看待光伏问题需要有宏观思维

　　不谋全局者，不足谋一域。不谋万世者，不足谋一时。我们看待问题，需要有宏观思维。

　　近日，读了《光伏，也许一直都是一场骗局》这篇文章，说点自己的读后感。

　　首先，简单介绍下光伏的现状

　　光伏电站目前装机成本5元/W。以最小使用寿命是25年(目前行业最早的，有40年左右的组件依然可以正常发电)，按照我国主要3类光照地区，每瓦时装机容量至少可以发25度电，加上每度电5分钱的维护成本，光伏发电每度电的实际成本是0.3元/kWh。

　　那一定有人会问，光伏为啥还有那么多补贴?不补贴就没法生存呢?这个问题问的好。其实非常简单，国家补贴的钱，基本上是用来支付资金成本～银行的贷款利息。而银行，又是国有的，这样看来，这个补贴不是更像农村压井抽水时用的引水吗?

　　每瓦时装机的光伏电站，需要多少电能进行制造呢?又能产生多少电能呢?现在我来粗略算下。

　　以每公斤硅材料为例:

　　硅料生产90kWh/kg，可产出46片多晶硅片耗能约70kWh，对应电池组件约100kWh，每公斤硅料对应的组件，一共用电量约260kWh。而对应的组件，可以发多少度电呢?46×4.4×25≈5060度电(三类光照地区，最小使用寿命)，电能投入产出比至少为1:19，这真是能量倍增器啊。

　　当然，光伏发的电，由于云层及气候因素，并不稳定，这一点必须在这里进行分析。曾经有听人说过，光伏电站不稳定，得备火力电站才行，如此等等。这些言论，没必要反驳，举个例子，给大家看，请读者自己思考。中国空调保有量接近5亿台，以每台空调配3kWh的光伏电站，光伏发的电，全部用在空调上，中国需要多少光伏电站?1500GW!可能有人说东北都不用空调?东北夏天是不用空调，可是一个冬天一家需要几千度电取暖，否则就要烧煤，看看东北的冬天什么样子，呛的喘不过气啊。而1500GW，分30年，每年就要50GW的装机容量。恰恰，光伏中国年产60GW，足够用。这里只是举个例子，刚好在阳光最强的时候，空调开机也最多。并不是说其他能源就不行，只有光伏行。

　　这里不得不说储能这件事，需要燃料的能源，基本不考虑储能，而多数清洁能源，储能就非常重要了。快离子导体储能，成本高，危险系数大，并不被看好(三星一个小电池就把大家吓成这样，那如果能量提升上亿倍，又会是什么样呢?)目前来看，压缩空气储能/液态空气与蓄水储能，是比较常见的方式，而其中压缩空气储能尤其是液态空气储能，配合气化吸热的斯特林冷热发电机及压缩空气发电机，经过系统优化，其效率可达到50%左右，这个能量密度相当于汽油发电机中储存的汽油能量密度的20分之一，这几乎是范德华力储能的极限了。加上材料可重新再利用，这一储能方式极可能成为人类未来的主要储能方法之一。更重要的光热发电之后会有提及。

　　以上的信息，相信大家对光伏已经有了基本的认识:0.3元每度电制造成本+1:19的能源投入产出比。下面，我们引入一个全新的理念:总能源投入产出比。之前的能源投入产出比，只考虑了硅材料到组件的制造环节，而把铝材料、玻璃、底座、逆变器、导线等按照采购成本计算。那么，只有总能源投入产出比高于1:1，光伏才能作为能源来使用。

　　还是以一公斤硅材料对应的组件进行计算：

　　铝边框54度电。平板玻璃15～25度电。EVA、导线、基座、逆变器、三氯氢硅合成等约合100度电。

　　则，1公斤硅料对应的光伏电站，所有的材料电耗为约260+70+25+100=455kWh，刚才说过总发电量为5060kWh(比较保守的计算方法)，那么，光伏电站，发电，能源投入产出比接近1:10。也就是说如果只用光伏发电来生产光伏电站，我们的能源依然以十倍的速度递增。

　　即使配备30天的压缩空气储能/液态空气储能+总装机容量30%的斯特林冷热发电机+压缩空气发电机，其总能量投入产出比也高于1:5。而其电站造价摊到每度电制造成本约在0.5元每度电以内。

　　能源，是国家发展的基石。非可再生资源，更是国家重要的战略资源。用来燃烧，不仅污染环境，而且是对子孙后代的不负责任。煤炭石油天然气发电，不管我们愿意还是不愿意，未来50年内，都将逐步枯竭。而摆在我们面前的替代能源，还有哪些呢?水力发电，已经开发到极致了。地热、生物质、秸秆焚烧、可燃冰，不能成为主流，他们连辅助能源都很难做到。煤炭石油天然气发电，污染了全国老百姓的肺，而且在一些人的有生之年内也将消耗殆尽。风力发电，由于风场地域限制，有成为辅助能源的可能性，但其对大气循环的影响，需要审慎研究，再大规模安装。核能，采用乏燃料技术，可以成为主流能源，但其使用时间，以目前储量如果大规模应用不会超过150年，可以肯定子孙后代会谴责我们用光了所有核燃料，产生如此多的核废料，并且安全性和被攻击的可能性都是大问题，100枚巡航导弹，对中国这么地大物博的国家，可能都没有体现，但如果攻击核电站，就可能摧毁我们大片沿海地区，沉重打击经济。潮汐能，可以成为沿海地区的辅助能源。具体大家可以自己查找下有关文献，研究一下，这里不再详述。

　　那么，我们讲了这么多，未来20年、50年、100年，中国人的能源究竟该从何而来，这个问题已经非常严肃的摆在我们面前了。不有计划的发展光伏，行吗?光伏，在中国人的参与下，发电成本10年下降90%，目前实际制造成本并不比煤电高多少。可能有人会说光热发电，是不是可以替代光伏，这个问题问的好。光热将成为未来中国的主流能源，这是毋庸置疑的事。但对于光热动辄700～1000℃的高温，基于安全的分布式基本没法使用，以及光热对场地的要求，光热发电更适合于大规模地面电站，光伏作为光热的有力补充，在不适合建设光热的地方，比如说城市屋顶、比如山坡丘陵、比如鱼塘水榭、比如说1000平方米以内的空间，都是光伏的用武之地。这里比较有意思的是，光伏对改善当地气温的效果，大概是同等面积森林的3～5倍。也可以这么说，都市屋顶全用光伏发电，会使大城市的温度，更像乡村。如果还能对外输电的话，都市的生活会更加凉爽惬意。

　　太阳能，能量如此之大，如此取之不尽，我们需要合理利用，面对未来可见的能源危机，必须把太阳能应用技术与制造提高到应有的高度。这是工业革命的终点，不论中间有多少次升级换代。举个简单的例子，中国600km长，100km宽的光伏/光热发电站，就可以发2015年的全国用电度数了。当然，对于光伏，这需要每年生产150GW，提前30年生产，这显然不现实，目前光伏世界产能约每年70GW，中国约60GW。更不现实的是，作为光热的有力补充，中国也不可能每年生产150GW全用光伏。这需要一个规划，5年、10年、50年、100年的规划，一步步踏踏实实的走。

　　再次，从经济角度来看看光伏的意义

　　优质的内循环经济，是我们国家经济发展的重中之重。

　　以房地产为例，1万亿资金，进入房地产，大概可以产生8～10万亿的GDP，最后剩余一座座空房子，抢夺实体的用工，使实体成本大幅上升，进而使中国以制造为主的经济，雪上加霜，具体的大家都感觉的到，这里不详细说了。

　　投资1万亿建光伏或者光热电站，会剩余什么呢?1万亿元资金≈(200GWh光伏或若干光热/风力/潮汐/地热等电站，连续投资30年，之后可以每年发6万亿度电，目前中国一年用电量在4～5万亿度)≈当年8～10万亿GDP+至少3万亿度电+高温冶炼技术/高温材料技术/精密仪器技术/半导体技术等高端制造业技术+未来能源布局。

　　跟房地产比，哪个对社会更有意义呢?更关键的是这3万亿度电，是清洁能源，不仅彻底堵上了碳排放锁在中国发展脖颈上的加锁，也兑现了中国节能减排的承诺，更有意思的是，光伏的实际制造成本电费，竟然比美国的电费还有竞争力，这进一步增加了我们的国际竞争力。

　　大家可能对实际制造成本的算法，并不认可，其实理解起来很简单:目前光伏发电成本中，有大量的成本是国内银行利润、税务负担、利益集团截留，但这在其他国家可能会大幅下降，对于人为的不合理的成本增加，我们把它算进成本，拿这个成本去衡量一个有战略意义的事物，会贻误发展的机会。

　　就比方说，一瓦光伏电站，一年发一度电，要还接近0.3元/度的银行利息，在一系列前道工序都交了增值税后，发的洁净能源依然要交增值税等。关键是投资方还要得到10%左右的回报(0.2～0.3元/kWh)。最后，一度电卖0.9～1元，这就是光伏必须依靠补贴的原因，这也是光伏扶贫具有可行性的跟结所在!(如果国家掏钱，那0.9元～1元的电费里，0.5～0.6元都是就可以留给国家或者贫困家庭，持续大于25年，足足一代人啊。)光伏作为国家重要的能源战略，不应该是这样的待遇!

　　这篇文章，引用的很多文献，这里对其表示感谢。并有大量的研究和计算，这里也基本一带而过。有兴趣的读者可以进一步的分析研究。

　　太阳能～光伏对于中国为数不多的自给自足率极高的、有核心竞争力的、被发达国家反倾销的高端制造业而言，作为优质的内循环经济点，以及未来主流能源，如果10年前，乃至6年前，你说光伏可能是一场骗局，作为这个行业的工程师，还真不好意思反驳你。可是时间到了2016年底，在中国人的努力下，光伏发电成本下降了90%，所有核心技术全部掌握，并且把欧美打的找不到北的时候，你说光伏可能一直是一场骗局，我只能回你一句话:有空撕扯光伏，不如多用些心在自己的领域，做到优秀，也给中国人争争光!

　　世界这么大，我们需要多看多想多学习。

　　才学浅薄，不到之处，请前辈批评指导。

　　题外话

　　光伏的电费非常有意思。如果成本0.3元/每度，今年是0.3元，10年、20年、30年之后，它的成本还是0.3元/度电!我们还记得30年前，86年的电费吗?对，几分钱。如果我们可以在2016年用1986年的电费，本身，这就是极强的竞争力。因为成本固定死了，可是钱却在不断贬值。而非可再生资源的价格，是随着钱的贬值而提升的，所以煤电的价格，30年后很难保持在几分钱，它也要跟着通货膨胀水涨船高。从这一角度，主要一次性投资的，如光伏这种优质的内循环经济增长点，带来的能源价格下跌，反倒拥有极强的成本竞争优势。最终，就会体现在国家竞争力上。