100Wp太阳能薄膜电池可行性研究报告
第一章 总论
一、项目背景
(一)项目名称:铜铟镓硒(CIGS)太阳能薄膜电池 (二)项目承担单位:深圳浩德集团有限公司 (三)项目主管单位:国家高新技术开发区管理委员会 (四)项目拟建地区和地点:国家高新技术开发区新能源产业园
(五)可行性研究报告研究范围 1、太阳能光伏产业和技术发展趋势研究 2、市场需求及产品销售预测
3、项目建设的必要性、建设条件及选址 4、CIGS太阳能薄膜电池的技术方案和工程方案 5、环境保护方案 6、节能措施
7、投资估算及资金筹措 8、财务及经济效益分析
(六)可行性研究报告编制依据
1、 国务院颁布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007 年度)》
2、《建设项目经济评价方法和参数》(第三版)
3、技术提供方德国centroherm公司提供的经济技术参数 4、国内外太阳能光伏产业发展状况 5、国家有关法律法规和财税政策
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(七)研究工作概况 1、项目建设的必要性
(1)太阳能电池是太阳能光伏产业中技术含量高、经济体量最高的核心组件,成长性好,市场空间巨大,投资引进技术先进的太阳能电池项目将推动光伏产业的快速发展,有利于节能减排目标的实现,有利于能源结构的调整,有利于区域经济结构的优化。
未来数年光伏行业的复合增长率将高达30%以上。至2020年全球光伏发电装机容量将达到300GW,整个产业的年产值将超过3000亿美元,至2040年光伏发电将达到全球发电总量的15-20%。
该项目的引进与建设将有力促进城市圈“两型社会”的建设。加快太阳能光伏产业的发展,有望改变我国城乡的民用能源结构。大力引进、发展和生产包括CIGS模组片产品系列在内的新能源项目,既具有良好的发展前景,又符合国家、省、市产业发展政策,国家发改委、科技部、商务部、知识产权局发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007)》将开发生产高效率低成本的太阳能光伏电池、新型太阳能电池及制造设备确定为重点项目。既有很好的经济效益,又有良好的社会效益。本项目建设将有力促进城市圈“两型社会”的建设和发展。
(2)德国centrotherm公司开发生产的CIGS薄膜太阳能电池是目前世界上光电转化率最高的第三代太阳能电池,并提供交钥匙工程服务,包销生产初期所有产品。该项目的引进将填补国内空白,带动我国太阳能电池的升级换代,推动区域高新技术产业结构优化,并具有良好经济回报。
Centrotherm公司开发的CIGS太阳能薄膜电池技术水平在世界处于领先,规模化生产技术成熟,生产成本低、原材料消耗少、单位产品能耗低、用途广泛,
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产品具有强劲的市场竞争力,经济性能优良将为投资者带来丰厚的回报。
CIGS太阳能电池在研究室转换率最高可达20.1%,其规模化大生产产品也是世界上面积最大(每片面积1.5㎡、发电功率170W)、成本最低(成本价约7元/Wp)、发电效率高(高于目前的晶体硅电池),是最具有发展潜力的第三代太阳能电池。太阳能电池的价格决定太阳能发电的成本,谁拥有了最低价格的太阳能电池产品和技术,谁就可以拥有太阳能光伏产业的市场。时至今日,德国centrotherm公司CIGS太阳能电池设备及技术在国内仍为空白。
该项目的建设,将促进中国高新技术产业结构的进一步优化。在高新技术开发区新能源产业园引进建设CIGS太阳能薄膜电池项目,将在中国光伏行业中迅速形成一个具有世界领先水平的太阳能光伏产业集群、示范基地和高水平的研发基地,使中国光谷迅速跻身世界光伏产业先进行业,有力促进了产业结构的调整。
2、可行性研究工作概况
(1)与项目发起人进行了充分的信息沟通与交流,充分了解其真实的战略意图和投资意向;
(2)对德国centrotherm公司的信誉、经营状况、产品的技术水平、产品技术性能和规模化工业生产技术成熟度、生产设备的成套化和工艺成熟度进行了认真了解和研究,确定该公司的CIGS太阳能薄膜电池产品技术水平在世界处于领先位置,规模化生产工艺先进成熟,设备成套化率高,能提供交钥匙工程,建议加强技术合作,尽快进入项目实施阶段;
(3)对太阳能光伏产业的技术发展趋势、市场容量进行了调查研究和预测,结论是:太阳能光伏产业已进入快速发展的上升通道,市场容量巨大,投资前景良好。
(4)对项目的选址、建设规模和分阶段目标进行了研究,确定了在5年时
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间内分阶段分步骤逐步稳妥推进的方针,既要迅速抢占技术和市场的制高点,又要考虑到太阳能光伏产业成长的周期阶段,还要考虑到技术的发展和可能发生的突破,建议在引进第一条线的同时,建立自己的研发机构,跟踪世界太阳能光伏产业的技术前沿,为企业的持续发展奠定基础。
二、可行性研究结论
(一)市场预测
CIGS是太阳能薄膜电池具有稳定性好、抗辐照性能好、原材料消耗少、生产成本低、不衰减、弱光性能好、效率高等优点,光电转化效率居各种薄膜太阳能电池之首,接近晶体硅太阳电池,而成本只是晶体硅电池的二分之一,被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳电池”,具有强大的市场竞争力。
太阳能电池的市场空间巨大。未来数年光伏行业的复合增长率将高达30%以上。至2020年全球光伏发电装机容量将达到300GW,整个产业的年产值将超过3000亿美元,中国太阳能光伏发电装机容量将达到20GW。随着 国家“太阳能屋顶”和“金太阳示范”工程及相关鼓励太阳能发展的财税政策等国家扶持政策陆续推出,以及《新能源产业振兴规划》的调整,将引导中国光伏市场由生产型转向消费型。
(二)项目规模
(1)一期工程:征地1000亩,引进建设一条年产100MWp CIGS薄膜太阳能电池生产线。包括一、二、三期厂房、公共设施及后勤、运输、生活福利设施等组成。
(2)二、三期工程:
——继续引进德国centroherm公司升级换代后的CIGS太阳能薄膜电池
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生产线2条,使年生产能力扩充到300MWp;并征用试验基地500亩。
——与正在筹建中的中国新能源研究院合作,建设太阳能薄膜电池专业工程研究分支机构,完善产、学、研相结合的企业研发体系,形成自主创新能力;
——建设一座太阳能光伏示范建筑。 (三)原材料、燃料和动力供应
所有原材料都在国内有稳定的供货来源渠道;燃料和动力供应充分。 (四)厂址 :中国国家高新技术开发区新能源产业园 (五)项目工程技术方案
1、产品特点:德国centroherm公司开发的CIGS薄膜太阳能电池产品具有单片面积最大、转化率最高、成本最低、发电效率高等特点,在全世界具有技术领先性,具有全球专利权。
(1)是世界唯一能规模生产且转换率达12%的CIGS太阳能电池膜组。美国国家NREL试验室研究出换率为20.1%的样品,因此有提高转换率的空间。其它多晶硅薄膜或非晶硅薄膜换率均在6%~8%左右,美国联合太阳集团CdTe生产可达10%,但技术严格封锁,不公开,而材料含有毒元素,试验室样品的最高转换率仅为16%。
(2)接收的光波频率宽,不管阴雨早晚、温度高低都可发电,多晶硅转换率虽高达14%~16%,但因光波频率窄,太阳不直射、阴雨早晚、温度高低都可影响发电。
(3)单片面积达1.5M2、生产量大、生产效率高。 (4)耐候力强、没有非晶硅薄膜的光衰减问题。 (5)成本低、打破了太阳能高价位的瓶颈。
(6)用普通建材玻璃不需在真空环境下生产,解决了大生产工艺瓶颈;不
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使用H2Se气体,解决了污染问题。
2、工艺特点:
德国centrotherm公司提供的生产工艺先进、技术完整、设备成套化。采取的制造工艺是固态源硒化法,工艺简单,流程短,产量高,单片产品面积大,成本低,高效益,用普通建材玻璃不需在真空环境下生产,解决了大生产工艺瓶颈;不使用H2Se气体,解决了污染问题。制造设备实现了成套化,并实现了规模化工业生产,在世界处于领先水平。其采用 “溅射金属预制层再硒化、硫化”所生产的CIGS薄膜太阳能电池是目前世界上技术最先进、工业化生产最成熟的第三代光伏产品。
3、工艺流程:普通钠钙玻璃清洗→Mo的溅射沉积→非真空法沉积CIGS薄膜预置层→快速加热硒化处理(RTP)→化学水浴法沉积ZnS→本征ZnO溅射沉积→ZnO:Al透明导电膜的溅射沉积→Ni/Al电极沉积,分割等。
4、技术指标:
(1)单片面积:1400x1100mm2 (2)转换率:12%(批量生产) (3)功率:170Wp
(4)生产线单位时间产能:96片/小时 (5)生产线理论产能:141.08MWp/年 (6)实际产能:98.88MWp/年 (六)环境保护
1、生产过程中所有的排放物均符合国家相关排放标准
2、冷却水、清洗用水。本项目对冷却水、清洗用水进行截污处理,进行中
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水回用或达标排放。
3、锅炉烟尘处理:采用除尘装置,避免烟尘危害。 4、碎玻璃、包装废弃物。分类收集,综合利用。
5、通风机噪声。采用先进的低噪声通风机,同时对通风室加以吸声处理。 (七)工厂组织及劳动定员
依法设立浩德新能源有限公司,注册资本金5千万元。劳动定员205人。对员工的培训按照德国公司成熟的管理模式,结合中国实情建立一套完善的培训体系,具体培训办法由公司组建后管理层负责拟定, (八)项目建设进度
1、完成与德国公司技术合作的商谈,签订正式协议 完成时间:2009年7月28日 2、项目法人公司成立 完成时间:2010年9月 3、完成整个土地征用、规划设计 完成时间:2010年10月 4、完成投资欠缺资金的融资 完成时间:2010年10月
5、组建公司组织构架、完成土建、设备采购等实施计划 完成时间:2011年5月
6、完成员工的培训、设备安装及调试,进入试生产 完成时间:2011年8月-10月 7、进入正常生产经营 完成时间:2012年8月
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(九)投资估算和资金筹措
本次投资估算和资金筹措主要针对项目一期工程。项目总投资200000万元,其中建设投资180000万元,建设期利息4500万元,流动资金20000万元。
资金筹措:资本金投入36000万元(总投资的20%),其他资金由当地政府指定担保公司为项目公司担保,2010向国家银行筹措不低于7年期的长期贷款144000万元,共180000万元,当年全部投入。2011年向商业银行流动资金贷款20000万元。项目公司以项目抵押
(十)项目财务和经济评价
经过盈利能力分析、清偿能力分析及敏感性分析表明,本项目具有较强的盈利能力,投资风险较小,抗风险能力较强,综上所述:本项目财务上是可行的,经济效益是合理的。
三、综合评价与建议
1、本项目生产的CIGS太阳能薄膜电池,符合我国当前的产业政策,是国家重点支持的发展领域。CIGS太阳能电池是最有希望降低光伏发电成本的高效薄膜太阳能电池,并且它可以充分利用我国丰富的铟资源,是真正符合国家法规重点扶植和鼓励发展的适合中国国情的可再生能源技术,具有广阔的发展前景。
2、本项目具备良好的经济和社会效益,能带动太阳能光伏产业在中国当地聚集,迅速形成产业集群,对高新技术产业开发区的高新技术产业结构提升和调整具有强大的促进作用,能创造大量的就业机会和建设投资,并能迅速使开发区在太阳能光伏产业和技术水平跻身世界先进行业。
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3、本项目产品和工艺及制造设备在世界光伏产业中目前处于领先水平,在一定时期内具有技术垄断性。
4、根据世界光伏产业发展趋势,各国政府都高度重视太阳能光伏产业的发展,将其视为战略性新兴产业加以扶持,加之产业规模化技术的突破,成本下降趋势明显,应用范围不断拓展,市场容量巨大,发展空间广阔。
5、该项目产品与同类产品相比,具有良好的性价比,具备强力的市场竞争力,投资该项目具有良好的经济回报,财务分析得到的技术经济指标良好,风险很小。
综上所述,本项目完全是可行的。建议尽快组织落实实施,加快推进工程进度,加强技术工人的培训,做好市场营销,早日建成投产见效,实现世界最先进的光伏产业技术在中国大陆落地。但要高度重视生产成本的控制和产品的销售价格的变化,把经营成本降到最低,拉大利润空间,更进一步的提高产品的价格竞争力。
四、主要经济指标表 (达产年)
1、生产能力:100MWp/年,60-70万片模组 2、项目定员:205人 3、占地面积:1000 亩 4、建筑面积:127000平方米 5、项目总投资:200000万元 6、建设投资: 180000万元 7、年销售收入:200000 万元
8、年总成本费用:100000.万元 9、年销售税金及附加:2369.56万元
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10、年所得税 :31107.78万元
11 年利润总额: 100000. 万元
12、投资回收期:Pt(Ic=10%税前)2.85 年 13、投资回收期:Pt(Ic=10%税后)3.16 年 14、总投资收益率:(ROI) 66.53% 15、项目资本金净利润率:(ROE) 201.12%
16、项目投资财务净现金值:(所得税前)FNPV(ic=10%)427085.57万元
17、项目投资财务净现金值:(所得税后)FNPV(ic=10%)308940.35万元
18、项目投资财务内部收益率:(FIRR税前) 51.6% 19、项目投资财务内部收益率 :(FIRR税后) 48.7%
20、盈亏平衡点:BEP(生产能力利用)20.8% 21、项目资本金净利润率:(ROE)2.01 22、利息备付率(ICRC)15.4
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第二章 项目背景和发展概况
能源是国民经济的基础产业。我国正处于工业化、城市化和现代化快速发展时期,经济能源和环境三者之间的矛盾尤为突出。大力开发利用太阳能等可再生能源是解决当前能源供需矛盾,有效应对资源短缺、环境污染和气候变化挑战,实现未来能源可持续发展的战略选择。
一、项目背景
(一) 大力开发利用太阳能是世界改善能源供应、环境污染、气候变暖的迫切需要,是能源结构调整战略的必然选择
随着煤炭、石油和天然气等传统化石一次能源的大量消耗,人们产生了深刻的危机感,据各国政府及专家公认统计数字,目前全球石油已知储量可开采约40年,天然气已知可开采约50年,原煤已知可开采约200年;而我国可采储量的化石能源仅为:原煤114.5年,原油仅20.1年,天然气仅49.3年。即使乐观的认为还存在许多未探明的储量,但以目前可预见的开采技术和条件,对这部分资源的开发成本也将提升到可能不具备开发价值的程度。
地球上超过50亿年积累的化石能源,在上百年间即被人类文明耗尽,能源危机正逐渐蔓延到世界的任何一个角落,成为经济社会发展的一个瓶颈,不仅羁绊了全球经济发展,也成为全球政治、军事冲突的重要因素。所以,不论国内还是世界来看,全球性的能源危机已非常突出。与此同时,燃烧煤炭、石油、天然气等化石能源释放出的大量二氧化碳,所造成的环境污染和导致的温室效应,可能在这些能源被耗光之前,就已经把地球环境破坏到人类无法居住的程度,目前全球二氧化碳排放量已经超过300亿吨,如不加控制,这一数字将在2030年
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达到400亿吨,其中我国将占据1/4的比例。因此,大力发展太阳能等可再生能源,已成为人类可持续发展和生存延续的首要问题。
大力开发利用太阳能,加快太阳能光伏产业的发展,使我国尽快迈入清洁能源时代,不仅事关这个产业的发展,从长远来看,是缓解我国资源、能源、环保压力,确保我国能源战略安全和社会经济发展长治久安的必然选择。
(二) 太阳能是最丰富、最清洁、最环保、最高效的可持续能源,太阳能光伏产业既是能源产业,又是环保产业,太阳能发电技术的大规模应用必将有效抑制现代文明对环境的破坏和气候的影响。
太阳能发电与其他再生能源相比,具有无与伦比的独特优势。生物质能存在与民争粮、与粮争地等问题,大量生物质作为能源使用,会进一步打破生态系统中“生产—消费—分解—再生产”的自然生态循环系统,降低生态系统的生产潜力,加重危害生态系统的健康与可持续发展。对于耕地面积有限、生态严重退化和生物质存量有限的我国来说,生物质能的大范围发展和应用既不可能也不现实。水电发电过程不会产生污染性废物,属于比较理想的清洁能源,但是其对局部生态环境的破坏是非常明显的,占用大量良田,容易引发生态灾难,导致开发的经济和社会成本大幅增加。风能本身存在密度低、不稳定、地区差异大、广域分散性、随机性和能量的低密度性等问题,以及风场建设的条件要求高,开发难度很大。风电建设选址对自然环境(风速)要求较高,光测风阶段就要历时1年以上。同时,由于风速的不可控性,利用小时数低,通常为2000小时/年左右。风电设备采用风轮机等机械传动装置,大规模应用的后期维护成本和难度较高。太阳能的转换环节最简单、利用最直接,不产生任何污染,没有转动部分,维修方便。太阳能发电是我们目前可以使用的能源中一次性转换效率最高,并且使用最
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简单、最可靠、最经济的新兴能源,其一次性将太阳能转换为人类能够高效利用的电能的水平是高效植物的约100倍!目前技术其使用生命周期可以稳定超过20年。
从占用土地来看,风力发电占地是太阳能发电的8—10倍,生物能则达到100倍。而水电,一个大型水坝的建成往往需要淹没数十到上百平方公里的广袤土地。从新建电站所消耗能量与电站运行周期内的发电量之比,即能量的投入产出比看,光伏发电可达到10—15倍,在光照良好的地区可达到15—20倍。从我国可开发的资源蕴含量来看,生物质能约1亿千瓦,水电3.78亿千瓦,风电2.53亿千瓦,而太阳能是2.1万亿千瓦,只需开发1%即可达到210亿千瓦。
在我国发展太阳能光伏产业具有独特优势。我国太阳能资源十分丰富,全国有三分之二的国土面积,每平方米太阳能年辐射总量为3350—8400兆焦,平均为5860兆焦(相当于199kg标准煤),每年地表吸收的太阳能大约相当于2.4万亿吨标准煤的能量,相当于我国2008年全国能源消耗总量28.5亿吨标准煤的842倍。其中西藏西部是我国太阳能资源最富集的地区,最高达2333 千瓦时/平方米(日辐射量6.4千瓦时/平方米),居世界第二位,仅次于非洲撒哈拉大沙漠。我国现有沙漠化土地面积达100万平方公里左右,并且呈逐年扩大的趋势,主要分布在太阳能资源比较丰富的西北和西南地区,假设将这些沙漠化土地的1%,用来安装并网光伏发电系统,按目前比较保守的100Wp/m2技术水平计算,装机容量即可达到10亿千瓦,而2007年全国发电总装机容量仅为7.13亿千瓦。我国2008年太阳能电池产量已突破2000MW,占全球产量的36.7%。中国目前发电装机容量的10%用光伏发电来提供,就将形成1~2万亿的新增产业规模。
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(三) 太阳能发电产业发展迅速,已成为世界各国战略性新兴能源产业,加快太阳能光伏产业发展必将成为拉动世界经济走出危机的重要动力。 近年来,全球太阳能光伏产业得到了迅猛发展,近10年光伏产业平均年增长率为41.3%,近5年为49.5%,2007年比2006年增长56.2%。2007年我国成为全球太阳能电池第一生产大国,产量1062.8MW,占全球产量4000MW的26.6%。太阳能发电的大规模利用,对环境的影响和破坏将得到充分遏制,随着化石能源的逐渐耗竭以及太阳能技术和产业规模的进一步发展,太阳能最终将以其高转换效率、简单、可靠、经济和环保等特性,成为人类未来的能源宝库。
世界太阳能发电技术产业从2010 年开始将进入快速发展通道。世界各主要国家都在努力提高太阳能发电设备的生产规模和应用规模。目前全世界有136 个国家正在普及推广应用太阳能,其中95 个国家正在大规模研究开发和生产各种太阳能发电设备和太阳电池应用产品。2008 年日本太阳能发电设备累计总装机容量达到2 500 MW,2010 年预计达到5 000MW。2010 年全世界太阳能发电设备累计总装机容量将达到18000MW。欧盟2010年预计安装3GW(百万千瓦)的光伏发电装置,在2030年安装的光伏发电装置可能增加到200GW左右,全世界可能会达到1000GW。
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目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,大规模开发太阳能,将其列为战略性新兴产业。美国奥巴马政府将新能源产业确定为美国经济复兴的核心,大力开发可再生能源、控制温室气体排放,提供大量绿色就业岗位,希望通过开发利用再生能源,争夺未来能源科技制高点,为此美国能源部推出了“国家光伏计划”,计划在单晶硅和高级器件、薄膜光伏技术、PVMaT、光伏组件以及系统性能和工程、光伏应用和市场开发等5个领域开展研发与产业化工作。日本推出了阳光计划,正在实施太阳能\"7万套工程计划\",准备普及太阳能住宅发电系统,主要是装设在住宅屋顶上的太阳能电池发电设备,家庭用后剩余的电量还可以卖给电力公司,一个标准家庭安装一部发电3000瓦的系统。欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的\"尤里卡\"高科技计划,推出了\"10万套太阳能工程计划\"。 日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家最近决定携手合作,在亚洲内陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站,他们的目标是把占全球陆地面积约1/4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来。
目前,美国、日本和德国在世界光伏市场上占有最大的市场份额。现在世界上MW级太阳能发电站已超过10 座,其中最大的一个容量达到6.45gW。我国敦煌市正在建设10gW的光伏并网发电示范项目,2010年建成投入运行。
在替代传统能源的过程中,太阳能光伏产业的快速发展必将创造大量就业机会、制造机会、建设机会,其必然推动我国乃至世界经济的复苏。
(四) 作为我国政府重点支持的战略新兴产业,加快太阳能光伏产业发展的政策环境进一步优化,法律政策体系逐步完善
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我国政府高度重视可再生能源和新能源的发展。目前,我国已建立了促进可再生能源发展的法律制度,2006年1月《可再生能源法》正式颁布实施,可再生能源上网电价、全额收购、费用分摊、税收减免等政策相继出台,并建立了可再生能源发展专项资金,2007年公布了《可再生能源中长期发展规划》和《可再生能源“十一五规划”》,提出了可再生能源发展目标,为可再生能源的加快发展创造了良好的政策环境。《新能源产业振兴规划》即将出台,重点扶持核能、风能和太阳能等新能源战略性产业的发展,到2020 年,太阳能发电的装机容量要求达到2000万千瓦。“金太阳示范工程”以财政补贴的方式启动和推进太阳能发电市场的开发,并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资50%给予资助,偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予资助。中央财政安排专项资金实施“太阳能屋顶计划”,对建筑光伏一体示范工程予以补助。太阳能发电产业上网定价机制正在形成。我国的太阳能发电技术产业将迎来一个大发展时期。可以相信,随着我国支持可再生能源发展的政策体系的不断完善,太阳能光伏产业一定会取得更好更快的发展,为我国建设资源节约型、环境友好型社会做出更大的贡献。根据“可再生能源中长期发展规划”。2010 年,我国太阳能发电设备累计装机容量达到500MW,其中300-350 MW 用于解决边远地区无电区的供电。2020 年达到2 000MW,为我国太阳能发电产业的发展提供了巨大的机遇。
(五) 提高太阳电池的光电转换效率是降低太阳能发电设备成本的主要手段,是太阳能发电技术的主要发展方向
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太阳能发电技术主要包括:太阳能电池和矩阵、蓄电池和充电器、逆变器等技术。太阳能发电设备的发电成本,由设备初投资和利息加运行维修费再按运行寿命20 年,每年日照时数所发出的电量分摊,就可计算出每度电(kW·h)的发电成本。太阳能发电设备运行中不消耗燃料,在运行寿命20 年期间,除蓄电池外,基本上不需要维修,因此发电成本主要决定于设备投资。太阳能发电设备的投资大致分为太阳能电池矩阵占60%,逆变器占15%,蓄电池占15%,其他为10%,其中太阳能电池价格是主要因素。
太阳能电池的光电转换效率是代表材料性能、器件结构、制备技术、工艺设备和检测手段等综合性能水平的标志性指标。太阳电池的光电转换效率分为两种。一种是小尺寸(例如1cm2)的研究开发水平:单晶硅太阳能电池24.7%,多晶硅太阳能电池19.8%,非晶硅太阳能电池15%,铜铟镓硒太阳能电池20.1%,砷化镓太阳能电池33%,有机纳米晶太阳能电池5.48%。一种是大尺寸(例如1200cm2)的商品化生产水平:单晶硅太阳能电池15%,多晶硅太阳能电池12%,非晶硅太阳能电池8%,铜铟镓硒太阳能电池10%。转换效率高,可以在同样发电容量下,减少太阳能电池矩阵面积,减少太阳能电池模块用量,从而降低成本。
二、太阳能电池技术发展趋势及特点
(一) 太阳能薄膜电池快速成长,将逐步替代硅晶太阳能电池成为市场主流
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。 太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用
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下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。太阳能电池就是一种通过光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池矩阵。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦中型电站,小到供一户用的太阳能电池,这是其他发电技术达不到的。
太阳能电池根据所用材料的不同,分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类。
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表1各种太阳能电池(以大尺寸作比较)特点比较一览表
电池类别 硅太 阳能 电池 多晶硅 单晶硅 优点 缺点 技术最成熟 成本高,大幅转化效率最度减低成本困高(实验室达难,对高纯度23%、规模生硅的依赖性产16-20%) 达高、能源偿付期长2.2-2.7年 转化率实验成本相对较室达到18%,低,对硅的依规模生产达赖高、能源偿为14-18% 付期长2.2-2.7年 共 122 页 第 21 页
非晶硅薄膜 成本低、重量受制于材料引轻、转化率发的光电效率8-10%、便于衰退效应,稳大规模生产、定性不高 能源偿付期短 1.1年-1.6年 多元 化合 物薄 膜电池 砷化镓3-5族 转化率28%、GaAs价格不材料吸收率菲,成本高,高、抗辐射能主要用于宇航力强、对热不领域 敏感、适合制造高效单结电池 碲化镉 性能与非晶镉污染 硅薄膜电池相似、成本低能源偿付期1年 共 122 页 第 22 页
铜铟镓硒不存在光致铟硒都是稀有(CIS/CIGS) 衰退问题、转元素、生产设化率实验室备贵 达20.1%(美国CEN公司)、生产达12%、价格低廉、性能稳定性好、工艺简单、产业链短,能源偿付期短0.9年是今后太阳能电池发展的一个重要方向 聚合物多层修共 122 页 第 23 页
有机材料柔研发刚起步、性好、制作容商品化还有距易、材料来源离、使用寿命广泛、成本和效率与无机低。 材料相差较大。
饰电极型太阳能电池 纳米晶太阳能电池
现阶段,太阳能电池产业中,以硅晶圆式太阳能电池发展最为成熟,在市场中居主导地位。2007 硅晶圆式太阳能电池安装量占整体太阳能电池安装量90%。近几年来在环保意识高升与各国政府推出各种补贴政策下,太阳能电池需
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成本低廉、工研发刚起步、艺简单、光电商品化还有距效率10%以离,目前研究上、制作成本比较成功的是仅为硅太阳染料敏化TiO2能的1/5,寿纳米晶太阳薄命达20年以膜电池,稳定上 性有待进一步改进。
求大幅成长,因而使得硅晶圆式太阳能电池最上游原料多晶硅出现供不应求的状况,在多晶硅价格一路攀升,硅太阳能电池成本难以下降的情况下,各国大力开展投入用硅较少或以非硅原料的薄膜太阳能电池的研究与开发。
薄膜太阳能电池成长率远高于整体太阳能产业。虽然薄膜太阳能电池的出货量目前仍远低于硅晶圆式太阳能电池,但薄膜太阳能电池具有成本低、多用途应用、不受限于以硅为原料等优点,发展迅猛。以 IEK 的资料显示 2007 年薄膜太阳能电池的产量为 476MW,佔整体太阳能电池产量的 17%,2008 年产量达 800MW,年成长率 68.19%,2009年预计可再成长59.61%,在整体太阳能电池产量的市占率可突破 1/5 达22.5%,在市佔率不断提高下,显见薄膜太能电池的成长力道强劲。预计到2013年薄膜太阳能电池将超越硅晶太阳能电池成为市场主流。
图4-1 Nikkei Microdevice 2008(8)展示的太阳能电池市场趋势显示,
薄膜太阳能电池强劲的上升趋势和硅晶圆太阳能电池的颓势
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目前,硅薄膜太阳能电池为主流技术,铜铟镓硒(CIS/CIGS)和砷化镓三五族等多元化合物薄膜电池逐步成为发展趋势,有机聚合物薄膜电池和纳米晶薄膜电池距离商品化较远。2007 年硅薄膜电池占薄膜电池总量的比重约 63%,显见硅薄膜技术仍为薄膜技术的主流。全球前十大薄膜厂商所使用的技术中,美国 First Solar 以碲化镉为主,德国 Wurth Solar和centroherm公司以 CIGS 为主,其余厂商均以硅薄膜技术为主。
(二) 薄膜太阳能电池具有重量轻薄、应用范围广、能源偿付期短、可透光、可挠等优点。
1、重量轻。薄膜太阳能电池由于厚度约仅一般硅晶太阳能电池的1/100-1/600(图六),因此重量较轻,应用于建筑物上时,可减少建筑物的压力,加上其可封装于可挠式基板,因此可制成轻薄的产品应用于可携式物品或与
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其他产品整合。另外由于材料需求少且可连续制程制造,因此原料成本较传统硅晶太阳能电池低。薄膜太阳能电池由于有较低的温度系数,转换效率较不受气温影响,且受照度影响较小,在低照度下仍可维持较佳的转换效率。另外薄膜太阳能电池可制成可透光模组,整合应用在建筑的玻璃上。
2、应用范围广,建材一体应用为薄膜太阳能电池的重要应用
一般硅晶太阳能电池可应用于市电并网、离网应用、特殊应用,其中市电并网型应用为主流,主要是因为各国政府补助政策以市电并网型为主。薄膜太阳能电池同样可作为以上应用,且相较于硅晶太阳能电池只能使用硬式玻璃基板,薄膜太阳能电池的质轻、可挠、可透光的特性可作广泛的应用,其中与建材结合,成为建筑一体型太阳能电池(Building-integrated photovoltaic,BIPV)将是薄膜太阳能的最大利基应用。不同类型的薄膜太阳能电池有其最适用之应用市场,但其本均以商业用或居住用并网型为主,而以 IEK 的研究数据显示,2015 年薄膜太阳能电池的最大应用将是 BIPV,产值可达 32.37 亿美元,佔整体薄膜太阳能电池应用的 45%,将应用在并网型的居住、商业及工业建筑上。
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3、薄膜太阳能电池的能源偿付期短
除了用硅料较少或完全不需用硅之外,薄膜太阳能电池的另一优势为能源偿付期间(Energy Pay-Back Time)较传统硅晶太阳能电池短,相较于硅晶太阳能电池在生产多晶硅与硅晶圆时的高耗电,能源偿付期间需2.2 年~2.7年,非
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晶硅太阳能电池的能源偿付期间仅需1.1年;日本薄膜太阳能电池大厂 Kaneka公布的统计数为1.6 年(图八),而碲化镉太阳能电池1年,而铜铟镓硒太阳能电池的能源偿付期间更短,仅需 0.9年(表二)。
4、薄膜太阳能电池的最大成本来自于设备支出
薄膜太阳能电池虽具有原料成本的优势,但在实际建造时,由于薄膜沉积制程设备昂贵,因此整体薄膜电池设备支出约是硅晶圆太阳能电池设备的2-4倍。
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以 IEK 的研究数据,建置 25MW 的太阳能电池厂,硅薄膜技术生产线需投资约 15 亿元,而硅晶圆太阳能电池则投资约3-5 亿元。若以 100MW 的电池模组装置成本估计,薄膜较硅晶电池的设备成本多出约1-2倍(表三)。若是 32MW 堆叠式硅薄膜太阳能电池中电池设备即佔了成本结构中的29%,若是 15MW 的 CIGS 薄膜模组,设备即占了32%,显示薄膜太阳能电池设备为其最大成本支出。
(三) 硅薄膜技术为目前薄膜技术主流,CIGS薄膜技术以其转化率高等优势成为产业发展重点和趋势
太阳能薄膜电池商品化前景较好的是硅薄膜电池、碲化镉、铜铟硒/铜铟镓硒(CIS/CIGS)、砷化镓等三五族化合物及染料敏化电池。其中硅薄膜太阳能电池为目前主流技术,而碲化镉太阳能电池在美国 First Solar的成功销售下,2007年成为出货量最大的薄膜太阳能电池,CIGS太阳能电池虽有转换效高等优点,虽然CIGS是未来技术的发展趋势,但目前由于量产经验不足,市场占有率仍偏低。另外三五族的砷化镓太阳能电池转换效率虽高,但成本高,目前
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以应用于宇航领域为主,染料敏化电池则尚未大量生产。 1、硅薄膜太阳能电池
非晶硅(amorphous silicon)薄膜太阳能电池已发展超过 30 年,最早商品化的硅薄膜太阳能电池使用在计算器、手表等产品上,硅薄膜太阳能电池中硅的结晶排列杂乱,相对结晶硅太阳能电池中的硅则排列较为规则。硅薄膜太阳能的制程不同于硅晶太阳能电池需经过长晶、切晶、制成 Cell 与模组化等程序,硅薄膜太阳能电池有六道制程,首先在玻璃基板上形成一层透明导电氧化物薄膜(TCO),其次以激光将此薄膜图形化;第三步则是以电浆式化学气相沉积法(Plasma-enhanced chemical vapor deposition,PECVD)在 TCO上进行硅薄膜的连续镀膜,接着再以激光将硅薄膜图形化,然后再以物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition,PVD)在硅薄膜上进行金属镀薄,最后再以激光把金属薄膜图形化,完成之后,各个电池间就可藉着金属与TCO薄膜相连接,在玻璃上形成模组且进行封装后完成薄膜太阳能电池模组。
以往硅薄膜太阳能电池为单层非晶硅技术,由于非晶硅具有较佳的光吸收能力,因此仅需较薄的吸收层,但红光及红外光等能量较小光源则无法吸收而限制了其转换效率,转换效率约 6-7%,另外硅薄膜由于其结构的影响而有光劣化的问题,在使用后的短时间内效率会衰退 15-35%。为提升转换效率,目前太阳能厂商多以结合微晶硅的堆叠式(a-Si/uc-Si ,Tandem)技术制造,转换效率可达8-10%,甚至已有三层结构(triple structure)的产品,而基板材料也从玻璃增加了可挠式金属基板。
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2、碲化镉(CdTe)太阳能电池
碲化镉(Cadmium Telluride,CdTe)薄膜太阳能电池为市场上另一已实际量产的薄膜太阳能电池。目前美国 First Solar 公司一家独大,电池结构与非晶硅太阳能电池相似,只是以碲化镉代替硅。碲化镉太阳能电池的制程一开始与硅薄膜太阳能相似,先在玻璃基板上形成 TCO,再利用成本较低的技术如 CSS法或VTD等方法形成 CdS 层与CdTe 层,并涂覆一层 CdCl2 达到活性化效果。CdTe太阳能电池虽有生产成本低的优势,但材料含有毒元素,对镉所带来的重金属污染有所疑虑,因此目前全球生产的厂商仅美国 First Solar 与德国 ANTEC Solar 等少数厂商,且目前均使用硬式的玻璃基板,尚未有可挠式产品上世。
3、铜铟硒/铜铟镓硒(CIS/CIGS)太阳能电池
铜铟镓硒(Copper Indium Gallium Diselenide,CIGS)薄膜太阳能电
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池在早期以铜、铟、硒三种元素组成为主,形成铜铟硒太阳能电池(CuInSe2,CIS),后续才加入镓或硫而制成转换效率较佳的铜铟镓硒(CuInGaSe2,CIGS)太阳能电池,目前实验室效率可达20.1%(美国centh公司宣布),而大面积模组的效率最高可达 13%。铜铟镓硒太阳能电池的最大问题在于铟的矿藏有限,加上硫化硒与镉的毒性与这四种材料不易精密控制,使得 CIGS 太阳能电池未能大量生产。在结构上,CIGS太阳能电池结构与其他薄膜太阳能电池最大的不同处在于其玻璃基板是在最底层,非在受光面,如图三。
近年来,在美国光伏计划“Thin Film Partnership Program”、日本和欧盟等项目推动下,很多大学、研究所和公司着重进行铜铟硒薄膜电池材料、组件产品及产业化技术的合作开发,在提高电池效率的同时,进一步降低该类电池产品的成本,在未来几年内实现小面积电池、商业化组件产品的效率分别达到23%和15%的目标,每平方米成本小于50美元,以期实现其性能价格比与传统能源相竞争。
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近几年来,铜铟镓硒太阳能薄膜电池的市场需求出现快速发展态势。由于大面积薄膜沉积工艺、设备、工艺质量控制、大面积电池组件效率、组件产品等关键技术的突破,以及喷涂印刷、电沉积等新型低成本制备技术的出现,诸多公司纷纷扩大生产规模,并涌现出许多新兴公司。德国Wurth公司投资5000万欧元, 2007年建成15MWp铜铟硒薄膜电池生产线,其无镉缓冲层In2S3采用原子层沉积(ALD)的“干法”真空制备工艺;2008年日本Showa Shell和德国CIS Solartechnik公司分别建成20MWp生产线。本田公司即将建成27.5MWp生产线,目前组件效率约为12%;德国Johanna公司已投资7200万欧元兴建30MWp生产线,并规划于2009年将生产规模增至60MWp;美国Nanosolar公司已募集1亿美元资金兴建铜铟硒生产线,吸收层薄膜沉积技术采用喷涂印刷工艺,计划将生产规模逐渐增至430MWp。
因此,从铜铟镓硒电池技术上的问题以及科学技术发展进程来看,当前国际发展铜铟镓硒薄膜电池除了进一步提高单体电池转换效率,有望突破20%外,产业化的最主要的内容,一是开发新的工业化大面积沉积铜铟镓硒薄膜沉积系统;二是按照商品化要求制造组件,也就是开发大规模生产技术与铜铟硒电池商品组件的工业化技术。
4、染料敏化太阳能电池(DSSC)
染料敏化电池(Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC)由于结构简单,具有材料成本低及制程简单的优点,而且还可以用印刷方式进行大面积的大量生产。由于所使用的是有机染料,因此 DSSC 另有有机染料太阳能电池的名称。染料敏化电池的结构由两片玻璃基板、两片 TCO 与电极,而与其他薄膜太阳能电池最大的不同在于其中间使用液态的电解液、再加入光触媒与染料,其中电极材料以铂为主,电解液则以碘离子(I3-/I-)为主,另外以奈米二氧化钛(TiO2)
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做为光触媒,利用染料吸收太阳光,达成太阳能发电。目前为了增加实用性,已开始发展由可挠式基板取代玻璃基板,以胶态电解液甚至是固态电解液取代液态电解液。
(四) CIGS薄膜太阳能电池的技术特点和德国centrotherm公司的优势 1、铜铟镓硒太阳能薄膜电池特点和产业发展概况。
CIGS是太阳能薄膜电池Cu(InGa)Se2的简写,具有稳定性好、抗辐照性能好、原材料消耗少、生产成本低、不衰减、弱光性能好、效率高等优点,光电转化效率居各种薄膜太阳能电池之首,接近晶体硅太阳电池,而成本只是晶体硅电池的三分之一,被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳电池”。此外,该电池具有柔和、均匀的外观,是对外观有较高要求场所的理想选择,如大型建筑物的玻璃幕墙等,在现代化高层建筑等领域有很大市场。CIGS电池产业化瓶颈已经突破,随着晶体硅太阳能电池原材料短缺的不断加剧和价格的不断上涨,
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世界很多公司投入巨资,CIGS产业呈现出蓬勃发展的态势,到2010年,CIGS组件产能将达到1000MW。
CIGS电池的主要缺点在于技术难度高、设备昂贵。产业化特点是高技术、高投入、高回报、高风险。对于CIGS产业化,应将重点放在提高组件性能和质量、提高良品率、扩大产能、降低成本、在生产过程中减小对环境的影响。 到目前为止,虽然有30多家公司置身于CIGS产业,真正进入市场开发的公司只有德国的centrotherm、Wuerth、Surlfulcell,美国的Global Solar Energy,日本的Honda、ShowaSolarShell。
中国的CIGS产业远远落后于欧美和日本等国家和地区。2008年2月,山东孚日光伏科技有限公司宣布与德国的Johanna合作,独家引进了中国首条CIGS商业化生产线,该项目采用溅射后硒化生产工艺,年产能60MW,预计2009年第三季度投产。2009年,台湾威奈联合科技与美国百全公司宣布投资9800万美元在扬州建立一条35MW的CIGS太阳能电池,未来计划再建设200MW;香港耀飞发展(国际)有限公司和广东信宇投资有限公司宣布共同发起成立华茂能源科技有限公司,在广州投资5亿美元建立一条25MWcigs薄膜太阳能电池生产线和研发中心。
铜铟镓硒电站的建设已经达到兆瓦级水平,据瑞士的SolarMax光伏并网逆变器公司提供的资料,2008年9月在西班牙建成了的3.24兆瓦铜铟镓硒电站,并成功运行。另外,铜铟镓硒太阳能电池板也可做成柔性,其均匀的颜色和稳定的性能,更加适合与建筑一体化的应用。这必将加快CIGS的商业应用。 2、铜铟镓硒电池的制造工艺比较
CIGS电池的吸收层铜铟镓硒薄膜是一种多元化合物多晶半导体材料,元素配比是决定材料性能的主要因素。由于元素成分多,结构复杂,工艺中某一项参
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数略有偏差,则材料的电学性能和光学性能变化很大,制备过程难于控制。因此,CIGS薄膜是电池的核心材料,制备它的工艺技术方法即为它的技术路线。CIGS薄膜的制备技术有很多种,但实现商业化大规模生产的制备技术主要有硒化法、蒸发法和混合法。目前商业化生产的主流技术是蒸发法和硒化法,分别以德国Wuerth和德国centrotherm、日本Shell为代表。在所有采用碱石灰玻璃衬底的厂家中,从综合面积和平均效率来看,德国centrotherm公司处于顶尖水平,面积为1400mmx1100mm,转化率达12%,Wuerth、Shell、Honda、Johanna、Showa Shell、Sekeyi、Sulfurcell面积为1200mm×600mm,转化效率在10%。
(1)硒化法适合大规模生产,技术特点是能源消耗小,工艺过程容易控制。包括硒化氢硒化和固态源硒化,硒化后也可增加硫化过程,最终形成满足配比要求的多晶薄膜。金属预制层一般采用溅射方法,溅射金属预制层可以保证大面积薄膜的均匀性,通过控制溅射速率和溅射时间可以实现对薄膜厚度和元素比例的精确控制。难点主要集中在后硒化工艺,如硒气氛的气流、衬底加热器的分布和过程控制等。但该技术路线的问题是H2Se(硒化氢)属于有毒危险气体。此外制备CIGS薄膜时间长,设备比较庞大,原材料消耗和生产设备成本高于蒸发法技术路线,但较易实现元素的精确配比和大面积均匀性,其技术难度要低于蒸发法。固态源硒化法工艺简单,成本低,不使用H2Se气体,目前世界只有德国centrotherm公司开发成套的工艺生产设备,在世界处于领先地位。
(2) 蒸发法是由美国Boeing(波音)公司发展起来的,其特点是薄膜材料晶相结构好,各个元素比例可以在蒸发过程中调节,特别是通过调节Ga(镓)元素在吸收层纵向分布来实现禁带宽度梯度结构较为容易。这种技术生产周期短,节省贵重金属材料,设备紧凑成本低,是大规模生产铜铟镓硒薄膜太阳能电
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池很有发展前景的技术路线。技术难点是要求对每种元素蒸发速率及蒸发量要精确控制,实现工业化还需要保证大面积沉积的均匀性,因而“多元线型蒸发源连续沉积大面积CIGS薄膜设备”和工艺技术是制备CIGS薄膜材料国际上最尖端技术,目前只有德国ZSW中心开发出来并用于WuerthSo-lar生产线。蒸发法技术难度较高,生产过程控制难度大,优点是不使用H2Se有毒气体。分步蒸发法可使元素分布产生梯度效果,而且薄膜晶相结构好,但沉积大面积CIGS薄膜时要求Cu(铜)、In(铟)、Ga、Se(硒)为线性蒸发源,由于蒸发金属Cu的线性蒸发源温度要达到1200℃以上,蒸发源材料和结构在如此高的温度下实现起来比较困难,而且也很难达到其控制精度。
(3) 混合法。 美国EPV公司采用In、Ga和Se由线性源蒸发与Cu溅射后硒化的混合法制备大面积铜铟镓硒薄膜,称为“混合法沉积技术”。
3 、centrotherm公司的优势
centrotherm公司的优势在于工艺先进、技术完整、无污染元素、设备成套化。德国centrotherm公司采取的制造工艺是固态源硒化法,工艺简单,流程短,产量高,单片产品面积大,成本低,高效益,用普通建材玻璃不需在真空环境下生产,解决了大生产工艺瓶颈;不使用H2Se气体,解决了污染问题。制造设备实现了成套化,并实现了规模化工业生产,在世界处于领先水平。其采用 “溅射金属预制层再硒化、硫化”所生产的CIGS薄膜太阳电池是目前世界上技术最先进、工业化生产最成熟的第三代光伏产品。
(五) 国内外太阳能电池生产企业情况
近年世界太阳能电池市场发展迅猛,2011年市场需求将突破200亿美元。据估计,世界目前已有近200家公司生产太阳能电池,但生产设备厂主要在日
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本和德国企业之手。我国台湾2008年晶硅太阳能电池生产能力达2.2GW,以后将以每年1Gw生产能力扩大,并开始生产薄膜太阳能电池,我国大陆2008年太阳能电池产量达26GW,占世界产量的32.9%。2010年各国及地区有1GW以上生产计划的太阳能电池厂商有日本Sharp,德国Q—Cells,Scho-Solar,挪威RWE Solar,中国Suntech Power等5家公司。
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由于硅薄膜太阳能电池的技术为各项薄膜技术中较为成熟者,加上相关设备厂可提供 Turnkey的服务,因此台湾厂商切入薄膜领域以硅薄膜太阳能电池为主。国内第一家投入薄膜太阳能电池的为光华开发投资的大丰能源,而上市公司中则有绿能、益通、联电、中环等相继投入此一领域。
国内业者中绿能使用美国应材的设备,并采用 8.5代面板规格;联相、大亿光能则采用日商 ULVAC 的设备;宇通光能与富光电阳则采用瑞士厂商Oerlikon的设备。各种薄膜太阳能电池技术中,绿能、联相、宇通、旭能、奇美能源、富阳、大亿光能以硅薄膜技术为主,另有永大投入染料敏化电池技术,川飞、亚化、新能光电投入铜铟镓硒太阳能电池技术。
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三、项目发起人及发起缘由
(一) 项目发起人
深圳市浩德集团有限公司。是国内专业从事大、中型火力电厂烟气脱硫工程和各种市政及工业废水处理工程的公司。公司享有进出口自主经营权。经过多年的经营,公司联合发挥各投资方、技术支持方、战略合作伙伴的优势,形成了集环保、新能源、贸易、资本运营等多元业务结构。
(二) 发起缘由
——当今世界公认CIGS太阳能薄膜电池代表了下一代太阳能电池的发展方向,技术先进,也可以充分利用我国丰富的铟资源,是真正符合国家法规和产业政策鼓励发展的适合中国国情的可再生能源技术,具有广阔的发展前景。社会效益和经济效益具佳,项目的引进对节能减排、环境保护、能源结构调整、就业机会创造都有较好的促进作用。
——深圳浩德集团长期从事能源环保的研究开发和生产经营,业务关联度
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大,对能源产业发展趋势有准确的把握,长期对太阳能发电技术的发展进行跟踪,有一定技术和管理储备。在项目前期准备过程中,与技术提供方德国centrotherm公司建立了良好的战略合作关系。
——德国centroherm公司是一家成立于1979年,专门从事环保和新能源开发,在太阳能电池有近30年的开发和生产经验,是世界唯一一家从多晶硅提炼到太阳能电池生产设备制造一条龙服务的整包上市公司,其开发的CIGS薄膜太阳能电池产品和生产线在全世界具有生产量最高、单片面积最大、转化率最高、成本最低、发电量最高等特点,在当今世界具有技术领先性,具有全球专利权。(1)是世界唯一能规模生产的转换率达12%CIGS膜组。美国国家NREL试验室研究出换率为20.1%样品,因此有提高转换率的空间。其它多晶硅薄膜或非晶硅薄膜换率均在6%~8%左右,美国联合太阳集团CdTe生产可达10%,但技术严格封锁,不公开,材料含有毒元素,而试验室样品的最高转换率仅为16%。(2)接收的光波频率宽,不管阴雨早晚、温度高低都可发电,多晶硅转换率虽高达14%~16%,但因光波频率窄,太阳不直射、阴雨早晚、温度高低都可影响发电。(3)单片面积达1.5M2、生产量大、生产效率高。(4)耐候力强、没有非晶硅薄膜的光衰减问题。(5)成本低、打破了太阳能高价位的瓶颈。
四、投资的必要性
(一) 太阳能电池是太阳能光伏产业中技术含量高、经济体量最高的核心组件,成长性好,市场空间巨大,投资引进技术先进的太阳能电池项目将推动光伏产业的快速发展,有利于节能减排目标的实现,有利于能源结构的调整,有利于区域经济结构的优化
1、太阳能电池产业增长速度快,市场空间巨大。太阳能电池产业的发展速
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度之快,是现代工业中罕有的,甚至超过半导体工业的发展速度。全球太阳能电池产量1998-2008年10年间增长26倍,年复合增长率38%,2001-2008年7年间年复合增长率42%;太阳能电池年装机量1998-2008年10年间增长22倍,年复合增长率36%,2001-2008年7年间年复合增长率39%。
但是,目前太阳能发电占全球能源消耗总量之比仍十分微小。德国是全球最大的光伏市场,光伏电池的年发电量已在2TWh(20亿千瓦时)之上,但光伏发电量占其总发电量仍不到0.5%。所以,太阳能电池的市场空间巨大。未来数年光伏行业的复合增长率将高达30%以上。至2020年全球光伏发电装机容量将达到300GW,整个产业的年产值将超过3000亿美元,至2040年光伏发电将达到全球发电总量的15-20%。
根据各国光伏发展规划,美国、欧洲和日本到2010年规划的光伏安装量分别为5GW、10GW和8GW;到2020年的规划分别为36GW、41GW和30GW。我国即将公布的《新能源产业振兴规划》将2020年的光伏装机量有此前的1.6GW增加到20GW,是原规划的12.5倍。2008年中国太阳能电池产量达到约2600MW,占世界产量的32.9%,但当年中国的光伏安装量只有40MW,仅占全球安装量的0.73%,占国内太阳能电池产量的1.54%,这意味着,中国太阳能电池98%以上的需求都在国外。随着 “太阳能屋顶”和“金太阳”工程及相关鼓励太阳能发展的财税政策等国家扶持政策陆续推出,以及《新能源产业振兴规划》的调整,将引导中国光伏市场由生产型转向消费型。
2、该项目的引进与建设将有力促进城市圈“两型社会”的建设。 根据国家发展和改革委员会早已发布了《产业结构调整指导目录(2005年)》。太阳能薄膜电池是国家鼓励投资项目。我国财政部最近亦颁发《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》文件,国家将对符合条件的太阳能光电建
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筑应用示范项目给予15-20元/Wp的补贴。该补贴的力度较大,覆盖成本的三成以上。业内人士分析,此次补贴将起到“抛砖引玉”的效果,政府还可能出台更多后续支持措施,以加快太阳能光伏产业的发展,而此举有望改变我国城乡的民用能源结构。大力引进、发展和生产包括CIGS模组片产品系列在内的新能源项目,既具有良好的发展前景,又符合国家、省、市产业发展政策。既有很好的经济效益,又有良好的社会效益。本项目建设将有力促进武汉城市圈“两型社会”的建设和发展。
(二) 德国centrotherm公司开发生产的CIGS薄膜太阳能电池是目前世界上光电转化率最高的第三代太阳能电池,并提供交钥匙工程服务,包销生产初期所有产品。该项目的引进将填补国内空白,带动我国太阳能电池的升级换代,推动区域高新技术产业结构优化,具有良好经济回报。
1、centrotherm公司开发的CIGS太阳能薄膜电池技术水平在世界处于领先,规模化生产技术成熟,生产成本低、原材料消耗少、单位产品能耗低、用途广泛,产品具有强劲的市场竞争力,经济性能优良将为投资者带来丰厚的回报。
2008年晶体硅太阳能价格材料在人民币120万元/吨,从2007—2009年我国晶体硅将大量的上马,太阳能电池价格竞争将更加激烈,但是晶体硅的成本价仍保持在人民币20元/Wp左右,CIGS太阳能电池在研究室转换率最高可达20.1%,其规模化大生产产品也是世界上面积最大(每片面积1.5㎡、发电功率170W)、成本最低(成本价约7元/Wp)、发电效率高于晶体硅电池,是最具有发展潜力的第三代太阳能电池。太阳能电池的价格决定太阳能发电的成本,谁拥有了最低价格的太阳能电池产品和技术,谁就可以拥有太阳能光伏产业的市场。时至今日,德国centrotherm公司CIGS太阳能电池设备及技术在国内仍为空
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白。
2、该项目的建设,将促进中国高新技术产业结构的进一步优化。 在高新技术开发区新能源产业园引进建设CIGS太阳能薄膜电池项目,将在中国光伏行业中迅速形成一个具有世界领先水平的太阳能光伏产业集群、示范基地和高水平的研发基地,使中国迅速跻身世界光伏产业先进行业,有力促进了产业结构的调整。
五、项目进展概况
目前,该项目各项准备工作有序开展,深圳市浩德集团有限公司与德国centrotherm公司、台湾百富公司已经结成了战略合作伙伴关系,决定在中国成立项目公司,建设世界领先水平的CIGS薄膜太阳能电池工业园项目。
1、 签订有关意向投资协议; 2、 厂址选址确定;
3、 园区勘测、厂房规划初步设计已基本完成;
4、 深圳浩德集团董事会已作出同意投资和成立项目公司决议; 5、 项目申报工作启动;
6、 项目融资工作进展良好,已与多家银行达成贷款意向; 7、 项目公司—浩德新能源有限公司组建启动; 8、 与德国centrotherm公司的商务谈判已完成。
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第三章 项目市场分析与建设规模
一、市场调查
(一)用途及产业应用调查
长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能能量相当于全球所需总能量的3-4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定。再者,太阳能和石油、煤炭等化石能源不同,不会导致\"温室效应\"和全球性气候变化,也不会造成环境污染。正因为如此,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。
就太阳能光伏产业应用而言,可分为公共应用、户用和特殊应用,也可划分为商业并网、居住并网、特殊应用。
所谓公用指的是把太阳能技术应用在建筑、发电厂等大型给公众提供电力的项目。
户用通常指小型发电系统,如家庭供电系统等。
特殊用途是指有供电网络传输障碍和供电使用不便的高山、边远地区,或者较少人口的村落,通过太阳能光伏发电的特殊应用可以发挥更大的便利性。
(二)目前消费量、政府战略规划消费量(国内)
即将公布的《新能源产业振兴规划》已将2020年的光伏规划由此前的1.6GW增加到20GW,是原规划的12.5倍。
业内人士表示,过去几年中,中国光伏组件的产量保持高速增长,然而组装
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量很小,大量的光伏产品出口国外。金融危机以后,国际市场萎缩,随着国内光伏扶持政策陆续出台,中国光伏市场将由生产型向消费型转变。
根据各国光伏发展规划,美国、欧洲和日本到2010年规划的光伏安装量分别为5GW、10GW和8GW;到2020年的规划分别为36GW、41GW和30GW。相比之下,中国光伏发电的近中期目标制定偏低,分别为2010年的0.25GW和2020年的1.6GW。而据了解,即将出炉的《新能源产业振兴规划》很可能将2020年的发展目标提高到20GW。
2008年中国太阳能电池产量达到约2600MW,占世界产量的32.9%,但当年中国的光伏安装量只有40MW,仅占全球安装量的0.73%,占国内太阳能电池产量的1.54%,这意味着,中国太阳能电池98%以上的需求都在国外。 事实上,中国光伏发电潜力的确非常巨大。统计显示,中国现有大约400亿平方米建筑面积,屋顶面积40亿平方米,加上南立面大约50亿平方米可利用面积,如果20%安装太阳能电池,可以装100GW。此外,中国有着大片的沙漠、沙漠化土地和潜在沙漠化土地,总计约120万平方公里。1平方公里土地可以安装40MW太阳能电池,2%的荒漠即可安装1000GW,是中国当前电力装机的两倍。发改委能源研究所有关研究预计,2020年中国大型荒漠光伏电站累计装机将达到200MW。
对于国内光伏发电市场为何迟迟不能启动,发改委能源研究所人士表示,主要是目前光伏发电的成本还是太高,影响了大规模推广;同时,中国可再生能源法在光伏发电上的落实不力,全国已经建成100多个并网光伏发电项目,但仅有2个项目在2008年6月份刚刚拿到4元/kWh的上网电价,光伏发电的审批程序和电价核准程序也还不明确;此外,电力部门还没有真正接受光伏发电,由于光伏发电不连续的特点,电力部门认为只是增加了发电量,没有增加实际可
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调度的电力装机。
但随着光伏发电安装规模扩大和行业技术进步,光伏发电的成本也将逐步降低,有关专家认为,中国光伏发电成本将在2015年-2020年期间实现平价上网。 目前,我国光伏发电成本为1.3元/度-2.0元/度,仍远高于普通火电平均不到0.30元/度左右的发电成本,“太阳能屋顶”政策实施20元/W的补贴后,发电成本降为0.6元/度-0.9元/度,离传统火电成本更为接近了,但仍有一些差距。 据发改委能源局专家介绍,“平价上网”包括配电侧并网和输电侧并网两种。其中配电侧并网按照“净电表”方式运行,相当于电力公司用销售电价购买光伏电量,其平价上网的价格为0.5-1.0元/度,预计到2015年实现;输电侧并网属于发电站,要与常规上网电价相比较,则电价为0.33-0.36元/度,预计到2020年以后可以实现。新能源产业振兴规划》的调整,将引导中国光伏市场由生产型转向消费型,而到2020年,中国光伏业安装量则很有希望突破20GW的规划量。
二、市场预测
(一)市场需求预测 1、全球装机量及产业产值
专家根据世界各国的光伏发展规划和目前发展状况预测,2010年全球光伏发电并网装机容量将达到15GW(1500万千瓦),未来数年光伏行业的复合增长率将高达30%以上。至2030年全球光伏发电装机容量将达到300GW,届时整个产业的产值有可能突破3000亿美元,至2040年光伏发电将达到全球发电总量的15-20%。
2、产品性价比比较
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多晶硅光电转换效率13%—16%,1㎡、成本每瓦人民币35元左右,售价:60元左右;
现市场上的玻璃膜组光电转换效率6%—8%,1㎡、成本每瓦人民币15元左右,售价:25元左右;
该项目引进生产的玻璃膜组光电转换效率10%—14%,1.5㎡、成本每瓦1美元左右,售价:平均20元左右;(第一年20元左右、第二年18元左右、第三年17元左右)
产品名称 多晶硅 现市场玻璃膜组 该项目玻璃膜组 光电转换率 13%—16% 6%—8% 10%—14% 成本 35元 15元 7元 售价 60元 25元 20元 3、本产品占国内市场需求比率
根据即将公布的《新能源产业振兴规划》确定的2010年我国太阳能光伏产
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业总装机容量为0.25GW,2020年我国太阳能光伏产业总装机容量为20GW。目前国内非晶硅太阳能生产规模只占据2010年整体需求的4%。
以下是目前国内非晶硅太阳电池生产线及产能: 序号 1 2 3 4 5 6 7 单位名称 天津津能 哈尔滨克罗拉太阳能 深圳拓日 深圳创益 深圳日月潭 北京世华 泉州 产能 5MW 1MW < 1MW < 1MW < 1MW 备注 筹建中 筹建中 当本项目第一期生产线落成,年生产产能在50MW,只占2010年总需求的20%。
(二)产品出口分析
1、性价比优良,市场竞争力强
本项目引进德国centrotherm公司技术,其CIGS薄膜电池的转换效率高达12%,比现今薄膜电池市场7%左右的转化效率优越。产品生产成本为目前晶硅电池的二分之一,具有明显的强劲市场竞争力。
2、销售渠道(返销)
同时,技术合作方德国centrotherm公司、德国太阳能系统安装公司DF签署了产品出口包销协议。所有生产出来的产品,国内销售不完,全部由德国centrotherm公司和德国DF公司以适当价格购买。
(三)价格预测
1、同类产品的价格走向判断和评估
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目前多晶硅产品原材料和生产成本超过CIGS产品一倍以上,但多晶硅太阳能电池目前仍占整个太阳能发电产能的80%以上,发电效率也比薄膜太阳能电池高,因此仍是目前市场的主流。不过由于多晶硅太阳能电池原料短缺、生产成本较高的问题,因此薄膜太阳能电池更具有发展空间。
根据上述报告同类产品性价比比较中可以发现,多晶硅产品市场卖价是CIGS类产品几乎两倍左右。
但是随着多晶硅供需平衡,多晶硅价格会迅速恢复到合理价位,从而使硅太阳能电池价格下降,发电成本降低。随着硅太阳能商业化电池效率的不断提高,商业化电池硅片厚度持续降低和规模效应等影响,硅太阳能电池成本仍在降低。规模每扩大一倍,成本降低约20%。
而对于薄膜太阳能电池而言,降低20%成本的硅太阳能电池在市场价格上其影响力仍然有限,业内专家认为随着薄膜太阳能技术的日渐成熟,将逐步替代多晶硅太阳能电池。在未来三到五年内,晶体硅太阳能电池仍将占主导地位,约占70%~80%的市场份额,而薄膜电池的市场份额将逐步增大,从现在不到5%扩大到20%以上。
2、新的替代产品价格现况和评估
学术界正加大力度提出新的概念并研制新一代材料。宽带隙材料、有机PV(相对于有机衬底上的淀积膜而言的真正有机材料)、纳米线、量子点、染料敏化电池等都是目前研究的对象。当前研发的重点还在于提高产品性能。在产品大规模上市之前,必须确保产品的可靠性与生产规模的可扩展性,并做好供应链的选择与建立。
就目前研发阶段的分析看来,新的替代产品可能在成本价格上比CIGS电池节省50%左右,但转化率和稳定性与CIGS相差较远,而且研发工作刚起步,至
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少5-8年内无法实现产品商业化。
三、建设规模
该项目规划总目标:
2009年—2014年五年内,总投资计划投入45亿人民币,分一期、二期、三期完成。五年内建设六条每分钟生产单片面积1.5㎡/块、功率170Wp以上、转换率12%以上、成本每1Wp/1美元以下的CIGS太阳能电池生产线,年产300MWp以上的CIGS太阳能电池;按照20元/瓦不变价格实现年销售收入60亿元左右。
一期工程:计划投资20亿元人民币。引进一条年产100MWpCIGS太阳能薄膜电池,共计年生产能力为70万片。并完成一、二、三期厂房、公共设施及后勤、运输、生活福利设施等组成
二、三期工程:计划投资25亿元。引进centrotherm公司升级后的2条100MWp生产线共300MWp;建立太阳能薄膜电池工程技术研究中心;建立500亩的光伏建筑示范基地。
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第四章 项目建设条件与厂址选择
一、原材料及主要辅助材料供应
(一)50MWp生产原材料、主要辅助材料需要量,100MWp需乘2
材料名称 规格 每周生产年度用途 需要量 需要量 基板玻璃 浮法玻璃的固定每周大约大约平板玻尺寸: 需要810035万璃用 片 料 1400x1100x3mm* 片 公差±1mmx±1mmx±,2mm 边缘磨成:C型 须留有junction box(j/b)连接 器使用的孔洞 未加工玻璃,无有机表面污染 盖板用光浮法玻璃的固定每周大约大约玻璃盖学玻璃 尺寸: 需要8100 35万 板用料 1400*1100*4mm 共 122 页 第 53 页
公差±1mmx±1mmx±0,2mm 白色(低铁含量)经过热处理的强化玻璃 建议边缘磨成C型 厚度范围:4mm-6 mm未加工玻璃,无有机表面污染
材料名称 规格 靶材 钼 铜、镓 铟 133 x 14 mm 板材:2700 x 240 x 24 mm 板材:2700 x 284 x 15.5 mm 参杂铝的尺寸:2620 x O 共 122 页 第 54 页
每周生产年需量 用途 需要量 69根 104块 312块 133根 靶材 靶材 靶材 靶材 尺寸:2620 x O
氧化锌133 x 14 mm (铝含量1%) 硒 颗粒状, 尺寸220 kg 1-4mm 化学药剂 氨水 氢氧化铵 无水醋酸固态, 镉
材料名规格 称 化学药 剂 硫脲 固态 周需量 年需用途 量 240 kg 12 t 24 kg 液态,25% 2.5 m3 沉积法用料 1200kg 化学浴沉积法用料 120M3 化学浴10000kg Se沉积 化学浴沉积法用料 盐酸 32%,化学Stangl + ~ 70 化学浴沉积纯,液态 H+E m3 法用料及废1 m3+ 水处理 0.45 m3 NaOH 固态,50%, 150 l 6800 l 废水处理 H2O2 35%,化学3 m3 150 废水处理 纯,液态 m3 有机硫 8 kg 410 废水处理 化物 kg 共 122 页 第 55 页
材料规格 名称 其它 部分 EVA 丁基 Vistasolar 486.10, Helioseal PVS 450 kg / 23,000 101, 200kg/桶, 导电CE 3103 WLV 3 kg 胶 调节1200-6-460-A 剂 铜箔 (红), 4 mm * 0,1 32 km mm 带 盒 0,05 mm, Ca. 8100 共 122 页 第 56 页
周需量 年需量 用途 12 km 625 km 封装 丁基注入装置 40 km kg / 2000 km 150 kg 点胶机 120 l 1500 km 分注头 铜箔放置设备 箔设备 350,000 接线 2.1 l 绝缘1040-6, 8 x 1.8 km 100 km 放置铜接线由买方选择
标签80 x 100 mm, 用纸 机粉0.08 x 450 m, 匣
(二)主要原材料供应来源
8100, 850 m 350,000 贴标站 44 km 100个 贴标站 打印1732 Spezial, 2个 德国centrotherm公司将在项目公司旁全资建立靶材材料供应厂。国内也可选择供应商,以下供应商是未来可能的供应商,具备完整的供应能力,企业资金状态良好。
品种 璃 玻璃 钼 铜 镓 供应商 2. 长江浮法玻璃有限公司 2. 洛阳玻璃集团 3.秦皇岛天和精工玻璃有限公司 1. 葫芦岛德旺实业有限公司 2. 成都西奥化冶有限责任公司 1.江西铜岭钢铁厂 2.东莞市嘉盛铜材有限公司 1.长沙亚光金属化工有限公司 2.天津德盛国际贸易有限公司 共 122 页 第 57 页
基板玻1. 武汉长利玻璃公司 面板白1. 深圳南玻集团
铟 1.株洲冶炼集团股份有限公司 2.深圳市中金岭南有色金属股份有限公司 ZnO 1.安徽省含山县锦华氧化锌厂 2.大连金石氧化锌有限公司 3.山东莱芜奥泰克氧化锌有限公司 硒 EVA膜 1.济南亚友力金属实业有限公司 2.天安集团(重庆)贸易有限公司 1.浙江化工科技集团有限公司 2.温州瑞阳光伏材料有限公司 铵溶液 1.上海统亚化工科技发展有限公司 2.海元吉化工有限公司 醋酸镉 1.上海元吉化工有限公司 2.天津市盛大化工销售有限公司 硫脲 1.江阴市顾山红豆化工厂 2.常州同享化工有限公司 3.青州市鑫胜化工有限公司 胶粘剂 1.东莞市晟龙胶粘有限公司 2.上海珍邦化工有限公司 丁基1.廊坊鑫源铝材有限公司 2.濮阳市昌盛中空玻璃胶业 Butyl 接线盒 1.宁波康迪光伏科技有限公司 共 122 页 第 58 页
2.厦门迈士通(控股集团)
二、建设地区的选择
该项目拟选址在国家高新技术开发区。中国智力密集、产业配套设施齐全、地理位置得天独厚、交通便捷。 (一)物流成本及时效性
(二)生产及经营成本
(三)建设所在地科技、人才资源
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第五章 项目技术方案
一、项目组成
1、一期工程:征地1000亩,引进建设一条年产100MWp CIGS薄膜太阳能电池生产线。包括一、二、三期厂房、公共设施及后勤、运输、生活福利设施等组成。
2、二、三期工程
(1)继续引进德国centroherm公司升级换代后的CIGS太阳能薄膜电池生产线2条,使年生产能力扩充到300MWp;并征用试验基地500亩。
(2)与正在筹建中的中国光谷新能源研究院合作,建设太阳能薄膜电池专业工程研究分支机构,完善产、学、研相结合的企业研发体系,形成自主创新能力;
(3)建设一座太阳能光伏示范建筑。
二、生产技术方案
(一)产品标准
产品名称 面积mm2 转换效功率 (长x宽) 率 % Wp/组件 170 CIGS太阳能薄膜1400x1100 12 电池模组 共 122 页 第 60 页
(二)生产方法
薄膜太阳能电池 (Thin-Film Solar Cell)是一种利用溅镀或是化学气相沉积方式,在玻璃或金属基板上,生成薄膜太阳能生产方式。
其制程是先清洗玻璃基板(Glass Cleaning),而后藉中频交流磁控溅射方法,在玻璃基底上依次沉积Mo、CuIn、CuGa薄膜,制备CuInGa(CIG)双层预制膜,采用固态硒化法制备获得Cu(InxGax)Se2(CIGS)吸收层薄膜。进行激光切割(Laser Scribing)分割玻璃上的TCO膜,接着形成金属膜(Coating Absorber),再进行激光切割,接着镀上背面电极(Coating Back Contact)后进行第3次激光切割,最后经过检测(Inspection)、模块封装(Module Production)即完成出货。
薄膜电池缓冲层ZnS采用化学水浴法(CBD)制备,厚度约0.03 μm;窗口材料为双层ZnO膜,第一层为高阻本征层,用中频磁控溅射纯ZnO靶制成,第二层为低阻导电层,直流磁控溅射ZnO:Al靶制成,其厚度分别为0.08 μm和0.6 mm左右;最后用掩模板真空蒸发Ni/Al栅电极。
CIGS组成可表示成Cu(In1-XGaX)Se2的形式,具有黄铜矿相结构,是CuInSe2和CuGaSe2的混合半导体。它是以铜铟镓硒为吸收层的高效率薄膜太阳电池。
Centrotherm公司的CIGS结构:Glass/Mo/CIGS/ZnS/ ZnO/ TCO (ZnO:Al);其中光吸收层CIGS薄膜为p型半导体,其表面Cu呈n型与缓冲层共同成为n层,构成浅埋式p-n结。太阳光照射在电池上产生电子与空穴,被p-n结的自建电场分离,从而输出电能。 (三)技术参数和工艺流程
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1. 技术参数 技术参数表
组件/48片 生产周期 时 年工作360日 作时间 工作时98.9% 8640 间/年 理论生 产能力 机器运85% 转率 生产线97% 延续率 实际生 产能力 产出率 85% 生产线 产能 天 75秒 每天工24时 141.08MWp/829440 年 块/年 116.32MWp/6838741900年 98.88MWp/年 1614.8块/67.2块/时 共 122 页 第 62 页
块/年 块/天 581292块/年
天 2、 工艺流程
CIGS的工艺流程:普通钠钙玻璃清洗→Mo的溅射沉积→非真空法沉积CIGS薄膜预置层→快速加热硒化处理(RTP)→化学水浴法沉积ZnS→本征ZnO溅射沉积→ZnO:Al透明导电膜的溅射沉积→Ni/Al电极沉积,分割等。(见工艺流程图)
工艺流程图
(四)主要工艺设备选择
本项目主要工艺设备主要来源于德国Composition uniformity 公司。 1、整体溅射设备
Centrothermsputter coater:镀膜机
涂层均匀度:± 3%
宽度:2.2米(2块基板平行铺放) 平面或旋转靶
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y-direction [mm] 长度方向[mm]
膜层厚度偏差[%]示意图
2. 均匀固化设备
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2.1 固化设备
精密度:± 2K;
等温状态:无内部的硒凝结; 维修工作量小; 充分的硒沉积。 2.2 硒均匀退火设备
centrothermthermal退火炉
均匀的硒供给;
横向气流均匀度:+/- 3 %。
此外,centrothermthermal退火炉具有独特的气化过程,表现为:
centrothermthermal气体分离技术
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炉内氧气浓度< 1e-16 (i.e. <1ppm)
总之,Centrotherms CIGS设备的技术特点有:
核心工艺:硒的沉积与退火; 可扩展性;
短的生产周期(60 sec);
褐色的表面与高转换效率(组件> 12%水平)。 Centrotherms CIGS设备已申请国际专利。(见附件)
Centrotherm公司的CIGS生产技术中另一个显著优点是:完全不用有毒的致癌物质CdS。因为, CdS加热时分解生成硫氧化物有毒烟雾,与酸反应,生成硫化氢有毒气体。因此,CdS的职业接触阈限值(以Cd计)为0.01mg/m3(美国政府工业卫生学家会议,1996年)。最高容许浓度:第III ,A2类(1996年)。CdS可通过吸入其气溶胶和食入吸收到体内。其吸入危险性在20℃时蒸发可忽略不计,但扩散时能较快地达到空气中颗粒物有害浓度。反复或长期接触肺可能受到影响。该物质还可能对肾和骨骼有影响,导致肾损伤和骨骼虚弱。
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3. 层压封装设备 4. 在线检测装置
(五)主要原材料、燃料、动力消耗指标
1. 主要原材料(50MWp生产线指标)及费用估算,100MWp需乘2
材料名称 主要原材料及指标人民币单位:元/万元
基板玻璃 面板白玻璃 钼 铜/镓 铟 i-ZnO ZnO 损耗 硒Selenium 铵溶液ammonium solution 0.5/块 醋酸镉cadmium acetate 0.2/块 硫脲Thiourea 0 .9/块 Adhesive glue胶粘剂 13.8/块 铜带Copper ribbon 4.5/块 丁基Butyl 6.2/块 EVA膜EVA foil 56/块 接线盒Junction box 60/块 其他材料 11.4/块 每个组件的总材料成本 total material 630. /costs 块 燃料、动力消耗指标及费用估算
单价(人民币:元) 65/块 135/块 29.5/块 86/块 50/块 14.4/块 58.4/块 11.6/块 26.6/块 年需求总价(人民币:万元) 1883.2 3923.72 856.49 2499.35 1452.29 418.40 1697.88 337.15 773.63 13.08 7.19 25.29 400.61 130.29 180.20 1627.62 1743.88 所占比率 10.3% 21.4% 4.7% 13.7% 7.9% 2.3% 9.3% 1.8% 4.2% 0.08% 0.03% 0.14% 2.2% 0.7% 0.98% 8.9% 9.5% 1.8% 2、 燃料、动力消耗指标(50MWp生产线指标)100MWp需乘2
项 目 单 位 消耗指标 全年消耗费量 共 122 页 第 67 页
用万(
元) 电 燃气
(六)主要生产车间布置 车间布置与工艺流程
度 0.78 度3900万度 3110.4 /Wp 立方米 7600立方273万立657.1 米 /天 方米
CIGS厂100 MWp车间总平面布置图
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三、总平面布置和运输
(一) 总图布置基本要求
(1)功能分区,系统分明,布置整齐,在适用、经济的前提下注意美观。 (2)生产系统、辅助生产系统和运输系统的布置科学合理,物流和人流路径短捷,方便作业,尽量避免物流与人流相互交叉、往复、迂回。
(3)土地利用系数和建筑系数应科学合理,根据设计规范确定各建筑物、构筑物间的距离,保证生产运营和消防安全。
(4)根据场址的风向、地形、地势特点及地质条件,因地制宜。 (二) 运输方案选择的要求
1、统筹规划场内和外部运输,做到物流流向合理,场内和外部运输、接卸、存贮形成完整的、连续的系统。
2、项目的外部运输,应尽量依托社会运输系统。
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3、主要产出品、大宗原材料和燃料的运输,应避免多次倒运,降低运输成本,提高运输效率。
(三) 设计原则
(1) 在满足工艺流程顺畅、简洁、合理的前提下,综合考虑近期、远期工程的衔接方便、合理,力求布局紧凑,管线短捷,尽量少交叉,节省用地,并便于管理。
(2) 辅助生产建筑物应预留远期设备布置用地,以提高全厂统一管理及生产的可靠性和方便性。
(3) 厂区主要人流与货流分开,以避免人流与货流交叉。
(4) 厂区道路主干道宽度12m,次干道宽度9m和4m,人行道宽度3m。主、次干道转弯半径均为12m。
(5) 按照建成花园式工业园的要求,进行绿化、小品布置,绿化率不小于25%。
(四) 总平面设计
本项目用地约1000亩(含一、二、三期),总建筑面积12.7万平方米。项目所有工厂建筑一期全部完成。因为一期投入生产后附近再建筑将会影响前期正常生产。
在总平面布置中,充分考虑近、远期工程布置的协调性和合理性及实施一期工程的独立性、完整性,来进行总平面布置。根据规划红线,保证工艺流程的顺畅,同时考虑到运营维护管理的方便,整个工业园的布局十分紧凑。
一期厂区全部为生产车间和相应的配套、生活设施。根据生产工艺的要求,园区配有为危险品用地,生产原材料用地和动力站、变电站用地。园区的货物出入口分流设计,以避免人流与货流交叉。生活区主要由商铺、职工宿舍和物业管
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理楼组成。职工宿舍包括单身公寓、1室1厅、2室2厅和3室2厅;商铺位于宿舍一、二层;物业管理楼位于园区入口处,里面配有监控室、保安室、化验室、会议室、资料室等物业管理用房,还有职工食堂和倒班宿舍等服务用房,以便于统一管理。
总平面布置图购地后再出图
生产车间总平面布置图
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(五) 厂内外运输方案
本项目的投入物主要为玻璃、气体、煤、硒、铜、铟、锗及包装材料等,产出物为CIGS太阳能组件,因而生产中的废弃物总量极少。本项目按其不同种类、不同运输方式选用运输工具,对于运量大的玻璃、煤分别用火车、卡车运输,以节约运输成本。
厂内运输要求作到与生产有机配合,车道的宽度,不应小于3.5m。本项目在满足生产要求的同时,物流顺畅,线路短捷,人流、货流组织合理;有利于提高运输效率,改善劳动条件,运行安全可靠,并使厂区内、外部运输、装卸、贮存形成一个完整的、连续的运输系统;合理地利用地形;便于采用先进技术和设备;运输繁忙的线路,应避免平面交叉。
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因本项且分三期建设时,所以,运输线路的布置,应和远期预留线路统一规划,并适应工业企业远期生产发展和运输能力的需要。
(六) 仓储方案
本项目的原材料、燃料及主要辅助生产物料为玻璃、气体、硒、铜、铟、锗及包装材料等。
品 名 玻璃 年周转24 次数 储存期1 (月) 储存方仓储 式 装运方车运 式
气体 硒、铜、包装煤 铟、锗 24 4 1 12 材料 24 1 24 1 钢瓶 仓储 车运 车运 仓储 煤场 车运 车运 其中,气体氧本身不一定可燃,但能导致可燃物的燃烧,与松软的粉末状可燃物能组成爆炸性混合物。此外,金属铟可燃,具刺激性,对环境有危害,对水体可造成污染。进入肌体后,累积达一定的量,能与体液和组织发生生物化学作用或生物物理学变化,扰乱或破坏肌体的正常生理功能,引起暂时性或持久性的病理状态,甚至危及生命。美国和英国已公布了铟的职业接触限值均为0.1 mg/m3。因此,需单独存放危险库,并在墙外标示防火易燃,制定严格的管理
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与存发手续。
(七) 占地面积及分析
本项目第一期工程的建筑总面积12.7万平方米。其中: 1、 生产车间: 72000㎡。要求达到10万级洁净度 2、 仓库:20000㎡ 3、办公室:15000㎡
4. 员工食堂、员工宿舍、活动中心等约20000㎡ 5. 道路与景观绿地等。
四、土建工程
园区的建筑造型力求美观新颖,打破传统工业厂房单一呆板的设计风格,并配以大面积的草坪绿地,树木和花卉,营造出宜人空间环境;生产区根据工艺流程需要布置生产性构筑物,平面布置结合厂区用地特点,力求简洁合理,节约用地,近远期密切结合,保护周边自然环境。
厂区内的建、构筑物详见下表所示。 序号 一 二 1 项目 用地规模 建设内容 生产车间 建设内容及要求 面积 1000亩 满足100MWp/年生产72000㎡ 线的生产设备、检测设备安装要求,要求达到10万级洁净度, 共 122 页 第 74 页
2 3 4 仓库 办公室 生活设施 满足原材料储存 20000㎡ 15000㎡ 包括食堂、活动场所、车20000㎡ 库等 (一) 厂区道路
厂区路网按功能区划分和建、构筑物使用要求,联络成环,以满足消防及运输要求。根据功能要求不同,厂区道路分主、次干道及人行便道三种类型。主干道宽12m,次干道宽9m、7m和4m,人行道宽3m,主、次干道转弯内半径均为12m。车行路路面结构为城市型水泥混凝土路面,人行便道用彩色路面砖铺砌。
(二) 厂区绿化
绿化的设计原则为创造清洁、卫生、美观的厂区绿化环境。厂区内主、次干道两侧的行道树形成纵横交错的绿色走廊,美观又避荫,其它地区均植以大片草坪,使整个厂区形成一片绿色。
(三) 建筑工程 3.1设计依据及原则
建筑设计依据镀膜生产的工艺流程及远期规模的要求及有关建筑设计规范,确定单体建筑的用地面积、功能分区及各单体的设计指标。
建筑设计的主导思想:
1、充分考虑近远期结合,满足生产功能、经济及环境上的要求。 2、总体布局合理紧凑,各功能分区联系使用便利。
3、建筑风格遵循简约、经济、美观、实用的原则,通过设计语汇传达出企业的时代精神和独特的建筑艺术。并在总设计中安排自身产品建筑能源一体化的
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发电位置。
3.2主要单体设计
镀膜车间在生产中使用大量的酸、碱、盐等化工原料和水、电、汽等多种动力,室内的温度、湿度亦要求较高,所以对厂房的位置、形式、参数、建筑防腐蚀、防暑降温、采光、降噪、“三废”治理等都有相应的要求。镀膜车间由生产部分、辅助部分、“三废”治理部分、生活办公部分等组成。厂房平面形状要利于排气、排湿、采光。
物业管理中心内设有监控室、保安室、化验室、行政办公室、会议室、资料室、财务室等物业管理用房,还有职工食堂和倒班宿舍等管理用房。
除门房采用砖混结构外,其它建筑均采用框架结构。
建筑的设计,除了注重建筑本体的设计外,还注重环境景观的协调统一。其间配以绿化,创造出一种清新、明快、舒适的环境气氛。
3.3建筑装修与构造 (1)装修
装修标准参照国家有关规定,在满足使用功能要求的同时,力求做到美观大方、清洁方便。
外装修
厂区内所有建筑物和生产性构筑物外墙面主要为白色瓷砖,配以色带,色彩明快、大方、简洁,享有艺术氛围。外门窗选用白色塑钢窗配以兰色玻璃。白色彩钢卷帘门。
内装修
物业管理中心的门厅、会议室、接待室一般采用瓷砖,白色乳胶漆内墙面;中控制室做架空防静电活动地板,金属穿孔板防火吊顶;化验室、办公室、传达
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室、值班室、配电室为浅色防滑地砖地面,白色乳胶漆内墙;木制夹板本色漆内门配不锈钢门锁;楼梯贴浅灰色防滑踏步砖,不锈钢栏杆及扶手;卫生间为黑色防滑地砖,浅色暗花面砖墙裙配装饰腰线;内墙踢脚用材同所在楼地面层。
镀膜厂房地面、墙面和顶棚装修仅做到面层以下,面层由生产厂家做耐腐蚀面层,具体方案由浩德公司统一规定。
其它辅助性用房根据使用功能的要求装修。 (2)构造
墙体:±0.000以上砌体采用用M5混合砂浆砌筑Mu10加砌块;±0.000以下的砌体用M7.5水泥砂浆砌筑Mu10蒸压灰砂砖。室内地坪60毫米以下沿墙身做20厚1:2.5水泥砂浆掺2.5%防水剂水平防潮层。
吊顶:轻钢龙骨,吊顶内电线穿管敷设。 (四) 管线综合工程 管线综合布置原则: (1)工程管线宜地下敷设。
(2)工程管线的平面位置和竖向位置均应采用城市统一的坐标系统和高程系统。
(3)工程管线综合布置要符合下列规定:
1)应结合园区道路网,在不妨碍工程管线正常运行、检修和合理占用土地的情况下,使线路短捷。
2)应充分利用现状工程管线。当现状工程管线不能满足需要时,经综合经济、技术比较后,可废弃或抽换。
3)应避开土质松软地区、地震断裂带、沉陷区以及地下水位较高的不利地带;起伏较大的山区城市,应结合城市地形的特点合理布置工程管线位置,并应
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避开滑坡危险地带和洪峰口。
4)工程管线的布置应与城市现状及规划的地下铁道、地下通道、人防工程等地下隐蔽性工程协调配合。
(4)工程管线综合设计时,应减少管线在道路叉口处交叉。当工程管线竖向位置发生矛盾时,宜按下列规定处理: 1)压力管线让重力自流管线; 2) 可弯曲管线让不易弯曲管线; 3) 分支管线让主干管线; 4)小管径管线让大管径管线。
(五) 动力工程 5.1锅炉房位置的选择
(1)应靠近热负荷比较集中的地区;
(2)应便于引出管道,有利于凝结水的回收,并使室外管道的布置在技术、经济上合理;
(3)应位于交通便利的地方,便于燃料的存储运输,并宜使人流和车辆分开;
(4)应符合国家卫生标准、环保标准、建筑设计防火规范,燃油燃气供应设计规范及锅炉安全技术监察规程中的有关规定。
(5)应有利于自然通风和采光。
(6)应有利于减少烟气和有害气体对居住区和主要环境保护区的影响。全年运行的锅炉房宜位于居住区和主要环境保护区的全年最小频率风向的上风侧;季节性运行的锅炉房宜位于该季节盛行风向的下风侧。
(7)应考虑给水、排水、供电方便。
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5.2锅炉房布置
(1)锅炉房布置的一般原则
1)锅炉一般应装在单独建造的锅炉房内,若锅炉房和其他建筑物相连或设置在其内部时,应符合现行《蒸气锅炉安全技术监察规程》、《热水锅炉安全技术监察规程》、《建筑设计防火规范》和《高层建筑设计防火规范》的有关规定。
2)锅炉房不应直接设在人群聚集的房间,或在其上面、下面、贴邻或主要疏散口的两旁。
3)锅炉房得与甲、乙类及使用可燃液体的丙类火灾危险性房间相连。若与其他生产厂房相连时,应用防火墙隔开。
4)与锅炉房配套得油库区、燃气调压站应布置在离交通要道、民用建筑、可燃或高温车间较远得地段,同时又要考虑与锅炉房联系方便。
(2)建筑物、构筑物和场地的布置
1)锅炉房各建筑、构筑物和场地的布置,应充分利用地形,使挖方和填方量最小,排水良好,防止水流入地下室和管沟。
2)锅炉房、贮油罐、燃气调压站之间以及和其它建筑物、构筑物之间的间距,均应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》和有关工业企业设计卫生标准的有关规定。
3)蒸气锅炉额定蒸发量大于或等于35t/h、热水锅炉额定出力大于或等于29MW的锅炉房,其周围宜设有环形道路。
4)独立设置的锅炉房建筑物和构筑物的室内底层标高应高出室外地坪0.1m以上。
5)在满足工艺布置要求的前提下,锅炉房的建筑物和构筑物,宜按建筑物统一模数制设计。根据《厂房建筑统一化基本规则》,锅炉房的柱距应采用6m
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或6m的倍数;跨度在18m或18以下,应用3m的倍数;大于18m时采用6m的倍数,高度应为300mm的倍数。
(3)锅炉房工艺设备布置要求及其基本尺寸
1)应保证设备安装、运行、检修安全和方便,使气、水、油、风、烟流程短,锅炉房面积和体积紧凑。
2)风机、泵类的布置应考虑尽量减少噪声和振动对操作人员和环境的影响。 3)风机、水箱、除氧装置、脱硫装置、蓄热器、水处理装置等辅助设备和测量仪表露天布置时,应有防雨、防风、防冻、防腐和防噪声等措施。居住区锅炉房的风机不宜露天布置。
4)锅炉之间的操作平台可根据需要加以连通。锅炉房内所有的辅助设施和热工监测、控制装置等,等有操作、维护需要时,应设置平台和扶梯。
5)锅炉设备的布置尺寸:
A、锅炉操作地点和通道的净空高度不应小于2m,并应满足起吊设备操作高度的要求。在锅筒、省媒器及其他发热部位的上方,当不需要操作和通行时,其净空高度可为0.7m。
B、炉前净距:
蒸气锅炉1~4t/h,热水锅炉0.7~2.8MW,不宜小于3.0m。 蒸气锅炉6~20t/h,热水锅炉4.2~14MW,不宜小于4.0m。 蒸气锅炉35~65t/h,热水锅炉29~58MW,不宜小于5.0m。 当需要在炉前更换锅管时,炉前净距应能满足操作要求。对6~65t/h的蒸气锅炉,4.2~58MW的热水锅炉,当炉前设置仪表控制室时,锅炉前端到仪表控制室可为3m。
C、锅炉侧面和后面的通道净距:
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蒸气锅炉1~4t/h,热水锅炉0.7~2.8MW,不宜小于0.8m。 蒸气锅炉6~20t/h,热水锅炉4.2~14MW,不宜小于1.5m。 蒸气锅炉35~65t/h,热水锅炉29~58MW,不宜小于1.8m。 D、布置风机时,除考虑不小于0.7m的通道外,周围还应有检修、操作场地。
E、水泵之间通道的有效宽度不小于0.7m。
F、水处理间主要操作通道的净距不应小于1.5m,辅助设备操作通道的净距不宜小于0.8m,所有通道均应适应检修的需要。
G、单排布置的离子交换器前面的操作通道不应小于1.2m,双排布置的离子交换器之间的操作通道不应小于2.0m。离子交换器后面与墙之间的距离一般为0.5~0.7m。离子交换器中心线之间的距离根据设备的要求和管道布置情况决定。
H、平台、扶梯等应采用非燃烧体、防滑的材料制造,其尺寸应符合下列要求:
a、用网格板或栅条作平台时,其孔隙不得大于30mm×30mm。 b、操作平台的宽度不应小于0.8m,通行平台宽度不应小于0.6m。 c、扶梯宽度不应小于0.6m,踏板宽度不应小于80mm,阶梯高度不应大于0.2m,栏杆高度不小于0.8m,扶梯斜度一般不应大于50o,对于高度要求超过4m的扶梯,每隔3~4m应设平台。
d、锅炉给水箱安装的高度,应使锅炉给水泵有足够的灌注水头。 (六) 电气工程 6.1设计范围:
(1)高压配电系统和变配电所。
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(2)低压配电系统。 (3)电力及自动控制。 (4)照明和电话、网络、电视。 (5)防雷接地。 6.2供电设计: (1)负荷等级:
消防泵、喷淋泵、排烟风机、正压风机、消防电梯、应急照明和消防控制室等消防用电设备为一类负荷,电镀车间、污水处理站为二类负荷,其它为三类负荷。
(2)高压配电系统:
高压采用单母线不分段结线方式,要求由开闭所引来二路10千伏高压电源供给。采用YJV22-6/10KV型电缆埋地引来。高压配电柜集中设置,供全厂负荷。
高压采用KYN28C-10型金属铠装式开关柜,内装VS1真空开关。采用直流操作机构,高压配电系统采用放射式供电用YJV226/10KV电缆配至各变压器。
6.3计费方式:
采用高压计费方式,在进线柜后设有专用计量柜,由供电部门核验铅封,柜内装有功及无功电度表,功率因数表等。
在变压器低压侧总开关柜装设有功及无功电度表。 6.4防雷设计:
(1)本建筑按三类防雷设计。
(2)防直击雷:沿屋顶的女儿墙四周用-25x4镀锌扁钢敷设避雷带作接闪
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器,网格不大于20X20M;利用外墙柱内2根大于D16的钢筋为一组作引下线;利用基础内钢筋作接地装置,将三者焊成一完整的电气通路,屋面所有突出金属体均与防雷接闪器可靠连接。
(3)防侧击雷:高层建筑物45M及以上部分应每层利用周边连通之圈梁钢筋作均压环;并将外墙上所有金属栏杆,门窗等与均压环相连;建筑内各种竖向金属管,电葫芦吊等均与之相连。
(4)防雷电波入侵:进出建筑物的各种金属管道,电缆钢铠等均于入户处与防雷接地装置连接。
(5)接地电阻不大于1欧姆。 6.5.接地设计:
(1)本工程采用共用接地系统,即变压器中性点接地,保护接地,弱电系统接地等与防雷接地装置共用。
(2)本工程电气线路采用TN-S接地系统。
(3)弱电控制室的工作接地分别采用绝缘铜芯线穿钢管引下, 通过接地端子箱与基础钢筋连接。
(4)建筑物内所有设备外露可导电部分和装置外可导电部分均应可靠接地(PE),实施等电位联结。
6.6弱电设计:
(1)本工程网络、通讯信系统及有线电视系统信号由有关部门光缆引入电信机房,采用三网和一系统。在分厂房等处设置分站。有线电视系统采用分配分支网络,电视终端的信号电平为57—83db。
(2)根据通讯系统,有线电视系统及计算机数据网布线要求,本工程综合布线系统按综合配置要求设计,适应较高水平信息服务的需要,提供当前和发展
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的电话、数据、多媒体和有线电视等服务。在每座厂房引入超5类4对对绞电缆,同步敷设75Ω同轴电缆,在每座厂房设置信息插座及电视插座。
(七) 工程投资估算(第一期工程) 序项目 号 模 面积(亩) 估价(万元合计 /亩) 6000 一 用地规1000亩 6 二 建设内面积(平估价(元/合计(万容 房 2 仓库 3 办公区 4 生活区 5 道路 6 绿化 程(管网) 合 计 共 122 页 第 84 页
方米) 平方米) 元) 10800 2000 3750 4000 1000 3600 4850 1 生产厂72000 1500元 20000 1000 15000 2500 20000 2000 45% 7 水电工 127000 30000
第六章 项目环境保护与劳动安全
一、建设地区的环境现状
本项目建设地点在 域内,其环境现状为:
(一)空气质量 2006年空气污染指数(API)平均值为00,全年有000天空气质量为优良,占全年天数的000%。空气质量达到国家Ⅰ级标准的有00天,达到国家Ⅱ级标准的有000天,达到国家Ⅲ级标准的有000天,达到国家Ⅳ级标准以上的没有。降尘年均值为000吨/平方公里,比上年下降000吨/平方公里。我区降水酸雨样品检出频率为00%,降水PH年均值为000,PH值较上年下降000,酸雨污染略有上升。
(二)水环境 根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),按功能区类别,以22项监测指标评价,主要水体环境质量保持稳定。
(三)声环境 2006年,境噪声平均值为52.5分贝,达到《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)中的一类标准。
二、项目主要污染源和污染物
(一)主要污染源
冷却水、清洗用水 锅炉烟尘
碎玻璃、包装废弃物 通风机噪声 (二)主要污染物
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金属铟可燃,具刺激性,对环境有危害,对水体可造成污染。进入肌体后,累积达一定的量,能与体液和组织发生生物化学作用或生物物理学变化,扰乱或破坏肌体的正常生理功能,引起暂时性或持久性的病理状态,甚至危及生命。美国和英国已公布了铟的职业接触限值均为0.1 mg/m3。
三、项目执行的环境保护标准
(1) 《环境影响评价技术导则》 (HJ/T 2.1~2.3-93); (2) 《建设项目环境风险评价技术导则 》(HJ/T 169-2004); (3) GB5044-1985 《职业性接触毒物危害性程度分级》; (4) GBZ 2-2002 《工作场所有害因素职业接触限值》; (5) GB18218-2000 《重大危险源辨识》;
(6) GB18599-2001 《一般工业废物贮存、处置场控制标准》; (7) 市人民政府 《湖泊保护条例》
四、治理环境的方案
1、生产过程中所有的排放物均符合国家相关排放标准 2、冷却水、清洗用水
本项目对冷却水、清洗用水进行截污处理,进行中水回用或达标排放。 3、锅炉烟尘
采用除尘装置,避免烟尘危害。 4、碎玻璃、包装废弃物 分类收集,综合利用。 5、通风机噪声
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采用先进的低噪声通风机,同时对通风室加以吸声处理。
五、环境监测制度的建议
(1) 废水监测
监测点:废水处理系统出水口
监测项目:生产废水:废水量、PH值、COD\\BOD和色泽。 监测频率:每日2次 (2) 废气监测
监测点:锅炉外排烟气
监测项目:锅炉烟气:烟气量、烟尘。 监测频率:每年2次 (3) 噪声监测
监测点:在通风机房外
监测项目:等效声级Leq(dB(A)) 监测频率:每年2次
公司环保部门应对监测数据及时记录、统计整理,每年由公司环保部门将监测数据汇总整理后,送公司领导审查,并及时反馈给相关部门,作为评价污染防治措施运行效果的依据。
六、环境影响评价结论
由于本项目生产选用世界领先的德国centrotherm公司CIGS太阳能电池设备及技术,满足项目生产先进性、适用性、可靠性等要求,生态环境影响甚微,弃废物与排放污水、废气极少,所以,只需在产业园区建设与生产中适度注意即
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可。
综上所述,拟建工程在按“三同时”要求,全面落实各项污染综合防治措施和对策,解决好环境总量控制的问题,项目建设符合我国社会、经济、环境保护协调发展方针,符合评价原则,从环境影响角度评价该项目的建设是可行的
七、劳动保护与安全卫生
(一)生产过程中职业危害因素的分析
本项目生产原材料要用金属铟。铟,可燃,具刺激性,对环境有危害,对水体可造成污染。进入肌体后,累积达一定的量,能与体液和组织发生生物化学作用或生物物理学变化,扰乱或破坏肌体的正常生理功能,引起暂时性或持久性的病理状态,甚至危及生命。美国和英国已公布了铟的职业接触限值均为0.1 mg/m3。
(二)职业安全卫生主要设施
为此,在铟的管理与使用中要严格按相关制度执行,同时,加强设备监测维护,避免与杜绝人身伤害事故发生。
(三)劳动安全与职业卫生机构
公司设劳动安全与职业卫生委员会统筹劳动安全与职业卫生问题,并在技术部门设专人进行劳动安全与职业卫生管理。
(四)消防措施和设施方案建议
公司在生产区域、仓库等,完善消防设施如消防水栓、龙带、灭火器、沙箱、报警装置等,在厂房外建有消防水池。平时注意消防设施的有效完好,保证消防通道的畅通。
公司设劳动安全与职业卫生委员会负责消防安全问题,在技术部门设专人
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进行消防安全管理,并在员工中普及消防知识,定期培训、组织消防演练,选择优秀者组成义务消防队,做好日常消防工作。
第七章 企业组织和劳动定员
一、企业组织
设立浩德新能源有限公司,注册资本1亿元人民币。
二、劳动定员和人员培训
(一)劳动定员、年总工资和职工年平均工资估算
人力资源汇总表
人力资源表 人数 1 1 4 1 1 5 月薪/年度人备人 5000 5000 力 60000 注 20000 240000 240000 高管层 CEO R&D 监事 董事 总助 CTO 研发 副总裁 2 15000 180000 10000 120000 12000 144000 10000 600000 共 122 页 第 89 页
市场 销售 财务与会计 设计 技术实施 CMO 市场策划 市场调研 技术支持 CSO 服务内勤 销售经理 售后反馈 CFO 会计 财务 5 3 1 2 1 2 1 4 4 1 1 1 2 10000 600000 5000 180000 10000 120000 5000 5000 6000 120000 60000 144000 12000 144000 4000 6000 4000 96000 288000 48000 10000 120000 6000 4000 72000 96000 共 122 页 第 90 页
行政人力 生产 品质 总计 CA&PO 1 人力资源 行政 生产管理 组长 工人 品质管理 认证管理 抽查 1 1 6 20 120 3 2 8 205 8000 5000 5000 8000 4000 2500 96000 60000 60000 288000 480000 1800000 10000 120000 6000 3000 72000 144000 6792000 上表工资待遇包含三金(养老,医疗,失业) (二)人员培训及费用估算
1、根据转让合约,公司排除相关技术人员赴德国与台湾进行培训。 2、按照德国公司成熟的管理模式,结合中国实情建立一套完善的培训体系 3、具体培训办法由公司组建后管理层负责拟定,相关培训费用以每人每年1万元人民币估算(除工人外),全年约205万元。
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第八章 项目实施进度安排
一、建立项目实施管理机构
由浩德集团发起组建由投资人、技术专家、管理团队所 组成的项目管理机构
二、项目可行性研究报告编制 完成时间:2009年7月28日
三、完成与德国公司技术合作的商谈,签订正式协议 完成时间:2009年8月28日 四、项目法人公司成立 完成时间:2010年9月
五、完成整个土地征用、规划设计 完成时间:2010年10月 六、完成投资欠缺资金的融资 完成时间:2010年10月
七、组建公司组织构架、完成土建、设备采购等实施计划 完成时间:2011年5月
八、完成员工的培训、设备安装及调试,进入试生产 完成时间:2011年8月-10月
九、进入正常生产经营 完成时间:2012年8月
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第九章 项目投资估算与资金筹措
一、投资估算的依据
1、《全国统一建筑工程基础定额湖北省统一基价表》。 2、德国centrotherm公司提供的项目设备和相关报价。
3、本次可研确定的项目建设内容及规模,设计的图纸、设备和材料表等有关资料。
4、不同年份的价格材料均调至2008年价格水平。 5、项目法人单位提供的 有关数据。
6、《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)
7、本次投资估算和资金筹措以项目建设一期工程规模为依据 8、工程建设其他费用执行国家有关标准。预备费取值比例5%
二、项目总投资估算
项目总投资包括建设投资、建设期利息、流动资金。本项目总投资200000万元,其中建设投资180000万元,建设期利息4320万元,流动资金20000万元。
1、建设投资估算
项目建设投资包括生产厂房(含倉储和办公用房)建设工程费,征地,勘测设计、工程监理和项目管理费,生产、检测和溅镀等设备费,基础和总预备费。设备费按外商提供的报价计算。
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表1、建设投资估算表
序号 1 2 3 4 5 5 6 工程或费用名称 厂房建设工程费 生产设备购置费 仪器设备购置费 金额 占比 万元备注 30000 16.66% 120000 66.66% 折旧年限7年 1000 0.57% 折旧年限10年 2.22% 折旧年限3年 背板溅镀设备、设4000 备配件购置费 入 征地费 计、工程监理、招投标及项目管理、可行性研究咨询、环评、工程保险、试运转费等) 6000 其他辅助设备投10000 5.56% 3.33% 1000亩 2.22% 其他费(勘探设4000 7 8 预备费(含基本预5000 备和涨价预备) 合计 2.78% 180000 100% 共 122 页 第 94 页
2、流动资金计算:
按照外商提供的达产年份原材料和燃料动力需求量,达产年份原材料和燃料动力约需20307.12万元,参考太阳能电池行业流动资金占营业收入的比例,采用扩大指标估算法,确定本项目流动资金估算为20000万元。
表2、项目总投资资金筹措和使用计划表 人民币单位:万元
序号 1 1.1 1.2 项目 合计 2010—112012年 年 备注 总投资 200000 180000 建设投180000 180000 资 建设期4320 利息(6%) 4320 20000 第一年按年中到账计息 1.3 流动资20000 0 金 20000 流动资金2011年初到账付息 共 122 页 第 95 页
2 2.1 2.2 3 3.1 资金筹 措 项目资36000 36000 本金 银行贷144000 130000 款 资金使 用 用于项 目建设投资 14000 14000 3.2 用于建4320 设期利息 4320 3.3
用于流20000 动资金 20000 三、资金筹措
(一) 资金来源
项目资金来源主要是项目发起人投入的项目资本金36000万元,国家开发相关银行长期贷款144000万元,商业银行流动资金贷款20000万元。
(二) 项目筹资方案
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项目筹备期半年,建设期为1年,自2009年7月28日至2010年10月30日为筹备期,2010年10月建设期,在2012年4月建成投产,计算期7年(含建设期)。项目法人单位深圳浩德集团投入资本金36000万元,2010年10月30日前前其他资金由当地政府指定担保公司为项目公司担保,向银行筹措不低于7年期的长期贷款14.4亿元,年利息按6%计算。2011年向商业银行流动资金贷款20000万元,贷款年利息按5.5%计算。当年全部投入;项目公司以项目给担保公司抵押。
四、投资使用计划
投资使用计划和借款偿还计划分别见表2和表3,建设投资第一年用款100%
表3借款还本付息计划表 人民币单位:万元
序项号 目 合计 计算期(年) 1 00 2 3 4 5 6 7 1 长14401440 期00 借款 1.期 1 初144014401440144014401440144000 00 00 00 00 00 00 共 122 页 第 97 页
借款余额 1.当1440 2 期00 还本 1.当56164320 8640 8640 8640 8640 8640 8640 3 期0 付息 2 流20000 动0 资金借款 2.当2000 1 期0 还本 共 122 页 第 98 页
144000 2000 0 20000
2.当6600 0 2 其付息
1100 1100 1100 1100 1100 1100 第十章 项目财务分析、经济和社会效益评价
一、财务分析依据
1、《建设项目经济评价方法与参数》(第三版) 2、太阳能电池行业相关数据 3、设备和技术提供商提供的相关数据
4、符合国家法律法规,执行国家现行的财税政策和会计制度 5、项目确定的各项技术经济指标
二、项目财务效益评价
1、项目销售收入估算
根据市场预测,产品在计算期内的平均价格为20元/Wp。,建设期 1 年,达产期 1 年,2011年投产,投产第一年生产负荷 50% ,2012年达产,生产负荷为100%。增值税税率 17%,城建税及教育附加分别为增值税的 7%和 3% 。
表5、销售收入、营业税金及附加和增值税估算表
共 122 页 第 99 页
人民币单位:万元
序项号 目 1 销售收入 1.光1 伏电池模块收入 单价元/Wp 数合计 计算期(年) 202012 2013 2014 2015 2016 2017 11 10002000200020002000200000 00 00 00 00 00 0 10002000200020002000200000 00 00 00 00 00 20 20 20 20 20 20 20 100 50 100 100 100 100 100 共 122 页 第 100 页
量MWp 销项税额 2 营业税金及附加 2.城1 乡维护建设税 2.教0 1850369836983698369836980 0 0 0 0 0 1184.2369.2369.2369.2369.2369.78 56 56 56 56 56 829.31658.1658.1658.1658.1658.5 7 7 7 7 7 355.4710.8710.8710.8710.8710.8共 122 页 第 101 页
2 育费附加 3 增值税 销项税额 进项税额
3 6 6 6 6 6 1184286028602860286028607.8 0 0 0 0 0 1530306030603060306030600 0 0 0 0 0 3452.6904.6904.6904.6904.6904.21 42 42 42 42 42 2、生产成本、费用估算 估算依据:
(1)原材料、燃料及动力消耗根据本项目设计确定。 所有材料、燃料、动力价格均不含税。
(2)根据当地工资水平及本企业具体情况,职工年平均工资额 55672 元/ 人年,包括职工福利基金。
共 122 页 第 102 页
(3)折旧及摊销费计算,建筑物折旧年限为 20 年;生产设备折旧年限为 7 年,净残值率为 10 %;测试仪器折旧年限10年;溅射设备折旧年限5年。
表6、总成本费用估算表
人民币单位:万元
序项目 号 费 合计算期(年) 计 1 2 3 4 5 6 7 1653330733073307330733079.62 9.24 9.24 9.24 9.24 9.24 37677535 7535 7535 7535 7535 .5 135813581358135813581358.4 .4 .4 .4 .4 .4 3720 3720 3720 3720 3720 3720 1000 1000 1000 1000 1000 1000 2638466946694669466946695.52 2.64 2.64 2.64 2.64 2.64 172617261726172617261726共 122 页 第 103 页
1 原材料 2 燃料及 动力 3 工资及 福利费 4 修理费 用 6 经营成 本(1+2+3+4+5) 7 折旧费 5 其他费
6.66 6.66 6.66 6.66 6.66 6.66 8 摊销费 出 0 费用合计(6+7+8+9) 其可变成 中 本 不变成 本
表7、达产年份原材料及燃料动力费用估算表
20 600 600 600 600 600 600 9 利息支 438640 8640 8640 8640 8640 8640 1总成本 4352897319731973197319731920 2.18 9.3 9.3 9.3 9.3 9.3 2030406140614061406140617.12 4.24 4.24 4.24 4.24 4.24 3258325832583258325832585.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 序材料名称、规格 号 一 原材料 璃1400x1100x3mm 年需要金额(万数量 元) 备注 33079.24 1 玻璃(背板)浮法玻70万片 1734.52 共 122 页 第 104 页
2 玻璃(前板、低含铁)70万片 3083.58 1400x1100x4mm 3 钼管2620xO133x14 4 铜5N 5 铟2700X284x15.5mm624块 纯度5N 6 I-ZnO含铝氧化锌管266根 材,铝含量 3395.76 674.3 1%2620xO133x14mm 7 Zno卷材 8 背板非完美溅射损失 1-4mm 10 氨水、NH4OH 25%液240m3 态 11 不含水醋酸镉,固态 2400Kg 14.38 12 硫脲,固态 24t 50.58 13 粘合胶 14 铜带 15 丁基 801.2 3000Km 260.56 46000Kg 360.4 共 122 页 第 105 页
138根 1712.98 4998.7 、镓平面208块 2700x240x24mm纯度2904.58 836.8 9 硒、颗粒状,尺寸20000Kg 1547.26 26.16
16 箔纸(乙烯醋酸乙烯共1250Km 3255.24 聚物膜) 17 连接盒 18 耗材(钨钢针) 19 膜片等 20 废水处理 HCI 、液态、32% 700000个 约140M3 81.38 627.8 262.34 2597.62 NaOH、固态、50% 136002 H2O2、35%、工业级, 300M3 有机硫化物 本) 二 燃气和水消耗 三 电力消耗 四 维修费 五 摊销费 1314.2 6220.8 3720 600 0.8元/KWh 开办费、专利费、咨询培训费、共 122 页 第 106 页
820kg 3853.1 21 废次品损耗(不良率成
许可证费等 六 其他费 1000 管理和销售费用等
表8、固定资产折旧费估算表
序项合计算期(年) 号 目 计 202011 10 1 建 筑物 原 值 当 期折旧费 净 值 28500 27000 25500 24000 22500 21000 共 122 页 第 107 页
2012 2013 2014 2015 2016 30000 30000 30000 30000 30000 30000 1500 1500 1500 1500 1500 1500
2 生 产设备 原 值 当 期折旧费 净 值 3 检 测仪器设备 原 值 当 1200012000120001200012000120000 0 0 0 0 0 14000 14000 14000 14000 14000 14000 1060092000 78000 64000 50000 36000 0 11000 11000 11000 11000 11000 11000 1100 1100 1100 1100 1100 1100 共 122 页 第 108 页
期折旧费 净 值 4 背 板溅镀设备 原 值 当 期折旧费 净 值 5 当 3333.2666.2000.1333.666.60 34 68 02 36 6 172661726617266172661726617266共 122 页 第 109 页
9900 8800 7700 6600 5500 4400 4000 4000 4000 4000 4000 4000 666.6666.6666.6666.6666.6666.66 6 6 6 6 6
期折旧费合计
.66 .66 .66 .66 .66 .66 三、项目经济效益预测
1、项目主要经济指标计算 表11、利润表 人民币单位:万元
序号 项目 计算期(年) 2011年 2012-2016年 200000 2369.56 73199.3 0 124431.14 0 共 122 页 第 110 页
备注 1 2 3 4 5 6 销售收入 附加 100000 营业税金及1184.78 总成本费用 52892.18 补贴收入 (1-2-3+4) 弥补以前年0 0 利润总额45923.04
度亏损 7 7 8 9 10 11 12 应纳所得税45923.04 额(5-6) 所得税 净利润 利润 可供分配的30998.05 利润 提取法定盈3444.23 余公积金 可供投资者27553.82 分配的利润(10-11) 13 14 15 19 提取任意盈0 余公积金 各投资方利 润分配 未分配利润 0 息税前利润54563.04 (利润总额+利息支出) 共 122 页 第 111 页
124431.14 31107.78 93323.36 0 83991.02 9332.34 74658.68 11480.76 34442.28 期末未分配0 0 0 133071.14
10 息税折旧摊72429.7 销前利润(19+折旧+摊销) 150937.8 11 计算指标: 1、 总投资收益率(ROI)=133071.14/200000=66.53% 2、 项目资本金净利润率(ROE)=72429.7/36000=2.01 利息备付率(ICRC)=133071.14/8640=15.4%
表10、项目全部投资现金流量表
序项号 目 1 现金流入 1销.售1 收合计算期(年) 计 2012012 2013 2014 2015 2016 2017 1 0 10000200020002000200025880 00 00 00 00 00 10000200020002000200020000 00 00 00 00 00 共 122 页 第 112 页
入 1回.收2 固定资产余值 1回.收3 流动资金 2 现金流出 2建.设1 投 180000 共 122 页 第 113 页
38800 20000 1804757049064906490649064906000 .3 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
资 2流.动2 资金 2经.营3 成本 2营.业4 税金及附加 2维.持5 运营投资 共 122 页 第 114 页
20000 2638546694669466946694669.52 2.64 2.64 2.64 2.64 2.64 1184.2369.2369.2369.2369.2369.78 56 56 56 56 56 0 0 0 0 0 0
3 所得税前净现金流量(1-2) 4 累计所得税前净现金流量 -1805242915091509150915092097000 .7 37.8 37.8 37.8 37.8 37.8 -180-127523361743325247616859000 70.3 7.5 05.3 43.1 80.9 18.7 共 122 页 第 115 页
5 所得税 6 所得税后净现金流量(3-5) 7 累计所得税净现金 1148031103110311031103110.76 7.78 7.78 7.78 7.78 7.78 -1804094811981198119811981786000 .94 30.02 30.02 30.02 30.02 30.02 -180-1390-19221006220434025188000 51.06 1.04 08.98 39 69.02 99.04 共 122 页 第 116 页
流量 参考新能源行业的基准收益率,考虑到政策、市场等各种风险因素,折现率确定为10% 计算指标:
项目投资财务内部收益率(%)(税前)FIRR=51.6% 项目投资内部收益率(%)(税后)FTRR=48.7%
项目投资财务净现金值(所得税前)FNPV(ic=10%)=427085.57万元 项目投资财务净现金值(所得税后)FNPV(ic=10%) =308940.35万元
项目投资回收期(年)(税前)Pt=2+12757.03/150937.08=2.85年 项目投资回收期(年)(税后)Pt=3+19221.04/119830.02=3.16年
四、不确定性与风险分析
1、不确定因素分析 (1)盈亏平衡分析
根据正常生产年份的产品产量,可变成本,固定成本,产品销售价格和税金等数据进行分析。
BEP(生产能力利用率)=年固定成本/(年营业收入—年可变成本—年税金与附加)BEP=32585.06/(200000-40614.24-2369.56)x100%=20.8%
计算结果表明,当产品达到生产能力的20.8%时,项目即可保本,说明项目产品市场竞争力强,项目风险较小。
(2)敏感性分析
共 122 页 第 117 页
本次分析采用单因素分析法,分析产品销售价格、经营成本、建设投资和产量各因素变化正负+-20%时项目盈利能力的变化情况,主要反映在以下指标的变化情况
表12、敏感性分析表 规划 销售价格变动 建设投资变动 经营成本变动 方案 产量变动-20% +20% -10% +10% -20% +20% -20% +251.6% 30.7% 58.% 49.8% 40.5% 48.5% 41.2% 30.7% 58 -14.1% 13.2% +5% -4.3% +3.7% -3.6% -14.1% 13.共 122 页 第 118 页
-70.5% +66% 50% -43% +18.5% -18% -70.5% 66
敏感性分析结论及建议:
(1)、 销售价格、产量的变化对项目的影响较大,非常敏感,因此在项目的实施和经营过程中要特别注意研究制定产品的定价战略,切实保证项目能够按实际产能运转。
(2)、建设投资的变化也有一定影响,敏感度相对次之,建议项目在建设期内,能够切实加强管理,降低各项费用,节约建设资金,减低成本。
(3)、经营成本的变化对项目的盈利能力影响不大,敏感度差,本项目的经营成本占比较大,也就是说对原材料价格的变化不十分敏感,这一分析结果与该条生产线的生产效率高、能耗小、产品耗材少的技术特点相吻合。当然,不能因为生产线的性能高,在生产过程中就不努力去节约成本,而是更要从细节入手,努力挖潜,进一步节约原材料,降低生产经营成本,提高赢利能力。
2、风险分析
本项目不存在政策、市场和技术方面的风险,主要风险可能来源于以下几个方面:
(1)融资风险。该项目的贷款额度较大,贷款来源的可靠性、充足性和及时性存在一定的风险。建议:扩大股东,扩大资本金的投入。
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(2)组织管理风险。该项目是一项全新的高技术项目,设备自动化水平高,工艺复杂,人员素质要求较高,必须加强管理,建立强有力的管理团队,保证项目组织结构适当、管理机制完善、项目负责人能力强,切实保证工程按计划建成投产,保证投资不超预算,保证人员培训到位,保证生产线的效率得到充分的发挥。
(3)配套条件不到位的风险。由于建设项目所需的外部配套设施不到位,致使项目不能如期建成,效益不能如期发挥。建议项目单位尽早和政府有关部门协商,落实相关配套条件,保证项目按计划建成,按时投产,按时见效。
财务分析结论性意见:
经过盈利能力分析、清偿能力分析及敏感性分析表明,本项目具有较强的盈利能力,投资风险较小,抗风险能力较强,综上所述:本项目财务上是可行的,经济效益是合理的。
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第十一章 可行性研究结论及建议
一、结论与建议
1、本项目生产的CIGS太阳能薄膜电池,符合我国当前的产业政策,是国家重点支持的发展领域。CIGSSe薄膜是由铜、铟、硒等金属元素组成的直接带隙化合物半导体材料,其对可见光的吸收系数为所有薄膜电池材料中最高的,而原材料的消耗却远低于传统晶体硅太阳电池。与高效率高成本的晶体硅太阳电池和低效率低成本的非晶硅太阳电池相比,CIGS太阳电池具有高效率低成本长寿命的多重优势,是最有希望降低光伏发电成本的高效薄膜太阳电池,并且它可以充分利用我国丰富的铟资源,是真正符合国家法规鼓励条款的适合中国国情的可再生能源技术,具有广阔的发展前景。
2、本项目具备良好的经济和社会效益,能带动太阳能光伏产业在中国光谷聚集,迅速形成产业集群,对东湖高新技术产业开发区德高新技术产业结构提升和调整具有强大的促进作用,能创造大量的就业机会和建设投资,并能迅速使东湖开发区在太阳能光伏产业和技术水平跻身世界先进行业。
3、本项目产品和工艺及制造设备在世界光伏产业中目前处于领先水平,在一定时期内具有技术垄断性。
4、根据世界光伏产业发展趋势,各国政府都高度重视太阳能光伏产业的发展,将其视为战略性新兴产业加以扶持,加之产业规模化技术的突破,成本下降趋势明显,应用范围不断拓展,市场容量巨大,发展空间广阔。
5、和同类产品相比,具有良好的性价比,具备强力的市场竞争力,投资该项目具有良好的经济回报,财务分析得到的技术经济指标良好,风险很小。
综上所述,本项目是可行的。建议加快推进工程进度,加强技术工人的培
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训,做好市场营销,早日建成投产见效,但要高度重视生产成本的控制和产品的销售价格的变化,把经营成本降到最低,拉大利润空间,提高产品的价格竞争力。
二、附件
1、项目发起人董事会决议 2、厂址选择报告 3、贷款意向书 4、环境影响报告
5、需单独进行可行性研究的单项或配套工程的可行性研究报告 6、需要的市场调查报告 7、引进技术项目的考察报告 8、引进项目的有关协议文件 9、其他
三、主要参考文献
四、附图
1、 厂址地形或位置图(设有等高线) 2、总平面布置方案图(设有标高) 3、 工艺流程图
4、 主要车间布置方案简图 5、 其它
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