三、邁進(jìn)：新政帶來光明和希望

（20世紀(jì)90年代）

4.日本：新陽光計(jì)劃奠定光伏發(fā)展基礎(chǔ)

基于持續(xù)的大力支持，日本光伏行業(yè)實(shí)現(xiàn)了三個(gè)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(jí)的中小型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，分別安裝在住宅、學(xué)校、村落和海島，同時(shí)進(jìn)行了模塊的穩(wěn)定性、多節(jié)接續(xù)的耐電壓、環(huán)境適應(yīng)、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)連接等一系列試驗(yàn)。較為成功的有神戶六甲發(fā)電系統(tǒng)、北海道農(nóng)用設(shè)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(shí)用化所必須使用系統(tǒng)組合技術(shù)、運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)、保護(hù)技術(shù)和電池功率變化等。三是蓄電型發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)。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(yàn)中心進(jìn)行了蓄電型發(fā)電系統(tǒng)的試驗(yàn)，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(shí)，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(yàn)也在繼續(xù)。

總結(jié)日本的光伏發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，這幾個(gè)方面非常值得關(guān)注：首先，將其作為國策，堅(jiān)持推進(jìn)。環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)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(kuò)大又促進(jìn)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(shè)循環(huán)型社會(huì)基本法》，要求進(jìn)一步將加快發(fā)展光電，并初步規(guī)劃到2010年達(dá)到5000兆瓦，其中住宅超過3000兆瓦，發(fā)電成本與上網(wǎng)電價(jià)持平。2030年達(dá)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(bǔ)助費(fèi)用共耗費(fèi)約3000億日元，尤其1994年~2000年的住宅屋頂光電補(bǔ)助費(fèi)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(xiàng)、3.3兆瓦，使每千瓦的補(bǔ)助費(fèi)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(xiàng)和6352項(xiàng)，5年合計(jì)15556項(xiàng)，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(qǐng)量飆升至17396項(xiàng)。2000年，日本光伏產(chǎn)量達(dá)到1994年的7.5倍，電池系統(tǒng)造價(jià)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(shí)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(diǎn)放在了降低成本方面，如材料薄型化，通過積層進(jìn)行設(shè)計(jì)，擴(kuò)大應(yīng)有范圍等。以NEDO在上世紀(jì)90年代末實(shí)施的5年計(jì)劃為例，項(xiàng)目為薄膜光伏電池和下一代發(fā)電系統(tǒng)。目標(biāo)是發(fā)電成本將至25日元/千瓦時(shí)，5年總投資44億日元。具體目標(biāo)是，圍繞薄膜復(fù)合光電池的制造，微晶硅的復(fù)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(dān)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(píng)價(jià)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(jí)是，光伏電池適當(dāng)處理的社會(huì)系統(tǒng)研究和光電系統(tǒng)的電磁環(huán)境性研究；針對(duì)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(jià)格達(dá)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(jià)格過于高昂，而且單晶硅切割成薄片時(shí)出現(xiàn)的高損耗，特別是當(dāng)薄片厚度少于50微米~100微米時(shí)，材料的損耗更加抬高了成本。因此，在涉足太陽能領(lǐng)域的過程中，俄羅斯原子能部提出了一個(gè)重點(diǎn)課題，就是使用各類價(jià)格相對(duì)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(xué)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(jià)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(duì)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(jìn)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(dá)5個(gè)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(bào)道，如使用其他工藝，每瓦價(jià)格將在4.5美元~5美元之間，而該廠則能實(shí)現(xiàn)4美元/瓦的低價(jià)。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(yù)測(cè)是否成真不得而知。另外，當(dāng)時(shí)該國的《軍轉(zhuǎn)民》雜志稱，從當(dāng)時(shí)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(duì)未來總體價(jià)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(chǎng)1/10的預(yù)言。事實(shí)證明，預(yù)言并未實(shí)現(xiàn)，對(duì)于這個(gè)資源豐富、幅員遼闊的國家而言，發(fā)展太陽能用來補(bǔ)充資源缺口的緊迫感或許并沒有與時(shí)俱進(jìn)開展研究來得急迫。