擦亮光伏“新名片” 能源电子产业孕育发展新动能

  

擦亮光伏“新名片” 能源电子产业孕育发展新动能

  光伏产业高质量发展前景如何?有哪些产业化关键技术亟需突破?新能源产业在“双碳”背景下,不同产业和企业还面临哪些潜在的机遇和面临的挑战

  近日,中国光伏行业协会副秘书长、赛迪智库集成电路研究所新能源研究室主任江华,上海新能源行业协会名誉会长朱元昊,德鸿半导体设备有限公司创始人兼总裁雷仲礼做客《人民会客厅》栏目,就能源电子产业发展等热点问题展开深入探讨。

  一排排光伏板在阳光的照射下,呈现出层层叠叠的光影;货运港口内,满载着光伏产品的集装箱正待装船启航;乡村山野间,整齐划一的发电板构成了一座座“阳光银行”……今年上半年,我国光伏产业发展势头强劲,各项指标均呈快速增长态势。

  光伏产业发展前途如何?有哪些产业化关键技术亟需突破?新能源产业在“双碳”背景下,不同产业和企业还面临哪些潜在的机遇和面临的挑战?

  近日,中国光伏行业协会副秘书长、赛迪智库集成电路研究所新能源研究室主任江华,上海新能源行业协会名誉会长朱元昊,德鸿半导体设备有限公司创始人兼总裁雷仲礼做客《人民会客厅》栏目,就能源电子产业高质量发展等热点问题展开深入探讨。

  光伏产业规模持续增长带来新机遇。加快光伏大基地建设是中国推进清洁能源转型的关键举措。雷仲礼介绍,新的生产能源发展方式主要有以下几个方向:一是光伏和风电产业在技术优化、效率提升与成本降低方面取得重大突破,未来仍有发展空间;二是储能技术的不断投资、电池技术的发展以及其他储能方法的研究对储能的实现起到重要作用;三是智能控制能源,测试不同发电方法,实现均衡分配,提升能源利用效率;四是互联网发展将影响能源发展,增加共享功能,实现不同地区能源资源共享;五是环保目标值得考虑,更多绿色能源的生产可减少碳排放和污染。

  半导体技术助力光伏产业实现新突破。作为我国具有领先优势的高科技产业,半导体技术是引领新一轮科技革命和产业革命的关键力量,也是光伏产业提质降本增效的关键领域。江华分析称,半导体产业对光伏产业的助力主要体现在三个方面:一是光伏产品需要半导体芯片和器件;二是半导体行业推动光伏产业智能化发展;三是半导体技术使光伏发电具备柔性和可调性,并在智能电网建设中发挥关键作用。

  强化政策协同助推能源电子产业高质量发展。能源电子产业的高质量发展离不开各方的参与协作和良好环境支撑。朱元昊则认为,为了推动电力事业的发展,有必要建立一个智能电网,即能源互联网。这一举措将有助于实现各种电力资源的优化配置,从而促进资源的高效整合与利用。从国家层面来看,建立能源互联网将有助于充分利用我国西部地区与东部地区在光照时间上的差异,同时火电和水电等可再生能源之间的互补运用也将得到充分发挥。

  这里是由人民网推出的人民会客厅特别节目《能源电子产业高质量发展路径探索》,同样我们今天的节目是围绕能源电子产业高质量发展建言。今天非常荣幸在我们访谈间为大家请到三位嘉宾,他们分别是:中国光伏行业协会副秘书长江华、上海新能源行业协会会长朱元昊、德鸿半导体设备有限公司创始人、总裁雷仲礼。欢迎三位。

  今天我们的话题是有关于新能源和光伏电子产业的发展,首先请教一下江秘书长,目前我们光伏产业高质量发展的现状是如何?包括它存在哪些特点?

  光伏产业高质量发展到目前为止,我们说光伏产业已经成长为我国为数不多的能够同步参与国际争并取得国际领先优势的这么一个行业。国际领先优势主要体现在在几个方面:第一,生产规模全球领先。光伏产业的主产业链环节的几大产品,包括多晶硅、硅片、电池、组件的产量都是多年位居全球首位,而且在全球产量的占比基本上都在80%以上,这是第一个领先。

  第二,技术水平全球领先。技术水平的全球领先不光体现在产业化的技术水平,我们产业化光伏电池,量产化转化效率位居全球领先。此外,我们的实验室技术研发水平,我们也后来居上,目前也处于领跑的态势。刚刚不久由我们其中一家企业研制的单结晶硅电池的转化效率世界纪录26.81,也是打破了由日本一家企业长期保持了五年的这么一个转换效率的世界纪录。

  第三,我们的市场规模全球领先。我们国家下游的新增的光伏装机和累计装机也是多年位居全球首位,并且在全球的光伏市场上占据非常大的一个比例。

  第四,也是非常重要的一点,就是我们的整个光伏产业的配套位居全球领先。不光是我们刚刚提到的多晶硅、硅片、电池、组件,我们在配套的辅材辅料,像浆料、高温玻璃、胶膜、背板等这些产品上我们都有非常成熟的配套。另外,我们的生产制造装备也基本上都实现了国产化的供应。此外,技术的研发人才、高校科研机构、我们的标准等等,组成了我们整个光伏产业非常完善的一个生态体系。这个生态体系是其他国家所不具备的,这是我们整个光伏产业高质量发展的四个领先。

  感谢江秘书长带来的行业一些分析。我们可以看到以光伏产业为新能源发展的态势也正在迎来全新的机遇。请问朱会长,您如何看待我国现在新能源发展的一些行业的趋势,包括呈现哪些特点?

  目前主要的特点是光伏的装机容量是节节攀升。在去年底的时候,光伏的装机容量达到了3.9亿千瓦,到今年上半年6月份为止,达到了4.7亿千瓦的装机容量。这个装机容量已经超过了水电的4.13亿千瓦的装机容量,实现了仅次于火电的装机排名第二的装机容量。我们知道发电的行业有风光水火核,五个行业里面,光伏的装机容量已经实现第二位,同时比例达到17%。

  今年的势头实际上是更猛,1-8月份的统计数据来说,已经安装了1.13亿千瓦,实际上到8月底的线亿千瓦的装机容量。如果说加上其他的风电、水电、核电的话,非化石能源的装机容量占的比重已经几乎是有了半壁江山,这是一个可喜的成果。

  还有一个数据,我们可能不是太关注,就是光伏的发电量。按照去年的统计数据来说,光伏发电量是4300亿度电,我们火电的发电量是5.89万亿度电,光伏的发电量是远远低于火电的发电量,所以对光伏人来说这是一个机会,更是一个挑战,我们要更多地安装光伏的产品,又给光伏的市场创造一个重大的机会。所以,我们不断地要在技术上突破、产业上要进步,来实现这些目标。

  感谢朱会长带来的行业分析。我们也想请教一下雷总,您作为企业界代表,您如何看待我们现在聊到的能源电子产业,它的发展又是有哪些现状呢?

  现在的能源发展有几个方向,第一最基本的是能源技术上的发展,能源技术的发展是最近20年能源包括光伏和风能有着很大的一个转变,按照“双碳”的政策,很多资金进去光电、光伏和风电的一个行业,促成了很多技术上的优化、效率的提升和成本的降低。以前基本上是很难实现的一个成本的优化,现在都可以看到了。同时在未来的5年到10年里面,光伏和风电的装配还有很大的空间去实现。

  第二个方向是储能方面。储能,现在变成了一个很重要的一环,因为要实现能源的智能化,储能会成为一个缓冲很重要的技术,没有储能的话,其他的绿色能源很难达到一个平衡的点。当然,也有电池的发展,有不同技术的储能方法,还有其他能源的储能方法去实现储能的效果。同时,在不断地投资这个行业,可以说方法多了很多。

  第三,智能控制能源方面。在电网发展,需要不同的能源结合在一个电网上,所以在这方面我们需要测试不同的发电量的方法,同时有一个系统去把这些不同的能源集成在一个系统里面,可以分配均匀,同时又可以按照不同的需求去提升这些能源。

  第四,互联网的发展,现在很多电站都是比较独立的,为了这个地方,他们要有自己的电网。但是在互联网的发展路途上,我们可以增加很多共享的功能,不同的地方可以分享能源。

  从这几个方向发展,我们可以达到一个比较全面性的能源发展。当然,还有环保方面,我们希望能用更多的绿色能源去减少碳排放,减少环境污染方面。

  感谢雷总的分享。刚才通过三位,我们都了解到一些相关行业层面的发展状况是比较宏观的。我们也了解到光伏其实是通过制造半导体的材料进行太阳光能的转化。也请问江秘书长,您认为半导体产业在整个光伏行业来说它起到哪些重要的作用?以及我们接下来要面临哪些机遇和挑战?

  我觉得半导体产业对于光伏产业的助力,大多数表现在三个方面:第一方面,我们光伏的一些产品是需要半导体的芯片和半导体的器件,是重要的一个零部件,比如光伏逆变器,光伏逆变器中有重要的像功率器件IGBT、控制芯片等等,这都是半导体的器件。

  第二点,我想说的是,对于推动光伏产业的智能化发展是有非常大的帮助。我们可以看工信部联合几部委一块儿发布的智能光伏产业创新发展行动计划,在这里面对于光伏产业智能化的发展,主要是体现在三个方面:一是发展智能化的光伏产品;二是推动智能制造;三是推进光伏的智能化应用。这三个方面,智能化的升级都需要仰仗半导体行业的支撑。

  第三点,刚才说的是源端的智能化,就是我们通过半导体技术的采用,实现光伏发电中柔性和可调。同时,我们在建设下游整体新兴电力系统过程中,我们除了要进行源端的智能化之外,还要发展智能电网。在发展智能电网过程中,也需要半导体器件的支撑,包括我们的传感、光电器件、模拟芯片、人工智能芯片等等,这些都对集成电路和半导体器件有非常大的需求。

  感谢江秘书长的分享,主要是从光伏产业和智能化的大势所趋方向聊一聊,请问朱会长,在新能源领域和电子信息技术里相融合的过程中您看好哪些先进的技术?能否给我们举一些实际的案例?

  其实光伏本身就是一个电子产品,原来我们概念上的发电是由机械能转化为电能,比如说用汽轮机旋转以后,它的旋转切割磁力线产生电能。光伏其实是一个和原来概念上的发电是全新的概念,是用电子的原理去发电,就是光通过伏打效应产生电势,这些电磁片通过不断地串并联以后产生更大的电流,形成一个电流。所以,光伏从产生那一天起,其实是很多半导体行业的人才或者运用了设备去发展这个产业的。

  在不断发展壮大的过程中间,也有不断地有半导体行业的人才加入到光伏这个行业大军里来,所以这样推动了光伏产业的发展。

  从技术路线上来看,原来的技术,各个企业的技术,还是比较单一的。比如说我们一开始做光伏的时候是单晶,然后是多晶,多晶以后变单晶,单晶又变多晶,多晶以后变单晶进入PERC电池。我们能用手数出来的中国的各大企业做的都差不多,每个企业里看生产线,都是原理差不多的。

  到了今天形势有点不同了,原来大家预测的是PERC电池以后HJT(异质结)电池比较看好,但是HJT(异质结)的实现速度没有大家所预想的那么快,所以从去年开始,许多企业又把TOPCon推上前台。现在许多企业在投资建设TOPCon生产线,其实在发展过程中间,大家也是遇到各种各样的困难和在解决一些问题,所以又有企业又把背电极电池,就是BC电池推到前台,作为今后几年的主攻方向。

  还有大家在研究的,就是钙钛矿技术,钙钛矿和原来的又是一个相对来说全新的技术,中国这方面也是走在前面的,但是应用比较少。所以,也引起了国际上的欧美一些企业,他们在晶硅电池上落后了中国,希望通过钙钛矿来弯道超车、换道超车。目前来说,市场上主要有四大的技术,大家在分成,这是和以往阶段所呈现不同的一个新的状态。

  从几大的产业,我觉得都好。但相对来说,让我来选择的话,我相对选择HJT(异质结)电池,相对看好一些。

  感谢朱会长您的一些分享,生动的一些案例。我们也请教一下雷总。咱们在技术路径实现过程当中,德鸿半导体设备有限公司又做了哪些助力于更高质量的电子产业的发展?

  我们也经历过不同的技术路线,最后我们公司选择的是异质结(HJT)路线,主要的理由就是围绕几个点,最重要的是,低能耗、低碳排放的一个技术,都是用低温的CVD、PVD这种技术去把电池做出来。所以,我觉得这样才是符合一个比较干净的新能源。 还有异质结(HJT)的电池比起其他的技术还有挺大的优势,主要是它是一个制造过程很简单,用四个工艺就可以做成(电池),能做到最好效率的方法是比较靠谱的。

  另外,它是一个双面的电池,和其他的电池不一样,它可以两面发电。两面发电,虽然应用不是太大,但是很多屋顶的发电是可以用到这个。同时,在一些比如下雪的地方,双面发电可以解决两面的积水对太阳能电板的遮挡。因为后面发电可以把前面的雪融掉,所以从这一个点有很多欧美的国家和日本的国家,以及北半球的地方比较喜欢应用这个技术。另外,在一个模具上,它比其他技术都大25瓦的发电量,虽然在一个模块上是比较小,但是,在一个发电厂来说,它可以占比较小的空间,从这个点,它可以达到更高的发电量。同时,和其他的技术比较,它生产的每一瓦特的生产成本和PERC的技术拉平。从成本来说,经过十几年的过程,异质结(HJT)已经是一个非常可行的技术。所以,我们相信,这个技术在未来还有很大的提升空间。所以我们选择了这个产品作为行业里面比较看好的一个技术。

  感谢三位刚才也跟我们从行业的角度,包括从技术实践路径的角度跟我们聊一聊电子光伏产业的发展,包括能源电子产业的近况。所有产业的发展都离不开行业协会的相关支持,我这边也有一组数据,中国光伏电子行业协会相关数据说,目前会员企业单位达到近500家,请江秘书长给我们介绍一下接下来还有哪些完善行业自律的规范或者我们加强技术方面的融合?在合作与交流方面,咱们又有哪些探索?

  刚才主持人说到我们光伏行业协会会员的数量500多家,实际上截止到目前为止,我们协会的会员数量是已经超过了750余家,接近800家这么一个量级,并且我们的会员数量是在不断地动态调整的。如果不符合咱们协会的相关要求,我们还在不断地进行淘汰。我们会员数量的发展速度的快速发展,一定程度上也体现了我们光伏行业协会对我们的企业号召力,我觉得这个号召力主要来源于我们做的以下一些工作。

  首先,我们在行业研究这一块做了非常大量的工作,我们依托着我们对于整个行业数据的掌握,我们每周、每个季度、每半年、每年都会发布行业的一些监测运行结果,这样对于指导政策的制定,指导企业的运营等等都有非常大的帮助。此外,我们每年都会形成协会自己的一些研究的成果,比如说我们协会每年的年终报告,我们的产业发展路线图,我们的产业地图等等,这些成果已经成为行业里面重要的参考资料,指导企业的决策等等都发挥着非常重要的作用。这个是一方面,在行业研究。

  另外一方面,我们促进行业的交流。我们协会已经形成了一些品牌性的会议,比如说我们每半年组织召开的回顾展望会,我们每年的年度大会,在这些会上,我们分享行业的数据,大家一块来进行技术之间的交流,一些分享,同时,也给企业搭建一些平台,双方之间来沟通等等,这些都对于推进企业之间的交流合作,起到了非常巨大的推动作用。

  另外一块,我们在去年创新性地开展了一项活动叫创新创意产品和技术的推介活动。我们把行业里面前沿性的,解决行业共性问题的,对于促进光伏产业的降本增效具有极大推动作用的技术,我们通过企业申报,专家评审等等环节,我们总共优选出了20多家技术,面向行业进行推广。这个对于促进行业的整体水平提升,也是有非常大的促进作用。

  此外,我们协会也在做团体标准的研制工作。因为大家都知道,我们整个国家的标准体系,除了国家标准、行业标准之外,其实团体标准是标准体系中重要的一个补充部分。因为我们团体标准相对于国标,相对于行标,它的市场化程度更高,机构水平要求更高,此外最重要的一点,就是它的研制的周期相对来说更短,更能够反映快速发展迭代的光伏产业的发展需求。所以,我们也在做团体标准的工作。我们截至目前为止,已经累计发布了63项团体标准,对于完善我们整体的国内的光伏产业的标准体系,都有非常大的推动作用。

  其实我们也知道,从整个全球来看,包括国外的IEC、ISO这些都是团体标准,我们做我们自己的团体标准,也能够实现和全球的标准体系的接轨和对接。这个是第三个方面。

  第四个方面,我们在推动行业的自律这块,我可以举一个例子,比如说在户用光伏,户用光伏发展早期的时候,其实是鱼龙混杂的发展状态,我们光伏行业协会也是关注到了这一点,我们专门成立了户用光伏的专委会,在这个专委会的推动下,我们做了几件事情。第一件事,我们制定了户用光伏的十项标准,从整个户用光伏的包括设计、建设、下游的运维等等不同的周期,我们来完善户用光伏的标准体系。第二个方面,我们发布了户用光伏从业者的自律公约,通过自律公约来约束户用光伏从业者的行为。第三点,我们联合相关的行业专家,包括企业,编制了户用光伏安装和销售合同的范本,这样对于整个规范整个行业的合同签订有非常大的规范的效果。

  通过这种种种行为,截至目前为止,我们可以说,国内的互用光伏市场的规范化程度获得了非常大的提升。我们已经改变了原来鱼龙混杂的发展状态,形成优质的品牌商在整个户用市场上面占据非常大比例的状态。也是我们在推动行业自律方面的一个比较鲜活的例子。

  感谢江秘书长的分享。从行业协会的角度,谈了谈我们下一步的一些动向和一些助力的方向。 请问朱会长,今天咱们的主题是能源电子产业的发展,您认为从我们的企业角度或者从行业的角度来讲又有哪些建议可以给到大家?

  从现在来看,能源结构发生了变化。比如说在2000年,我们国家总的装机容量是3亿千瓦,火电占了大头,占了77%的比重,主要的能源就是火电。所以,它的调配也好、运行也好,相对来说比较简单,现在我们有风电、光伏、水电、火电、核电几大能源都在一起综合应用。所以,现在我们的电力发展需要建立一个能源互联网,也就是一个智能电网。这样一个电网的建设,其实也是一个递进的过程。比如从小的范围来看,一个家庭、一个企业可以建立一个微电网,你在家庭里面、企业里面进行电力的调配。再稍微大一点的范围来看,工业园区,你可以在园区里面建设相对的互联互动的能源的体系,有储能、有应用。还有,园区里面A工厂发的电可以让B工厂的生产线上去用,目前来说,隔墙售电还是个难度,比较难以实现。如果我们园区建立了一个智能电网的话,那也一个台阶。

  从我们国家来说,建立一个能源互联网,西部的电和东部的电,因为光照的时差是有区别的,火电和水电也可以是互补的,光伏强的时候水电可以少发一点,光伏没有的时候,火电是可以多发一点,几种能源,包括再加上储能,建立一个系统以后,使我们能够利用能源的效率更好,或者说我们是要用储能作为一种替代、一种补充,让它调剂平衡。如果能源调度得好,储能的容量也可以相应地节省一些,这个是从国家范围来建一个互联网。更广而言之,我们国家沿着“一带一路”或者沿着更广泛的周边国家地区,利用光伏的时差,运用各种能源不同的差价来进行一个调配,也可以使各种能源用电环球同此凉热,这样建立一个能源的互联网。

  从企业的角度来说,目前的重点还是要提升光伏的转换效率。只有光伏转换效率提升了,那么,使我们的光伏的电的每瓦的价格是可以更便宜。从目前来说,我们可预测的光伏的技术来看,它有几个特点。今后可以成为电力成本最低的电,它也是运维成本、运维方式最容易的设备。所以,这个有几个优势在这里,如果再加上转换效率进一步提升,从而促使价格再降低,那么我们电力的价格在服务于工农业的时候更有竞争力。这个过程中间,我们前面也提到了,光伏本身是一个半导体的产品,当然,它的技术含量相对于芯片来说是要略低一些,我们可以把更多的半导体的技术应用到光伏产业里面来,吸引更多的半导体行业的人才到光伏行业里面来,运用更多的创新型的思维制造好我们为光伏设备、光伏生产线服务的各种各样的先进的设备,我们光伏的应用前景会更好。

  感谢朱会长的分享。雷总,您作为企业界的代表也给我们谈一谈能源电子产业高水平质量的发展过程当中,您未来的期许,或者您有哪些建议?

  像朱会长刚才说的互联网是一个很重要的发展,但是,怎样去实现,我们还是需要把不同的人才融合在这个能源的行业里面。能源行业在很多人的眼里面都是一个比较传统的行业,可能需要吸引年轻人去参与。很多做互联网的一些年轻人都是集中在游戏、其他方面上,但是,其实同样的技能可以发展在能源控制上面的。

  从控制上,我们可能要想一些以前没有想过的方法,就是用火能是不是需要这么大的一个规模,才可以实现发电的能力。我们很多年前都以为燃油发动机只是用来驱动车子的,但是燃油发动机在今天的市场里面,有很多用来增程,增程的作用是你开的是一台电车,但是你用发动机提供电力。以后能源的结合里面,我们可能需要发展一些比较小型的发动机,去配合这些绿色能源的方案,把智能化的设计实现出来。

  未来其实有很多发展的空间,我们要不断用传统的方法规范每一个未来的事情,还应该想一想怎么样去创新,怎么样从一个很传统的行业里面找寻一些新的方案,吸引更年轻的人投入这个行业里面,创造更有效、更有创新性的解决方案。

  刚才说了我们协会所做的工作,我觉得还有两项工作也得提一下,一个是关于推动国际合作。现在光伏产业的国际化程度非常高,不光是我们的光伏产品50%以上都需要出口,我们在海外现在也在加快海外基地的建设,所以,怎么了解海外的市场,了解海外的政策,对于光伏企业来说是非常重要的。在这方面,我们也是做了大量的工作。包括我们之前组织了会员企业的出访代表团,我们专门出访,包括有志于落地光伏产能的国家,包括当地的市场空间非常大的国家,去当地进行走访。这样的话,协助我们的光伏企业,来拓展市场,来寻找更好的产能的落地。此外,我们和海外的一些光伏领域的行业组织,也建立了非常紧密的联系和沟通渠道,除了行业组织之外,包括政府机构,包括一些咨询机构等等,这样对于协助我们企业了解海外的市场,了解海外的政策,都有非常大的帮助。这是第一点。

  第二点,最重要的就是我们对于政策的上情下达的作用。因为我们的光伏产业,虽然目前已经取消了补贴,但是,无论是从光伏产业和市场发展中,政策起到了非常大的作用。我们一方面推动政策向行业的宣贯,让我们的会员单位,让行业的企业更加了解政策的内容,更加理解这个政策为什么这么制定。另外一方面,各个部委在修订政策的过程中,也会征集行业协会或者是通过行业协会征集企业的意见,这样的话,使我们国家的政策的制定更加合理、更加能够反映行业的诉求。我觉得这也是我们协会做得非常大的一个贡献。

  今天感谢三位嘉宾的分享。给我们从行业协会的角度、专家的角度以及企业界代表的角度共同为我们探索了能源电子产业高水平发展的具体实践路径,以及下一步的一些具体举措。非常感谢三位,今天的节目就到这里了,谢谢大家。



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