科技创新助推光伏产业发展的对策研究论文

2022-09-29 论文

　　1国内外光伏产业发展态势

　　面对全球严峻的能源形势和日趋恶劣的生态环境，世界各国均将新能源战略作为可持续发展战略的重要组成部分，光伏产业迎来了产业大发展的机遇。2010年全球光伏发电新装容量16.6吉瓦，较2009年增长129%，近5年的年均增幅达到63%。在全球光伏发电需求大好形势下，太阳能电池产量快速增长，最近10年太阳能电池及组件生产的年平均增长率达到57.6%。到2010年，全球太阳能电池总产量已达27.2吉瓦。据权威机构预测，到2015年全球年新装光伏系统将达到43.9吉瓦。

　　光伏产业链从桂料、桂片/桂旋、电池、电池组件延伸到应用系统等全环节。德、日、美等国占据硅原料生产核心技术，中国已突破世界万吨级高纯硅技术壁垒。硅片/硅锭生产技术主要分布在挪威、德国、英国和日本，但江西赛维LDK成为全球首家硅片产能跨入2000兆瓦门槛的光伏企业。2010年，伴随着世界太阳能电池产量剧增，中国大陆2家企业电池产量并列全球第一。在发电应用方面，欧洲还是全球光伏产业最重要的市场。截至2010年底，欧洲光伏发电累计容量为13.2吉瓦，占全球总量的79.6%。从主要光伏国家的发展经验来看，财政激励政策是启动光伏市场的主要动力。其中上网电价法(Feed-in-tarifD与直接资金补贴法是推动世界光伏市场强势增长最重要的途径，得到了多数发达国家的认同和采纳。

　　目前，中国已经基本建立起比较完整的光伏产业链，遍布29个省市，主要分布在江苏、河北、江西等省市。国内光伏企业已经跻身国际大型光伏企业行列，其中12家海外上市，15家国内上市。中国光伏产业强劲的增长势头呈现以下特点：一是产业规模不断扩大，产业集聚快速形成。我国光伏产业经过爆炸式发展，已经形成了江苏、河北、江西、四川等几个光伏产业聚集区域。2010年我国太阳能电池产量超过13吉瓦，占全球总产量的47.8%，连续三年位居全球第一。二是光伏产业技术取得显著进展，设备国产化程度进一步提高。国内多晶硅料产能超万吨的企业就有两家，分别是保利协鑫和江西赛维LDK。近年来，我国通过引进外国领先的设备，硅碇/硅片生产薄弱状况得到彻底扭转。光伏生产设备30%?40%已替代进口或部分替代进口。三是政府扶持力度加大，产业政策开始补位。2009年以来，国家决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加大对光伏产业发展的扶持力度。2009年7月，国家多部委印发《关于实施金太阳示范工程的通知》，计划在2-3年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目。

　　然而，与世界太阳能光伏产业的发展相比，中国太阳能光伏产业仍然存在产业链发展不平衡、自主创新能力弱、产业机制不够灵活、应用市场有待进一步开发等问题。当前，机遇与挑战同在(见表一），我们必须认真思考，采取有力措施，调整产业结构，扩大内需，开拓国际市场，狠抓技术创新，化危为机，推动我国光伏产业更好更快发展。

　　2光伏专利分析和技术展望

　　2.1光伏技术领域专利分析作为新兴技术产业，太阳能光伏产业正处在高速持续发展之中，产业技术日益受得国内外企业、个人和科研院所的重视，特别是日本和美国的大型跨国公司将中国作为重要的目标市场，加紧该领域的专利布局。太阳能电池制造技术已成为光伏产业的主要技术，而伴随着光伏并网发电的广泛应用，太阳能光伏发电应用技术研究开发迅速趋热。我国企业在技术创新体系中的主体地位作用已经显现。由于国内科研院所的研发能力强于中国企业，国内院校应加强与企业合作，推进产业化进程。

　　2.1.1强国加紧在中国进行光伏技术专利布局中国企业和研究机构在太阳能光伏领域的本土知识产权保护意识很强，而日本、美国、德国等国家的跨国公司将中国作为重要的目标市场，正加紧光伏技术的专利布局，竞相占领我国专利技术市场。曰本三洋、夏普、佳能，美国应用材料和德国默克公司都加强在中国的专利申请，涉及产业链的多个领域。特别是美国应用材料公司近几年的专利申请非常活跃，仅2007年就申请专利231件之多。日、美等国在华专利数量分别占到中国太阳能光伏技术领域专利总量的16.6%和12.5%。

　　2.1.2光电器件技术是国内光伏专利技术发展的焦点

　　从专利申请的应用领域分析，当前国内光伏专利技术的热点主要集中在光电器件、太阳能电力、半导体加工工艺、半导体基板、聚合物的光电应用方面。光电器件技术依然是国内光伏产业技术中最主要的热点技术。

　　2.1.3国外企业光伏专利技术整体强于国内在华申请光伏技术专利的企业排名中，国内仅江苏常州天合光能公司挤入前十强，其余均为外国企业。国内企业整体技术实力落后于美、日、韩等国。

　　2.1.4长三角成为我国最主要太阳能光伏专利技术集聚地区

　　国内申请光伏技术专利前三名的企业分别位于常州、上海、无锡等地，这表明长三角是我国最主要太阳能光伏技术专利集聚地区。

　　2.1.5科研院所的研发能力明显强于企业中科院是国内太阳能光伏技术领域申请专利最多的研究机构，其专利数量达201件，是国内申请专利最多的企业常州天合光能的3倍以上；其次为南开大学52件，位居第二;上海交通大学44件，排名第三。因此，国内企业应加强与科研院所的合作，实现产学研相结合，将太阳能光伏技术成果转化为产品，推进产业化进程。

　　2.2太阳能光伏技术展望

　　加大光伏领域的研发投入，促进太阳能发电技术突破，扩大太阳能发电应用领域，是当前各国共同的战略目标。即使在全球经济低迷，整个光伏产业及技术研发造成极大冲击的情况下，光伏技术领域依然取得了较好的进展，未来各项技术参数、性能指标等记录将不断地被刷新。

　　(1)光伏发电成本将持续降低。依靠目前的太阳能电池技术就可以实现光伏发电成本的持续下降，未来光伏发电将会有经济竞争力。但对于何时能够达到和常规能源电力成本相当的水平，各研究部门之间差别很大，乐观的估计是到2015年左右，保守的估计是2025年左右，光伏发电成本可以下降到1.5美分/千瓦时，和届时的电力销价相当（仍高于煤电电价，但差别不很大)。

　　(2)新型太阳能电池技术推陈出新。在晶硅太阳能电池原材料成本一多晶硅居高不下的情况下，各厂商纷纷转而寻求技术创新，从而使得研究开发新型太阳能电池术成为近期太阳能电池产业新的热点。如利用碳纳米管代替传统硅技术，利用硅藻类生命结构开发太阳能电池，以及铜铟镓硒电池技术。

　　(3)光伏发电向规模化方向发展。经过多年的发展，光伏发电目前是一种较为成熟、可靠的技术，己经逐渐从过去的独立系统朝大规模并网方向发展。

　　(4)硅材料用量大大减少。降低硅片厚度是减少硅材料消耗、降低晶体硅太阳能电池成本的有效技术措施，是光伏技术进步的重要方面。从20世纪70年代开始，经过30多年的进步，太阳能电池硅片厚度从450?500微米降低到目前的100?180微米，厚度不及原来的1/4，硅材料用量大大减少，这对太阳能电池成本降低起到了重要作用。

　　(5)电池转换效率进一步提高。单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在1954年，贝尔实验室的研究人员发现了转换效率最高的单晶硅太阳能电池，效率为4.5%，而现今光电转换效率纪录被新南威尔士大学提高到43%。

　　3我省光伏产业发展概况及问题

　　3.1我省光伏产业发展概况

　　“十一五”期间，江西省光伏产业从无到有、从弱到强，以晶体硅片生产为基础，在光伏产业链中游崛起，产业规模取得快速发展，在国际上已具备雄厚的实力。我省的光伏企业有50余家(2家海外上市企业），建立了“硅料一硅片一电池一组件”较为完整的光伏产业链。光伏产业投入也逐步增加。我省“十一五”时期的光伏产业投资总量在1200亿元左右，10多家光伏企业项目投资数额过亿，科技投入已达2000多万元。投资领域主要涉及太阳能光伏产业上游硅料、硅片生产，以及中游太阳能电池及组件生产领域，产业链下游领域相对较少。我省还成功组建国家光伏工程技术研究中心，成立了我国首个太阳能光伏学院一南昌大学太阳能光伏学院，建立了“中国光伏交易市场”，光伏企业的创新能力持续提升。

　　3.2科技发展中的主要问题

　　(1)光伏科技投入总量小。“十一五”期间，全省仅2009年光伏企业主营业务收入达210.91亿元，而科技投入仅为2000多万元，占主营业务收入的0.9%。。河南、四川、江苏等省科技投入较大。

　　(2)光伏技术自主创新能力弱。通过对中国光伏技术专利分析可知，从1983年至今，在国内申请的光伏专利总量中江西仅5件，占国内专利总量的0.19%。，涉及江西企业2家(表二所示)。

　　(3)光伏高层次创新人才缺乏。光伏专业技术人才队伍有待进一步培养，高层次、高素质的，懂得科技知识、经贸知识和现代管理知识的管理人才极度缺乏。

　　(4)光伏产业链需进一步完善。迄今为止，江西光伏产业链涉及上游硅原料和硅片生产环节，中游太阳能电池及组件、光伏设备领域仍较弱，下游光伏应用领域正在布局，表明整个光伏产业链发展不够完善。

　　4科技创新助推我省光伏产业发展建议

　　(1)加大对光伏产业的科技投入，提高企业的核心竞争力。每年获得各类科技投入不低于光伏产业主营业务收入的2%。制定激励政策鼓励企业开展研发自投。鼓励并促成世界范围内的产学研结合，将科技成果迅速转化为现实生产力。

　　(2)加强产业政策扶持力度，进一步激发光伏市场发展动力。加大光伏产业发展的相关政策。继续依靠政府的财政支持，扶持光伏产业发展。从中短期来看，太阳能光伏发电的政策扶持力度和政府激励政策的实施仍将是开拓光伏市场的主要动力。

　　(3)优化光伏产业布局，尽快形成较为完整的光伏产业链。尽快淘汰光伏生产环节中能耗高、污染严重的落后产能，加速对国内外企业的兼并重组。全面实施产业配套战略，稳固高纯硅、硅片等上游产业，扶持电池、组件、设备等中游产业发展，引导下游光伏应用领域的市场开发。拉长光伏产业链，提高产品附加值，提升光伏产业的整体竞争实力和综合竞争能力。

　　(4)增强企业融资渠道，为光伏产业提供强有力的资金保障。光伏产业是一项新兴战略性产业，需要较强的资本投入。我省在积极争取国家财政资助外，还需大力吸引民间资本、风险投资等多项资本注入，积极拓宽企业融资渠道，为光伏产业提供强有力的资金保障。

　　(5)加快高层次人才的引进，为光伏产业提供智力保障。进一步完善激励机制，多方位引进高层次、紧缺人才。施行“人才、基地、项目”一体化机制，建立产业化基地，通过项目实施培养高层次优秀人才，为我省光伏企业的发展提供智力保障。

　　(6)加强创新平台的培育，提高光伏企业创新能力。加强科技创新服务平台的建设，建立国家级技术服务和支撑平台；加大光伏重点实验室、产业基地、工程技术研究中心和企业技术中心的建设力度。建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，促进科技成果转化。建立光伏产业技术创新战略联盟，引进消化吸收国际先进技术和工艺，开发新产品，提高光伏产业研发和创新水平。

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