序
本文同样成文于2015年,还在学校能源研究院工作之时。非水可再生能源中,光伏可以说是最重要的门类之一,特斯拉在这方面布局很多,世界能源大国如中、德也在光伏布局上下了很多工夫。
在过去这五年中,光伏行业的技术路线发展如同文章所述情况一样,晶硅仍是绝对主流,单晶硅PERC组件的转换效率都能达到20%了,与此同时薄膜还是只能占一些小众的领域的市场份额。不只对电动汽车感兴趣,对能源行业同样想有所学习的同学,可以看看这篇文章,对于光伏中不同的技术路线的发展能有一个基本的认识。
光伏技术可以说是人类未来能源发展的一个重要方向。近年来,光伏产业迅速发展,各地都在兴建晶硅、薄膜等的项目。大家可能对各种光伏技术的情况并不是那么了解,这些技术的实际发展情况如何,占据市场份额怎么样,技术前景市场前景又是如何呢?近来我读了这本MIT出版的 The future of solar energy: An interdisciplinary MIT study, 感觉里面有很多有价值的内容,特此分享给大家。
薄膜光伏技术发展情况
先上这么一段
如今,薄膜只占10%的市场份额(剩下的当然就是晶硅了)。薄膜技术如果想要规模扩大,有很大问题,其中一大核心问题在于依赖稀有元素(典型之一:CIGS中的铟)。在此报告中,MIT反复建议了:应该发展基于丰度较大的元素的薄膜太阳能技术。
评论:现在薄膜技术转化率不及晶硅,成本更高,而且典型代表CIGS还要用铟……铟是好东西,手机屏上的透明导电膜要用它,CIGS也要用,储量又有限,鼓吹CIGS走量的人还是先算算资源这笔账吧。题外话,锂储量怎么也比铟大吧,你看看今年电动车行业把锂矿价格给带的……还顺便祸害了做镍钴的厂家……好吧扯远了……
储能技术也得足够便宜才能更好支持光伏发展
实际上,新能源发电(风力与光伏为代表),都具有典型的间隙特性(intermittent),如果想要有效利用,减少弃风弃光,降低对于电网系统的冲击,并且在无(新能源)电时间还能用电的话,发展储能技术已经成为了业内的共识,可惜目前储能技术成本整体偏高,联动新能源发电在经济上的账算起来还是有点麻烦。MIT也强调,要发展低成本,可大规模应用的实用储能技术。
所以有一些实验室里自娱自乐的纳米材料储能方向,还是先洗洗睡吧。动辄吹嘘几分钟充满电,可不可以真正看看外面的世界需要什么呢?
晶硅+大规模发电站是主力方向
建议:奖励应该重视发电量,轻投资(关键看效果啊!发不出电来有毛用,你成本高,投上一堆钱发不出电来难道有功么!)不应该给予居民户用更高的补贴(居民户用,单位面积/发电量投资明显偏高,效率低,从发电效果角度不值得更多的补贴)
其实核心思想很好理解,大规模的发电站的平均建设成本低,发电效率肯定更高,补贴应该看发电效果,而不是看投入。从这一点上来看,关停什么小钢铁厂,小火电厂,把污染源从分散转向集中(比如汽油车到电动车)都是现阶段的发展大势。
晶硅技术目前占有统治地位,技术接近成熟,而且在今后的几十年内都会是主流。当然了,如果能减少贵金属银电极的用量的话,晶硅光估技术有希望扩散到TW级的量。
评论:替代贵金属肯定是一个有前途的方向,所以我一直认为石墨烯做做透明导电膜取代铟,做做催化取代铂挺有前途的。非要替代什么导电炭黑,几万一吨的东西,光从经济上就不划算,更不用考虑什么技术上的瓶颈了。有些问题没那么复杂,就是经济价值+工业实用两个考虑因素,外行也能轻松看懂。
各种薄膜光伏的问题在哪里?
嗯,人家也说了,SOME are based on scarce elements,还举了个Te的例子,惨不忍睹啊…… 不多评论了,自己看吧……
嗯,作者说的很客观,薄膜技术现在成熟的硅技术面前竞争力不足,但是未来是很有希望的(降低成本)。但是这个事要多久,恐怕你我都说不清楚,至少前面作者已经说了,晶硅还要统治几十年(decades)。作者在这里又用了好长的一句话强调了,请多发展使用高丰度原料的太阳能发电材料,反正按我的理解,不包括CIGS和CdTe。
注意几个用词:prohibitvely, poor candidates for large-scale deployment.
总之用到这俩哥(Te和In)想规模化是大问题,人家都建议了,研发什么的都要少支持。
算算经济账:户用光伏不乐观,薄膜光伏GaAs看着高端,挑战不小
嗯,户用太阳能的经济账,不那么乐观。
GaAs是一种牛比的实验室技术,转化率高,但是量产的事还没证明呢。估计问题很多,另外成本也要关注,所以对于新技术,不要盲目乐观,理性对待是关键。
基于III-V多结的电池,比如以上那几种元素的组合,用作太空中很不错,因为温度敏感性低,高的辐射抵抗,效率高,但是问题在于制备工艺复杂,成本太高,想大规模铺开用作地面电站嘛………………
薄膜效率还是低于晶硅,这一条就够麻烦的呢,未来有前景是好,问题是我要你现在给我发电挣钱呀!!!!!
工业化是硬道理
千万不要觉得搞工程,扩产特别简单,只要加大投入几天就能搞出来,典型的大跃进思维,老想着一口吃个胖子,不扎实积累,中国工业进步无望。
结语
有些技术有潜力,但是其有无工业化可能,时间多长,是否受到原料成本储量的制约都是需要考虑的问题。无脑吹嘘XX是未来,XX要革命,XX要颠覆,都是不负责任的胡吹海捧和造势,不利于我们真正了解一个行业的实际发展情况和未来发展趋势。光伏也不是我的本行,所以摘抄了以上内容,现炒现买,欢迎业内专家前来讨论和指点。
精选评论