光伏农业科技园区并网发电项目市场需求供给状况分析.doc

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1、光伏农业科技园区并网发电项目市场需求供给状况分析1.1 国内外光伏农业市场发展动态及趋势1.1.1 国外光伏发电发展历史1954年世界第一块实用化太阳能电池在美国贝尔实验室问世，并首先应用于空间技术。当时太阳能电池的转换效率为8。1973年世界爆发石油危机，从此之后，人们普遍对于太阳能电池关注，近十几年来，随着世界能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能电池的清洁性、安全性、长寿命，免维护以及资源可再生性等优点更加显现。一些发达国家制定了一系列鼓舞光伏发电的优惠政策，并实施庞大的光伏工程计划，为太阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场空间，太阳能电池产业进入了高速发展时期，并带动了上游多

2、晶硅材料业和下游太阳能电池设备业的发展。在19972006年的10年中，世界光伏产业扩大了20倍，今后10年世界光伏产业仍以每年30以上的增长速度发展。1954年美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池，效率为6，1955年第一个光伏航标灯问世，美国RCA发明GaAs太阳能电池，1958年太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星，转换效率为8。1959年第一个单晶硅太阳能电池问世。1960年太阳能电池首次实现并网运行。1974年突破反射绒面技术，硅太阳能电池效率达到18。1975年非晶硅及带硅太阳能电池问世，1978年美国建成100KW光伏电站。1980年单晶硅太阳能电池效率达到20多晶硅为14.5，G

3、aAs为22.5。1986年美国建成6.5KW光伏电站。1990年德国提出“国提出“光伏屋顶计划”。1995年高效聚光GaAs太阳能电池问世，效率达32。1.1.2 国外光伏发电现状及趋势太阳能光伏发电是最有希望成为未来替代能源生产的一种发电方式。全球光伏行业过去几十年在电池及组件方面的生产有着惊人的发展速度，包含2008年的10年复合年增长率（CAGR）为46，5年CAGR为56。2007-2008年的年增长率为87，高于2006-2007年的年增长率51。世界光伏装机容量在2002年为560MW，到2003年到达750MW，2004年世界光伏电池年产量达到1256MW，2005年产量达18

4、18MW，2010年新增16.6GW，累计达到39.6GW。德国光伏市场的年新增装机容量的增速高峰出现在2000 年及2004 年，增速分别达到200%和300%以上，这两次超常规增长的主要推动因素是德国首创的上网电价补贴政策的推出和修订。2004年开始，德国对可再生能源法进行了修订，新的补贴法案促成了德国光伏市场随后的爆发，随之而来的是发达国家间新一轮的政策热潮和全球光伏市场的更高速膨胀。在实施该项政策后，德国一跃成为世界最大的光伏市场。日本光伏市场规模化需求最早形成。早在1974 年第一次石油危机后，日本政府便开始“阳光计划”支持可再生能源的研究，其中包括光伏技术。1993 年，“新阳光计

5、划”代替了“阳光计划”，继续支持可再生能源的研发，2002 年又有专项光伏技术研发计划出台。2009 年，受初装补贴、富余电量优惠价格上网、新可再生能源发展目标出台刺激等因素影响，预计日本光伏市场全年新增容量将达到410MW 左右。在2011年福岛核电站事故后，日本政府不得不加速从核电向其他发电方式的转变，分布式光伏发电则是最适合日本现状的选择，日本光伏装机容量已经超过总发电装机容量的1.5%。图3-1 日本光伏发展路线图（2030年为81.3GW）美国在进入21世纪后，因欧洲光伏市场和亚洲光伏产业的崛起而逐渐失去光伏市场和产业的领导地位，为此，奥巴马政府2011年开始实施SunShot计划，

6、其目的就是“实现美国重建太阳能发电的技术领导地位、加强在世界清洁能源竞赛中的经济竞争力”。2011年世界光伏新增装机容量达到24GW。图3-2 美国光伏发展路线图法国市场启动时间也较早。1995 年起，法国市场开始出现离网示范性光伏项目。2002年，法国政府首次出台了上网电价政策，但由于上网电价低，且当时安装成本较高，市场并未出现超速增长。2005 年后，联邦政府在20052012年间对光伏系统用户提供税务优惠，这一政策大大刺激了法国的光伏市场，当年新增容量同比增长233%。2006年10月起，法国政府出台新的补贴标准，上网电价基数大幅提升至0.300.40 Euro/kWh，针对建筑集成系统

7、（BIPV）的上网电价达到0.55 Euro/kWh，且额度随通货膨胀情况调整。这一优惠政策进一步加速了法国光伏市场的增长。2007年10月，法国政府在其环境协商会议（Grenelle de lenvironnement）中宣布了2020年累计装机5.4GMW 的目标。2010年初，为防止其光伏市场过热，法国政府降低了本年的FiT，BIPV 系统（包括屋顶系统）对应的FiT 基数由0.55 Euro/kWh 降低至0.42 Euro/kWh，降低幅度约24%。意大利光伏市场回顾与展望 上世纪90 年代，意大利是世界上第三个进行光伏示范电站建设的国家；政府以财政补贴或税务抵扣的方式提供等于707

8、5%系统成本的补贴，系统所发富余电量以正常电价出售给当地电力公司。2005 年7 月，意大利政府启动了上网电价补贴政策。2006 年2 月，意大利政府对上网电价政策做出补充：将2015 年光伏系统总装机容量目标由300MW 提高至1000MW，将补贴容量上限由100MW 提高至500MW。2007 年2 月，意大利政府对上网电价补贴政策再次修订，取消了单个电站1MW 的规模上限，取消了每年85MW 的新增容量上限，并规定上网电价2008年底前不变，在2009 及2010 年分别下降2%，并在2010 年后由后续法案决定。 同时，意大利政府将2016 年累计安装容量目标定为3GW。2008 年底

9、，受2009 年补贴降低预期的影响，意大利市场月安装量异常高涨，全年安装量达338MW。但在随后的2009 年，在系统安装成本大幅下降的情况下，官方公布的总安装量却仅增加10%左右，达374MW。1.1.3 世界光伏发电技术 晶体硅电池技术。以单晶硅电池和多晶硅电池为代表的第一代太阳能电池，主要注重于提高光电转换效率和大规模生产(目前市售晶硅电池组件转换效率在1416%左右)，然而，硅成本极高，还存在着高能耗、劳动密集、对环境不友善和高成本等问题。多晶硅和单晶硅片太阳能电池技术的发电过程本身“低能耗无污染”，但是，其产业链上游多晶硅和单晶硅材料的精练过程能耗极高，晶片制造过程切割、磨抛造成巨大

10、材料浪费并对环境产生压力，需要更长时间的能源补偿。随着自动化程度和生产技术水平的提高，电池效率将由现在的水平（单晶硅16%18%，多晶硅15%17%）向更高水平（单晶硅18%20%，多晶硅16%18）发展。非晶硅电池技术。非晶硅一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成的。由于分解沉积温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积约1m厚的薄膜，易于大面积化 （0.5m1.0m），成本较低。为提高效率和改善稳定性，有时还制成多层叠层式结构，或是插入一些过渡层。其商品化产量连续增长，年产能力45MW/a，10MW生产线已投入生产，全球市场用量每月在1千万片左右，居薄膜电池首位。发展集成

11、型a-Si光电池组件，激光切割的使用有效面积达90%以上，小面积转换效率提高到14.6%，大面积大量生产的为8-10%，叠层结构的最高效率为21%。研发动向是改善薄膜特性，精确设计光电池结构和控制各层厚度，改善各层之间界面状态，以求得高效率和高稳定性。薄膜电池技术。包括硅基薄膜电池、CIGS电池、CdTe电池在内的第二代薄膜太阳能电池，它是近几十年来发展起来的新技术，注重于降低生产过程中的能耗和工艺成本，低温等离子增强型化学气相沉积技术、电镀技术、印刷技术被广泛地研究并应用于薄膜太阳能电池的生产。特别是随着液晶电视的薄膜晶体管研发，非晶硅和微晶硅薄膜技术有了长足的发展，并已应用于硅基薄膜太阳能

12、电池大规模生产。然而，目前薄膜的转化率只有10%-12%上下，还低于晶体硅。但是它的提升空间非常大，在10%的水平上就能实现晶体硅在17%-18%转化效率时所实现的成本，因此薄膜技术未来发展空间很大。在光伏农业应用上，薄膜太阳能电池组件具有分光作用，可有效阻止过多的热量进入大棚，能抑制夏季和中午大棚内的温度大幅上升。在冬季和夜晚的时候，则能阻止大棚内的光向外辐射，避免温室内热能的流失，并降低晚上温度下降的速度，可有效起到冬季和夜晚保温的作用。其次，利用薄膜太阳能电池组件阻挡紫外线的特性，可打乱昆虫生长环境，起到物理防虫效果，抑制重大病虫害，实现绿色有机作物种植。太阳能电池研发。包括宽频谱多结硅

13、基薄膜太阳能电池，非晶/单晶异质结（HIT）太阳能电池和硅基III-V 族太阳能电池以及纳米薄膜太阳能电池等薄膜电池。这些太阳能电池技术主要采用非真空技术，例如印刷技术、纳米量子技术、有机电子技术和多级串并联太阳能薄膜电池的设计和工艺技术来制备低成本和高效率的太阳能电池。它是近年来提出的一个新的概念和研发方向。1.1.4 世界各国对太阳能发电计划（1）美国光伏发电的“百万屋顶计划”美国在1997年6月26日克林顿政府就宣布了太阳能“百万屋顶计划”（Million Solar Roofs Initiative）准备在100万座建筑物上安装太阳能发电系统。来补充电网。 在美国政府的大力支持下，此计

14、划已基本完成，现在美国一些主要地区，太阳能已经成为当地能源供给的主要形式。（2）日本的“阳光计划”日本是一个资源匮乏的岛国，从国土面积、人口总数来看，它的太阳能发电总量已远远超过了同等经济水平的美国和欧盟。日本在1992年，通产省把发展光电作为改善城乡环境和抑制地球生态恶化的主要措施制定“阳光计划”。与2000年又颁布了“建设循环型社会基本法”要求进一步加快发展光伏发电。通过“阳光计划”，日本从1990-2000年，共耗资30亿美元，推动“住宅屋顶光电系统”。现在日本的“住宅屋顶光伏发电系统”已经成为主流供电，并达到了3GW。（3）德国的“德国万屋顶发电计划”德国政府在2003年已圆满完成了“

15、已圆万屋顶发电计划”。2000年，首先颁布了“可再生能源法”，2003年又公布了“可再生能源促进法”。由此引发了德国光伏发展的新一轮高峰，到2004年德国光伏发电总量达到2000兆瓦，一举超过了日本，成为最大的光伏发电国家。目前，在德国到处可见-在自家屋顶上安装的小型太阳能光伏电站，汇集在一起并入公共电网，国家并给予一定比例的补助。1.1.5薄膜光伏太阳能大棚（光伏农业）发展现状及趋势近年来，随着太阳能薄膜电池制造技术的快速更新，非晶体硅薄膜式太阳能电池已经在德国、美国、日本等发达国家广泛运用于设施农业大棚。在日本，薄膜光伏太阳能电池板应用于设施农业大棚的市场价值2009年为95亿日元，在日本

16、政府补助政策的相关刺激下，这一市场到2020年有望增长到420亿日元。1.2 光伏农业的市场需求及供给1.2.1 国内光伏农业的市场需求分析（1）清洁电力市场需求分析随着全球能源形势趋紧，太阳能光伏发电作为一种可持续的能源替代方式，于近年得到迅速的发展，并在世界范围内得到广泛应用。我国可再生能源中长期发展规划已于2007年8月31日正式发布，温总理的政府工作报告中提到要支持和推进新能源、节能环保等技术研发和产业化，为我们发展可再生能源产业指明了前进方向。在未来，光伏发电可能迎来爆发式发展。根据太阳能发电发展“十二五”规划，到2015 年底，我国太阳能发电装机容量要达到2100 万千瓦以上，年发

17、电量达到250 亿千瓦时。在“十二五”发展的基础上，到2020 年太阳能发电总装机容量要达到5000 万千瓦。根据中华人民共和国可再生能源法的规定，发电企业在2015年和2020年需要完成最低保障性可再生能源电力收购比例分别为10%和15%，普遍性责任规定电网企业目标年收购比例最低指标：国家电网公司到2015年底需要达到6%以上。据电监会监测，2012年，我国共消纳清洁能源电量10662亿千瓦时，同比增长28.5%，占全部上网电量的21.4%，较去年同期提高1.9个百分点。其中，太阳能发电35亿千瓦时，同比增长414.4%。截至12月底，全国新增太阳能发电119万千瓦，全国全口径发电装机容量达

18、11.4亿千瓦，其中太阳能发电(并网)328万千瓦，同比增长47.8%。光伏发电规模呈现持续增长态势。到2020年中国用电需求预计将在现有基础上翻一倍。中国将加快清洁能源的发展步伐，将其发电装机占比提高至35%，而大力发展光伏发电是实现这一目标的重要手段。据专家估计，中国2020年用电需求将达7.7万亿千瓦时，发电装机容量达16亿千瓦左右。届时清洁能源装机将达5.7亿千瓦，每年可减少煤炭消耗4.7亿吨标准煤，减排二氧化碳11.8亿吨。对于清洁能源的发展，中国除了将在甘肃酒泉，江苏沿海和内蒙古等地建设若干千万千瓦级风电基地之外，还要在在西北部地区发展大规模太阳能光伏发电。新世纪以来，我国设施农业

19、快速发展，设施农业面积已从上世纪末的不足百万公顷发展到目前的300多万公顷，我国的各类农业大棚面积已稳居世界第一，其中高档玻璃温室、塑料大棚的建筑面积已高达200多万公顷以上。对于太阳能光伏产业来说，如果能将这些设施农业大棚的顶部空间充分利用，不仅可以节约大量的土地资源，还可以在不影响棚内农作物正常生产的情况下充分利用设施农业大棚本身作为太阳能光伏发电的建筑基础。产生的电力资源可以直接提供给大棚内的照明、卷帘机、灌溉设备、升温和降温设备等使用，还可以供给周围居民和农户生产和生活使用。在当前石油价格不断上涨、能源危机频现，全球气候变暖、节能减排已成为时代主旋律的大背景下，大力发展绿色替代能源，发

20、展低碳经济，促进和实现可持续发展已成为世界各国面临的共同选择。而大力发展太阳能光伏产业，充分利用太阳能发电是解决目前能源危机的最佳选择。光伏农业既是工业项目，又是高效农业项目，具有高效利用太阳能发电，实现低碳农业发展和设施农业智能标准化生产等特点，为各地积极落实国家节能减排政策，发展绿色能源，缓解我国能源短缺问题开辟了一个崭新途径，并且对于促进农业转型升级，提高农业企业和农民收入也具有十分重要的意义。随着我国薄膜光伏太阳能电池技术的不断改进，太阳能光伏发电系统成本的逐渐降低，以及薄膜光伏太阳能电池在设施农业应用领域的关键技术攻关，以及国家扶持力度的不断加大，其在设施农业大棚上的应用前景会非常广

21、阔。（2）食用菌产品市场需求分析我国是食用菌生产大国，每年生产600多万吨各种食用菌，这极大地丰富了人民的物质生活，但品种主要集中蘑菇、香菇、木耳、平菇等全国各地普遍栽培的几种食用菌上，而且生产主要集中在秋、冬季节。目前逐渐增加了灵芝、竹荪、鸡腿菇、杏鲍菇、杨树菇、大球盖菇、阿魏菇等20多种，品种达30余种，但在高温的夏季，采用传统技术大部分食用菌还无法生产，栽培的品种更少。我国食用菌产品主要靠内销，食用菌历来作为高端食品出现在人们的餐桌上，通常只有逢年过节才有机会吃上。近年来，随着人们收入水平的迅速提高，消费能力迅速增强，但由于生产能力不足，价格仍居高不下。目前我国人均年占有量仅5公斤，不及

22、发达国家的四分之一。通过工厂化生产，将有助于食用菌产量的迅速提高，人们购买新鲜食用菌更加便易，需求量和消费量也将明显增加。我国食用菌产品的出口主要是干菇、鲜菇和盐渍菇，其中以鲜菇出口效益最高。杏鲍菇是我国食用菌家族中的新秀，由于其质地脆嫩，具有一股淡淡的杏仁香味，适合保鲜、加工和烹调，深受消费者欢迎。 近年来，杏鲍菇栽培在我国发展速度较快，栽培数量每年成倍增长，栽培地区已从南方扩展到北方各省，栽培技术不断完善。 目前，我国杏鲍菇的市场主要有两个方面：国内市场：国内市场的消费量在逐年增加，以各大高档饭店鲜菇消费为主。由于杏鲍菇价格较高，要真正进入普通百姓家庭，还需要3-5年时间。日本市场：近两年

23、来，日本杏鲍菇市场需求猛增，产品供不应求，这极大地刺激我国杏鲍菇生产基地的形成。杏鲍菇出口日本主要有三类产品：A.保鲜杏鲍菇出口：通过空运或保鲜香菇拼柜海运出口。B.盐渍菇出口：将杏鲍菇加工成盐水菇出口日本。C.清水菇罐头出口：将切片后的杏鲍菇加工成清水罐头出口日本。 通过市场分析可以预计，在今后几年内杏鲍菇的价格会有所下降，但下降幅度不会太大，产地收购价基本保持在6元/公斤（反季节及工厂化生产除外）。但这并不影响栽培者的效益，因为随着栽培技术不断提高近年内杏鲍菇的生产成本肯定会有所降低。1.2.2河南光伏农业的市场需求及供给分析（1）光伏农业产品市场需求及供给分析1）河南省光伏发电市场需求及

24、供给分析河南用电需求旺盛，电力、电煤缺口巨大，2011年河南省全社会用电量累计达到2659亿千瓦时，同比增长12.96%，而2011年河南省累计完成发电量2598亿千瓦时，电力缺口达61亿千瓦时，特别是在采暖和降温期间，部分地区个别时段只能采取错避峰和让峰限电措施，严重影响社会各产业正常发展。据预测，到2015年，全省用电量将达3700亿千瓦时，电煤缺口约为4400万吨。急需发展光伏发电等可再生清洁电力作为补充。河南省电网发电以火力发电为主，可再生能源发电比重较小。截止2011年底，火电装机容量为43010MW，年发电量2483亿kWh，火电装机容量和发电量占河南省的比例高达89.01%和95

25、.6%，可再生能源发电总装机容量和发电量有限，据统计，截止2011年底，可再生能源发电装机容量只有5310MW，占总装机容量的比重仅为11%，远低于同期国家28%的平均水平，根据河南省“十二五”能源发展规划中的电力需求预测，河南省电网2015 年可再生能源发电量要达到150亿kWh，以光伏发电为代表的可再生电能市场发展前景广阔。根据可再生能源电力配额管理办法规定，对于总装机容量超过500万千瓦的大型发电企业，2015年其可再生能源发电占自身比例要达到11%，总发电量要达到6.5%，对于本项目建设单位电力集团有限公司而言，建设光伏发电项目也是企业自身发展需求。此外，河南省一次能源消费以煤炭为主，

26、煤炭消费占能源消费总量的85%以上，随着煤炭资源的大量开采和使用，造成诸如地下水位下降、地表坍塌、耕地占用、大气水土污染等严重的能源、社会和环境问题，制约了河南省社会和经济的可持续发展，发展可再生清洁能源产业迫在眉睫。同时，河南省水力资源基本开发完毕，为保护自然生态环境，促进河南省社会和经济的可持续发展，发展光伏发电产业势在必行。2）河南省食用菌市场需求及供给分析食用菌作为高档食品，味道鲜美，营养丰富，安全卫生，历来为国内外广大人群所珍爱。河南省是我国最大的食用菌生产大省，据统计河南省2009年食用菌总产量为226万吨，主要销往国外。目前菌类食品已成为人类继植物源食品、动物源食品之后的第三大食

27、品源，但我国食用菌人均消费量不足0.5千克，只相当于美国人的1/5，日本人的1/6，随着人们生活水平的提高和对食用菌产品无公害、营养、医疗保健作用的不断认识，国内市场对菌类产品的需求量必将越来越大，食用菌内销市场前景广阔。本项目建成后，可年产食用菌7200吨，完全可以被国内市场消纳。（2）河南省光伏农业原料市场需求及供给分析1）河南省光伏农业建设土地资源需求及供给分析大量可利用土地资源是发展光伏农业的前提和基础，当前河南省荒山面积巨大，其中辉县市荒山占全市土地面积约70%，受交通条件、土壤肥力影响，目前全省约有1000多万亩的荒山没有开发利用，其中辉县市未利用土地达73万亩，利用荒山发展光伏农业不仅可为光伏农业发展提供充足的建设空间，同时可实现荒山资源的充分利用。本项目利用辉县市荒山发展光伏农业，项目总占地面积约3900亩，完全可以满足项目建设所需土地。2）河南省菌包原料市场需求及供给分析食用菌菌包材料主要是农作物秸秆、棉籽壳、麦麸、玉米芯等，河南省是我国重要的小麦、棉花和玉米种植基地，农作物秸秆、棉籽壳、麦麸、玉米芯资源丰富，主要农作物秸秆年产量在6000万吨以上，其中新乡市主要农作物秸秆产量550万吨以上，多数处于未利用状态，本项目建成后，年秸秆需求量约为1.5万吨，项目所在地秸秆等资源完全可以满足项目运行对秸秆等原料的需求。