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四、蓄勢：在黎明破曉前

（世紀之交至2003年）

2.政策支持為行業(yè)“助跑”

新千年伊始，眾多國家紛紛制定雄心勃勃的發(fā)展規(guī)劃，用以推動光伏技術和工業(yè)的發(fā)展。發(fā)達國家紛紛制定了發(fā)展包括太陽能電池在內的可再生能源計劃。美國和日本為了爭奪世界光伏市場的霸主地位，爭相出臺太陽能技術的研究開發(fā)計劃，美國推出的是國家光伏計劃，日本推出的是陽光計劃，二者都描繪出了一幅研究開發(fā)太陽能技術的宏偉藍圖。

（1）美國

21世紀初，美國的光伏發(fā)電設施總量不足60兆瓦，這也就相當于一臺燃氣輪機的功率。由于美國各州政府鼓勵投資光伏發(fā)電，當時就有行業(yè)人士作出了“光伏發(fā)電市場很快會超過德國和日本，有望成為世界上最大的光伏市場”的預判。美國能源部制定了從2000年1月1日開始的新5年國家光伏計劃和2020-2030年長期規(guī)劃，計劃到2010年實現(xiàn)光伏裝機量4.7吉瓦，以實現(xiàn)能源、環(huán)境、社會發(fā)展和保持光伏行業(yè)在世界領導地位的戰(zhàn)略目標。該計劃也被稱為NREL光伏計劃，美國新千年光伏計劃是該國在這一時期最為重要的光伏發(fā)展計劃，是美國能源部國家光伏計劃的重要內容，涉及單晶硅、高級器件、薄膜光伏技術、制造技術、組件及系統(tǒng)性能工程、光伏應用和市場開發(fā)等，其任務是與美國企業(yè)進行合作開發(fā)和應用光伏技術，使其能夠將研究成果迅速轉化為產品和商業(yè)應用。為了達到這個目的，NREL在開發(fā)美國國內市場的同時，也十分重視國際市場的開發(fā)和拓展，與俄羅斯、中國、印度、印尼、巴西和埃及等國家建立了技術合作和光伏市場開發(fā)關系。此外，美國還推出了“太陽能路燈計劃”，旨在讓美國一部分城市的路燈都改為太陽能供電，每盞路燈可節(jié)電800千瓦時。

當時，美國有14個州制定了可再生能源投資組合標準，規(guī)定在電力發(fā)展中，可再生能源必須占一定比例。伊利諾斯州和夏威夷州都制定了可再生能源投資目標。明尼蘇達州既執(zhí)行可再生能源投資組合標準，也制定了可再生能源投資目標。亞利桑那州也采取了可再生能源投資組合標準，在其東部的斯普林維爾，Tuscon電力公司建起了發(fā)電規(guī)模世界第二、發(fā)電能力為3.78兆瓦的太陽能電站。該電站也是一個試驗平臺，用于多種光伏發(fā)電技術的長期試驗。另外，亞利桑那公共服務公司于2001年，在普雷斯科特建起了占地面積約0.2平方公里的太陽能電站，至2003年已經發(fā)電1.5兆瓦。2002年秋，加州參議院通過了1078法案，要求加州三大電力公司在每年的電力采購中，將可再生能源零售電量增加1%。到2003年5月，南加州愛迪生公司（SCE）采購的可再生能源電量已經占采購總電量的22%，2003年6月達到23%，提前14年超過了該州制定的可再生能源發(fā)電要求。SCE采購可再生能源電量的份額隨著用戶需求以及風光水電的可利用率等因素的變化而變化。另外，加州的SMUD公司在此時的太陽能發(fā)電裝機容量也達到了10兆瓦，擁有1千套光伏發(fā)電裝置，占美國全部聯(lián)網光伏發(fā)電系統(tǒng)的一半還多。2003年，舊金山的Chevron能源公司在加州建起了第1個光伏發(fā)電站，為其在加州的油田供電。資料顯示，該光伏發(fā)電站的發(fā)電能力為500千瓦，是當時世界上最大的非晶體硅太陽能電池組發(fā)電站，電站安裝了4800塊太陽能板，每塊尺寸約為0.4米×5.5米，與玻璃基光伏電池組不同，非晶體硅電池具有很強的柔韌性，可以承受一定的外部沖擊和穿刺，而不影響光伏發(fā)電的轉換能力。同年，圣地亞哥的北島海軍基地安裝了兩組相鄰的長近1千米、容量為750千瓦的光伏發(fā)電陣列組，共有3078塊太陽能板，單塊最大額定輸出功率300瓦。在這一時期，白宮建起了由167塊太陽能板組成的9千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)，加州大學安裝了當時世界最大的大學校園光伏發(fā)電系統(tǒng)，供電量占高峰用電的3成左右。

2003年，美國太陽能光伏電池的產量是103.02兆瓦，比上年下降了14.6%，其主要原因是Astro Power公司遭遇破產危機。BP Solar在歐洲和亞洲的工廠相繼開張，從而減少了美國工廠的產量；BP在美國的工廠（Solarex前身）開始轉向大型硅片和低反射涂料的生產。但是，雖然產量下降，美國光伏系統(tǒng)的安裝量還是增加了42%（從2002年的44.4兆瓦到2003年的63兆瓦）。2003年，美國光伏電池增量體現(xiàn)在各個應用領域，政府的財政補貼使并網系統(tǒng)應用量高速增長。2003年，美國電池進口量翻番，達到了18兆瓦，主要進口國是日本。

（2）日本

一直以來，日本光伏政策以政府統(tǒng)一制定和管理為主，退款和補貼政策、凈計量、綠色電力證書、政府主持的綜合研發(fā)機構以及對公眾的教育等激勵政策具有一定的標桿性。1999年之后，日本的太陽能發(fā)電能力年增長率達45%。到了世紀之交，日本的太陽能電池產量已經在世界上稱霸，其國內的太陽能市場也頗具影響力，一直居世界首位，太陽能發(fā)電設備總功率64萬千瓦，占全球一半。日本通產?。∕ITI）第二次能源分委會宣布了光伏、風能和太陽熱利用計劃，2010年實現(xiàn)光伏發(fā)電裝機容量達到5吉瓦。而事實上，2003年，日本的太陽能電池產量為363.91兆瓦，光伏系統(tǒng)新增安裝量223兆瓦，其中住宅光伏系統(tǒng)達到201兆瓦，累計已經實現(xiàn)安裝860兆瓦。價格方面，并網戶用系統(tǒng)安裝價格從1995年的11美元/瓦下降到了2003年的6美元/瓦，日本的生產線也在此過程中不斷增加，只有大力開拓出口市場才能保持產業(yè)的健康發(fā)展。

當時，日本在茨城縣的產業(yè)技術綜合研究所建成了該國最大的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。太陽能電池板的面積加起來像足球場一樣大，共6500平方米，采用了單晶硅等4種材料，分別鑲嵌在研究所內的建筑物、停車場頂棚和空地的斜坡上，使用太陽能電池板5600塊，有直流電變交流電裝置21臺，造價8億日元，發(fā)電功率最高869千瓦。和原有設備相結合，該系統(tǒng)發(fā)電能力超過千瓦，電量可供300戶家庭使用，年均減少二氧化碳排放1100噸。在電池及產品研發(fā)上，東京理科大學的荒川裕則教授等人領導的研究小組，成功地開發(fā)出了“色素增感型”太陽能電池，將光電轉換率提升到11%，這種電池在材料中使用了色素和氧化鈦。為提高光電轉換效率，研究人員將氧化鈦的大小控制在納米級，使色素能夠更加有效地吸收光。雖然試制的長寬分別只有5毫米，但為逐步提升擴大奠定了堅實的基礎。

尤其值得關注的是，2003年，可再生能源組合標準規(guī)定電力公司以11日元/千瓦時的價格上限，收購多余電量，這無疑擾亂了電力公司20日元/千瓦時回購電價的自愿凈計量計劃。此政策只適用于住宅光伏系統(tǒng)生產的超過安裝者自己消費的聲譽電量，只用于非商業(yè)目的的光伏系統(tǒng)。也正因此，偏低的上網電價，一定程度上對日本光伏的發(fā)展有所抑制。