“未来可能光伏、风电，未来对于传统能源，无论是煤炭还是石化等等可能会有一个颠覆性的过程，但从我个人从事太阳能发电20几年来，我觉得可能这个过程应该是个漫长的过程，光伏在未来短期内要替代，作为主力电源出现在能源系统和电力系统当中可能还为时尚早，它还很需要跟传统的能源无论是水电还是火电包括储能、风电、生物质等等结合，构成在电力系统条件下，在精确的预测、分析、管理、多能互补的智慧系统下，可能随着它的技术不断进步、系统效率不断提升、系统功能性和多种能源的耦合性不断提升，它才能发挥出更大的效益。”国家发改委能源研究所研究员叶东嵘在2018年智慧电厂论坛(第二期)【分论坛二：智慧检修与安全监控(含新能源)分享《光伏新技术实证监测平台初步架构》时提出。北极星电力网全程对会议进行直播，如需了解更多的会议直播，请联系微信号：13693626116
叶东嵘：大家上午好，今天非常高兴有机会到传统能源行业、传统电力行业跟大家分享一下新能源当中的光伏相关的、跟智慧质量有关的题目，也是我们最近配合国家新成立的能源公司，原来的神华，包括最近一直在传统的煤炭行业或者煤电行业都在协作，做一些挖掘未来的能源科技，包括可再生能源技术的工作。正好长江电力的同志做了介绍，他介绍的是水电，我介绍的结尾也是和长江电力有关的，是配合最大的水电公司三峡新能源将要做的课题研究。借此机会先把光伏的发展情况跟大家做个介绍。
直播地址：2018年智慧电厂（第二期）
现在的光伏技术，刚刚石油大学的教授也讲了，未来可能光伏、风电，未来对于传统能源，无论是煤炭还是石化等等可能会有一个颠覆性的过程，但从我个人从事太阳能发电20几年来，我觉得可能这个过程应该是个漫长的过程，可能不会是一个完全革命的过程，可能是渐渐演变的过程。这张图咱们国家自己做不出来，是德国著名的太阳能技术研究所(fraunhofer)统计1980年到现在，全球使用太阳能光伏过程中，将近95%左右还是以晶体为主的，无论是多晶硅还是单晶硅，以晶体为主。其他的非晶硅薄膜已经没有了，比较有名的像(铜铟镓硒)，传统的煤炭集团都引进了，还有一个奇葩是美国的十年都坚守着做碲化鎘，未来是以晶体硅产业带来冲击。
80年代90年代或者2000年左右，那时候所谓非晶硅薄膜占市场占有率比较高，占两三成。那时候既然晶体太阳能电池那么昂贵，当年都得30、50元，现在中国都是低于2.5元以下或者2.5左右，包括周老师说前一阵在国家能源主管工作领跑者项目当中青海海西州都投出3毛1的低价，低于当年煤炭的发电价，当年在中国制造能力和发电市场没有起来的时候，还曾经有一段非晶硅太阳能电池。当然随着中国的制造产能引进消化提升的过程，可能从总的装机量包括多晶硅对于单晶硅电池4：6或者3：7的比例也可能转化为4：6甚至5：5。
下一步还有什么，除了多晶硅、单晶硅、铜铟镓硒还有可能是钙钛矿，国内有很多大学和机构在研究钙钛矿，近十年来它转化最快，晶体硅是每年转化0.2-0.5左右，但是钙钛矿这几年基本上增长了2、3甚至4，今天早上的消息是国内大连化物所，除了有新型储能的电池之外也进行了钙钛矿的研究，转化效率达到18.6%，在35度温度情况下保持相当时间衰减，由于它的工艺改善保持钙钛矿的衰减只有86%，当然如果不采用它的新型材料工艺的改进，钙钛矿最大的问题就是快速短期的衰减特别多，这是有待于跟传统的晶体硅电池进行结合，包括大面积生产转换效率的提升，以及克服衰减大连物化所做了初步的工作，当然能量很小，但是也是往下走了一步。
如图是日本人去年三季度到今年一季度，日本的研究机构做的所有的，可能既有太阳电池最大功率的预测，所以从现在的判断来说，可能既有的光伏电池技术，尤其像晶体硅包括单节的、三节的、五节的砷化镓，当然砷化镓如果不是在聚光技术当中，它更多还是应用在航天领域，如果在地面应用还有待时日，还有我们提到的碲化鎘和钙钛矿，再怎么提高电池结构和电池制备，组件的封装工艺等等，抛出砷化镓以外可能既矿物达到30%这是基于它本身的物理特性确定的。
所以说我从事这个工作20几年来也一直抱着一个疑问，光伏技术到底是用在它该用到的，解决一些基本的比如通讯、基站的供电，或者海藻的蓝色海洋经济、边远地区的用电，真正有用电需求的使用还是说既有技术一定要大面积、大规模的做分布式光伏电源建设。
过镍光伏的情况，是工信部负责的，也是著名的光伏工业协会的秘书长王勃华老师6月份做的报告，我摘取了一部分，晶体转换效率，以往是0.3%-0.5%，近年已经提升到0.5%，由于过去的已经从工艺上、技术上缺陷非常明显的多晶硅电池的止备技术，转为了P-PERC技术。第二国内单晶硅的产业，产业化批量生产的已经从原来的20%提升到21.3%，多晶硅电池也是做了一些新型工艺改进的多晶硅太阳电池的生产量产效率从18.5%提升到19.2%，另外P-PERC，20年前澳大利亚人、德国人开始提出来，P-PERC是最有效的，只要改进一个技术就能把电池效率提高2-3个百分点，这种技术原创包括设备的制造，国外的技术装备，原创技术的早期提出，对于产业的发展现在就看出了效果。
未来的在选择性发射极，正面氧化工艺、细线印刷、MBB及新的浆料，包括随着电池的制备工艺及封装工艺的提高，有可能P-PERC技术在未来23.95%的基础上再提高零点几个百分点。另外国内中建材，所有的煤电企业，国家能源集团的神华，花几十上百亿的资金从德国引进了铜铟镓硒的薄膜生产线，怎么形成量产，怎么尽快减少折旧成本，现有2.5元左右的高效晶体硅电池或组件形成市场竞争，大家可以拭目以待。另外在碲化鎘上目前在国内暂时是个空缺。从技术领先来讲，美国可再生能源实验室每一年或者半年推出一个效率表，除了天河在某一度有一项实验室数据占据这个表的一瞬间，剩下的基本上都是国外的，所以事实上说，咱们可能是大国但是还不是强国。
光伏技术，原创P-PERC技术的澳大利亚的新南威尔士大学马丁格林教授和全球的研究机构每半年出的数据表，如图是去年年底到今年年初的数据表第51版本，大家可以看到，除了有一家薄膜的是国内收购了美国的一家研究机构以外，剩下的全是国外的，以日本和德国的研究机构为主，包括检测机构也是美国、澳大利亚、德国、日本，从光伏技术实力和真正的功底来讲，咱们跟国外还有差距。
讲讲咱们的产业，为什么从13年到现在18年这5年，国内的光伏产业有这样一个长足的发展，也是咱们为数不多的可以在国外拿得出手的所谓的战略新兴产业，13年国务院发了关于光伏产业健康发展的促进性文件，也是咱们产业辅助的指导性文件，从13年开始晶体硅，制备硅片和电池的最原始的原材料，当然不是指中兴这回发生问题的制造半导体级的晶体硅，是太阳能级的晶体硅，它的纯度和制备工艺和半导体级的还有差别，太阳能级的硅到现在还有50%左右是需要依靠进口的，但是从后期，包括比较耗能的硅片级，电池前端做硅片的级将近100GW，电池和组片都有将近100GW的产品，前年受委里委托去安徽省，因为习总书记去了江苏省以后，对于江苏省的战略新兴产业，包括光伏和新材料的产业非常重视非常满意，国家部委包括安徽省对于安徽包括光伏产业在内进行了一批扩建，当时我们发现有些产业就快速、大规模的进行扩建，当时我们的建议还是根据国内国际的市场需求和发展适度的放缓扩建。但是由于光伏发电现在还是一个补贴行业，进入门槛相对比较低，所以这几年产能是快速的扩产。
今年5月31日，国家出台了暂时限制或者有规范光伏制造和光伏发电投资的新的文件，以前是进入了无序和盲目的发展。去年全球总装机量400GW左右，工作贡献103GW，13、14年才有10GW，这是很可怕的事情，大家可以算一下，去年53GW应该是总投资规模的三千亿。即使新政出台之后，今年上半年又新增了24GW，不说量，从它的分布来讲也是很可喜的，在这几年不断的修订和完善政策的时候，从远处大规模的光伏电站建设，转成分布式装机、集中电能装机一半一半，上半年很明显12：12，这是过去一些项目的存量，包括光伏应用民生的项目，包括推动技术进步和产业升级的光伏领跑者项目。
如图是工信部预测的，工信部还是很有水平的，去年年底的预测说18年有可能低，这跟我们私下的预测相近，我们估计今年就是30-35，新的政策出台，上半年的装机可能是过去惯性，但是未来两三年我们预测都不会再出现四五十GW的快速更新。
既然投资放缓，从十八大、十九大以来投资环境放缓，尤其国资委对国有企业考核的指标，考核完全是投资规模为主，现在完全考核投资效率化效益，我们在投资放缓条件下，大家有更多的时间不用忙于跑项目，忙于并网这些事情，有个时间段可以细细考虑一些技术更多的细节，这也是我们项目最后短暂介绍的实证研究平台当时的初衷，就是因为所有的太阳能电池，一个电厂可能有几万或者几十万组件组成，这些组件更多是由国际设备，原来是手工封装，现在是全自动化封装生产的，究竟产品的一致性能，质量上，企业在制造过程当中会不会采用非认证的封装材料或者封装工艺生产，其实作为投资业主来讲，从太阳能电池机理、从组件实际的可靠性、实际的材料构成包括以后真正运行寿命、效率衰减等等都不是很清晰。最早国网11年建立了十万风两万光两万储能的包括铅酸锂电等等，全球最大的风光储输张家口的项目，当时国网冀北电科院华北电科院就利用这个课题做了相当多的深入科研项目，包括风电的电网运行适应性能，低川、临川、高川等等，包括SVG发电机的风电光伏的技术改造，同时也结合了冀北最拿手的火电项目监督，把那种班底、技术、思路提供到风光储输项目，当年做出一个比较先进的技术监督监测平台。
还有一个项目比较新，是国网和中国电科院做的，配合大同采煤实验区和芮城两个光伏试验项目做的，因为一个领跑者项目大概是5万左右，但是大家当时投的标准不一样，当时技术、招标的打分标准不一样，所以会造成很多技术产品在整个基地当中，除了实证监测平台是为了政府定期发布领跑者实际的发电量有没有产生弃光或者逆边际效应以外，更多的是要对所有参与过领跑者使用太阳能电池组件进行评估，有现场采用的圈量，对太阳能电池实际运行的，在大同或者芮城的气候条件下实际组件的情况进行长期观测和现场判定。
我们比较感兴趣的是15年同发改委的资环司到两淮，两淮也是14个煤电基地之一，当时15年委里过去发现有大量的水面，都是由于采煤沉陷以后形成的，当年我们很快用2-4周的时间提了建议，充分利用采煤沉陷的水面搞漂浮式的发电，因为它的水质随着采煤还会继续发生沉降，围绕水质和继续扩大的沉降原因无法进行传统意义上的统一覆盖，所以当时建议做漂浮式发电，漂浮式发电对于组件、逆变器和相应的配电产品有更高的要求，但是到今年上半年在山东济宁采煤沉陷区、安徽的采煤沉陷区都建立了40兆瓦、70兆瓦、100兆瓦的漂浮式电站，后来形成了国家能源处的光伏领跑者规划项目。当然如图这个是新加坡，新加坡是个海洋性国家，很小，但是它的光伏系统技术本身非常好，而且现在为期一年了，利用它的水库，图上是上上周才安装的系统，大概采用了十种浮体模式，采用了三四种单面、双面、不同方式不同技术的组件，初步结论应该是组件环境的温度是要优于陆地电池的运行环境，因为电池是个半导体器件。另外通过跟岸上相应的系统对比，水面实际运行当中并没有国内生产厂家说的双面太阳能电池的水面发电量高于单面的发电量，因为跟水体反射率有关。另外肯定通过运行，水面的发电量，由于水体运行环境等因素，肯定是高于陆地10%以上，这10%也是我们从过去日本相应的实证研究当中得到的类似数据，但是很可惜，安徽是装机最大的光伏利用省区，但是很可惜没有做更细致的深入研究。
我们准备协助三峡新能源申请设计的项目，(如图)一个是基于最新技术最高效，这种效率都是厂家说的，我们通过实证到底看看现在既有技术相对比较高的单面、双面的单机组件在不同的固定、平单轴、斜单轴，不同反射率情况下有什么样的效果，也会使用一些效率现在最高的组串逆变器、微型逆变器，而且这个项目可能会放在比较敏感的生态涵养区，面向生态涵养区怎么保证光伏电站这么大面积的建设，能够为环境生态涵养恢复，包括对于地面反射率的改善改变，我们也设想了面向民生和当地老百姓的生活用水问题，也包括自己电站的清洁用水，可能做苦咸水的治理工作。另外利用现在非常方便的，在电力系统非常成熟的云平台，包括APP和小程序实时了解实证区的实际运行效果。当然也会面向新的电力交易做一些模型研究，希望在不远的将来再跟大家分享一下真正通过我们自己的技术、通过起码一年以上的运行，看一年期以后，到底组件的封装质量、运行情况、衰减率是不是像国内商家声明的那些效果。
另外光伏在未来短期内要替代，作为主力电源出现在能源系统和电力系统当中可能还为时尚早，它还很需要跟传统的能源无论是水电还是火电包括储能、风电、生物质等等结合，构成在电力系统条件下，在精确的预测、分析、管理、多能互补的智慧系统下，可能随着它的技术不断进步、系统效率不断提升、系统功能性和多种能源的耦合性不断提升，它才能发挥出更大的效益。
我就跟大家分享到这儿，谢谢大家!
(发言为电力头条App根据速记整理，未经本人审核)
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