特约供稿 · 2018-12-03 18:05

专访悉尼新南威尔士大学郝晓静副教授:澳洲20%家庭已安装光伏,中国如何借鉴澳洲经验?

2017年澳大利亚新增光伏装机1336兆瓦,其中家庭屋顶光伏占比64%,商业光伏占18%。截止2017年底,澳大利亚有超过180万户的家庭和企业安装了光伏发电系统,平均有20%的家庭的屋顶都安装了光伏发电系统。在某些地区,这一比例甚至超过50%。

 

据研究机构介绍,自2012年以来的五年间,澳大利亚家庭屋顶光伏平均系统装机量增长翻倍,从3kW提高到了6kW。

 

这些数据都证明了澳大利亚在光伏尤其是在分布式光伏方面取得了巨大的成功。

 

近几年中国国内光伏行业增长迅猛,据国家能源局数据,截至今年9月底,全国光伏发电累计装机容量达到16474.3万千瓦,其中,分布式光伏4680.2万千瓦,仅占28.4%。到2017年底全国户用光伏装机超过50万户,占比甚微。

 

在国内光伏装机增速放缓之际,大力发展分布式光伏是我国光伏行业持续增长的动力。

 

纵然澳大利亚分布式光伏的成功与其高达47.8澳分/千瓦时(约2.4元/千瓦时)的居民电价有直接关系,但其光伏政策及模式对国内分布式光伏发展,依然有很高的参考价值。

 

11月19日,悉尼新南威尔士大学与中国科学院科技战略咨询研究院宣布了新型合作伙伴关系,世界领先的学术出版机构施普林格·自然集团也宣布加入,三方将共同促进澳中两国科研工作的全球推广和产出。这是一次中澳光伏交流的大好机会。当日,首届“对话未来——中澳科技创新高峰研讨会”同期召开。

 

在会议期间,能见对悉尼新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院郝晓静博士进行了专访。新南威尔士大学在全球光伏科研与技术转化领域首屈一指,拥有“太阳能之父”之称的马丁·格林就是该校教授。

 

专访悉尼新南威尔士大学郝晓静副教授:澳洲20%家庭已安装光伏,中国如何借鉴澳洲经验?

 

专访悉尼新南威尔士大学郝晓静副教授:澳洲20%家庭已安装光伏,中国如何借鉴澳洲经验?

悉尼新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院郝晓静博士

 

郝晓静博士就澳大利亚光伏发展经验、全球光伏技术发展以及中国光伏发展建议等方面进行了分享。她认为,目前中国光伏行业在世界上已经是领军者,但是分布式光伏市场特别是家庭屋顶光伏还没有打开,相对而言,澳洲分布式光伏做的很好。如果不包括公寓,在澳洲大概5个房子里面就有一家房顶使用太阳能光伏发电。

 

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澳洲分布式光伏得益于正确的时间与合适的政策

 

澳洲政府设立了专门支持新能源发展的政府机构,资助的项目从基础研究,到实验室验证,进一步到科研成果中试、产业化,最后到新能源电站项目,全面覆盖。悉尼新南威尔士大学已经与电力零售商和太阳能电站三方签署了合作协议,到2020年大学的用电将全部来自太阳能发电。

 

郝晓静认为,资金补贴和上网电价补贴政策要想发挥最好的作用,要在最合适的时候推出。

 

澳洲最早期有非常好的资金补贴政策,太阳能电池刚兴起之时,资金补贴促进了用户接受太阳能这种新兴事物。同时,澳洲在合适的时机推出了光伏发电上网电价补贴。

 

她认为,光伏大规模应用领域有很多模式可以寻求。但是新的模式在探索过程中需要政府的支持,让大家能快速接受新事物,也能从中盈利,后面自然会得到长足发展。

 

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应制定多梯度、不同应用方向性补贴政策

 

中国和澳洲很大的不同点是,除了农村,国内从住房结构来讲大多数是公寓,屋顶并没有那么多。分布式屋顶光伏相应的补贴政策需要设计,为了促进工商业用分布式光伏,国家可以对节能减排进行要求,规定新能源比例。澳洲在相应的市场,就设计了对应政策扶持。

 

中国的光伏政策针对市场的不断变化而调整,偶尔出现持续性和稳定性波动的现象。郝晓静认为,光伏发展需要长期稳定的政策,让大家看到政府支持新能源发展。而且,补贴不能一刀切,因为每一个光伏企业所在的阶段不同。有一些企业可以脱离补贴生存,但是,这些企业仍然需要资金来开发下一代技术。这个层面来看,国家可以针对不同的阶段和技术进步制定相应的梯度补贴政策。

 

发展分布式光伏需要有倾向性政策,应该制定多梯度、不同应用方向性的补贴,一个综合性补贴政策更有利于光伏行业健康有序的发展。

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晶硅与薄膜如何协调发展?

 

当前,晶硅太阳能电池价格很便宜,新的太阳能电池技术很难与其竞争,但是发展至今晶硅太阳能成本可压缩空间正逐渐减少。晶硅太阳能电池下一步发展,依然是继续提高光电转化效率,不断进行产业升级。

 

与晶硅已经历过大规模产业化相比,薄膜光伏技术发展的时间较短,还未经历完整的互相竞争、成本大幅降低的过程。但是薄膜有不同的应用市场,比如光伏建筑一体化以及一些必须用轻量级太阳能电池的领域。目前,晶硅领域也在研发一种几乎可柔性的超薄硅,虽然效率上有一定的损失,但是从晶硅本身来说仍然有可开发的市场前景。薄膜光伏超薄柔性的物理特征令其有独特的应用领域和市场空间。

 

对于薄膜与晶硅技术如何协调发展,一种观点认为薄膜可以先与晶硅结合发展为高效叠层太阳能电池。如此,晶硅企业会对薄膜技术更加开放包容。一方面,晶硅通过与薄膜叠层可以实现光电转化效率的进一步突破。另一方面,薄膜通过与晶硅叠层可以快速实现产业化规模,降低成本。如果不与晶硅结合,薄膜自身作为第二代电池也可以重点攻克其他领域,发展细分市场。

 

总结为两个方向:一是薄膜跟晶硅有机结合,二是薄膜单独发展。

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看好铜锌锡硫薄膜技术前景

 

在众多新兴技术中郝晓静选择的是一种叫CZTS(铜锌锡硫)薄膜太阳能电池的技术。

 

CZTS(铜锌锡硫)是根据其组成元素命名的,由4种完全无毒、地壳储量丰富的元素组成。对其相应的CIGS(铜铟镓硒)而言,其组成元素铟是地壳储量较不丰富的元素并且是制备透明导电屏幕的主要组成元素,一旦CIGS产业需求增大,铟价格将会出现可预见的居高不下,会成为将来限制CIGS薄膜太阳能大规模应用的一个重要原因。郝晓静博士所在实验室已经推出了CZTS来代替CIGS。这种材料的组成元素均地壳储量丰富而且完全无毒,将来发展不会受到原材料限制。

 

郝晓静博士课题组研发的CZTS太阳能电池的效率已经突破11%,创造了该项技术新的世界纪录。郝晓静认为,CZTS的光电特性决定了它可以与晶硅完美匹配制造高效叠层太阳能电池,并且两者都是无毒、长期稳定的材料。CZTS薄膜太阳能电池也可以应用于光伏建筑一体化以及无人机等轻量级、柔性衬底市场。此外,CZTS与CIGS的生产设备兼容。一旦其光电转化效率提高到20%,就可以直接转嫁现有产业化成熟的设备和生产技术进行生产,节省诸多成本。

 

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文章作者:王凯强

微信号:kaixiaoqiang4195

专访悉尼新南威尔士大学郝晓静副教授:澳洲20%家庭已安装光伏,中国如何借鉴澳洲经验?

原文始发于微信公众号( 能见Eknower ):专访悉尼新南威尔士大学郝晓静副教授:澳洲20%家庭已安装光伏,中国如何借鉴澳洲经验?

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