中国建设低成本光伏电站发展趋势看好——超白太阳能玻璃、硅基薄膜电池为建

发布时间：2024-11-18

研究与综述

中国建设低成本光伏电站发展趋势看好

——超白太阳能玻璃、硅基薄膜电池为建造低成本光伏电站提供了基础

徐美君

（中国建材国际工程有限公司蚌埠市２３３０１８）

摘要从技术、成本、设备和原材料配套等几个方面详细介绍了硅基薄膜电池低耗能、低成本、零污染、年发电量高等优势，是最具价格竞争力的光伏电站组件。

关键词光伏电站硅基薄膜电池超白太阳能玻璃中图分类号：ＴＱｌ７１

文献标识码：Ａ

文章编号：１００３—１９８７（２０１０）０７—００１５—０５

近１０年来，太阳能发电应用快速发展，太阳能发电有着能量巨大、取之不尽、清洁环保的巨大优势，是最重要的新能源，必将成为本世纪最主要的替代能源。２００９年以来，硅材料价格的大幅下跌，导致晶硅电池组件价格下跌一半，这为降低光伏发电成本提供了机会。更重要的是，硅基薄膜电池异军突起，以其生产中低能耗、低成本、零污染、年发电量高等优势，成为最具价格竞争力的光伏组件，这为建造低成本光伏电站提供了基础。光伏电站建造成本的大幅降低，又为降低上网电价创造了条件。

强生光电在２００９年初就提出用３～５年时间使光伏发电上网电价与火电同价的目标，当时并未有很多人赞同，但一年多的实践证明，这一目标是可能的，也是完全可行的。

．从目前硅基薄膜电池组件成本和光伏电站实际造价分析，实事求是地讲，晶硅组件虽然目前仍占据光伏市场的主导地位，但综合成本确实比薄膜电池高很多，低成本的薄膜电池具有十分显著的后发优势，市场的天平正在向薄膜电池倾斜。另一方面，前几年光伏组件生产和安装应用等许多环节中存在着成本虚高：①设备制造商利润虚高，光伏组件制造设备价格昂贵；②原料价格虚高，有一阶段硅料爆炒到４００美元／ｋｇ以上，粘合膜、超白玻璃等

工程中，一些企业的晶硅电站报价每兆瓦也在

２３００—２

５００万元，有的报价甚至超过３０００万元。

据介绍，当今使用强生光电公司生产的品质好、成本低的薄膜组件建造１ＭＷ电站，２０１０年造价（不含税成本）只需１４００万元。随着薄膜电池产量的扩大、转换效率的提升以及逆变器等配套产品价格的不断降低，到２０１２年就可降为ｌ０００万元，按此建造成本，再按组件发电寿命２５年计算，基本电价成本只有０．２５元／ｋＷｈ，加上利息、税收、维护费用、业主利润等，上网电成本不会超过０．５０元／ｋＷｈ。强生光电认为，光伏发电已到了一个降本的转折点，光伏发电高价位的思维必须迅速改变和纠正。今年该公司建造的光伏电站，发电成本不会超过０．８０元／ｋＷｈ，２０１０年投标价也在每度１元以内。２０１１年发电成本可降至０．７０元／ｋＷｈ，２０１２年发电成本可降至０．６０元／ｋＷｈ。如果国家在税收政策上进行调整，在建设光伏电站贷款利率上给予扶持，２０１２年就可以做到０．５０～０．５５元／ｋＷｈ。只要光伏发电与火电接近或同价，中国光伏产业凭借制造和应用上的优势，也能将低成本电站快速推广，中国将真正成为名副其实的光伏生产大国和应用大国。以强生光电公司为例，该公司已经完全能够制造品质好、成本低的电池组件。因此有关方面的专家们指出，中国建设低成本光伏电站发展趋势日趋看好。目前硅基薄膜电池组件有以下３大优势。

材料的生产商利润都在ｌ倍以上；③组件生产工厂

成本虚高，尤其有一些上市公司，开支大、费用高。在欧洲，晶硅组件建造的电站每兆瓦造价仍需３００万欧元、即３０００万人民币，去年在国内金太阳

１质优、成本低

硅基薄膜电池以其多项优势成为最具成本竞争

１５

全国性建材科技期刊——《玻璃》

２０１

０年第７期总第２２６期

力的光伏组件。与其它光伏组件相比，硅基薄膜电池的突出优点是：①原材料简单，没有原料供应瓶颈，９９％的原材料可在中国配套生产；②生产流程短，生产过程中电耗低、零污染；③组件转换率提升空间大，整体成本可以逐年降低。硅基薄膜电池是２～３年内能够将制造成本降至０．５美元／ｗ以下的唯一光伏产品。

２设备、关键技术、原材料配套已取得突破

（１）在设备配套方面的优势

强生光电公司不搞整线引进，而是独辟蹊径，采取了吸引消化、自主整合的办法，在控制投资规模、掌握核心技术、培育竞争优势方面走出了一条中国特色的光伏发展之路。该公司的硅基薄膜电池生产线核心设备是与美国著名真空企业合资在上海生产的，整合的薄膜电池生产线造价只有引进设备的１５％。强生光电的生产线整合计划，一两年内，

３５

ＮＷ薄膜电池生产线全部投入只需（１

Ｘ

１０７）美

元，折旧费只需０．０５美元／ｗ，为引进设备的１／８。

（２）在提升转换率和技术进步方面的优势强生光电正在稳步推进、寻求突破。目前强生光电公司硅基薄膜电池转换效率为６％～６．５％，但硅基薄膜电池无环境污染、无材料瓶颈，又比锑化铬等薄膜电池高出一筹，是最为大众接受的深绿色能源产品。同时，薄膜光伏电站年发电量比晶硅电站要多出１０％～１５％，计划用一两年时间，在确保低成本、好品质的基础卜，可使转换率提升至７．７％，两年后可提高至９％～１０％；

（３）在原辅材料配套方面的优势

强生光电已与一些著名的供应商建立了稳定的合作伙伴关系，框架、包装等由自己配套牛产。随着公司产能的逐步扩大，材料价格可以进一步降低，这些都为制造好品质、低成本薄膜电池提供了重要条件。

３建造低价位光伏电站技术优势

强生光电公司目前已经具备建造低价位光伏电１６

站，是将来光伏发电应用的主要形式，光伏发电要做到运营成本低、发电量高，电池组件的选择和电站选址很重要，薄膜电池因其成本低、年发电量高，应该成为组件首选；而光伏电站的选址，一定要选择光照好（最好年日照在３

０００

ｈ以上）、荒地多的地区。进

行过反复测算，使用薄膜点池组件建造的电站，按年发电量比晶硅高出１０％一１５％、２５年使用寿命计算，发电总量可达４×１０７ｋＷｈ／ＭＷ；建设１ＭＷ电站投入２年后可降至１０００万元人民币，上网电的总成本完全可以在０．５０元／ｋＷｈ以内。

３．１

国内太阳能电池玻璃发展迅速

有关方面的专家们指出，目前硅基薄膜电池

９９％的原辅材料已可在中国生产，其中导电玻璃和背板玻璃最重要，占总成本的５０％。大幅降低导电玻璃成本，是降低组件成本的最重要措施，同时，薄膜电池产业的发展，也可以缓解我国玻璃行业产能过剩的问题。生产ｌＭＷ薄膜电池组件需使用３万ｍ２玻璃，如几年后我国薄膜电池年产量达到２０Ｇｗ，那将消化我国６亿ｍ２的平板玻璃，这对平衡我国平板玻璃产能过剩也是一个重要贡献。太阳能光伏玻璃是太阳电池产业中一个重要的新兴配套产品，它是随着光伏行业的发展而逐渐壮大的。以往国内玻璃生产企业约有１０２家，大部分为熔化量不

到１００ｔ／ｄ的中、小型窑，总量在９９０～ｌ０００万重量

箱，其原片市场在５亿元左右。

目前，我国国内一些大企业开始介入太阳电池玻璃生产领域，单条生产线的生产能力在２５０～４００ｔ／ｄ。我国光伏领域玻璃的需求量以每年５０％的速度递增，２０１０年将达到２５００万ｍ２，太阳电池玻璃市场前景非常广阔。从发展趋势看，我国将成为未来太阳电池玻璃重要的生产基地。

中国太阳能玻璃的生产起步较晚，目前国内能够生产低铁（超白）玻璃（含压延超白玻璃）的生产线已经有１０多家（山东、江苏、上海、浙江、广东、河南），２０多条生产线，实际产能约３０００ｔ／ｄ，

其中大、中型有１２０

ｔ／ｄ、５００ｔ／ｄ、２５０

ｔ／ｄ等。山东、

江苏、｝：海、浙江、广东等地的产品大部分出口荷兰、日本、韩国、泰国和我国台湾。在国内基本直接出售原片给其它加工玻璃商的市场正逐步上升，

站的技术优势。建造低价位光伏电站，是降低发电成本的另一项重要条件。建造大规模地面并网式光伏电

研究与综述

首先在广东、浙江、江苏等地，并正在逐步扩大。

太阳能作为一种再生能源，能有效缓解全球目前能源供应紧张状况，中国的太阳能产业正以每年２０％一３０％的速度增长。在国际上，随着美国、欧盟、日本等国家光伏发展计划、百万太阳能屋顶计划、光伏先锋计划等政策的制定和出台，太阳能产业年增长率超过了２０％。

另外，中国是一个水资源严重短缺的国家。２００４年中国淡水资源总量为２．７５万亿ｍ３左右，水资源总量位居世界第６位，但人均水资源量只有２

１２５

ｍ３，仅为世界人均占有量的１／４。全国因缺水造成每年城市工业产值损失１

２０吼元以上，相当于一个中

等省份全年的ＧＤＰ总值，且呈增长之势。海水和苦咸水的淡化是解决水荒问题的一条有效的重要战略途径。随着中国《海水利用专项规划》的出台，作为２１世纪“朝阳工业”的太阳能海水淡化产业对太阳能玻璃的需求将与日俱增。另外还有就２０１０年举办的上海世界博览会５．７平方公里的场馆建设全部采用光电玻璃幕墙太阳能发电，配套太阳能玻璃用量不菲。

太阳能低铁（超白）压延玻璃是近几年国际上新开发的新玻璃之一，法国圣戈班玻璃公司在太阳能超白压延玻璃的生产技术及应用领域居同行之首。日本夏普公司是当今国际市场上最大的太阳能超白压延玻璃用户之一。在中国大陆已经有上海、河南、江苏、广东等地建成太阳能超白压延玻璃生产线２０多条，横火焰燃重油池窑１４座，生产

３．２

ｍｍ厚度的太阳能超白压延玻璃产能总量将达到３０００

ｔ／ｄ，约超过４０万ｍ２。

目前正在建设的生产线和即将筹建线预计还有

４条。届时中国大陆太阳能超白压延玻璃产能总量将突破４

０００

ｔ／ｄ，约１０００万重量箱。超白浮法平板玻璃可见光透过率极高，达９３％以上。其太阳能获得率、紫外线透过率等指标均达到了同类产品的先进水平。目前超白浮法平板玻璃最主要用途之一就是太阳能光电幕墙领域。以超白浮法平板玻璃作为太阳能光热、光电转换系统的基片，是目前国际上太阳能利用技术的突破，大大提高了光电转换效率。

中国目前采用压延（压花）工艺和浮法成形工艺生产低铁太阳能玻璃原片的企业正在日益增多，据粗略调查，目前仅有山东、河北、河南、江苏、浙江、上海广东等地区生产。其中山东玻璃集团金晶科技公司南方玻璃集团公司和江苏南京圣韩浮法玻璃公司３家生产的低铁太阳能玻璃原片质量上乘，市场占有率居同行首位。

中国山东首条超白浮法玻璃生产线于２００４年１ｌＪｑ

１０日在点火投产。总投资１晚元的山东玻璃集

团金晶科技公司兴建的６００ｔ／ｄ级超白浮法玻璃生产线，引进了美国ＰＰＧ的先进工艺技术装备。产品规格为：厚度３～２５ｍｍ；板宽可生产３０５０～３６６０ｍｍ；

板长１

５２０—３６６０

ｍｍ。当生产１２ｍｍ以上厚度的超白

浮法玻璃时，可生产８０００～３６６０

ｍｍ的板面。产品

除了供应国内市场外，还大量出口欧洲市场，其中荷兰为最大的进口国之一。

日前，具有完全自主知识产权的我国第１条１３ｔ／ｄ的（熔窑）、硼硅浮法玻璃生产线在中国耀华玻璃集团公司实现工业化生产。继德国肖特和美国康宁之后，中国耀华玻璃集团公司成为世界上第３家能够生产此类产品的企业，从而结束了我国硼硅浮法玻璃全部依赖进口的历史。目前，产品已通过德国、英国等专业机构的质量认证。研发人员历经多次攻关，熔化难、澄清难、成形难、易挥发等技术难题终于被全面破解，稳定生产出了２～１０

ｍｍ

３．３硼

硅浮法玻璃，且产品质量达到国际先进水平。硼硅浮法玻璃具有耐高温、高热稳定性、高硬度、低密度、高透光率等优点，是普通浮法玻璃无法比拟的。产品广泛应用于家电、照明、太阳能发电、精密器械、环境工程、化学工程、半导体技术、医学技术、安全防护等领域，市场前景十分广阔，产品

外销率将达到６０％以上。据悉，耀华集团公司下一

步将着力研制防火玻璃和４．０硼硅玻璃。

在中国太阳能电池封装玻璃方面，信义玻璃已有熔化量达３００ｔ／ｄ的光伏玻璃生产线，并兴建第２条熔化量为５００ｔ／ｄ光伏玻璃生产线，加工能力将达到

１

０００万ｍ２。深圳南玻目前拥有日熔量为２５０ｔ的太阳

能超白玻璃原板生产线４条，加工能力超过１２００万ｍ２。上海福莱特公司拥有４条超白压花玻璃生产

１７

全国性建材科技期刊——《玻璃》

线，年产量会超过１０００万ｍ２。河南裕华公刮加Ｔ能力是４００万ｍ２。常熟耀皮特种玻璃有限公司的加工能力为２００万ｍ２。太仓中玻皮尔金顿特种玻璃有限公司首条太阳能玻璃生产线总投资４．５亿元，该生产线使用了熔化和成形的最新技术，同时也建设了世界卜最大的钢化线，太仓中玻皮尔金顿特种玻璃有限公司加Ｔ．能力５６０万ｍ２；

另外，青岛金晶玻璃集团目前形成年产防眩高透高强光伏玻璃６００万ｍ２的能力。山玻集团的超薄玻璃也部分供应光伏玻璃市场。信义准备引进光伏薄膜导电玻璃生产线，计划年产能达６８万ｍ２，预期将

表１

序号

１

２０１

０年第７期总第２２６期

于２００９年投产。

中航三鑫已经在安徽蚌埠建厂，产能达到超白太阳能玻璃年产量１１２．６９万重量箱，其中超白玻璃原片为５９－３１万重量箱，钢化超白玻璃为５３．３８万重量箱。

目前我们的生产能力还远不能满足市场的需要，还存在相当大的缺口。随着全球太阳能产业的快速发展，在很长一段时间内光伏玻璃的市场都将处于供应紧张的状态。目前，中国超白玻璃原片（用于低铁太阳能玻璃）的生产线大致生产营运情况如表１所示。

中国太阳能光伏玻璃（含浮法、压延低铁太阳能玻璃）生产企业

设计规模ｈｄ“

６００

企业名称

１１Ｉ东玻璃集团金晶科技公司南京圣韩浮法玻璃公司

产品品种应用领域市场情况销售国内外市场销售国内外市场销售国内外市场销售国内外市场

低铁超白浮法玻璃低铁超白压延玻璃低铁超白浮法玻璃低铁超白压延玻璃

建筑、装饰、太阳能电池玻璃组件太阳能建筑物玻璃组件、太阳能电池

盖板玻璃太阳能电池盖板

太阳能建筑物组件、人阳能电池盖板

２２５０

３

河南裕华玻璃有限公司

东莞南玻太阳能玻璃有限公司（一

９０

４

２５０

线）玻璃

东莞南玻太阳能玻璃有限公司（二

３００

线）

５

低铁超白压延玻璃

太阳能建筑物组件、太阳能电池盖板

玻璃

太阳能建筑物玻璃组件、太阳能电池

销售国内外市场

盖板玻璃

太阳能建筑物玻璃组件、太阳能电池

销售国内外市场

盖板玻璃

太阳能建筑物玻璃组件、太阳能电池

８０～９０

销售国内外市场

２００８年８月投产８０—９０

低铁超自压延玻璃

上海福来特玻璃有限公卅（超广１饫

６

８睢９０

延玻璃一线）

卜海福来特玻璃有限公司（超自压

低铁超白压延玻璃

７

延玻璃二线）（２００７年投产Ｊ：市）杭州和合玻璃公司（超白压延玻璃

８

８０－９０

低铁超ｎ压延玻璃

盖板玻璃

销售国内外市场

太阳能建筑物玻璃组件、太阳能电池

低铁超自压延玻璃

盏板玻璃

太刚能建筑物玻璃组件、太｜ｆ日能电池

１５０

一线）

杭州和合玻璃公司（超白压延玻璃

９

销售国内外市场

—一线）（２００７年投产卜市）

１０

低铁超白压延玻璃

销售罔内外市场

盖板玻璃

太阳能建筑物玻璃组件、太阳能电池

新投产生产线

盖板玻璃

太阳能建筑物玻璃组件、太阳能电池

江苏常熟玻璃公司

河南斯拜特玻璃有限公司

９０低铁超自压延玻璃

１１

３００

河北品牛集团

信义集团（东莞太阳能）玻璃有限

１２

低铁超ｌＬｌ浮法玻璃

盖板玻璃

太阳能建筑物组件、太阳能电池盖板

销售国内外市场

玻璃

产品外销率将达到

国内外市场

公司

１３

３００（２００７年８月投产）低铁超白压延玻璃

中国耀华玻璃集团公司

汀苏中玻太仓皮尔金顿特种玻璃公

１００１３硼硅酸盐超白浮法玻璃

２－１０ｍｍ３．３硼硅浮法玻璃

６０％以卜

太阳能建筑物玻璃组件、太阳能电池

１４

司

南玻集团太阳能玻璃有限公司中航ｉ鑫太阳能光电玻璃有限公司

７万妇低铁超白压延玻璃

盏板玻璃

太阳能建筑物组件、太阳能电池盖板

低铁超向浮法玻璃

玻璃

超白太阳能玻璃

太阳能电池盖板玻璃

销售国内外市场

１５

２５０销售国内外市场销售国内外市场

１６２５０

３．２薄膜电池配套使用的其它原材料接近国际先

进水平

有关方面专家和业内人士指出：薄膜电池使用

１８

的其它原材料，如复合膜、接线盒、耙材、特种气体、封装胶、铝框型材等，在国内已有很多工厂在生产，目前上述诸多材料的质量正在逐步接近国际

技术交流

玻璃生产中铁的作用与危害

才秀芹冯明良王丽仙

（秦皇岛玻璃工业设计研究院秦皇岛市０６６００４）

摘要阐述了玻璃中铁的来源、存在形式和着色机理，以及铁对玻璃生产的作用与危害及其解决方法。关键词玻璃生产铁着色脱色温度气氛中图分类号：ＴＱｌ７１

文献标识码：Ａ

文章编号：１００３—１９８７（２０１０）０７—００１９—０６

１引言

２铁在玻璃中的存在形式及其影响因素

２．１铁在玻璃中的存在形式

玻璃生产中所使用的矿物原料（石英砂、长石、白云石、石灰石等），通常占配合料总重量的８０％左右。由于形成原因不同，这些矿物原料中都含有一些铁类等矿物杂质，一方面这些杂质以及通过其它途经带入玻璃中的铁杂质（如玻璃生产中加入一定比例碎玻璃时带入的一些铁杂质和耐火材料受玻璃液侵蚀后落人玻璃中的铁杂质）会使玻璃液受到污染，但另一方面，利用氧化铁在不同熔制气氛下的着色原理，氧化铁又可作为着色剂与其它着色剂混合使用，可生产出多种色彩的玻璃。此外，铁离子具有吸收紫外和红外光线的特性，因而常用来生产节能环保的隔热玻璃和护目镜玻璃等。

玻璃中铁的总含量通常以飚Ｏ，表示。铁在玻璃中

主要以三价（Ｆｅｈ）和二价（Ｆｅ２＋）的形式存在。Ｆｅ３＋在玻璃中有两种配位形式，即六配位和四配位。Ｆ矿则只有六配位。但在磷酸盐玻璃中也有四配位情况。铁在玻璃中的性质在某些方面与钴和镍相似，在另一方面它又和锰的性质相似。它们都可存在于玻璃之中。

这两种价态都在可见光区使玻璃着色，其颜色取决于两种价态在玻璃中的比例。虽然价态之间的比例对于铁的着色有很大的影响，玻璃中的蓝色是由Ｆｅ２＋和Ｆｅ如组合着色的结果，但因为玻璃中Ｆｅ２＋和Ｆｅ“都是并存的，所以它们之间的比例视熔化条件不同而异。

先进水平，都存在较大的降本空间。薄膜电池原材料配套企业要通过规模化和技术进步，使产品质量和成本更具优势。在薄膜电池今后发展的数年中，通过联合、兼并，完全可以整合出几个中国的材料、组件大型生产集团，使资源得到优化配置，组件和辅材成本得到进一步降低。

向．２００８．６（１）８４－８５．

［５］陈小飞，鲁大学．关于光伏玻璃［Ｎ】．中国建材报．２００８年

１０月１７日．

［６］坚定不移走中国特色的光伏产业发展之路【ＥＢ】．中国新能

源网．（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｗｅｎｅｒｇｙ．ｏｒｇ．ｅｎ／ＨｔｍＩ／０１０３／３１２１０３１７９７．Ｈｔｍｌ）．２０１０—３—１２ｌｌ：４９：００．

Ｂｒｉｇｈｔｆｕｔｕｒｅｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｆｆｏｎｏｆｌｏｗ－ｃｏｓｔ

参考文献

［１］罗雪莲，吴麟章，江小涛，王远，等．太阳能电池及其应用【Ｊ】．