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太阳能发电科技发展十二五专项规划

发布时间:2019-11-10 21:45:04

  太阳能发电科技发展“十二五”专项规划,

  1中华人民共和国科学技术部通知中华人民共和国科学技术部关于印发太阳能发电科技发展十二五专项规划的通知

  国科发计号

  各省自治区直辖市计划单列市科技厅委局新疆生产建设兵团科技局各国家高新技术产业开发区管委会各有关单位

  为进一步贯彻落实国家中长期科学和技术发展规划纲要年和国家十二五科学和技术发展规划加快推动能源技术产业创新发展我部组织编制了太阳能发电科技发展十二五专项规划现印发给你们请结合本地区本行业实际情况做好落实工作

  附件太阳能发电科技发展十二五专项规划

  中华人民共和国科学技术部

  二一二年三月二十七日

  太阳能发电科技发展十二五专项规划2形势挑战与机遇一国际形势世界太阳能科技和应用发展迅猛2008年金融危机后德国日本美国等纷纷调高发展目标预计太阳能发电将在2030年占到世界能源供给的10%对世界的能源供给和能源结构调整做出实质性的贡献

  到2010年世界光伏累计装机容量已接近40GW近十年平均年增长45%成为发展速度快的产业之一光伏电池生产主要集中在中国日本德国美国等国家德国西班牙等国为主要应用市场晶体硅太阳电池市场份额超过85%其商业化效率已经达到22%技术向着高效率和薄片化发展未来年内仍将是市场主流薄膜太阳电池市场份额约占15%铜铟镓硒薄膜电池商业化效率达到13.6%技术向着高效率稳定和长寿命的方向发展得益于产业发展和技术进步光伏发电成本将持续下降2015年光伏电价有望降至0.15美元/kWh

  太阳能热发电近年在欧美地区快速发展截至2011年4月全球太阳能热发电累计装机容量为1.26GW在建的太阳能热发电站超过2.24GW年平均效率超过12%面向承担基础电力负荷的大容量高参数长周期储热是国际太阳能热发电的技术发展趋势目前太阳能热发电成本价格在0.2欧元/kWh到2020年有望降低到0.05欧元/kWh

  在太阳能建筑供能方面面向区域性建筑供暖是太阳能低温热利用的重要发展方向目前全球已陆续建成面积万平方米级以上跨季节储能的区域性太阳能建筑供热系统12座年太阳能保证率超过50%万立方米规模化储能系统单位建设成本降低到50欧元/m3

  在太阳能中温技术与工业节能应用方面目前全球已陆续建立了百余个太阳能热利用工业领域应用工程涵盖了11个工业领域应用和示范的太阳能空调项目超过300个二国内形势我国政府长期以来对太阳能开发利用给予高度重视近年来太阳能技术产业和应用取得了全面进步

  2010年多晶硅实际产量45000吨自给率从2007年的10%提高到2010年的50%自2002年以来我国太阳电池产量均以100%以上的年增长率快速发展2010年产量 8.7GW占到世界总产量的50%连续四年产量世界商业化晶体硅太阳电池光电转换效率已接近19%硅基薄膜电池商业化效率达到8%以上,生产设备也已经从过去的全部引进到现在70%的国产化率2009年我国政府开始实施金太阳示范工程通过光伏产品的规模化应用带动国内太阳能发电的商业化进程和技术进步2010年国内新增光伏装机500MW累计装机达到800MW500kW级光伏并逆变器等关键设备实现国产化并光伏系统开始商业化推广光伏微技术开发与国际基本同步

  我国太阳能热发电技术研究起步较晚目前仍无在运行太阳能热发电站八五以来科技部就关键部件在技术研发方面给予了持续支持十一五期间启动了1MW塔式太阳能热发电技术研究及系统示范目前大规模发电技术已有所突破部分关键器件已产业化

  在太阳能建筑供能方面我国的被动太阳能建筑技术已经基本发展成熟但在区域太阳能建筑供暖技术和应用领域仍为空白目前在区域太阳能建筑集中供暖的核心技术跨季节储能方面只有小规模的研发还没有大系统的设计建设和运行经验

  在太阳能中温技术与工业节能应用方面我国的太阳能热利用技术在工业领域的应用还几乎是空白目前仅有几例应用太阳能空调应用示范项目约50个缺少大系统的设计建设和运行经验三问题和需求要实现太阳能从补充能源到主要能源必须大幅度降低成本为此需要依靠技术进步和大规模的推广应用目前我国太阳能产业和市场的问题及需求如下

  1太阳能硅材料及关键配套材料

  我国具有自主知识产权的规模化多晶硅生色办公室瑜伽提神醒脑产工艺研发及装备制造仍处于起步阶段在生产成本产品质量综合利用等方面与国际先进水平仍存在明显差距

  我国太阳电池关键配套材料产业的发展也相对落后一些关键配套材料如银浆银铝浆材料TPT背板材料EVA封装材料等还大量依赖进口必须加快技术研发提高质量实现关键配套材料的国产化进一步降低太阳电池生产成本

  2太阳电池

  晶体硅高效电池方面国际发达国家商业化效率已达20%以上我国仍处于空白状态薄膜电池方面非晶硅/微晶硅叠层电池和国际上有差距国际上已经产业化的碲化镉薄膜和铜铟镓硒薄膜电池在我国还没有商业化生产线新型电池仍然没有掌握国际上已经产业化的薄膜硅/晶体硅异质结电池高倍聚光电池柔性电池的中试和生产技术染料敏化电池也需要向实用产品发展在全光谱电池黑硅电池等前沿技术研究方面也与国际水平存在一定差距

  3生产装备

  晶体硅电池部分关键生产设备性能与国际先进水平存在相当差距成套生产线自动化程度低薄膜电池的关键设备和生产线主要依靠进口缺乏国产化整线集成解决方案

  4光伏系统

  在大型并光伏电站光伏微区域建筑光伏系统及光伏直流并系统等光伏大规模利用的设计集成关键设备功率预测和并技术方面与国外先进技术水平有一定差距综合利用方面还缺少经验

  5太阳能光巴彦淖尔癫痫医院那家热利用

  我国目前还没有商业化运营的太阳能热发电站缺乏系统设计能力和集成技术高温聚光吸热和储热技术不成熟区域太阳能建筑供暖技术太阳能中温技术与工业节能应用在我国仍为空白

  6测试及平台

  我国在标准电池计量电池组件测试等方面需要进一步完善系统模拟和测试技术能力刚刚起步大型逆变器的研究测试和室外实证性的研究测试示范基地仍然处于空白3指导思想与目标一指导思想总体按照一个目标二项突破三类技术四大方向的指导思想一个目标实现太阳能大规模利用发电成本可与常规能源竞争;二项突破突破规模化生产和规模化应用技术三类技术全面布局开展晶体硅电池薄膜电池及新型电池技术研发四大方向全面部署材料器件系统和装备科技攻关二基本原则1坚持以降低终端发电成本为中心

  针对产业发展瓶颈技术部署关键技术研发核心工艺设计和重大装备研制实现发电成本的持续下降

  2坚持技术创新与示范工程相结合

  以金太阳示范工程等为牵引实现以典型示范工程带动前沿关键技术突破以产品推广应用拉动光伏全产业链快速健康发展

  3坚持面向全产业链布局攻关

  以材料电池系统及装备为经线的太阳能全产业链布局以晶硅薄膜和新型电池为纬线的三类太阳电池技术统筹布局按照研发示范和推广应用三个层次循序推进

  4坚持多层次技术研发和产业服务体系并举

  建立包括产业联盟平台基地人才机制标准规范和政策法规的可持续发展支撑体系三规划目标十二五期间实现光伏技术的全面突破促进太阳能发电的规模化应用晶硅电池效率20%以上硅基薄膜电池效率10%以上碲化镉铜铟镓硒薄膜电池实现商业化应用装机成本1.2~1.3万元/kW初步实现用户侧并光伏系统平价上公用电侧并光伏系统上电价低于0.8元/kWh基本掌握多种光伏微系统关键部件及设计集成技术实现示范应用太阳能热发电具备建立100MW级太阳能热发电站的设计能力和成套装备供应能力无储热电站装机成本1.6万元/kW带8小时储热电站装机成本2.2万元/kW上电价低于0.9元/kWh突破太阳能中温热能在工业节能中的应用技术和太阳能建筑采暖的长周期储热技术并示范应用初步建立太阳能发电国家标准体系和技术产品检测平台形成我国完整的太阳能技术研发装备制造系统集成工程建设运行维护等产业链技术服务体系

  关键指标如下

  1实现多晶硅材料生产成本降低30%配套材料国产化率达到50%

  2晶体硅太阳电池整线成套装备国产化具备自主知识产权的晶硅整线集成交钥匙工程能力

  3单晶硅电池产业化平均效率突破20%拥有自主知识产权的非晶硅薄膜电池产业化平均效率突破10%

  4突破100MW级并光伏电站100MW级城镇多点接入生态居住小区光伏系统技术10MW级光伏微系统与10MW级区域建筑光伏系统关键技术及设备

  5突破100MW级太阳能热发电关键技术及装备并建立核心产品生产线测试平台和示范系统通过系统集成掌握电站设计优化和运行技术

  6突破区域建筑跨季储热供暖技术及设备

  7完善太阳能中温热利用技术并建立工业应用示范

  8突破太阳能分布式发电技术

  9建成太阳能利用实证性研究示范基地

  10在光伏直流并发电太阳能热与化石燃料互补发电等创新性研究方面取得进展4重点方向一材料方向在光伏产业链上硅材料主要涉及太阳电池用的多晶硅提纯和下游的硅片单晶和多晶铸锭发展高效节能低成本多晶硅材料的清洁生产技术和太阳电池关键配套材料制备技术将有利于降低光伏电池生产成本和实现硅材料生产的环境友好相关内容包括改良西门子法硅烷法物理化学冶金法多晶硅材料生产技术太阳电池用银浆银铝浆TPT背板材料EVA封装材料薄膜电池用TCO玻璃基板等关键配套材料制备技术等二器件方向太阳能发电效率的提高和生产成本的降低将直接影响发电成本晶体硅电池正朝着高效率薄片化和低成本三个方向进行改进低能动化程度相关内容包括晶体硅太阳电池整线成套装备集成技术效率10%以上年产能40MW硅基薄膜太阳电池制造技术效率10%以上年产能30MW碲化镉薄膜太阳电池制造技术效率8%以上年产能5MW染料敏化太阳电池制造技术薄膜硅/晶体硅异质结电池中试制造技术硅基高可靠BIPV系列组件制造装备技术等5重点任务一重点任务1掌握太阳能材料器件系统核心技术和工业生产线的关键工艺及装备

  2突破太阳能发电系统规模化利用的关键技术及装备

  3建设国家重点实验室工程中心和产业化基地

  4完善太阳能产品及系统的检测技术和认证标准

  5集成示范太阳能开发利用的新技术新设备二任务分解十二五期间根据四个研究方向和五项重点任务在太阳能科技领域分解出19项研究内容其中材料方向2项器件方向8项系统方向9项装备方向研究内容分布在前三项中

  1材料方向

  1高效节能多晶硅材料大规模清洁生产关键技术研究

  提升改良西门子工艺大规模低成本清洁生产技术突破硅烷法工艺规模化生产探索物理化学冶金法等低成本新工艺技术

  2太阳电池关键配套材料制备技术研究

  突破太阳电池用银浆银铝浆TPT背板材料EVA封装材料薄膜电池用TCO玻璃基板等关键配套材料制备技术

  2器件方向

  1新型太阳电池中试及前沿技术研究

  建成年产能2MW的薄膜硅/晶体硅异质结太阳电池中试示范线中试效率达到18.5%建成年产能1MW的柔性硅薄膜太阳电池卷对卷制造中试示范线电池稳定效率达到10%掌握高倍聚光太阳电池及应用技术建成年产能5MW的中试线电池效率超过35%

  2效率20%以上低成本晶体硅电池产业化成套关键技术研究及示范生产线

  在产业化平均效率指标上单晶硅电池达到20%多晶硅电池达到19%主要新型技术设备实现国产化晶体硅电池成本降至7元/W硅片厚度降至160微米推动高效电池技术在全国范围内的大规模产业化实现年产能100MW

  3规模化铜铟镓硒薄膜太阳电池成套制造工艺技术研发

  突破规模化铜铟镓硒硫薄膜太阳电池生产线中的关键设备设计与制造瓶颈开发具有国际水平的成套工艺技术建成年产能5MW卷对卷式柔性衬底CIGS薄膜电池生产线MW级柔性铜铟镓硒硫薄膜太阳电池生产线电化学法沉积CIGS薄膜太阳电池示范生产线涂覆-热处理法制备CIGS太阳电池示范生产线和集电管式CIGS薄膜太阳电池示范生产线并形成批量产品

  4效率10%以上规模化薄膜太阳电池成套制造工艺技术研发

  研制具有自主知识产权的年产能40MW硅基薄膜太阳电池生产线关键设备和年产能30MW碲化镉薄膜太阳电池生产线关键设备完成硅基薄膜太阳电池和碲化镉薄膜太阳电池成套工艺技术研发产业化组件效率10%以上生产成本低于5元/W

  5年产能5MW效率8%染料敏化太阳电池组件成套制造技术研发

  掌握染料敏化剂电解质光阳极等关键材料的批量生产工艺和合成技术研制染料敏化太阳电池配套材料批量生产的关键设备解决MW级染料敏化太阳电池关键技术及生产工艺设备掌握大面积电池产业化制作技术建成年产能5MW的染料敏化太阳电池生产线

  6效率10%以上50MW非晶/微晶硅叠层薄膜太阳电池成套制造工艺技术研发

  研究高效电池用非晶硅材料硅薄膜材料ZnO透明导电薄膜制备工艺等技术建成年产能50MW硅非晶/微晶硅叠层薄膜太阳电池生产线组件稳定效率10%以上成本低于5元/W

  7高倍聚光太阳电池成套制造工艺技术研发及示范

  掌握GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池制造工艺技术建成年产能大于5MW的聚光多结太阳电池中试生产线及聚光电池可靠性测试平台和户外实测平台掌握1200倍聚光光伏系统设计技术研制大功率CPV并逆变器

  8太阳能槽式集热发电技术研究与示范

  面向商业化槽式聚光集热技术研究突破高温真空集热管和高精度聚光器成型关键工艺批量化生产技术和关键装备建立MW级槽式聚光集热集成实验示范系统

  3系统方向

  1大型光伏并系统设计集成技术研究示范及装备研制

  瞄准100MW级大型并光伏电站技术研究掌握100MW级并光伏电站的单元设计集成与工程化技术及关键设备区域高密度多接入点建筑光伏双模式建筑光伏系统集成技术及关键设备安全并及电能质量调节技术高海拔地区功率预测和生态环境监测技术建立实证性研究示范基地

  2高稳定性光伏微系统技术研究与示范

  突破包括光伏的多能互补微的稳定性技术掌握系统集成与工程技术稳定控制技术和电能质量调控技术研制完成微能量管理系统电能质量调节系统及微型光伏电站自动化测控系统建成10MW级光/水互补微系统数MW级多能互补的微系统100MW级多点接入区域光伏示范系统

  3适合于微运行的大功率光伏控制/逆变器关键技术研究及设备研制

  突破自同步电压源逆变器及高效光伏充电控制器的关键技术掌握山西治白癜风医院自同步电压源逆变器多机稳定并联运行技术及与功率跟踪相结合的高效智能光伏充电技术完成自同步电压源逆变器及高效光伏充电控制器的产品化研究具备批量化生产能力提出改进自同步电压源并逆变器下垂控制器实现方法完成自同步电压源逆变器及高效光伏充电控制器的产业化研究

  410MW级太阳能塔式热发电技术研究与示范

  面向高参数-高效率-稳定输出的太阳能热发电技术研究突破次高参数熔融盐吸热-储热塔式发电关键技术及设备建立10MW示范熔融盐塔式示范电站

  5大型多能互补光伏并系统技术研究与示范

  面向大型光伏电站与大型风电场与水电站与太阳能热电站的互补并发电应用突破互补发电系统的设计集成与并技术多种电源功率预测技术联合控制技术能量优化管理技术建立多种互补发电系统示范

  6硅基高可靠光伏建筑一体化BIPV关键技术及示范

  瞄准太阳能光伏建筑一体化组件及应用技术突破硅基高可靠BIPV系列组件制造装备及生产线关键工艺技术完成系列化BIPV构件产业制造并形成规模应用标准和规范

  7分布式太阳能热发电技术

  面向100kW级分布式太阳能热发电技术研究突破有机朗肯碟式斯特林单螺杆膨胀机太阳能热电半导体发电技术等分布式发电重大装备设计与制造技术并进行实证性试验与示范

  8太阳能储热技术研究与规模化应用

  掌握低温段℃和高温段450℃以上储热材料设计制备大容量储热系统热损抑制区域集中供热系统集成能量输配与管理技术形成分布式和大容量集中太阳能储热与供热系统示范

  9太阳能中温技术与工业应用

  面向太阳能中温热利用的实用化和产业化技术研究突破太阳能80°C-250°C中温集热器中温储热太阳能空调和系统集成的技术和装备建立太阳能中温集热系统工农业生产领域应用示范

  十二五期间还需要在光伏直流并发电等新技术新系统方面进行创新性探索研究三从基础到产业化的全链条规划太阳能级硅材料方面重点研究高效节能多晶硅材料的产业化技术太阳电池方面重点研究高效低成本超薄晶硅太阳电池和高效薄膜太阳电池的产业化技术着力发展新型太阳电池关键技术光伏系统及平衡部件方面重点研究100MW级并光伏电站高密度区域建筑光伏系统光伏微电系统技术和大型多能互补光伏并系统技术与关键设备的产业化技术太阳能热利用方面重点研究太阳能热发电和太阳能热利用技术与关键设备的产业化技术6保障措施围绕专项规划和十二五科技重点发展的部署制定保障措施加大实施力度切实形成有利于自主创新的新体制和新机制

  1加强科技专项的组织领导和统筹协调设立计划实施领导小组强化政府的科技宏观管理能力实行重点计划重点落实与协调切实保障计划顺利有效实施在技术层面设立总体技术专家组完善专家管理机制从系统角度把握科技发展的宏观与微观技术络有效提高专项资金使用效率保证计划的有效推进成立光伏和光热两个项目办公室建立科技统计技术预测第三方独立评估信用管理等制度加强对科技投入的统筹管理完善项目管理后评价机制及问效问责制加强对计划实施全过程的监督和绩效评估从而降低项目风险

  2加强科技投入力度鼓励各类社会资本投入大幅度增加重点项目科技投入强化重点项目科技投入滚动增长的保障和后评估机制加大对技术创新平台的支持力度和广度加强对基础研究前沿高技术研究科技基础条件建设人才培养的支持引导行业部门地方政府产业联盟企业及其他各类社会资本加大科技投入建立各类研究开发和服务平台支持在高等教育中强化太阳能相关学科设置重点解决太阳能利用未来的重大科技问题

  3制定和落实促进科技专项实施的各项激励政策结合科技项目的实施有计划地推进示范项目与金太阳示范工程的结合通过工程实施实现对科研成果先进性和有效性的验证建立产业发展预警机制充分重视太阳能服务业的发展同时鼓励企业充分利用财税金融政府采购等政策以企业投入为主有针对性地解决产业发展中的重大技术问题从而打破国外的技术垄断保障光伏市场的规范性和成果转化的高效性

  4充分发挥金太阳示范工程的带动作用以金太阳示范工程带动太阳能开发利用技术的进步以技术进步推动和保障金太阳示范工程的顺利实施依托金太阳示范工程建立和完善服务支撑体系

  5建成第三方的与国际对等的权威检测机构建立的光伏系统及平衡部件的实证性研究基地和大型光伏并逆变器的测试平台用于现场考验光伏组件平衡部件以及光伏发电系统的实际运行效果分析评价各类产品与技术的性能及其变化趋势提升部件及系统的测试分析和判断能力为我国未来大型光伏系统新技术提供开放式公益性的实证基地为我国光伏产品提供第三方公正权威的测试条件

  6充分发挥国家高新技术产业开发区高新技术产业化基地的作用加快成果产业化推动创新型产业集群建设工程围绕本专项确定的主要目标合理选择技术路径和产业路线采取有效措施促进产业集群的形成和创新发展[1]

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