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科技創(chuàng)新助推光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對(duì)策研究論文
1國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢
面對(duì)全球嚴(yán)峻的能源形勢和日趨惡劣的生態(tài)環(huán)境，世界各國均將新能源戰(zhàn)略作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，光伏產(chǎn)業(yè)迎來了產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的機(jī)遇。2010年全球光伏發(fā)電新裝容量16.6吉瓦，較2009年增長129%，近5年的年均增幅達(dá)到63%。在全球光伏發(fā)電需求大好形勢下，太陽能電池產(chǎn)量快速增長，最近10年太陽能電池及組件生產(chǎn)的年平均增長率達(dá)到57.6%。到2010年，全球太陽能電池總產(chǎn)量已達(dá)27.2吉瓦。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2015年全球年新裝光伏系統(tǒng)將達(dá)到43.9吉瓦。
光伏產(chǎn)業(yè)鏈從桂料、桂片/桂旋、電池、電池組件延伸到應(yīng)用系統(tǒng)等全環(huán)節(jié)。德、日、美等國占據(jù)硅原料生產(chǎn)核心技術(shù)，中國已突破世界萬噸級(jí)高純硅技術(shù)壁壘。硅片/硅錠生產(chǎn)技術(shù)主要分布在挪威、德國、英國和日本，但江西賽維LDK成為全球首家硅片產(chǎn)能跨入2000兆瓦門檻的光伏企業(yè)。2010年，伴隨著世界太陽能電池產(chǎn)量劇增，中國大陸2家企業(yè)電池產(chǎn)量并列全球第一。在發(fā)電應(yīng)用方面，歐洲還是全球光伏產(chǎn)業(yè)最重要的市場。截至2010年底，歐洲光伏發(fā)電累計(jì)容量為13.2吉瓦，占全球總量的79.6%。從主要光伏國家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，財(cái)政激勵(lì)政策是啟動(dòng)光伏市場的主要?jiǎng)恿�。其中上網(wǎng)電價(jià)法(Feed-in-tarifD與直接資金補(bǔ)貼法是推動(dòng)世界光伏市場強(qiáng)勢增長最重要的途徑，得到了多數(shù)發(fā)達(dá)國家的認(rèn)同和采納。
目前，中國已經(jīng)基本建立起比較完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，遍布29個(gè)省市，主要分布在江蘇、河北、江西等省市。國內(nèi)光伏企業(yè)已經(jīng)躋身國際大型光伏企業(yè)行列，其中12家海外上市，15家國內(nèi)上市。中國光伏產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勁的增長勢頭呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：一是產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)集聚快速形成。我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過爆炸式發(fā)展，已經(jīng)形成了江蘇、河北、江西、四川等幾個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)域。2010年我國太陽能電池產(chǎn)量超過13吉瓦，占全球總產(chǎn)量的47.8%，連續(xù)三年位居全球第一。二是光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)取得顯著進(jìn)展，設(shè)備國產(chǎn)化程度進(jìn)一步提高。國內(nèi)多晶硅料產(chǎn)能超萬噸的企業(yè)就有兩家，分別是保利協(xié)鑫和江西賽維LDK。近年來，我國通過引進(jìn)外國領(lǐng)先的設(shè)備，硅碇/硅片生產(chǎn)薄弱狀況得到徹底扭轉(zhuǎn)。光伏生產(chǎn)設(shè)備30%?40%已替代進(jìn)口或部分替代進(jìn)口。三是政府扶持力度加大，產(chǎn)業(yè)政策開始補(bǔ)位。2009年以來，國家決定綜合采取財(cái)政補(bǔ)助、科技支持和市場拉動(dòng)方式，加大對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持力度。2009年7月，國家多部委印發(fā)《關(guān)于實(shí)施金太陽示范工程的通知》，計(jì)劃在2-3年內(nèi)，采取財(cái)政補(bǔ)助方式支持不低于500兆瓦的光伏發(fā)電示范項(xiàng)目。
然而，與世界太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相比，中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)仍然存在產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不平衡、自主創(chuàng)新能力弱、產(chǎn)業(yè)機(jī)制不夠靈活、應(yīng)用市場有待進(jìn)一步開發(fā)等問題。當(dāng)前，機(jī)遇與挑戰(zhàn)同在(見表一），我們必須認(rèn)真思考，采取有力措施，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大內(nèi)需，開拓國際市場，狠抓技術(shù)創(chuàng)新，化危為機(jī)，推動(dòng)我國光伏產(chǎn)業(yè)更好更快發(fā)展。
2光伏專利分析和技術(shù)展望
2.1光伏技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠治鲎鳛樾屡d技術(shù)產(chǎn)業(yè)，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)正處在高速持續(xù)發(fā)展之中，產(chǎn)業(yè)技術(shù)日益受得國內(nèi)外企業(yè)、個(gè)人和科研院所的重視，特別是日本和美國的大型跨國公司將中國作為重要的目標(biāo)市場，加緊該領(lǐng)域的專利布局。太陽能電池制造技術(shù)已成為光伏產(chǎn)業(yè)的主要技術(shù)，而伴隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電的廣泛應(yīng)用，太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)研究開發(fā)迅速趨熱。我國企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新體系中的主體地位作用已經(jīng)顯現(xiàn)。由于國內(nèi)科研院所的研發(fā)能力強(qiáng)于中國企業(yè)，國內(nèi)院校應(yīng)加強(qiáng)與企業(yè)合作，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2.1.1強(qiáng)國加緊在中國進(jìn)行光伏技術(shù)專利布局中國企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在太陽能光伏領(lǐng)域的本土知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)很強(qiáng)，而日本、美國、德國等國家的跨國公司將中國作為重要的目標(biāo)市場，正加緊光伏技術(shù)的專利布局，競相占領(lǐng)我國專利技術(shù)市場。曰本三洋、夏普、佳能，美國應(yīng)用材料和德國默克公司都加強(qiáng)在中國的專利申請(qǐng)，涉及產(chǎn)業(yè)鏈的多個(gè)領(lǐng)域。特別是美國應(yīng)用材料公司近幾年的專利申請(qǐng)非�；钴S，僅2007年就申請(qǐng)專利231件之多。日、美等國在華專利數(shù)量分別占到中國太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠偭康?6.6%和12.5%。
2.1.2光電器件技術(shù)是國內(nèi)光伏專利技術(shù)發(fā)展的焦點(diǎn)
從專利申請(qǐng)的應(yīng)用領(lǐng)域分析，當(dāng)前國內(nèi)光伏專利技術(shù)的熱點(diǎn)主要集中在光電器件、太陽能電力、半導(dǎo)體加工工藝、半導(dǎo)體基板、聚合物的光電應(yīng)用方面。光電器件技術(shù)依然是國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)中最主要的熱點(diǎn)技術(shù)。
2.1.3國外企業(yè)光伏專利技術(shù)整體強(qiáng)于國內(nèi)在華申請(qǐng)光伏技術(shù)專利的企業(yè)排名中，國內(nèi)僅江蘇常州天合光能公司擠入前十強(qiáng)，其余均為外國企業(yè)。國內(nèi)企業(yè)整體技術(shù)實(shí)力落后于美、日、韓等國。
2.1.4長三角成為我國最主要太陽能光伏專利技術(shù)集聚地區(qū)
國內(nèi)申請(qǐng)光伏技術(shù)專利前三名的企業(yè)分別位于常州、上海、無錫等地，這表明長三角是我國最主要太陽能光伏技術(shù)專利集聚地區(qū)。
2.1.5科研院所的研發(fā)能力明顯強(qiáng)于企業(yè)中科院是國內(nèi)太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域申請(qǐng)專利最多的研究機(jī)構(gòu)，其專利數(shù)量達(dá)201件，是國內(nèi)申請(qǐng)專利最多的企業(yè)常州天合光能的3倍以上；其次為南開大學(xué)52件，位居第二;上海交通大學(xué)44件，排名第三。因此，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)與科研院所的合作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，將太陽能光伏技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2.2太陽能光伏技術(shù)展望
加大光伏領(lǐng)域的研發(fā)投入，促進(jìn)太陽能發(fā)電技術(shù)突破，擴(kuò)大太陽能發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域，是當(dāng)前各國共同的戰(zhàn)略目標(biāo)。即使在全球經(jīng)濟(jì)低迷，整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)及技術(shù)研發(fā)造成極大沖擊的情況下，光伏技術(shù)領(lǐng)域依然取得了較好的進(jìn)展，未來各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)、性能指標(biāo)等記錄將不斷地被刷新。
(1)光伏發(fā)電成本將持續(xù)降低。依靠目前的太陽能電池技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電成本的持續(xù)下降，未來光伏發(fā)電將會(huì)有經(jīng)濟(jì)競爭力。但對(duì)于何時(shí)能夠達(dá)到和常規(guī)能源電力成本相當(dāng)?shù)乃�，各研究部門之間差別很大，樂觀的估計(jì)是到2015年左右，保守的估計(jì)是2025年左右，光伏發(fā)電成本可以下降到1.5美分/千瓦時(shí)，和屆時(shí)的電力銷價(jià)相當(dāng)（仍高于煤電電價(jià)，但差別不很大)。
(2)新型太陽能電池技術(shù)推陳出新。在晶硅太陽能電池原材料成本一多晶硅居高不下的情況下，各廠商紛紛轉(zhuǎn)而尋求技術(shù)創(chuàng)新，從而使得研究開發(fā)新型太陽能電池術(shù)成為近期太陽能電池產(chǎn)業(yè)新的熱點(diǎn)。如利用碳納米管代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅技術(shù)，利用硅藻類生命結(jié)構(gòu)開發(fā)太陽能電池，以及銅銦鎵硒電池技術(shù)。
(3)光伏發(fā)電向規(guī)�；较虬l(fā)展。經(jīng)過多年的發(fā)展，光伏發(fā)電目前是一種較為成熟、可靠的技術(shù)，己經(jīng)逐漸從過去的獨(dú)立系統(tǒng)朝大規(guī)模并網(wǎng)方向發(fā)展。
(4)硅材料用量大大減少。降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低晶體硅太陽能電池成本的有效技術(shù)措施，是光伏技術(shù)進(jìn)步的重要方面。從20世紀(jì)70年代開始，經(jīng)過30多年的進(jìn)步，太陽能電池硅片厚度從450?500微米降低到目前的100?180微米，厚度不及原來的1/4，硅材料用量大大減少，這對(duì)太陽能電池成本降低起到了重要作用。
(5)電池轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在1954年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換效率最高的單晶硅太陽能電池，效率為4.5%，而現(xiàn)今光電轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄被新南威爾士大學(xué)提高到43%。
3我省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況及問題
3.1我省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
“十一五”期間，江西省光伏產(chǎn)業(yè)從無到有、從弱到強(qiáng)，以晶體硅片生產(chǎn)為基礎(chǔ)，在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中游崛起，產(chǎn)業(yè)規(guī)模取得快速發(fā)展，在國際上已具備雄厚的實(shí)力。我省的光伏企業(yè)有50余家(2家海外上市企業(yè)），建立了“硅料一硅片一電池一組件”較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。光伏產(chǎn)業(yè)投入也逐步增加。我省“十一五”時(shí)期的光伏產(chǎn)業(yè)投資總量在1200億元左右，10多家光伏企業(yè)項(xiàng)目投資數(shù)額過億，科技投入已達(dá)2000多萬元。投資領(lǐng)域主要涉及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)上游硅料、硅片生產(chǎn)，以及中游太陽能電池及組件生產(chǎn)領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)鏈下游領(lǐng)域相對(duì)較少。我省還成功組建國家光伏工程技術(shù)研究中心，成立了我國首個(gè)太陽能光伏學(xué)院一南昌大學(xué)太陽能光伏學(xué)院，建立了“中國光伏交易市場”，光伏企業(yè)的創(chuàng)新能力持續(xù)提升。
3.2科技發(fā)展中的主要問題
(1)光伏科技投入總量小�！笆晃濉逼陂g，全省僅2009年光伏企業(yè)主營業(yè)務(wù)收入達(dá)210.91億元，而科技投入僅為2000多萬元，占主營業(yè)務(wù)收入的0.9%。。河南、四川、江蘇等省科技投入較大。
(2)光伏技術(shù)自主創(chuàng)新能力弱。通過對(duì)中國光伏技術(shù)專利分析可知，從1983年至今，在國內(nèi)申請(qǐng)的光伏專利總量中江西僅5件，占國內(nèi)專利總量的0.19%。，涉及江西企業(yè)2家(表二所示)。
(3)光伏高層次創(chuàng)新人才缺乏。光伏專業(yè)技術(shù)人才隊(duì)伍有待進(jìn)一步培養(yǎng)，高層次、高素質(zhì)的，懂得科技知識(shí)、經(jīng)貿(mào)知識(shí)和現(xiàn)代管理知識(shí)的管理人才極度缺乏。
(4)光伏產(chǎn)業(yè)鏈需進(jìn)一步完善。迄今為止，江西光伏產(chǎn)業(yè)鏈涉及上游硅原料和硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)，中游太陽能電池及組件、光伏設(shè)備領(lǐng)域仍較弱，下游光伏應(yīng)用領(lǐng)域正在布局，表明整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不夠完善。
4科技創(chuàng)新助推我省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
(1)加大對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的科技投入，提高企業(yè)的核心競爭力。每年獲得各類科技投入不低于光伏產(chǎn)業(yè)主營業(yè)務(wù)收入的2%。制定激勵(lì)政策鼓勵(lì)企業(yè)開展研發(fā)自投。鼓勵(lì)并促成世界范圍內(nèi)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，將科技成果迅速轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。
(2)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)政策扶持力度，進(jìn)一步激發(fā)光伏市場發(fā)展動(dòng)力。加大光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。繼續(xù)依靠政府的財(cái)政支持，扶持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從中短期來看，太陽能光伏發(fā)電的政策扶持力度和政府激勵(lì)政策的實(shí)施仍將是開拓光伏市場的主要?jiǎng)恿Α?/p>
(3)優(yōu)化光伏產(chǎn)業(yè)布局，盡快形成較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。盡快淘汰光伏生產(chǎn)環(huán)節(jié)中能耗高、污染嚴(yán)重的落后產(chǎn)能，加速對(duì)國內(nèi)外企業(yè)的兼并重組。全面實(shí)施產(chǎn)業(yè)配套戰(zhàn)略，穩(wěn)固高純硅、硅片等上游產(chǎn)業(yè)，扶持電池、組件、設(shè)備等中游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引導(dǎo)下游光伏應(yīng)用領(lǐng)域的市場開發(fā)。拉長光伏產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值，提升光伏產(chǎn)業(yè)的整體競爭實(shí)力和綜合競爭能力。
(4)增強(qiáng)企業(yè)融資渠道，為光伏產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的資金保障。光伏產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，需要較強(qiáng)的資本投入。我省在積極爭取國家財(cái)政資助外，還需大力吸引民間資本、風(fēng)險(xiǎn)投資等多項(xiàng)資本注入，積極拓寬企業(yè)融資渠道，為光伏產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的資金保障。
(5)加快高層次人才的引進(jìn)，為光伏產(chǎn)業(yè)提供智力保障。進(jìn)一步完善激勵(lì)機(jī)制，多方位引進(jìn)高層次、緊缺人才。施行“人才、基地、項(xiàng)目”一體化機(jī)制，建立產(chǎn)業(yè)化基地，通過項(xiàng)目實(shí)施培養(yǎng)高層次優(yōu)秀人才，為我省光伏企業(yè)的發(fā)展提供智力保障。
(6)加強(qiáng)創(chuàng)新平臺(tái)的培育，提高光伏企業(yè)創(chuàng)新能力。加強(qiáng)科技創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，建立國家級(jí)技術(shù)服務(wù)和支撐平臺(tái)；加大光伏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)業(yè)基地、工程技術(shù)研究中心和企業(yè)技術(shù)中心的建設(shè)力度。建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化。建立光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，引進(jìn)消化吸收國際先進(jìn)技術(shù)和工藝，開發(fā)新產(chǎn)品，提高光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)和創(chuàng)新水平。
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