排列，其值自东向西逐渐增大。这种现象也是由于云量的影响居主导地位的结果。

4.由于天山山脉东西走向的影响，新疆地区的太阳辐射年总量的等值线大致呈东西向分布的规律。除天山北面的新疆小部分地区的年总量约为4.46GJ/m2，其余绝大部分地区的年总量都超过5.86GJ/m2。

5. 台湾地区的太阳辐射年总量的分布是自东北向西南逐渐增大的，这主要是由于台湾地区除夏季外，气流多来自东北方向的缘故。因此，台湾东北部的雨量较多，晴天较少；而西南部则因处于背风坡，所以雨量较少，晴朗天气较多[13-14]。

按全年的日照时数和每平方米地平面所接受的太阳辐射能年总量，将全国各地划分为5类区域（表1），其中前3类是中国太阳能资源比较丰富的地区，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能良好条件。除四川盆地及其毗邻地区外，中国绝大部分地区的太阳能资源都相当于或超过外国同纬度的地区[15-17]。

表1 中国太阳能资源区划

地区类别 一 二 全年日照时数/h 2800~3300 3000~3200 太阳辐射总量/(GJ/m2) 6.72~8.40 5.86~6.72 涵盖省份和地区 宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部和西藏西部 河北西北部、山西北郊、内蒙古和宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部 北京、天津、山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南等省以及陕西北部、甘肃东南部、广东和福建的南部、海南、江苏和安徽的北部、台湾西南部 湖北、湖南、江西、浙江、广西等省、自治区以及广东北部、福建北部及陕西、江苏和安徽3省的南部、黑龙江、台湾东南部 四川和贵州两省 三 2200~3000 5.02~5.86 四 五 1400~2200 1000~1400 4.20~5.02 3.35~4.20

2 太阳能热利用

太阳能热利用主要包括太阳能热水器、太阳能热发电、太阳灶和太阳房等。目前，太阳能热水器作为一种经济节能和减排产品，已经形成同时新技术和新产品不断涌现，取得了不同程度的发展[3,18]。

截至2014年底，我国太阳能热水器运行保有量继续保持世界第一，运行保有量达到2.9亿kW瓦（4.14亿m2）。我国已建成主被动式太阳能房2500万m2，推广太阳灶235万，

①

主要分布在我国的西北地区。我国太阳能热利用市场结构逐步改变，由只提供生活热水向供暖和工农业工艺用热方向转变，相继建成了一批短期蓄热和季节蓄热的太阳能供热采暖示范工程，并在印染、纺织、干燥、农业育种、温室大棚、海水淡化等工农业领域进一步扩大应用规模[19-23]。这类技术已在农村推广应用，为缓解农村能源短缺，改善农村生态环境和农民生活起了积极的作用，并收到了实效，在新农村能源建设中发挥了重要作用。

我国太阳能热利用产业自《可再生能源法》实施以来，一直保持着快速增长。太阳能热水器年生产量由2006年的1800万m2，快速增长到2014年的5240万m2。

我国是世界上最大的太阳能热水器生产国，已形成了从原材料加工、集热器生产到热水

① 根据国际能源署数据，太阳能热利用1m2集热器相当干热装机容量0.7kW。