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科技創(chuàng )新助推光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策研究論文
1國內外光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢
面對全球嚴峻的能源形勢和日趨惡劣的生態(tài)環(huán)境,世界各國均將新能源戰略作為可持續發(fā)展戰略的重要組成部分,光伏產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的機遇。2010年全球光伏發(fā)電新裝容量16.6吉瓦,較2009年增長(cháng)129%,近5年的年均增幅達到63%。在全球光伏發(fā)電需求大好形勢下,太陽(yáng)能電池產(chǎn)量快速增長(cháng),最近10年太陽(yáng)能電池及組件生產(chǎn)的年平均增長(cháng)率達到57.6%。到2010年,全球太陽(yáng)能電池總產(chǎn)量已達27.2吉瓦。據權威機構預測,到2015年全球年新裝光伏系統將達到43.9吉瓦。
光伏產(chǎn)業(yè)鏈從桂料、桂片/桂旋、電池、電池組件延伸到應用系統等全環(huán)節。德、日、美等國占據硅原料生產(chǎn)核心技術(shù),中國已突破世界萬(wàn)噸級高純硅技術(shù)壁壘。硅片/硅錠生產(chǎn)技術(shù)主要分布在挪威、德國、英國和日本,但江西賽維LDK成為全球首家硅片產(chǎn)能跨入2000兆瓦門(mén)檻的光伏企業(yè)。2010年,伴隨著(zhù)世界太陽(yáng)能電池產(chǎn)量劇增,中國大陸2家企業(yè)電池產(chǎn)量并列全球第一。在發(fā)電應用方面,歐洲還是全球光伏產(chǎn)業(yè)最重要的市場(chǎng)。截至2010年底,歐洲光伏發(fā)電累計容量為13.2吉瓦,占全球總量的79.6%。從主要光伏國家的發(fā)展經(jīng)驗來(lái)看,財政激勵政策是啟動(dòng)光伏市場(chǎng)的主要動(dòng)力。其中上網(wǎng)電價(jià)法(Feed-in-tarifD與直接資金補貼法是推動(dòng)世界光伏市場(chǎng)強勢增長(cháng)最重要的途徑,得到了多數發(fā)達國家的認同和采納。
目前,中國已經(jīng)基本建立起比較完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈,遍布29個(gè)省市,主要分布在江蘇、河北、江西等省市。國內光伏企業(yè)已經(jīng)躋身國際大型光伏企業(yè)行列,其中12家海外上市,15家國內上市。中國光伏產(chǎn)業(yè)強勁的增長(cháng)勢頭呈現以下特點(diǎn):一是產(chǎn)業(yè)規模不斷擴大,產(chǎn)業(yè)集聚快速形成。我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)爆炸式發(fā)展,已經(jīng)形成了江蘇、河北、江西、四川等幾個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)聚集區域。2010年我國太陽(yáng)能電池產(chǎn)量超過(guò)13吉瓦,占全球總產(chǎn)量的47.8%,連續三年位居全球第一。二是光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)取得顯著(zhù)進(jìn)展,設備國產(chǎn)化程度進(jìn)一步提高。國內多晶硅料產(chǎn)能超萬(wàn)噸的企業(yè)就有兩家,分別是保利協(xié)鑫和江西賽維LDK。近年來(lái),我國通過(guò)引進(jìn)外國領(lǐng)先的設備,硅碇/硅片生產(chǎn)薄弱狀況得到徹底扭轉。光伏生產(chǎn)設備30%?40%已替代進(jìn)口或部分替代進(jìn)口。三是政府扶持力度加大,產(chǎn)業(yè)政策開(kāi)始補位。2009年以來(lái),國家決定綜合采取財政補助、科技支持和市場(chǎng)拉動(dòng)方式,加大對光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持力度。2009年7月,國家多部委印發(fā)《關(guān)于實(shí)施金太陽(yáng)示范工程的通知》,計劃在2-3年內,采取財政補助方式支持不低于500兆瓦的光伏發(fā)電示范項目。
然而,與世界太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相比,中國太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)仍然存在產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不平衡、自主創(chuàng )新能力弱、產(chǎn)業(yè)機制不夠靈活、應用市場(chǎng)有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)等問(wèn)題。當前,機遇與挑戰同在(見(jiàn)表一),我們必須認真思考,采取有力措施,調整產(chǎn)業(yè)結構,擴大內需,開(kāi)拓國際市場(chǎng),狠抓技術(shù)創(chuàng )新,化危為機,推動(dòng)我國光伏產(chǎn)業(yè)更好更快發(fā)展。
2光伏專(zhuān)利分析和技術(shù)展望
2.1光伏技術(shù)領(lǐng)域專(zhuān)利分析作為新興技術(shù)產(chǎn)業(yè),太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)正處在高速持續發(fā)展之中,產(chǎn)業(yè)技術(shù)日益受得國內外企業(yè)、個(gè)人和科研院所的重視,特別是日本和美國的大型跨國公司將中國作為重要的目標市場(chǎng),加緊該領(lǐng)域的專(zhuān)利布局。太陽(yáng)能電池制造技術(shù)已成為光伏產(chǎn)業(yè)的主要技術(shù),而伴隨著(zhù)光伏并網(wǎng)發(fā)電的廣泛應用,太陽(yáng)能光伏發(fā)電應用技術(shù)研究開(kāi)發(fā)迅速趨熱。我國企業(yè)在技術(shù)創(chuàng )新體系中的主體地位作用已經(jīng)顯現。由于國內科研院所的研發(fā)能力強于中國企業(yè),國內院校應加強與企業(yè)合作,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2.1.1強國加緊在中國進(jìn)行光伏技術(shù)專(zhuān)利布局中國企業(yè)和研究機構在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域的本土知識產(chǎn)權保護意識很強,而日本、美國、德國等國家的跨國公司將中國作為重要的目標市場(chǎng),正加緊光伏技術(shù)的專(zhuān)利布局,競相占領(lǐng)我國專(zhuān)利技術(shù)市場(chǎng)。曰本三洋、夏普、佳能,美國應用材料和德國默克公司都加強在中國的專(zhuān)利申請,涉及產(chǎn)業(yè)鏈的多個(gè)領(lǐng)域。特別是美國應用材料公司近幾年的專(zhuān)利申請非;钴S,僅2007年就申請專(zhuān)利231件之多。日、美等國在華專(zhuān)利數量分別占到中國太陽(yáng)能光伏技術(shù)領(lǐng)域專(zhuān)利總量的16.6%和12.5%。
2.1.2光電器件技術(shù)是國內光伏專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展的焦點(diǎn)
從專(zhuān)利申請的應用領(lǐng)域分析,當前國內光伏專(zhuān)利技術(shù)的熱點(diǎn)主要集中在光電器件、太陽(yáng)能電力、半導體加工工藝、半導體基板、聚合物的光電應用方面。光電器件技術(shù)依然是國內光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)中最主要的熱點(diǎn)技術(shù)。
2.1.3國外企業(yè)光伏專(zhuān)利技術(shù)整體強于國內在華申請光伏技術(shù)專(zhuān)利的企業(yè)排名中,國內僅江蘇常州天合光能公司擠入前十強,其余均為外國企業(yè)。國內企業(yè)整體技術(shù)實(shí)力落后于美、日、韓等國。
2.1.4長(cháng)三角成為我國最主要太陽(yáng)能光伏專(zhuān)利技術(shù)集聚地區
國內申請光伏技術(shù)專(zhuān)利前三名的企業(yè)分別位于常州、上海、無(wú)錫等地,這表明長(cháng)三角是我國最主要太陽(yáng)能光伏技術(shù)專(zhuān)利集聚地區。
2.1.5科研院所的研發(fā)能力明顯強于企業(yè)中科院是國內太陽(yáng)能光伏技術(shù)領(lǐng)域申請專(zhuān)利最多的研究機構,其專(zhuān)利數量達201件,是國內申請專(zhuān)利最多的企業(yè)常州天合光能的3倍以上;其次為南開(kāi)大學(xué)52件,位居第二;上海交通大學(xué)44件,排名第三。因此,國內企業(yè)應加強與科研院所的合作,實(shí)現產(chǎn)學(xué)研相結合,將太陽(yáng)能光伏技術(shù)成果轉化為產(chǎn)品,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2.2太陽(yáng)能光伏技術(shù)展望
加大光伏領(lǐng)域的研發(fā)投入,促進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)突破,擴大太陽(yáng)能發(fā)電應用領(lǐng)域,是當前各國共同的戰略目標。即使在全球經(jīng)濟低迷,整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)及技術(shù)研發(fā)造成極大沖擊的情況下,光伏技術(shù)領(lǐng)域依然取得了較好的進(jìn)展,未來(lái)各項技術(shù)參數、性能指標等記錄將不斷地被刷新。
(1)光伏發(fā)電成本將持續降低。依靠目前的太陽(yáng)能電池技術(shù)就可以實(shí)現光伏發(fā)電成本的持續下降,未來(lái)光伏發(fā)電將會(huì )有經(jīng)濟競爭力。但對于何時(shí)能夠達到和常規能源電力成本相當的水平,各研究部門(mén)之間差別很大,樂(lè )觀(guān)的估計是到2015年左右,保守的估計是2025年左右,光伏發(fā)電成本可以下降到1.5美分/千瓦時(shí),和屆時(shí)的電力銷(xiāo)價(jià)相當(仍高于煤電電價(jià),但差別不很大)。
(2)新型太陽(yáng)能電池技術(shù)推陳出新。在晶硅太陽(yáng)能電池原材料成本一多晶硅居高不下的情況下,各廠(chǎng)商紛紛轉而尋求技術(shù)創(chuàng )新,從而使得研究開(kāi)發(fā)新型太陽(yáng)能電池術(shù)成為近期太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)新的熱點(diǎn)。如利用碳納米管代替傳統硅技術(shù),利用硅藻類(lèi)生命結構開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池,以及銅銦鎵硒電池技術(shù)。
(3)光伏發(fā)電向規;较虬l(fā)展。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,光伏發(fā)電目前是一種較為成熟、可靠的技術(shù),己經(jīng)逐漸從過(guò)去的獨立系統朝大規模并網(wǎng)方向發(fā)展。
(4)硅材料用量大大減少。降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低晶體硅太陽(yáng)能電池成本的有效技術(shù)措施,是光伏技術(shù)進(jìn)步的重要方面。從20世紀70年代開(kāi)始,經(jīng)過(guò)30多年的進(jìn)步,太陽(yáng)能電池硅片厚度從450?500微米降低到目前的100?180微米,厚度不及原來(lái)的1/4,硅材料用量大大減少,這對太陽(yáng)能電池成本降低起到了重要作用。
(5)電池轉換效率進(jìn)一步提高。單晶硅太陽(yáng)能電池轉換效率最高,技術(shù)也最為成熟。在1954年,貝爾實(shí)驗室的研究人員發(fā)現了轉換效率最高的單晶硅太陽(yáng)能電池,效率為4.5%,而現今光電轉換效率紀錄被新南威爾士大學(xué)提高到43%。
3我省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況及問(wèn)題
3.1我省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
“十一五”期間,江西省光伏產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有、從弱到強,以晶體硅片生產(chǎn)為基礎,在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中游崛起,產(chǎn)業(yè)規模取得快速發(fā)展,在國際上已具備雄厚的實(shí)力。我省的光伏企業(yè)有50余家(2家海外上市企業(yè)),建立了“硅料一硅片一電池一組件”較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。光伏產(chǎn)業(yè)投入也逐步增加。我省“十一五”時(shí)期的光伏產(chǎn)業(yè)投資總量在1200億元左右,10多家光伏企業(yè)項目投資數額過(guò)億,科技投入已達2000多萬(wàn)元。投資領(lǐng)域主要涉及太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)上游硅料、硅片生產(chǎn),以及中游太陽(yáng)能電池及組件生產(chǎn)領(lǐng)域,產(chǎn)業(yè)鏈下游領(lǐng)域相對較少。我省還成功組建國家光伏工程技術(shù)研究中心,成立了我國首個(gè)太陽(yáng)能光伏學(xué)院一南昌大學(xué)太陽(yáng)能光伏學(xué)院,建立了“中國光伏交易市場(chǎng)”,光伏企業(yè)的創(chuàng )新能力持續提升。
3.2科技發(fā)展中的主要問(wèn)題
(1)光伏科技投入總量小!笆晃濉逼陂g,全省僅2009年光伏企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入達210.91億元,而科技投入僅為2000多萬(wàn)元,占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的0.9%。。河南、四川、江蘇等省科技投入較大。
(2)光伏技術(shù)自主創(chuàng )新能力弱。通過(guò)對中國光伏技術(shù)專(zhuān)利分析可知,從1983年至今,在國內申請的光伏專(zhuān)利總量中江西僅5件,占國內專(zhuān)利總量的0.19%。,涉及江西企業(yè)2家(表二所示)。
(3)光伏高層次創(chuàng )新人才缺乏。光伏專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才隊伍有待進(jìn)一步培養,高層次、高素質(zhì)的,懂得科技知識、經(jīng)貿知識和現代管理知識的管理人才極度缺乏。
(4)光伏產(chǎn)業(yè)鏈需進(jìn)一步完善。迄今為止,江西光伏產(chǎn)業(yè)鏈涉及上游硅原料和硅片生產(chǎn)環(huán)節,中游太陽(yáng)能電池及組件、光伏設備領(lǐng)域仍較弱,下游光伏應用領(lǐng)域正在布局,表明整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不夠完善。
4科技創(chuàng )新助推我省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
(1)加大對光伏產(chǎn)業(yè)的科技投入,提高企業(yè)的核心競爭力。每年獲得各類(lèi)科技投入不低于光伏產(chǎn)業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的2%。制定激勵政策鼓勵企業(yè)開(kāi)展研發(fā)自投。鼓勵并促成世界范圍內的產(chǎn)學(xué)研結合,將科技成果迅速轉化為現實(shí)生產(chǎn)力。
(2)加強產(chǎn)業(yè)政策扶持力度,進(jìn)一步激發(fā)光伏市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)力。加大光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。繼續依靠政府的財政支持,扶持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從中短期來(lái)看,太陽(yáng)能光伏發(fā)電的政策扶持力度和政府激勵政策的實(shí)施仍將是開(kāi)拓光伏市場(chǎng)的主要動(dòng)力。
(3)優(yōu)化光伏產(chǎn)業(yè)布局,盡快形成較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。盡快淘汰光伏生產(chǎn)環(huán)節中能耗高、污染嚴重的落后產(chǎn)能,加速對國內外企業(yè)的兼并重組。全面實(shí)施產(chǎn)業(yè)配套戰略,穩固高純硅、硅片等上游產(chǎn)業(yè),扶持電池、組件、設備等中游產(chǎn)業(yè)發(fā)展,引導下游光伏應用領(lǐng)域的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)。拉長(cháng)光伏產(chǎn)業(yè)鏈,提高產(chǎn)品附加值,提升光伏產(chǎn)業(yè)的整體競爭實(shí)力和綜合競爭能力。
(4)增強企業(yè)融資渠道,為光伏產(chǎn)業(yè)提供強有力的資金保障。光伏產(chǎn)業(yè)是一項新興戰略性產(chǎn)業(yè),需要較強的資本投入。我省在積極爭取國家財政資助外,還需大力吸引民間資本、風(fēng)險投資等多項資本注入,積極拓寬企業(yè)融資渠道,為光伏產(chǎn)業(yè)提供強有力的資金保障。
(5)加快高層次人才的引進(jìn),為光伏產(chǎn)業(yè)提供智力保障。進(jìn)一步完善激勵機制,多方位引進(jìn)高層次、緊缺人才。施行“人才、基地、項目”一體化機制,建立產(chǎn)業(yè)化基地,通過(guò)項目實(shí)施培養高層次優(yōu)秀人才,為我省光伏企業(yè)的發(fā)展提供智力保障。
(6)加強創(chuàng )新平臺的培育,提高光伏企業(yè)創(chuàng )新能力。加強科技創(chuàng )新服務(wù)平臺的建設,建立國家級技術(shù)服務(wù)和支撐平臺;加大光伏重點(diǎn)實(shí)驗室、產(chǎn)業(yè)基地、工程技術(shù)研究中心和企業(yè)技術(shù)中心的建設力度。建立以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導向、產(chǎn)學(xué)研相結合的技術(shù)創(chuàng )新體系,促進(jìn)科技成果轉化。建立光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟,引進(jìn)消化吸收國際先進(jìn)技術(shù)和工藝,開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,提高光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)和創(chuàng )新水平。
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