嚴控“煤炭”
當原央視記者柴靜用特有的聲情并茂將紀錄片《穹頂之下》覆蓋網絡時,更多的普通民眾開始真切意識到“霧霾深鎖”的驚心現實,無奈的目光望向高高聳立的大型煙囪。
2010年超過30億噸,2013年接近40億噸,并以每年3億噸的速度持續(xù)增長。面對全球近一半煤炭消費而造成的能源枯竭和持續(xù)大氣污染,管理層也開始強勢限制煤炭消費。今年6月30日,在李克強總理提交的《強化應對氣候變化行動——中國國家自主貢獻》文件中,中國向世界承諾:二氧化碳排放2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰;單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%,非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。
為此,中國需要付出的經濟代價是“40萬億”。雖被冠之以“雄心”并圍繞“點贊”,但在經濟下行的大背景下,如何保障落實“今之承諾,明日必踐”才是大國應有的風范。這在法治國家的選擇自然是以法律約束。曾經苦戰(zhàn)霧霾半個多世紀的“霧都”倫敦就出臺了世界第一部空氣污染防治法案《清潔空氣法》,關閉城內電廠,減少煤炭用量。
8月底,繼2000年修訂后的新版《中華人民共和國大氣污染防治法》也正式通過,68處提“煤”,并首次提出調整能源結構,推廣清潔能源的生產和使用;優(yōu)化煤炭使用方式,逐步降低煤炭在一次能源消費中的比重。
此外,國務院也明確要求,降低煤炭消費比重,到2017年,煤炭消費比重降至65%以下,京津冀魯四省市煤炭消費量要凈削減8300萬噸。
清潔替代
以煤炭為主的化石能源的消退成為未來能源發(fā)展的大勢,與之相反的則是全球各國為氣候環(huán)境及能源獨立安全而追求清潔能源的一派繁榮。這樣的趨勢被國家電網公司董事長劉振亞解讀為“兩個替代”:在能源開發(fā)上,以太陽能、風能等清潔能源替代化石能源;在能源消費上,以電能替代煤炭、石油等化石能源的直接消費,提高電能在終端能源中的比重。
2040年全球各個國家可再生能源發(fā)電所占比例預測
目前,在替代能源中,太陽能發(fā)電被委以重任。對此,政府每年都有明確的目標:2015年的裝機規(guī)模年初被定為17.8GW;9月28日,能源局下發(fā)通知,全國增加光伏電站建設規(guī)模530萬千瓦;“十三五”期間,預計光伏裝機容量將每年新增2000萬千瓦,在2020年總裝機容量達到1.5億千瓦,在電力結構中占比7%-8%。
更為關鍵的是,隨著光伏組件及設備價格的不斷下降,光伏發(fā)電成本正在逐漸逼近煤炭。美國百萬光伏電站成本降至4美分/kWh以下。
這為加快實現能源清潔替代拋出了更致命的誘惑。
再觀CIGS
背靠政策支持,面向市場大單,光伏熱度持續(xù)升溫。但在晶硅還是薄膜的基礎選擇上還是犯了難。
據統(tǒng)計,國內主流單晶硅電池轉化效率為19%∼21%,多晶硅為17.5%∼18.5%,比15%∼18%的國內主流薄膜電池的轉換效率要高。
但“薄膜派”還是給出了不同的答案:中科院深圳研究院采用共蒸法已研制出轉化率達18.7%的CIGS(銅銦鎵硒)薄膜電池,年內可投入產業(yè)化;德國Manz集團更是將CIGS薄膜太陽能電池的實驗室轉換效率刷新至21.7%。
業(yè)內專家也指出,傳統(tǒng)晶硅電池已處于相對成熟期,轉換效率在提升空間上有所放緩,目前每年的平均提升約為0.2。而薄膜電池還處于發(fā)展初期,轉化效率以1~1.5%/年提升。
除了效率,“較真”的還有成本。目前,晶硅電池成本約3.6元/瓦。而CIGS薄膜組件由于在完全集成的生產線上制造,制造工藝始于基本的玻璃基板,將幾種不同的薄膜沉積在基板上,之后對這些薄膜進行電氣連接。這意味著,高成本材料(如硅)的使用已保持在最低水平、組件生產復雜程度大大降低。Manz集團CIGS薄膜組件的生產成本約每瓦2.5元人民幣,發(fā)電成本更是下降至0.05歐元(人民幣0.35元)。
從清潔使命出發(fā),CIGS薄膜電池不像晶硅電池那樣在原材料提出過程中會產生大量污染,這也是備受推崇的關鍵一點。
日前,央企中建材下屬子公司凱盛科技集團豪擲100億的1.5GWCIGS薄膜太陽能電池項目正式開工,讓業(yè)內紛紛咋舌,更是讓“薄膜派”歡欣鼓舞。且今年開始布局薄膜電池的還不止這一家,煤炭央企神華集團、中國防雷行業(yè)龍頭企業(yè)之一廣西地凱科技有限公司、云南龍宮光伏集團等都紛紛開始研發(fā)薄膜太陽能產品。
輕柔可彎曲,無光致衰減,可廣泛應用于電站、屋頂、建筑、農業(yè)等多領域的CIGS薄膜電池,在終端消費市場形成安裝風潮的愿景似乎更進一步。