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三、邁進：新政帶來光明和希望

（20世紀90年代）

4.日本：新陽光計劃奠定光伏發(fā)展基礎

基于持續(xù)的大力支持，日本光伏行業(yè)實現(xiàn)了三個方面的發(fā)展：一是分散式中小型發(fā)電系統(tǒng)開始普及。全國建成了從數(shù)千瓦到數(shù)百千瓦級的中小型實驗系統(tǒng)，分別安裝在住宅、學校、村落和海島，同時進行了模塊的穩(wěn)定性、多節(jié)接續(xù)的耐電壓、環(huán)境適應、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)連接等一系列試驗。較為成功的有神戶六甲發(fā)電系統(tǒng)、北海道農(nóng)用設備供電系統(tǒng)和沖繩宮古島的太陽能發(fā)電與柴油發(fā)電結(jié)合的混合型系統(tǒng)等。二是集中式大型發(fā)電系統(tǒng)。以1986年安裝于松山市愛媛縣西條市的集中式系統(tǒng)為開端，日本在集中式大型系統(tǒng)實用化所必須使用系統(tǒng)組合技術(shù)、運轉(zhuǎn)技術(shù)、保護技術(shù)和電池功率變化等。三是蓄電型發(fā)電系統(tǒng)試驗。由于太陽能電池夜間不能發(fā)電，為降低使用成本，1986年開始，日本在神戶六甲試驗中心進行了蓄電型發(fā)電系統(tǒng)的試驗，也就是白天發(fā)電、使用的余量回流于電力系統(tǒng)，夜晚再由該系統(tǒng)供電。系統(tǒng)能夠連續(xù)發(fā)電200千瓦時，保證100戶居民的用電，此外，電力質(zhì)量、穩(wěn)定性、安全性等相關(guān)試驗也在繼續(xù)。

總結(jié)日本的光伏發(fā)展經(jīng)驗，這幾個方面非常值得關(guān)注：首先，將其作為國策，堅持推進。環(huán)保意識的加強加上合理的優(yōu)惠政策，使光電得到了快速發(fā)展，規(guī)模的擴大又促進了成本的降低，為加速推廣創(chuàng)造了條件，到了2000年，日本的光伏電池產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一。日本政府為貫徹可持續(xù)發(fā)展方針，于2000年又頒布了《建設循環(huán)型社會基本法》，要求進一步將加快發(fā)展光電，并初步規(guī)劃到2010年達到5000兆瓦，其中住宅超過3000兆瓦，發(fā)電成本與上網(wǎng)電價持平。2030年達52.5GW~82GW，成本和常規(guī)火電持平。

其次，為推廣光伏，日本從1980年到2000年的20年內(nèi)，科研開發(fā)、示范工程和推廣補助費用共耗費約3000億日元，尤其1994年~2000年的住宅屋頂光電補助費用效果最為明顯。住宅屋頂光電系統(tǒng)一般為3千瓦，由光伏電池、整流器、蓄電池和上網(wǎng)系統(tǒng)組成，余電可以上網(wǎng)，陰天和夜晚亦可從電網(wǎng)受電。1994年推廣后，3年共安裝3590項、3.3兆瓦，使每千瓦的補助費由200萬日元下降到100萬日元~120萬日元?！峨姎馐聵I(yè)法》修訂后，1997年、1998年，安裝量猛增至5654項和6352項，5年合計15556項，共56.29兆瓦。1998年的光電產(chǎn)量是1994年的3倍，1999年光電住宅申請量飆升至17396項。2000年，日本光伏產(chǎn)量達到1994年的7.5倍，電池系統(tǒng)造價和發(fā)電成本將至原來的1/4~1/3。

再次，在開發(fā)方面注重實用，除了開發(fā)少數(shù)具有前景的新材料光伏電池，日本將重點放在了降低成本方面，如材料薄型化，通過積層進行設計，擴大應有范圍等。以NEDO在上世紀90年代末實施的5年計劃為例，項目為薄膜光伏電池和下一代發(fā)電系統(tǒng)。目標是發(fā)電成本將至25日元/千瓦時，5年總投資44億日元。具體目標是，圍繞薄膜復合光電池的制造，微晶硅的復合型光伏電池的高速、大面積、低成本制膜技術(shù)，環(huán)保型大面積CIS薄膜光伏電池制造技術(shù)，用高速真空制造光伏電池技術(shù)和集光發(fā)電技術(shù)開展研發(fā)制造，承擔單位都是大型工業(yè)企業(yè)；普及類技術(shù)調(diào)研包括光電評價及資助技術(shù)，硅電池的再生利用技術(shù)，薄膜電池的再生利用技術(shù)，光伏電用玻璃的再升級是，光伏電池適當處理的社會系統(tǒng)研究和光電系統(tǒng)的電磁環(huán)境性研究；針對前沿的技術(shù)，由高校牽頭開展研發(fā)。

5.俄羅斯：光伏“旁觀者”的試水

1985年~1996年的近10年間，俄羅斯太陽能電池的總發(fā)電量是70兆瓦，但每瓦的價格達到了4.5美元~10美元，非常不適合工業(yè)和生活用電。主要原因就在于制造太陽能電池的單晶硅材料價格過于高昂，而且單晶硅切割成薄片時出現(xiàn)的高損耗，特別是當薄片厚度少于50微米~100微米時，材料的損耗更加抬高了成本。因此，在涉足太陽能領域的過程中，俄羅斯原子能部提出了一個重點課題，就是使用各類價格相對低廉的硅材料來制造高效的光敏接收器。1996年，俄羅斯制定并以頒令的形式公布了發(fā)展太陽能光伏發(fā)電大綱，并以全俄化學工藝研究所為骨干，研究和開發(fā)出若干降低太陽能電池價格和材料消耗方面的工藝。

在原料方面，生產(chǎn)太陽能電池使用的是相對便宜的原材料：天然石英巖、天然石墨、含硅的工業(yè)廢料（如生產(chǎn)化肥的廢料、有害的含氟廢棄料、核工業(yè)產(chǎn)生的廢棄料等）。而獲取太陽能則必須使用以下純材料：硅元素、四氯氫硅、乙硅烷和四氟化硅。這些純物質(zhì)都來自天然含硅材料和含硅量較高的工業(yè)廢料，俄羅斯便開發(fā)出將氟化硅和氧化硅變?yōu)楣柙丶捌浠衔锏墓に嚒４送?，俄羅斯也在獲取硅的純氟化合物、并將其作為生產(chǎn)硅的原料方面取得了進展，并開發(fā)出了用回收工業(yè)廢氣的方法來提取四氯化硅的工藝，用于生產(chǎn)非晶硅的四氟化硅，純度高達5個9。

在太陽能電池板的生產(chǎn)方面，俄羅斯與美國的ECD公司成立了一家合資企業(yè)。該企業(yè)在莫斯科有一家用柔性鋼片為基生產(chǎn)氫化非晶硅太陽能電池板的工廠，發(fā)電量為2兆瓦/年。據(jù)報道，如使用其他工藝，每瓦價格將在4.5美元~5美元之間，而該廠則能實現(xiàn)4美元/瓦的低價。在10年的使用期內(nèi)，還可降低到2.5美元/瓦。

只不過，筆者并沒有收集到后續(xù)的相關(guān)資料，預測是否成真不得而知。另外，當時該國的《軍轉(zhuǎn)民》雜志稱，從當時俄羅斯掌握的生產(chǎn)非晶硅和單晶硅電池的技術(shù)上看，俄羅斯專家對未來總體價格控制在2.5美元/瓦充滿希望，還做出了俄羅斯將占據(jù)國際市場1/10的預言。事實證明，預言并未實現(xiàn)，對于這個資源豐富、幅員遼闊的國家而言，發(fā)展太陽能用來補充資源缺口的緊迫感或許并沒有與時俱進開展研究來得急迫。