·太阳能光伏发电已进入常态化发展平价年代

在世纪初，我记得在与美国密西根大学与芝加哥大学教授交流时，谈到美国正积极发展太阳能光伏发电。将进千家万户，如果你能很好的用太阳能光伏发电，可以做到家电不花钱，汽车充电不花钱，多余的电可以通过电网卖出去，还可以赚些钱，这使我对太阳能光伏发电感到兴趣，而今家庭用电会赚钱在一些国家。包括我们国家已经成为现实，真的做到用电不花钱还会赚钱，这可以说是这篇文稿出现的一个动因。

光伏是指利用光伏半导体材料，应用光的效应，将太阳能转化为直流电能的设施，利用逆变器等设施改为交流电，进入农家、居民家、生产企业和社会各个产业上广泛应用。

太阳能光伏发电是一种很有前景的清洁能源，是用之不尽，取之不竭，零碳无害，随地可取，节约资金，安全无风险的能源将成为未来很现实的，最具高竞争力的主导能源系统之一。但太阳能光伏事业的发展，却经历着相当长时限的磨练。这可追溯到1839年，法国物理学家贝克勒尔首次发现光伏效应说起，此后在各国科学家努力下，在1954年美国贝尔实验室搞出第一个太阳能光伏电池。此后促使光伏发电逐渐走向产业化和市场，全球都对光伏发电进行广泛应用，如卫星、飞船、灌溉、养殖、照明、通讯、自然保护区、海水淡化、农业、探险、无人机等等领域，几乎你需要电力的地方都可以找到用处。

当代全球“光伏热”的总体发展趋向：当前重点是要做到度电成本不断降低，这和装机规模和芯片创新有很大关系；全面推行数字化和智能化升级，出现无人化管理电站；要大力提升储电科技水平，主动支撑电力并网，更好实现运程化应用；从产业链看，随着AI、云、大数据、5G等ICT技术的融合发展，促使光伏发电更好实现高频，高密、高渗透率效应；在应用场地上，对分布式发电，简要讲是进入山区、农家和城镇的商业范式正持续提高；大型化光伏发电基地多样化，可以用光伏制氢，可以做到光、风、氢多元化协同应用；国家的补贴逐步消除，地方补贴因地制宜上升，光伏发电进入一个平价应用年代；随着国际科技不断升级，光伏的自身科技也在不断变化升级之中，而且有的是突变的；利用家用光伏赚钱，已是全球化现实行动，已有不少光伏商巨头在特定商业模式下进行带动中；光伏产业链中的应用，消费、服务、回收系列，“消纳”行为正不断改革；汽车产业什么时候成为光伏的应用场所，一些企业都在积极探索试行中。

总之，全球光伏产业的不断发达，将对人类社会能源的新兴供给侧体质提供优良的，巨大的变化，为新型能源提供一个革命性变革的年代已经到来。

我国是太阳能光伏发电后起的国家，但在政府大力支持下，光伏企业家奋发拼搏，创造良好的发展环境和优势，虽有波折反复之流，但仍化茧为蝶，一跃而上，异军突起，无论是产量还是质量都占据世界第一地位，2019年占全球太阳能光伏装机总容量1/3以上，在光伏制造业规模上世界第一，在光伏装机容量世界第一，在光伏发电量上世界第一，这“三个第一”，成为极不容易获得的光辉成就的朝阳产业。从2019年主要国家太阳能光伏装机容量看是这样的，中国20507217兆瓦，占世界总装机量35.45%，日本为61840兆瓦，占6.02%，美国60539.9兆瓦，占10.46%，德国49016兆瓦，占8.47%，印度34831.4兆瓦，占6.02%，（1兆瓦等于1000千瓦）从产业链看，2018年，中国多晶硅产量占全球比57.8%，电池组合件占全球比超过70%，硅锭，硅片占据比更高达90%左右，10年间光伏发电成本下降90%，我国光伏发电产业的产值已超过5000亿（人民币），我想我们业界人士看到这些数据，一定感到十分高兴。

现在简要看看我国太阳能光伏产业的发展历程。

早在1958年中国研制出首款硅单晶片，这属于实验性东西。

1968年，为承担“实践1号卫星”用手工制成硅太阳能电池板，但由于质量问题，电池较快就衰退，用不久就无法发发电了。

在80年代，实施国家“六五”“七五”五年计划时，中央和地方把光伏发电列入发展项目，但投入微小，算是光伏事业的发展序幕。

2001年，国家抛出“光明工程计划”，旨在用光伏发展偏远缺电山区地带居民用电问题，这是光伏产业正式起步发展时期。接着在无锡的尚德、英利等民营企业投入光伏产品生产，这是我国第一代现代化光伏企业的出现。到2006年在深圳举办的“国际园林花卉博览会”上，投入6600万元建成一台1兆瓦光伏电站，使光伏的名气开始宣扬，促使社会上知道光伏发电好处。

2009年7月，财政部、科技部、国家能源局联合发布《关于实施金太阳示范工程的通知》，确定采取国家综合性支持，在科技方面，综合性财政补贴和市场拉动上给予很多支持，促使我们光伏产业在规模化，市场化上得到有力发展。对实施示范工程的329个项目，给予有力支持，这样光伏产业链上也形成比较完善的建设。

2013年国务院出台《光伏行业健康发展目标》，要求在2013年产量2000兆瓦基础上，在2017年达到50000兆瓦，光伏电板转换率从0.5%提高到22.5%，发电成本从超过1元/千瓦时，降到0.15～0.35元/千瓦时，这已和传统火电价格相当，对部分光伏发电富光区要降到0.1%元/千瓦时，是为实现上述高发展目标，国家给予光伏产业巨多的补贴和减免税举措，促使光伏产业进入高速发展时期。这样到2016年我们光伏总装机容量达到7742兆瓦，当时为全球装机容量最大的国家开始年份。

2016年，国家发改委、扶贫办、能源局等部委颁发《关于实施光伏发电进行扶贫工作意见》，加大分布式光伏发电进入贫困地区，对扶贫工作做出一定的贡献。也在2016年国家能源局制定《太阳能发展十三五规划》指出，到2020年，我国太阳能光伏发展总装装机量要达到11000兆瓦，其中分布式装机容量为60000兆瓦，正是因为在农村大力发展光伏发电很多农民和小城镇居民都积极安排光伏发电，而且应用多样方式如，租用房顶、屋边地，先贷发电后返款，还有居民自己装用的，花样十分繁多。

2018年4月，工信部、住房和城乡建设部、交通部、农业部、国家能源局、国务院扶贫办联合发布《智能光伏行动计划（2018年-2020年）》，开展智能光伏建筑和城镇应用示范，采取“政府引导、企业自愿、金融支持、社会参与”方式引入屋顶出租，节能服务多种商业模式，建设独立的“就地消纳”分布式屋顶和建筑光伏一体化电站，促使农村山区分布式光伏大量应用。2018年后光伏国家补贴不再实行，为加快发展光伏事业，各地政府根据不同情况实施不同程度补助，这样，我们光伏产业进入一个市场化平价网络年代，但光伏却得到新一轮发展的快车道上。

2020年11月，生态环境部发，关于《全国碳排放权交易管理办法（试行）》和《全国碳排放权登记交易结算管理办法（试行）》方案，这对顺利实施碳中和非常有利。如对全国重点的光伏减排给予补贴，一个100兆瓦光伏电站，通过碳交易可额外增加4620万元的收益，相当于1.5年发电量的收益，多下来的电还可以通过网络卖给用电户，赚钱，这是对一些光伏供应商作出很好的承诺。

党的十九大五中全会，对光伏产业又迎来新机遇，在新的爬坡年代。对光伏产业的顶层设计更加明确，其中：

2030年全国可再生能源占比30%，其中光伏10%；

2040年全国可再生能源占比50%，其中光伏20%；

21世纪来全国可再生能源占比80%，其中光伏60%。

近日，按照习总书记坚持绿色复苏治理气候的新思路，宣布在2030年中国发生二氧化碳排放，将比2005年下降65%以上，非石化能源消费比将达到25%左右，风能、太阳能将实12亿兆瓦左右，虽然我们需为“碳中和”付出艰苦努力，但我们有信心和决心实现我们的承诺。

“十四、五”规划已经到来，我们光伏装机容量和发电量连续全球第一，未来五年还得要持续爆发式增长。12月12日中国光伏行业年度大会在义乌召开，协会副理事长兼秘书长在会上表示，一般预计“十四、五”期间，国内新增光伏装机规模可达70吉瓦（1吉瓦=1000兆瓦），乐观预计可达90吉瓦。这是什么概念，可以说相当于上一个五年来的5.6倍，而在出口方面也会保持良好态势，预计仅“十三、五”出口会超过800亿美元，2020年光伏发电排列全国发电第三位。从远景看更令人感到关注，到2050年全球可再生能源电力结构将占79%，其中光伏发电将占33%，加上太阳热能发电，成为世界第一能源，而那时化石能源将降至18%。

但也要说，我们光伏产业发展是在十分艰巨条件下，也不是一帆风顺的，经历着艰苦的历程。在发展初期我们科技跟不上，效率低，成本自然增长，用户用电用不起，而我们这时又是“两头在外”，即材料靠进口，产品靠出口，这在国际上必然受到不断的税收欺压和涨价，而在国内向分布式发展加快，在山区、农村刚用上光伏，出现一些骗补、骗贷、骗投的情况也时有发生，加上疫情影响，促使光伏企业倒闭重组现象也不断出现，但这些缺失问题在光伏产业发展大趋势下，必然受到我们的抵制和反抗。当前对光伏发展的质疑，光伏产业的发展到底是“行”还是“不行”，我们可以肯定的回答是“行”，而且会迎难而上进入康庄大道。

·新时代太阳能产业向现代化高质量方向迈进

当代在光伏产业取得惊人发展的基础上，全球，特别是中国在太阳能产业众多领域中出现不少令人感到神奇的创新景象。这是我们多年来在太阳能产业开展原创性基础研发和应用性基础研发艰苦奋战的成果。下面就让我们兴趣看看这些成果的一些经典事例吧！

——液态太阳能电池：这是一种由半导体硒化镉纳米结构制成的呈现为一种液体油墨，可以涂刷打印在透明的物体表面，所以也叫“发电玻璃”。这种电池涂刷厚度仅小于4纳米，意味着一个针头上，就可以放置2500亿个，而且可以漂浮在液体溶液内，与目前硅晶太阳能比制造更方便又便宜，目前光电转化率还稍逊一筹，但用途太方便，建筑场上玻璃都可刷上，为家庭、工厂提供必要电能，被称为墙上的“油田”。

我国河北邯郸市由中建公司建设300兆瓦液态太阳能电池基地已投产，其他地方也都陆续在建设中。美国福特汽车公司计划在全球159个厂房表面刷“发光玻璃”，省相当多的电力，这样已成为一种时尚的太阳能产品。

近来，据福耀玻璃集团称，他们也研制出在汽车玻璃上用，可以为汽车提供必要辅助电能。

——中国发明“光导纤维阳光”：这是利用纤细的光导纤维制成光学透镜，利用透镜的聚焦把太阳光输入光导纤维照进屋里，这样不用什么充电，就把已智能化的透镜把阳光搬到屋里，甚至地下室内，把屋照亮堂堂。

——在2007年山西大同就建成一座熊猫式太阳能电站，已正式投入使用，发电50兆瓦，这座电站属于光伏多晶硅组件，并且连网发电，而电站却利用大熊猫的艺术造型，除了发电，又激活了不少游客的兴趣和热情。

——量子阱半导体太阳能电池：这是利用砷化镓及相关材料复合物组成的，具有提高有效性能转换效率的研究途径，据其理论值可达63.2%，它是利用量子效应的作用，就像按三明治一样方法，生成电子和空穴的阱势，具有替代老式电池某种主要质的效应，其光吸收率系数大，也具有良好抗辅射性能，是下一代高端太阳能电池，令人叹为观止的物体。

现在美、欧都投入大力度研究开发，我国也一样花费大力去研究开发，如中科院半导体研究所，中科院上海冶金所，电子18所等都在研发中。

——熔盐式光热电站：这是光热发电一种新型方式，这和光伏发电站性质不一样的，它是依靠熔盐镜，把太阳能反射到熔盐塔上，然后再储存到热罐中，热罐可产生565度热蒸汽，去推动汽轮发电机发电，这样整个热交换效率可达50%左右。

2018年我们甘肃敦煌已建100兆瓦的熔盐式光热示范电站，占地800公顷，熔盐容量3万吨，熔盐塔高260米，熔盐镜子1100热交换率可达50%-55%，接着在新疆哈密市也建起5万千瓦熔盐电站。

——水上漂浮式光伏电站：为了节省地面光伏电站占地，近来在利用湖面、池面、江面，以及近海，利用新型的浮体，方阵锚固，形成大型可靠的浮台，即水上漂浮电站。

我国已建成多个的水上漂浮光伏电站，如北京顺义就建立起5.5兆瓦的水上光伏电站，更多更大的水上电站都在运行中，山东德州丁庄水库建设200兆瓦水上电站在今年底开工，还有安徽150兆瓦，杭州慈溪320兆瓦水上电站项目都在建设中。

——太阳能发电充电的高速公路：这种全新的胆大创新项目，已在多个国家实验运行中。这是利用高速公路路面，布置沿线的发电设施和环境装置，以此产生电能，如应用聚光陶瓷的电池板，贴在高速公路上，既可符合在公路行车要求，也可以提供电量，通过聚焦和透射功能，为通过沿线的汽车充电，我国也在建设和试行中。

——石墨烯有机太阳能电池：这是具有薄膜、轻量化、可卷曲、可折叠、颜色可变化等特色的太阳能电池，这对破解现在太阳能电池对角度敏感、不易造型，克服局限唯点，而性能可比硅材料提升10倍。

2018年3月，中国条首全自动量产石墨烯有机太阳能电池光电器件生产线在山东菏泽开动。

虽然石墨烯有机太阳能电池的芯片具有极高的工作频率和极小的尺寸，但要与目前替代硅基材料，还需在技术质量进一步提升，进一步挖掘潜力，性能稳定和制造成本上下苦功。近来中科院传来好消息，研发工作正取得突破性进展，据说连特朗普都眼红。

——光伏发电储能系统：储能系统对克服光伏发电系统供电不平衡性、不确定性、满足符合正常工作的需求至为重要。当前，光伏发电系统包括独立混合发电系统，并网光伏发电系统；光伏微网系统，都需要足够的储能系统，保证电力输出品质的应用。

当前储能系统包括：蓄电池储能，这是最常用，最有前景方式，超级电容器储能，飞轮储能；还有超导储能，这些都要实际出发，对构建智能电网，起到很关键作用。

——“异质结”电池（HIT）：它的结构是通过共蒸或施涂方法，将电子的给体的材料和电子受体的材料混合起来，形成混合体薄膜的异体，这是由共轭聚合物和富勒烯衍生物体混合而成的物体。国际权威认为，HIT的研制和投入应用，被认为最终成为光伏主导能源一种中坚力量，因为它具有很优良转换率，同时在成本上也有较大优势，装备和材质供应空间大，确是一种优良的产品。现在国内外都火爆推行，HIT被认为当代光伏产业最优势的黑科技，而且认为2020是HIT的元年。

我国已经在山东、江西、福建等地建立HIT研发生产基地，如福州钜能电力与国家电投集团合作，建设5吉瓦大规模HIT生产基地。

·太阳能电动汽车从现实出发，能干的先干起来

当代，太阳能光伏汽车正处于一个探索的、多样化的发展年代。由于当前传统的晶硅电池和电板还无法很好的满足汽车的基本功能的要求，创新型的光伏技术还多处于研发阶段，商业化运作还没有实现，但国内外却看好光伏汽车的未来前景，多积极的进行探索，各种模式的光伏电动汽车，从现实可能性出发，能干的先干起来，能用的先用起来。至于什么时候能使光伏电动汽车走向市场，实现大规模应用，现在还有不少不确定性和变化的因素，但对于它的应用优势都抱有很好的期望。

早在2006年，特斯拉汽车负责人马斯克就设想研发可纯粹使用永续能源的汽车，也就是太阳能光伏汽车的研发实验工作。特斯拉先是研发运用太阳能光伏屋顶的发电项目，在屋顶发电加电能储蓄方面建设掌握了经验，于是进一步设想“将屋顶发电搬到车顶发电”新能源汽车路线上。

2016年11月，特斯拉订购了一家SolaCity公司，计划能建设起一个家电和汽车电动的生态系统计划，在扩大屋顶发电计划同时，设想开发光伏电动汽车和家电并用的方案，即将建设一套智能的家电和迷你的微电网管理系统，以及软件工程，以便于太阳能汽车白天可光晒，晚上可在家充电解决方案。

2017年马斯克就敦促工程师，研发一款Model-3太阳能轿车，而第一款特斯拉太阳能电池车型却是被誉为“火星”（Cyber Truck）皮卡车上。

从2013年特斯拉电动汽车正式进入上海，中国已成为特斯拉除北美以外最大的市场。2018年特斯拉宣布要在中国建设第三代屋顶发电和储能系统，以及太阳能汽车合作项目。

还有美国加州Aptera公司在2019年12月推出号称“永不需要充电”，续航达1000英里（相当1603公里），售价2.6万美元的太阳能汽车，最高时速110英里/小时，（相当177公里/小时），加速100公里仅需3秒，当这个信息公布后，可实行预订，不到一天，就预订一空。

美国谷歌投入的是一款太阳能飞行汽车，这是谷歌也界入“太阳能屋顶”项目后又一新作。

2019年6月，荷兰一家造车新势力Lightyear生产一款太阳能电池汽车命名为Lightyear one，该车车顶拥有5平方公尺太阳能面板，在好天气时，充满8小时，由阳光转换电能可跑100公里，同时也在车内配上60KW/h电池组，即使在没有阳光的夜晚，也有拥有725公里续航能力。

日本丰田汽车于2019年推出普锐斯（Prius）插电式混合动能改良版太阳能电池汽车，这辆车太阳能转换率可达34%以上，可在停车时吸收阳光，额外为车辆增加44.5公里里程，并且能为空调、导航等提供专业电力。这辆车是采用太阳能薄膜电池，为0.03毫米厚度，可以在整个车身各部位上覆盖，但丰田最终目标想能用上更好的太阳能电池，发挥更好商业部署，表示将于2021年成为汽车市场一个新参与者。

2020年韩国现代汽车公司Sonata Hybrid 太阳能电动汽车可量产，这实际是一种混动系统电动改进的，在太阳能充电系统支持下，理论上可达到约1300公司的续航里程。

我国的太阳能光伏汽车正式参与者算是广汽新能源Aion，这是我们正式上市全球首款运用全太阳能技术量产的电动汽车，这使我们国内消费者触手可及的一款量化的光伏电动汽车，据说车顶部装860W太阳能板，售价为20万元人民币。

这里仅就太阳能电动汽车角度出发，讲一下汉能移动新能源汽车对我们太阳能电动汽车事业作出一定的奉献。汉能公司成立于2016年4月，总部设在北京，公司认定使用是“用薄膜太阳能改变世界”；这样公司产品柔性薄膜太阳能芯片与高透光玻璃；将电池和玻璃用在建筑墙体发电；还基于柔性薄膜太阳能技术与电网，储电等终端功能结合，而形成多功能“汉伞”，特别要提到的是在2016年7月汉能发布四款不同定位太阳能动力汽车，达到在中短途上可不插电无限行驶的汽车，这是我们最早进行太阳能电动汽车研发应用规范化企业，而且汉能还在多个国外合作，生产太阳能电池和合作研发太阳能汽车。2018年12月汉能与美国国家航空航天局（NASA）提供砷化镓薄膜太阳能技术，在NASA低地球轨道上应用，创下新的世界纪录。与此同时汉能太阳能产品获得国际国内多次评选 上榜和认证，这说明我们发展太阳能产业需要建设像汉能这样大型的集团化企业更好进行科技创新和拓展太阳能产业范畴，我们期望汉能企业重组能获得更好成果。

随着我们光伏电池和电子技术的不断进步，太阳能汽车在农村和山区边远地区，那里居民自己开发改造各类“土”的太阳能动力车辆，能比较适合那些缺电，缺乏正式车辆应用环境的需求，为开拓太阳能动力现实的空间，能干的先干出来，能用的先用起来，这是一项非常好的民意创新活动。

我们相信我们有世界上最好最多的太阳能产业的基础和创新能力，有朝一日，太阳能电动汽车一定能会理想的出现在我们面前，成为一种人类社会的交通工具之一。现代化年代的竞合，不是大鱼吃小鱼而是快鱼吃慢鱼，一定要有敏锐的洞察力为你捕促能往未来的大商机。

·建设太空太阳能电站不是幻想，已在行动中

早在世纪初，美国就设想在太空建设太阳能发电站，这样可以24小时不间断吸取太阳能，而产生更多的电能。

太空太阳能电站是人类社会巨大创新举动，要在太空布署发射组装系统性电站是一个庞大工程和体系。但专家建议可先从开发小型的卫星组成的发电站集群试行，为积累大型太空电站提供先机经验。在2017年美国加州理工学院已设计出超轻型卫星太阳能电池板及相应模块化电厂，计划将太空电能转换为能量波，并利用电磁场传输到地球表面的天线上，然后再把电波转为电能，预计在2050年成为现实，这一系统化任务最好的目标可能提供2000兆瓦电力到地球，这个数字算是很大的。

日本政府和相关企业研究机构提出，计划距地面22360英里（约3.6万公里）的高空建造太阳能电站，可发电10亿瓦电力，将电源不断输到地面的接收站，足以保证为30万家庭用电的需求，这相当于目前一个核电站的发电量。

日本名教授理佐佐木设想，在东京湾海港建造一个3公里人造岛屿，布设50亿个天线，能够将天上微波能量转化为社会上电能，并能过海底电缆，将电送到东京。

2008年美国和日本科研人员会谈，拟合作开发太空太阳能的重大行动，在夏威夷西座海岛上，建设微波能量的无线传输技术基地，并且已在行动中。

2016年3月7日我国科技日报刊载，中国航天科技集团载人系统总设计师张柏楠院士表示，已组成以“钱学森”命名的太空电力技术实验室，并组成研发团队，开展太阳能太空应用研发工作。张院士还讲，太空太阳能相当的好，不受季节，不分尽夜变化，能接受高能量高密度效能，这是地面光照效应的7-12倍，可以稳定的为地面输送电力。在理论上可以用微波实现转化，已在试验中取得积极成效，这为太空太阳能发电工作奠定良好基础，但这项工作难度相当的大，就中国已有的太空航天的良好科技基础来说，是有信心实现的。

近来，美国俄亥俄大学和美国国家空间学会（NSS）组织发起举办太阳能卫星设计竞赛，这些国际活动也都在积极安排和推进国际合作和竞争中，事实证实太空太阳能科技和全自动高端计算机系统智能网络系统都融合在一起研发中，今后一定会取得飞跃性进步。

最后讲一句话：明天要干的事一定不要等待、观望、裹足，

明天要干的事一定要在今天先动手！