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文檔簡(jiǎn)介
1、新興磁電產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)析劉瑒 茅柳強(qiáng)耀潤(rùn)磁電技術(shù)有限公司 江西武寧法拉第電磁感應(yīng)定律和麥克斯韋方程,揭示了自然界電磁互生并交鏈傳播的客觀規(guī)律,磁電、磁光、光電效應(yīng)的應(yīng)用成就了人類(lèi)社會(huì)精彩紛呈的物質(zhì)文明。直到近兩百年后的今天,層出無(wú)窮的新興磁電產(chǎn)業(yè)仍然交替惠濟(jì)著蕓蕓眾生。本習(xí)作綜合相關(guān)報(bào)道和文獻(xiàn)資料,嘗試作一簡(jiǎn)單介紹,謬誤之處,望業(yè)內(nèi)前輩不吝賜教。無(wú)線電力傳輸產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展無(wú)線充電技術(shù)將在我們的生活中普及并逐漸取代各種各樣數(shù)碼產(chǎn)品的充電器,它可以為你的電動(dòng)汽車(chē)在街頭充電。甚至還可以非接觸方式為患者體內(nèi)心臟起搏器充電。手機(jī)生產(chǎn)商很看好該項(xiàng)技術(shù),將來(lái)可搭配無(wú)線充電器出售手機(jī),中國(guó)有世界最大的無(wú)線移動(dòng)通訊市場(chǎng)
2、,對(duì)于便捷、易用、互通、兼容的無(wú)線充電產(chǎn)品的需求將呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。無(wú)線充電行業(yè)發(fā)展的巨大潛力,能有效地提升企業(yè)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。無(wú)線充電技術(shù)得到推廣后,人們只需要一個(gè)充電器就可以給所有的設(shè)備都進(jìn)行充電。而且,隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷推廣,無(wú)線充電發(fā)射器可以在我們生活、居住、工作的每個(gè)地方很便利地找到,甚至可以在汽車(chē)、飛機(jī)上、賓館里、辦公地點(diǎn)安置充電發(fā)射器,這意味著人們不用再隨身攜帶任何電線,即可隨時(shí)隨地為自己的電器進(jìn)行充電。而中國(guó)本土的比亞迪公司,早在2005年12月申請(qǐng)的非接觸感應(yīng)式充電器專(zhuān)利就使用了電磁感應(yīng)技術(shù);并且由于中國(guó)有強(qiáng)大的山寨市場(chǎng),預(yù)計(jì)中國(guó)的無(wú)線充電技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)會(huì)很快發(fā)展。1、無(wú)線充電原理
3、:電磁感應(yīng)、無(wú)線電波及磁共振 無(wú)線充電器的工作原理利用的是法拉第電磁感應(yīng),當(dāng)電流通過(guò)線圈之后,便會(huì)產(chǎn)生出磁場(chǎng);而產(chǎn)生的磁場(chǎng)又會(huì)形成電壓,有了電壓之后便會(huì)產(chǎn)生電流,有了電流便可以充電。無(wú)線充電器便是這樣擺脫電線的束縛的。目前最為常見(jiàn)的無(wú)線充電解決方案主要是:電磁感應(yīng),通過(guò)初級(jí)和次級(jí)線圈感應(yīng)產(chǎn)生電流,從而將能量從傳輸段轉(zhuǎn)移到接收端,該解決方案提供商包括英國(guó)Splashpower、美國(guó)WildCharge和Fulton Innovation等公司。無(wú)線電波是另一個(gè)發(fā)展較為成熟的技術(shù),其基本原理類(lèi)似于早期使用的礦石收音機(jī)。有公司研發(fā)的微型高效接收電路,可以捕捉到從墻壁彈回的無(wú)線電波能量,在隨負(fù)載作出調(diào)
4、整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。只需一個(gè)安裝在墻身插頭的發(fā)送器,以及可以安裝在任何低電壓產(chǎn)品的“蚊型”接收器,就可將無(wú)線電波轉(zhuǎn)化成直流電在約1米范圍內(nèi)為不同電子裝置的電池充電。另一種尚在研究中的技術(shù)是磁共振,還有一種是激光束傳輸,但難點(diǎn)在于激光束需要固定通道。2、無(wú)線充電技術(shù)應(yīng)用據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,最近,日本富士通公司揭開(kāi)了一項(xiàng)充電技術(shù)的神秘面紗,可利用磁鐵立即為一個(gè)以上的設(shè)備充電并且完全不借助電線。這項(xiàng)技術(shù)允許設(shè)備在距離充電器最遠(yuǎn)可達(dá)幾米遠(yuǎn)的地方進(jìn)行無(wú)線充電,同時(shí)也將促使日本政府2012年在公共場(chǎng)所設(shè)置無(wú)線充電網(wǎng)點(diǎn)。富士通演示無(wú)線充電技術(shù)如何點(diǎn)亮兩個(gè)燈泡在富士通的演示中,兩部手機(jī)正進(jìn)行無(wú)線充電 兩個(gè)
5、共振線圈的橫截面 富士通的設(shè)計(jì)利用磁共振而不是更為傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)富士通的無(wú)線充電技術(shù)利用磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電荷,線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振。富士通表示這一系統(tǒng)可以在未來(lái)得到廣泛應(yīng)用,例如針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電區(qū)以及針對(duì)電腦芯片的電量傳輸。采用這項(xiàng)技術(shù)研制的充電系統(tǒng)所需要的充電時(shí)間只有當(dāng)前的一百五十分之一。最近幾年,隨著iPhone、iPad等對(duì)電量充滿(mǎn)“饑渴”的設(shè)備迅速興起,研發(fā)無(wú)線充電等突破性充電技術(shù)的需求日益提高。富士通在一份聲明中說(shuō):“這項(xiàng)技術(shù)將為手機(jī)集合緊湊型無(wú)線充電功能以及同時(shí)為多個(gè)便攜式設(shè)備充電鋪平道路。對(duì)多個(gè)設(shè)備充電時(shí),設(shè)備相對(duì)于充電器的位置沒(méi)有任何限
6、制。”當(dāng)前的很多無(wú)線充電系統(tǒng)依靠線圈之間的電磁感應(yīng),這種方式工作距離太短,設(shè)備需要放置在充電座上,同時(shí)也會(huì)消耗大量電量。富士通的充電系統(tǒng)立基于磁共振,電量可以在以同樣頻率發(fā)生共振的線圈之間進(jìn)行無(wú)線傳輸。測(cè)試結(jié)果顯示無(wú)線傳輸距離大約在15厘米左右,但富士通表示無(wú)線傳輸距離最終可實(shí)現(xiàn)幾米遠(yuǎn)。需要指出的是,距離設(shè)備越遠(yuǎn),傳輸中損耗的電量越多。富士通的系統(tǒng)與美國(guó)Witricity公司研發(fā)的技術(shù)類(lèi)似,后者同樣利用磁共振傳輸電量,傳輸距離可達(dá)到幾米遠(yuǎn)。在日本大阪舉行的一場(chǎng)工程學(xué)會(huì)議上,富士通公布了這項(xiàng)無(wú)線充電技術(shù)的細(xì)節(jié)。另?yè)?jù)國(guó)外媒體報(bào)道,英國(guó)HaloIPT公司近日在倫敦利用其最新研發(fā)的感應(yīng)式電能傳輸技術(shù)成
7、功實(shí)現(xiàn)為電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電。在展示過(guò)程中,該公司將電能接收墊安裝于雪鐵龍電動(dòng)汽車(chē)車(chē)身下側(cè),這樣電池就可以通過(guò)無(wú)線充電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線充電。據(jù)了解,現(xiàn)在的一些電動(dòng)汽車(chē),如日產(chǎn)聆風(fēng)和三菱i-MiEV,必須要通過(guò)一根電線將汽車(chē)與街邊汽車(chē)充電站或家庭插頭相連才可以實(shí)現(xiàn)充電。而感應(yīng)式電能傳輸技術(shù)則是利用感應(yīng)電荷的原理。電源板埋藏于道路的瀝青之下,這樣電源板既可以得到有效保護(hù),又不會(huì)受到惡劣天氣的影響。HaloIPT公司宣稱(chēng),他們的充電系統(tǒng)支持更大的橫向感應(yīng)范圍,這也就意味著汽車(chē)的電能接收墊并不需要置于電源傳輸板的絕對(duì)正上方。無(wú)線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium,)早前宣布,中國(guó)領(lǐng)先
8、汽車(chē)制造商吉利、奇瑞、長(zhǎng)安和東風(fēng)汽車(chē)集團(tuán)于2011年4月亮相上海車(chē)展,隆重展出特別配置通用無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)QI的汽車(chē)。這是內(nèi)置QI無(wú)線充電器首次在大型車(chē)展上的概念車(chē)中亮相,標(biāo)志著通用無(wú)線充電技術(shù)發(fā)展歷程的一大里程碑。海爾電視已經(jīng)將無(wú)線傳電應(yīng)用至最新的平板彩電上,我們?yōu)檫@樣的創(chuàng)新感到高興,說(shuō)明中國(guó)的企業(yè)在創(chuàng)新應(yīng)用上已經(jīng)不甘人后,不再是“me2”型產(chǎn)品。3、三大關(guān)鍵組件牽動(dòng)三個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈就無(wú)線充電產(chǎn)品看有三大關(guān)鍵組件,其中有控制電路板、感應(yīng)線圈、磁性材料。目前無(wú)線充電尚在起步階段,市場(chǎng)預(yù)期接下來(lái)的二到三年會(huì)開(kāi)始高度成長(zhǎng),而四年后將會(huì)變成品牌商品的標(biāo)準(zhǔn)備規(guī)格之一。這個(gè)市場(chǎng)的成長(zhǎng)會(huì)牽動(dòng)的產(chǎn)業(yè)鏈不只在電子產(chǎn)業(yè),
9、感應(yīng)線圈需要精密治具生產(chǎn)這牽動(dòng)的是機(jī)械工業(yè),線圈上需要運(yùn)用高效能電磁波屏蔽能力的磁性材料這牽動(dòng)的是電子器件產(chǎn)業(yè)。所以一個(gè)產(chǎn)品的成長(zhǎng)可以牽動(dòng)三個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)品并不是過(guò)去已經(jīng)存在的產(chǎn)品,而是全新的類(lèi)別全新的應(yīng)用,相關(guān)的材料都要重新開(kāi)發(fā)生產(chǎn),對(duì)經(jīng)營(yíng)面來(lái)看這也是可以開(kāi)發(fā)的新領(lǐng)域。據(jù)IHS iSuppli公司的研究,盡管仍有一些因素妨礙大眾市場(chǎng)的接受,但2011年無(wú)線充電設(shè)備的銷(xiāo)售額劇增616%。無(wú)線充電可以讓消費(fèi)者在給消費(fèi)電子產(chǎn)品充電時(shí)擺脫專(zhuān)用電源適配器,其可獲取市場(chǎng)規(guī)模(total addressable market)將達(dá)8.858億美元左右,是2010年1.239億美元的七倍以上。2010
10、年無(wú)線充電市場(chǎng)增長(zhǎng)了60%,是該領(lǐng)域第一年實(shí)現(xiàn)有意義的增長(zhǎng),但與今年相比相形見(jiàn)絀。預(yù)計(jì)明年增長(zhǎng)276%,也無(wú)法與今年相比。隨后增長(zhǎng)將會(huì)放緩,到2015年持穩(wěn)于48%,屆時(shí)銷(xiāo)售額將達(dá)到237億美元,如圖所示。總體可獲取市場(chǎng)包括三個(gè)領(lǐng)域:產(chǎn)品專(zhuān)用無(wú)線充電解決方案,包括充電器以及所謂的“皮膚”,即與特定產(chǎn)品一同銷(xiāo)售的接收器;售后市場(chǎng)接收器;售后市場(chǎng)充電墊或充電站。但是,隨著支持三種以上產(chǎn)品以及具有不同電源規(guī)格的產(chǎn)品的通用充電器出現(xiàn),充電站的地位將逐漸變?nèi)酢8鶕?jù)預(yù)期的增長(zhǎng)速度,無(wú)線充電設(shè)備將繼續(xù)進(jìn)入一系列應(yīng)用,包括手機(jī)、便攜媒體播放器、數(shù)碼相機(jī)和移動(dòng)PC,但目前在各領(lǐng)域的占有率仍然很低。其中,手機(jī)將在
11、無(wú)線充電營(yíng)業(yè)收入中占最大比例,這不僅是因?yàn)槭謾C(jī)數(shù)量龐大,而且也因?yàn)槠放茝S商參與制造無(wú)線充電設(shè)備,從而使這類(lèi)產(chǎn)品得到市場(chǎng)的認(rèn)同。在目前使用的四種無(wú)線充電技術(shù)中,電感耦合在價(jià)值鏈中應(yīng)用最為廣泛,其它幾種技術(shù)包括傳導(dǎo)、近場(chǎng)磁阻技術(shù)和遠(yuǎn)場(chǎng)磁共振。4、無(wú)線充電技術(shù)存在的主要問(wèn)題電磁波對(duì)人體輻射尚無(wú)權(quán)威答案,安全尚需分階段逐步解決無(wú)線充電系統(tǒng)具體到安全問(wèn)題,主要包括兩個(gè)層面。一是如何保證電磁波只輻射到手機(jī)接收部分,不會(huì)影響到人體健康,或干擾其他設(shè)備;二是讓電磁輻射在錯(cuò)誤使用情況下不至于損壞電池和充電器,比如識(shí)別無(wú)線充電器上的異物,防止鋰電池過(guò)熱導(dǎo)致的變形或爆炸的危險(xiǎn)等。專(zhuān)家表示這些都要通過(guò)大量的軟硬件工作
12、來(lái)實(shí)現(xiàn)。在市場(chǎng)發(fā)展上仍需分階段逐步過(guò)渡,尚有很多問(wèn)題待解決。無(wú)線充電覆蓋范圍小,電能轉(zhuǎn)化率比直充電低30%就目前來(lái)說(shuō),無(wú)線充電器還無(wú)法達(dá)到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)那么大范圍的覆蓋率,雖然充電板和接收器是兩個(gè)部分,但是彼此還是不能分開(kāi)太遠(yuǎn),不然充電效率會(huì)大幅下降甚至無(wú)法充電。除此之外,無(wú)線充電器充電的轉(zhuǎn)化率比起有線充電器來(lái)說(shuō),要低了不少,目前最高只能達(dá)到70%。但這已經(jīng)是很不錯(cuò)的效果了。因此,雖然在現(xiàn)階段可能沒(méi)法大規(guī)模普及,但是無(wú)線充電器將成為一個(gè)新的發(fā)展方向。磁共振方法在理論上雖然不錯(cuò),不過(guò)在實(shí)際設(shè)計(jì)中還是遇到了很多麻煩。不僅寄生電容和外部磁場(chǎng),甚至連接受設(shè)備都能干擾到充能電磁場(chǎng),從而影響充電效率。此外,越小
13、的設(shè)備越會(huì)受到外部因素的影響,使得這項(xiàng)技術(shù)很難應(yīng)用到移動(dòng)電話中。無(wú)線充電技術(shù)眼下僅可在2米范圍內(nèi)為小電器充電。研究人員希望,把有效充電距離增大至30米。無(wú)線充電技術(shù)此前多應(yīng)用在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,需要保證產(chǎn)品密閉性的地方,如水下設(shè)備、體內(nèi)醫(yī)療裝置等。但面對(duì)龐大的消費(fèi)級(jí)設(shè)備市場(chǎng),這項(xiàng)處于起步階段的技術(shù),能否說(shuō)服人們“擺脫最后一根線纜”,還是未知數(shù)。但無(wú)線充電技術(shù)依然被外媒評(píng)價(jià)為21世紀(jì)最值得期待的高科技之一,它的創(chuàng)意為人類(lèi)的生活的確帶來(lái)了便捷,我們相信技術(shù)的進(jìn)步將令無(wú)線充電日益成熟并擁有更廣闊的天地。智能移動(dòng)終端電源技術(shù)國(guó)際高峰論壇透露,隨著智能手機(jī)的爆發(fā)式增長(zhǎng),無(wú)線充電今后兩年有望形成約億美元的市場(chǎng)。新
14、能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展所有新能源最終都得轉(zhuǎn)換為實(shí)用的電能,在產(chǎn)生、收集、儲(chǔ)存、傳輸、變換各個(gè)環(huán)節(jié),都離不開(kāi)磁性材料和器件,對(duì)新能源發(fā)展態(tài)勢(shì)的研究,就是對(duì)行業(yè)前景預(yù)測(cè)的依據(jù)。新能源發(fā)展須突出清潔能源和可再生能源,包括水電、核電、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、沼氣發(fā)電,以及地?zé)崂谩⒚旱臐崈衾玫取#ㄒ唬┫冗M(jìn)核電技術(shù)核電的利用已有半個(gè)世紀(jì)的歷史,目前已經(jīng)形成了美國(guó)AP1000 和歐洲EPR 為代表的第三代核電技術(shù)。同時(shí),第四代核能系統(tǒng)發(fā)展路線圖提出了超高溫反應(yīng)堆等6 種反應(yīng)堆堆型,形成了10 國(guó)集團(tuán)。2020 年前后第四代核電站將進(jìn)入市場(chǎng)。另外,還有一個(gè)由歐盟、美國(guó)、中國(guó)、日本、韓國(guó)、瑞士和俄羅斯7 方共同參
15、與研發(fā)的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER),希望通過(guò)可控的核聚變反應(yīng)造出一個(gè)“人造太陽(yáng)”,以解決人類(lèi)面臨的能源危機(jī)。核能是通過(guò)轉(zhuǎn)化其質(zhì)量(核裂變、核聚變、核衰變)而從原子核釋放的能量。由于核聚變難以控制,核衰變釋放能量少,目前人類(lèi)利用核能的方式主要是利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電。與其它發(fā)電方式相比,核能發(fā)電具有發(fā)電效率高(一座100 萬(wàn)千瓦的火電站每年耗煤三四百萬(wàn)噸,而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸)、干凈、無(wú)污染(幾乎是零排放)等優(yōu)點(diǎn)。核電科技含量高,經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)性強(qiáng),符合低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展路線,因此受到了世界各國(guó)的青睞。我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題目前,我國(guó)各地發(fā)展核
16、電意愿強(qiáng)烈,特別是在核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃發(fā)布之后,部分地方政府對(duì)發(fā)展核電熱情過(guò)高、目標(biāo)過(guò)大、動(dòng)作過(guò)快,核電投資和建設(shè)紛紛加快步伐,一些地方甚至提出每年開(kāi)工建設(shè)810 臺(tái)機(jī)組的速度和規(guī)模。但顯然我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)仍然處于大規(guī)模發(fā)展前期階段,一些薄弱環(huán)節(jié)如若不能及時(shí)彌補(bǔ)和改善,將有可能影響我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展和運(yùn)行安全。1、核電產(chǎn)業(yè)人力資源缺口明顯一個(gè)兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組,需四年以上建設(shè)高峰期,需要各類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)和管理人員上千人,其中相當(dāng)數(shù)量人員應(yīng)是具備相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的“高端人才”,而目前我國(guó)核電人才儲(chǔ)備有限。而在人力資源得不到保障的情況下,過(guò)快擴(kuò)大核電建設(shè)規(guī)模,將造成現(xiàn)有人力資源過(guò)量稀釋和無(wú)序流動(dòng),既難以滿(mǎn)
17、足新建項(xiàng)目人才需求,又影響已開(kāi)工項(xiàng)目建造質(zhì)量,其結(jié)果是直接影響未來(lái)核電廠的運(yùn)行安全。2、核電核心技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)和設(shè)計(jì)能力不完備我國(guó)尚未全面掌握百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站設(shè)計(jì)技術(shù)、堆芯設(shè)計(jì)和部分關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì),同時(shí)具備大型核電站設(shè)計(jì)資質(zhì)僅728 院、一院和二院,距離全面承擔(dān)大規(guī)模核電發(fā)展的研發(fā)和設(shè)計(jì)任務(wù)還有較大差距。3、制造和安裝能力不足在核電站的建設(shè)投資中,設(shè)備成本占 50%以上,核電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化對(duì)降低核電造價(jià)意義重大,我國(guó)在核電設(shè)備制造和安裝方面仍存在不少問(wèn)題:首先,我國(guó)核電的核心部件和重要核級(jí)材料(包括焊材)主要依賴(lài)進(jìn)口;其次,我國(guó)還沒(méi)有完全獨(dú)立制造過(guò)一套百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電廠的主設(shè)備;最后,對(duì)于
18、大型壓水堆核設(shè)備制造,國(guó)內(nèi)企業(yè)尚須添置專(zhuān)用設(shè)備、攻克和掌握部分關(guān)鍵工藝和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,現(xiàn)階段我國(guó)核電主泵依靠進(jìn)口關(guān)鍵部件進(jìn)行組裝才能夠?qū)崿F(xiàn)年產(chǎn)6至8 臺(tái)。4、核安全監(jiān)管力量薄弱核安全監(jiān)管是發(fā)展核電的必須支撐和必然要求,核安全是國(guó)家安全的重要組成部分。我國(guó)已基本建立了與國(guó)際接軌的核安全監(jiān)管體制和相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系,培養(yǎng)了一支審評(píng)監(jiān)督隊(duì)伍。國(guó)際、國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)表明,每個(gè)新建核電項(xiàng)目需審評(píng)人力為50 人年,每臺(tái)運(yùn)行機(jī)組需審評(píng)人力為20 人年,每臺(tái)機(jī)組需現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員為3 人年,國(guó)家核安全局目前僅有核安全監(jiān)管人員300 余人,與核電快速發(fā)展的形勢(shì)完全不相適應(yīng)。(二)光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)利用技術(shù)光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)受到
19、高度重視。從遠(yuǎn)期來(lái)看,光伏發(fā)電將以分布式電源進(jìn)入電力市場(chǎng),并部分取代常規(guī)能源;從近期來(lái)看,光伏發(fā)電可以作為常規(guī)能源的補(bǔ)充,解決特殊應(yīng)用領(lǐng)域和邊遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)電地區(qū)民用生活用電需求。技術(shù)上看,晶體硅電池技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定,是光伏電池的主流品種。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,多晶硅-硅片-電池片-組件”等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都已發(fā)展了成熟的工藝;薄膜電池的市場(chǎng)份額將繼續(xù)提升,a-Si、CIGS、CdTe 三種技術(shù)都不斷取得長(zhǎng)足進(jìn)步,目前龍頭企業(yè)已基本能將度電成本控制在1 元以?xún)?nèi);聚光光熱發(fā)電采用傳統(tǒng)發(fā)電原理,適合高強(qiáng)光照荒漠地區(qū)的大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電,靠規(guī)模化降低發(fā)電成本,但已建成的項(xiàng)目規(guī)模均較小;聚光光伏因其價(jià)格十分昂貴,主要用于
20、航天領(lǐng)域。光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)原理,利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)為電能。由于擁有保護(hù)氣候、改善環(huán)境等眾多優(yōu)點(diǎn),太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“光伏產(chǎn)業(yè)”)受到越來(lái)越多國(guó)家的重視和政策支持。全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)量19962006 年10 年間增長(zhǎng)26 倍,年復(fù)合增長(zhǎng)率38%。國(guó)際能源組織預(yù)測(cè),20102020 年間光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到34%,預(yù)計(jì)2020年光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)電量將達(dá)到250TWh 以上,占當(dāng)年總發(fā)電量的1%,2040 年占總發(fā)電量的20%。光伏發(fā)電系統(tǒng)分并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),即和公用電網(wǎng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口相連接,像一個(gè)小型的發(fā)電廠;獨(dú)立式發(fā)電系統(tǒng),即在自己的閉路系
21、統(tǒng)內(nèi)部形成電路。據(jù)了解,逆變器是光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)的核心設(shè)備,可分為獨(dú)立型電源用和并網(wǎng)用二種,其占據(jù)系統(tǒng)成本10%-15%,技術(shù)含量高,且逆變器產(chǎn)品質(zhì)量直接影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定。光伏逆變器按功率大小一般分為組串型和電站型兩大類(lèi),其中,前者主要應(yīng)用于住宅型屋頂和一些小型商業(yè)屋頂,后者主要應(yīng)用于大型商業(yè)屋頂、工業(yè)廠房和大型地面光伏電站。未來(lái),它將會(huì)朝高頻化、小型化、智能化、模塊化發(fā)展。IMSResearch報(bào)告顯示,全球光伏逆變器市場(chǎng)受德、意、捷克、法等歐洲市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng),2010年增長(zhǎng)了140%;由于亞洲新的激勵(lì)機(jī)制以及1月份上網(wǎng)電價(jià)削減計(jì)劃開(kāi)始之前,2011年年底出貨量仍增長(zhǎng)并打破25GW,將跌破
22、60億美元;2014年將售出超過(guò)700萬(wàn)逆變器,收益額達(dá)85億美元,年綜合增長(zhǎng)率高達(dá)25%;2015年收入將超過(guò)100億美元;至2020年,全球逆變器市場(chǎng)的收入預(yù)計(jì)可達(dá)74.7億美元。隨著全球光伏裝機(jī)量的迅猛發(fā)展,逆變器市場(chǎng)也在不斷擴(kuò)大。如2010年上半年總體達(dá) 8GW,相當(dāng)于2009年全年,同比增長(zhǎng)了近3倍。Isuppli預(yù)測(cè),今后三年將有9倍的增長(zhǎng)。我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)啟動(dòng)較晚,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。但隨著政府政策支持力度不斷加大,我國(guó)的光伏發(fā)電市場(chǎng)前景廣闊,根據(jù)可再生能源中長(zhǎng)期規(guī)劃。2020 年我國(guó)光伏發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到180MW,2050 年將達(dá)到10GW。光伏逆變器市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)研究表明,逆
23、變器供應(yīng)商目前在光伏行業(yè)內(nèi)享有最高的毛利率,其創(chuàng)造的利潤(rùn)占整個(gè)產(chǎn)業(yè)的17%。不過(guò),當(dāng)前全球逆變器市場(chǎng)基本被美國(guó)的Power-one、Emerson,加拿大的Xantrex,德國(guó)的SMA、KACO,意大利的Frouis,日本的Sanyo和Mitsubish等巨頭瓜分,SMA作為全球逆變器的龍頭企業(yè),占有市場(chǎng)份額超過(guò)40%,且收益逾30%,第二梯隊(duì)幾家廠商占據(jù)30%左右,其余剩下市場(chǎng)被超過(guò)150多家公司分割。我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)存在的主要問(wèn)題光伏產(chǎn)業(yè)是新能源中最為突出的一類(lèi)。我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量?jī)H次于日本和德國(guó),位居全球第三,成為了全球最重要的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)基地之一。但是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)所面臨的問(wèn)題仍十分明顯,
24、主要體現(xiàn)在以下方面:1、缺乏核心技術(shù)和設(shè)備以多晶硅電池來(lái)看,盡管我國(guó)是目前全球最大的多晶硅電池生產(chǎn)國(guó)之一,但我國(guó)企業(yè)并沒(méi)有太大的定價(jià)權(quán),其原因主要在于多晶硅提純核心技術(shù)主要掌握在國(guó)外七大廠商手中。而薄膜電池也存在同樣的問(wèn)題,或是核心技術(shù)由國(guó)外企業(yè)把握,或是生產(chǎn)設(shè)備主要從國(guó)外進(jìn)口。我國(guó)企業(yè)主要的優(yōu)勢(shì)仍在較低的勞動(dòng)力成本和較為寬松的環(huán)保壓力。2、產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)倒掛我國(guó)成為了全球生產(chǎn)光伏電池最多的國(guó)家,但光伏電池的使用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后,形成了典型的產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)倒掛現(xiàn)象。我國(guó)90%以上的光伏電池組件和系統(tǒng)銷(xiāo)往國(guó)外,共中德國(guó)安裝的太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備九成為中國(guó)制造。而光伏發(fā)電僅限于邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)和大城市里的一些示范工程
25、,究其原因,一是目前光伏發(fā)電成本高昂,為傳統(tǒng)能源的58 倍,國(guó)內(nèi)企業(yè)只有到海外尋求市場(chǎng),二是國(guó)內(nèi)仍缺少對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)強(qiáng)有力的政策支持。3、盲目擴(kuò)張可能產(chǎn)生的后遺癥目前我國(guó)的多晶硅產(chǎn)能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電池需求,但在 2008 年上半年多晶硅最狂熱的時(shí)候,同時(shí)上馬的多晶硅項(xiàng)目高達(dá)30 多項(xiàng),不少企業(yè)拋出了萬(wàn)噸多晶硅的計(jì)劃,這些項(xiàng)目存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。一是多晶硅項(xiàng)目技術(shù)復(fù)雜,工藝參數(shù)多,許多項(xiàng)目投入巨資但卻不能按期達(dá)產(chǎn);二是環(huán)保風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)槎嗑Ч枋歉呶廴镜捻?xiàng)目,環(huán)保不達(dá)標(biāo),有被強(qiáng)制關(guān)停的風(fēng)險(xiǎn);三是投資巨大且項(xiàng)目建設(shè)及回收周期長(zhǎng)。盡管經(jīng)濟(jì)危機(jī)給全球的光伏產(chǎn)業(yè)當(dāng)頭潑了一盆冷水,但產(chǎn)業(yè)潛在的狂熱仍然存在。(三)風(fēng)能開(kāi)
26、發(fā)利用技術(shù)由于其良好的環(huán)境效益,風(fēng)能是可再生能源技術(shù)中發(fā)展最快,最可能實(shí)現(xiàn)商品化、產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)之一。國(guó)外對(duì)風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展非常重視,投入了大量的研究經(jīng)費(fèi)和人員,近20 年取得了很大發(fā)展,特別是在大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方面。不過(guò),在兆瓦級(jí)風(fēng)電系統(tǒng)中控制器和變流器技術(shù)、商業(yè)化風(fēng)電整機(jī)技術(shù)方面還有待突破。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的核心是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要包括以下三個(gè)部分:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)艙、塔架、控制器等)、輔助設(shè)備(即通用的電力和控制設(shè)備,包括輸變電設(shè)備及線路,通訊控制系統(tǒng)等)和其它配套設(shè)施。世界風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)主要集中丹麥、德國(guó)、西班牙的歐洲國(guó)家和美國(guó)。其中歐洲地區(qū)的風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)生產(chǎn)能
27、力占世界的50%以上,是最重要的風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)地,也是最大的風(fēng)電設(shè)備出口地區(qū)。美國(guó)的GE WIND 公司也占據(jù)了世界風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)的16%左右份額。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái),國(guó)際上風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)之間頻頻發(fā)生并購(gòu)重組事件,巨型企業(yè)加入風(fēng)電機(jī)組制造業(yè),行業(yè)集中度不斷上升,形成了五大企業(yè)控制了較大部分風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)的局面。2003 年,丹麥的Vestas(德意志交易所上市公司)吞并了NEGMicon,成為世界上最大的風(fēng)機(jī)制造商,市場(chǎng)份額達(dá)到了22.5%;美國(guó)通用電氣(GE)在2002 年通過(guò)并購(gòu)安然風(fēng)力公司進(jìn)入風(fēng)能市場(chǎng),市場(chǎng)占有率位居第二,為16.6%;西班牙的GEMESA、德國(guó)的ENERCON、印度的SUZ
28、LON市場(chǎng)份額也都達(dá)到了15.4%、14.0%、10.5%。前五大風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)牢牢占據(jù)全球80%以上的市場(chǎng)份額。最近幾年中國(guó)的風(fēng)機(jī)企業(yè)也體現(xiàn)出了較快的發(fā)展速度,金風(fēng)科技(深圳中小板上市公司)和華銳風(fēng)電分別在2006 年和2007 年躋身全球十強(qiáng)。我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)存在的主要問(wèn)題自 2002 年以來(lái)我國(guó)風(fēng)電新增、累計(jì)裝機(jī)量的年均增長(zhǎng)速度雙雙出現(xiàn)穩(wěn)步加快態(tài)勢(shì),與全球其他主要風(fēng)電市場(chǎng)區(qū)域發(fā)展橫向?qū)Ρ葋?lái)看,表明我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)的發(fā)展速度已居全球首位,2006 年2008 年新增裝機(jī)量的增長(zhǎng)速度數(shù)倍于德國(guó)、西班牙、美國(guó)等風(fēng)電裝機(jī)大國(guó)的增長(zhǎng)速度16。但在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題,主要如下:第一,政策依
29、賴(lài)性較強(qiáng)國(guó)家發(fā)改委 1204 號(hào)文件強(qiáng)調(diào)風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率要達(dá)到70%以上的政策給本土風(fēng)電企業(yè)提供了發(fā)展良機(jī)。但是隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)力的增強(qiáng)以及歐美的企業(yè)和政府認(rèn)為上述規(guī)定限制了國(guó)外企業(yè)在中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的公平競(jìng)爭(zhēng),2010 年1 月,發(fā)改委取消了“風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率要達(dá)到70%以上”的相關(guān)規(guī)定,這一開(kāi)放風(fēng)電市場(chǎng)的政策變化對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生政策依賴(lài)性的國(guó)產(chǎn)風(fēng)電企業(yè)帶來(lái)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)更為激烈的競(jìng)爭(zhēng)和走出國(guó)內(nèi)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)。第二、關(guān)鍵設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈配套不夠完善目前國(guó)內(nèi)較為成熟的 600kW、750kW 機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化率可以達(dá)到90%,1.5MW機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化率也達(dá)到了70%,但國(guó)產(chǎn)化率不能簡(jiǎn)單地看成多少零配件是其中多少產(chǎn)品
30、是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的,需要真正掌握相應(yīng)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化率才有意義。我國(guó)風(fēng)電設(shè)備商大都仍只是組裝生產(chǎn)商,或者買(mǎi)個(gè)國(guó)外的生產(chǎn)許可權(quán),核心部件如電控系統(tǒng)、主軸軸承、風(fēng)葉等關(guān)鍵領(lǐng)域仍處于起步階段,其生產(chǎn)與配套能力的不足,已成為制約國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的瓶頸。2009 年,我國(guó)葉片生產(chǎn)總能力在150 萬(wàn)170 萬(wàn)千瓦,齒輪箱的生產(chǎn)能力在1,600 臺(tái)左右,兩者都約占目前國(guó)內(nèi)近400 萬(wàn)千瓦整機(jī)產(chǎn)能(包括境內(nèi)外資與合資企業(yè))的50%,尚存在200 余萬(wàn)千瓦的供應(yīng)缺口。國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組用軸承(特別是主軸軸承)也絕大部分依賴(lài)進(jìn)口。(四)生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)生物質(zhì)能是可再生能源,通常包括以下幾個(gè)方面:一是木材及森林工業(yè)廢棄物
31、;二是農(nóng)業(yè)廢棄物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物;六是動(dòng)物糞便。目前各國(guó)開(kāi)發(fā)的生物質(zhì)能液體燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、氣化合成柴油、生物裂解油等,這些優(yōu)質(zhì)替代能源已經(jīng)成為各國(guó)交通清潔能源發(fā)展的重點(diǎn)。(五)半導(dǎo)體照明技術(shù)LED (light emitting diode,發(fā)光二極管)具有發(fā)光效率高(一個(gè)兩瓦的LED相當(dāng)于15 瓦的白熾照明)、耗電量小(耗電量只有普通照明的1/10)、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是繼白熾燈、熒光燈之后照明光源的又一次革命。目前美歐日等國(guó)在努力開(kāi)發(fā)研究使用壽命更長(zhǎng)、更輕薄、成本更低的GaN 高效藍(lán)光和紫外LED 技術(shù),以期徹底取代傳統(tǒng)熒光燈
32、的地位。(六)潔凈煤發(fā)電技術(shù)未來(lái) 20 年世界范圍內(nèi)化石燃料仍是主導(dǎo)能源,化石燃料的高效開(kāi)發(fā)、清潔利用技術(shù)也因此得到廣泛重視。其中,F(xiàn)utureGen 電站技術(shù)和高效率、零排放燃煤發(fā)電技術(shù)代表著未來(lái)潔凈煤技術(shù)發(fā)展的主要方向。在提高能源利用效率方面,超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)是常規(guī)燃煤發(fā)電的先進(jìn)技術(shù)。在燃煤污染控制方面,低NO燃燒器、分段送風(fēng)技術(shù)和再燃燒技術(shù)目前已經(jīng)成為主流。在眾多的燃煤電站脫硝技術(shù)中,選擇性催化還原(SCR)是應(yīng)用最廣、技術(shù)成熟的煙氣脫硝方法。(七)電力輸送技術(shù)當(dāng)前的輸電技術(shù)正朝著高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離的目標(biāo)不斷進(jìn)步。在交流超高壓發(fā)展的同時(shí),高壓直流(HVDC)輸電技術(shù)也進(jìn)入了工程實(shí)用
33、階段。此外,靈活交流輸電技術(shù)已經(jīng)在美日歐等國(guó)家重要的超高壓輸電工程中得到應(yīng)用。在電力輸送方面,緊湊型輸電技術(shù)和超導(dǎo)輸電技術(shù)也逐步被使用或是成為研發(fā)重點(diǎn)。另外,新型能源與大電網(wǎng)的并網(wǎng)耦合技術(shù)和基于先進(jìn)儲(chǔ)能的分布式電力與微型電網(wǎng)技術(shù)還有待突破。(八)氫能和燃料電池技術(shù)氫燃料電池高效地將氫的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能加以利用。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)以子交換膜為電介質(zhì),是目前國(guó)際上研發(fā)的重點(diǎn)。堿性燃料電池(AFC)適合在太空使用,磷酸型燃料電(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和常規(guī)的固體氧化物燃料電池(SOFC)均在世界各地得到了不同程度的應(yīng)用。新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)介新能源汽車(chē)
34、指采用汽油、柴油之外的動(dòng)力作為動(dòng)力源的汽車(chē)的總稱(chēng),具體可以分為鎳氫電池動(dòng)力汽車(chē)、鋰電池動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池動(dòng)力汽車(chē)。混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)存在兩個(gè)動(dòng)力源:內(nèi)燃機(jī)和儲(chǔ)能電池。汽車(chē)可由電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng),在剎車(chē)及下坡時(shí),電動(dòng)機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)成電能為電池充電。按照是否依賴(lài)外部充電,混合動(dòng)力汽車(chē)又可分為普通 HEV 和插電式混合動(dòng)力汽車(chē) PHEV(Plug-inhybrid)。目前普通 HEV 電池主要采用鎳氫動(dòng)力電池,PHEV 電池主要采用鋰離子電池或鋰聚合物電池。純電動(dòng)汽車(chē)(EV)取消了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī),動(dòng)力來(lái)源于自身攜帶的儲(chǔ)能電池。儲(chǔ)能電池依靠外界電源充電,在汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)電池向電動(dòng)機(jī)供電,由電動(dòng)機(jī)直接向驅(qū)動(dòng)軸
35、輸出扭矩,驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。燃料電池汽車(chē)(FCEV)既摒棄了內(nèi)燃機(jī),也不需要從外界充電,而是通過(guò)自身攜帶的液態(tài)氫和氧氣在燃料電池中的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電,為電動(dòng)機(jī)提供能量,進(jìn)而為汽車(chē)驅(qū)動(dòng)軸提供扭矩。不管是混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)還是燃料電池汽車(chē),動(dòng)力電池的性能對(duì)新能源汽車(chē)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。新能源汽車(chē)動(dòng)力電池應(yīng)具有比能量高、比功率大、自放電少、使用壽命長(zhǎng)及安全性好等特性。歐洲柴油車(chē)份額逐年提高,如西歐柴油乘用車(chē)2007 年的市場(chǎng)份額已達(dá)53.3%;日本的戰(zhàn)略核心是發(fā)展混合動(dòng)力車(chē),2008 年在其新能源汽車(chē)中,混合動(dòng)力車(chē)的市場(chǎng)份額高達(dá)95.7%;雖然混合動(dòng)力汽車(chē)在美國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量的份額不到20%,但
36、美國(guó)卻是全球混合動(dòng)力汽車(chē)的主要消費(fèi)國(guó),占2007 年全球份額的70%。我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題我國(guó)目前新能源汽車(chē)產(chǎn)量小,投入商業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品較少,汽車(chē)企業(yè)缺乏足夠的重視與政府政策引導(dǎo),主要存在以下問(wèn)題:1、新能源汽車(chē)合資企業(yè)多,自主核心技術(shù)少由于我國(guó)汽車(chē)廠商與外資企業(yè)合資較多,這就難以避免地造成國(guó)內(nèi)研發(fā)實(shí)力的弱化,企業(yè)越來(lái)越依賴(lài)國(guó)外技術(shù),造成本國(guó)技術(shù)空心。在當(dāng)前發(fā)展新能源汽車(chē)的潮流下,如果企業(yè)又走這一條等待國(guó)外技術(shù)的老路,則必將造成自身核心技術(shù)缺失,喪失追趕國(guó)際先進(jìn)的機(jī)會(huì)。2、關(guān)鍵技術(shù)的缺失造成成本難以迅速降低在新能源汽車(chē)的一些關(guān)鍵技術(shù)中,我國(guó)企業(yè)還比較缺失。如鋰離子電池原料的隔膜和電解液
37、技術(shù)基本由國(guó)外企業(yè)把握,而這兩者是占據(jù)鋰電池成本的70%以上,國(guó)內(nèi)企業(yè)不得不為此花費(fèi)大量的成本,以至于新能源汽車(chē)的成本無(wú)法降低。3、技術(shù)難度加大產(chǎn)業(yè)化難度新能源汽車(chē)可以大幅度提高燃油效率,但存在兩個(gè)問(wèn)題,一是系統(tǒng)復(fù)雜化,能效大幅提高將導(dǎo)致系統(tǒng)非常復(fù)雜;二是如果實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)力裝置,成本將非常高,難以產(chǎn)業(yè)化。如燃料電池汽車(chē)已具備很好的能量轉(zhuǎn)化效率,但是由于其催化劑和質(zhì)子交換膜的耗費(fèi)太高,目前也難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。4、清潔新能源大規(guī)模供應(yīng)體系沒(méi)有建立起來(lái)如果新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略規(guī)劃不能夠建立在清潔新能源大規(guī)模供應(yīng)的基礎(chǔ)上,即使企業(yè)在新能源汽車(chē)技術(shù)方面也許會(huì)領(lǐng)先,但主流產(chǎn)品會(huì)沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力,從而將置身于
38、危險(xiǎn)的境地。我國(guó)大規(guī)模的清潔能源供應(yīng)體系遠(yuǎn)未建立,國(guó)家也還沒(méi)有制定出新能源大規(guī)模供應(yīng)和能源基本轉(zhuǎn)型的具體計(jì)劃和時(shí)間表,從而使得新能源汽車(chē)的長(zhǎng)久、穩(wěn)定發(fā)展缺乏實(shí)質(zhì)性基礎(chǔ)。5、政策扶持力度還不夠,較少直接惠及消費(fèi)群體新能源汽車(chē)的發(fā)展靠的是市場(chǎng)的需求,而市場(chǎng)需求的主體是消費(fèi)群體。目前,國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)有一部分政策支持,但是,這些政策大體上都是針對(duì)源頭生產(chǎn)企業(yè)的,對(duì)于廣大的新能源汽車(chē)消費(fèi)群體,國(guó)家并沒(méi)制定完善的政策,及時(shí)的給與補(bǔ)貼。由于目前的新能源汽車(chē)售價(jià)普遍比傳統(tǒng)汽車(chē)高出12 倍,甚至數(shù)倍,這種情況下,如果國(guó)家補(bǔ)貼缺位,市場(chǎng)需求無(wú)法興起。6、資金缺口較大與傳統(tǒng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)相比,我國(guó)新能源汽車(chē)的研發(fā)仍
39、處于初級(jí)階段,要真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,尚需大量資金。一方面,在基礎(chǔ)技術(shù)研究、關(guān)鍵部件和材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化方面,需要大量資金投入。另一方面,充電站、加氫站的廣泛建設(shè)需要大量資金投入。第三,新能源汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展離不開(kāi)大量的示范推廣工作,這些也需要大量資金投入。資金的缺失需要建立一個(gè)支持新能源企業(yè)的完整投融資體系來(lái)彌補(bǔ)。LED 照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)分析LED 照明產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED (light emitting diode,發(fā)光二極管)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體,具有發(fā)光效率高(一個(gè)兩瓦的LED 相當(dāng)于15 瓦的白熾照明)、耗電量小(耗電量只有普通照明的1/10)、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是繼白熾燈
40、、熒光燈之后照明光源的又一次革命。LED 照明產(chǎn)業(yè)科技含量高,經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)性強(qiáng),符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展路線,因而受到了世界各國(guó)的青睞。美國(guó)市場(chǎng)研究公司Communications Industry Researchers(CIR)預(yù)測(cè),在未來(lái)510 年時(shí)間內(nèi),全球LED 照明產(chǎn)業(yè)仍將以保持平均每年20%30%的增長(zhǎng)率,形成500 億1000 億美元的潛在市場(chǎng)。我國(guó)目前的 LED 照明產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)達(dá)5 萬(wàn)多人,研究機(jī)構(gòu)20 多家,企業(yè)4000 多家(其中上游企業(yè)50 余家,封裝企業(yè)1000 余家,下游應(yīng)用企業(yè)3000 余家)。內(nèi)需的拉動(dòng)以及“十城萬(wàn)盞”等政策的出臺(tái),帶動(dòng)了我國(guó)LED 照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,20
41、012006 年,市場(chǎng)銷(xiāo)售額年均增長(zhǎng)率為48%。一般來(lái)說(shuō),LED 照明產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上、中、下游三個(gè)部分。上游產(chǎn)業(yè)主要包括LED 材料制備,如襯底、外延材料與芯片制造,屬于典型的技術(shù)和資金密集行業(yè);中游企業(yè)負(fù)責(zé)LED 發(fā)光器件生產(chǎn)和模塊封裝;下游企業(yè)著重LED 照明應(yīng)用。LED 照明產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)典型的金字塔產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu):即上游企業(yè)進(jìn)入壁壘很高,企業(yè)數(shù)量最少;中游企業(yè)數(shù)量較多,屬于技術(shù)和勞動(dòng)密集行業(yè);下游企業(yè)數(shù)量最多,進(jìn)入門(mén)檻最低(上游外延片制備的投資規(guī)模比一些下游應(yīng)用環(huán)節(jié)高出上千倍),尚屬于低端無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)階段。(一)上游產(chǎn)業(yè)分析LED 照明產(chǎn)業(yè)上游企業(yè)家數(shù)不到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的20%,但擁有著整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈70%
42、的利潤(rùn)。由于對(duì)技術(shù)要求極高,我國(guó)企業(yè)能夠進(jìn)入上游的企業(yè)數(shù)量很少,可以批量生產(chǎn)的芯片以及外延片企業(yè)僅10 余家,而且產(chǎn)品亮度和光效等參數(shù)與國(guó)外差距較大。LED 照明產(chǎn)業(yè)的上游技術(shù)、工藝和設(shè)備主要有美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)掌控。1、襯底材料日美兩國(guó)企業(yè)壟斷市場(chǎng)LED 照明產(chǎn)業(yè)襯底材料的開(kāi)發(fā)影響著整個(gè)LED 照明產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線,是各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。目前的襯底材料主要有藍(lán)寶石(Al2O3)、SiC、Si、ZnO、GaN,但只有前兩種得到了較大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用,其市場(chǎng)則由幾乎由日本和美國(guó)的兩家企業(yè)所壟斷:日本日亞公司壟斷了大部分藍(lán)寶石襯底的供應(yīng),而美國(guó)Cree 公司(納斯達(dá)克上市公司,CREE.OQ)則是
43、唯一能夠提供商用SiC 襯底的企業(yè)。案例:日亞公司設(shè)置的技術(shù)壁壘高進(jìn)入壁壘是超額利潤(rùn)的良好保證。技術(shù)壁壘是國(guó)內(nèi)企業(yè)無(wú)法進(jìn)入該階段的主要障礙。以襯底材料龍頭企業(yè)日本日亞為例,該企業(yè)在世界LED 產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國(guó)均擁有大量的專(zhuān)利,其中在日本擁有640 多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和近500 項(xiàng)設(shè)計(jì)襯底材料,全球35 家,85%外延片和芯片,國(guó)內(nèi)3050 家,產(chǎn)值19 億元發(fā)光器件生產(chǎn)和模塊封裝,國(guó)內(nèi)1000 余家,產(chǎn)值185 億元LED 照明產(chǎn)品應(yīng)用,國(guó)內(nèi)3000 余家,產(chǎn)值450 億元專(zhuān)利;在美國(guó)230 多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和160 多項(xiàng)設(shè)計(jì)專(zhuān)利;在韓國(guó)和我國(guó)均分別擁有100 多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和設(shè)計(jì)專(zhuān)利。超強(qiáng)的技術(shù)能力使得
44、日亞幾乎涉足所有與GaN-LED 相關(guān)的領(lǐng)域都有其產(chǎn)品,特別是在戶(hù)外全彩色大屏幕方面(對(duì)LED 要求最嚴(yán)格的領(lǐng)域),幾乎被日亞公司壟斷。同時(shí),日亞公司所設(shè)置的技術(shù)壁壘也給其他企業(yè)造成了巨大壓力。2009 年8 月臺(tái)灣地區(qū)高等法院認(rèn)定臺(tái)灣LED 龍頭企業(yè)之一的億光電子侵害了日亞在臺(tái)灣地區(qū)的專(zhuān)利,應(yīng)負(fù)擔(dān)新臺(tái)幣8000 萬(wàn)元的賠償;2009 年11 月,日亞公司在美國(guó)對(duì)中國(guó)深圳嘉偉(Shenzhen Jiawei Industries Co.)等三家公司提出專(zhuān)利侵權(quán)訴訟,要求立即停止繼續(xù)損害擁有專(zhuān)利權(quán)的日亞以及做出相應(yīng)的損害賠償。2、外延片生長(zhǎng)歐美企業(yè)主導(dǎo)工藝和設(shè)備外延片生長(zhǎng)主要依靠生長(zhǎng)工藝和設(shè)備,
45、其中設(shè)備更是成為了進(jìn)入的最大門(mén)檻。LED 照明產(chǎn)業(yè)制造外延片的主流方法是采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD),其設(shè)備制造難度非常大,價(jià)格昂貴,一臺(tái)24 片機(jī)器的價(jià)格高達(dá)數(shù)千萬(wàn)元人民幣,業(yè)內(nèi)常常以擁有的MOCVD 設(shè)備作為衡量企業(yè)規(guī)模和實(shí)力的重要指標(biāo)。目前國(guó)際上只有德國(guó)、美國(guó)等少數(shù)國(guó)家的個(gè)別企業(yè)可以進(jìn)行MOCVD的商業(yè)化生產(chǎn),如德國(guó)的AIXTRON 公司(法蘭克福上市公司和納斯達(dá)克上市公司)和美國(guó)的Veeco 公司(納斯達(dá)克上市公司,VECO.OQ)。案例:德國(guó) AIXTRON 公司的影響力盡管德國(guó)的 AIXTRON 公司并不生產(chǎn)LED 相關(guān)的任何產(chǎn)品,但是作為目前全球規(guī)模最大和市場(chǎng)占有率最
46、高的化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備供應(yīng)商,AIXTRON 公司在LED 照明產(chǎn)業(yè)的地位無(wú)可撼動(dòng)。目前AIXTRON 公司在全世界安裝了千余臺(tái)MOCVD 設(shè)備,在近20 個(gè)國(guó)家有常駐代表,在全球擁有超過(guò)60%的生產(chǎn)占有率。德國(guó)AIXTRON 公司還是我國(guó)“國(guó)家半導(dǎo)體照明研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”的唯一客座會(huì)員單位,可見(jiàn)其對(duì)LED 照明產(chǎn)業(yè)的影響力。AIXTRON 公司1983 年誕生于德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué),1997 年公司在法蘭克福上市。上市之后開(kāi)始進(jìn)行全球收購(gòu),1999 年收購(gòu)英國(guó)THOMAS SWAN 公司,2000 年收購(gòu)法國(guó)J.I.P 公司股份,2001 年收購(gòu)瑞典EPIGRESS 公司70%的股份,2005
47、年反向收購(gòu)美國(guó)Genus 公司并實(shí)現(xiàn)在納斯達(dá)克的上市。3、芯片制造韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)實(shí)力雄厚芯片制造的難度僅次于材料制備,同屬于技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè),進(jìn)入壁壘仍然很高。其主要技術(shù)方向是提升出光效率,其中提高芯片的外量子效率又是關(guān)鍵,同時(shí)還要兼顧降低結(jié)溫和有效散熱。這在很大程度上要求設(shè)計(jì)新的芯片結(jié)構(gòu)以及設(shè)備和管理的精細(xì)化。目前全球 LED 芯片制造商主要有兩大類(lèi):一類(lèi)以日本日亞公司和美國(guó)Cree為主,此類(lèi)公司依靠核心的襯底技術(shù),將產(chǎn)業(yè)鏈向下延伸,進(jìn)入外延片和芯片制造環(huán)節(jié);一類(lèi)是韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)的芯片制造企業(yè),此類(lèi)企業(yè)以其在半導(dǎo)體方面強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力和設(shè)計(jì)實(shí)力進(jìn)入LED 芯片制造領(lǐng)域,擁有了全球近一半
48、的市場(chǎng)份額。主要企業(yè)有韓國(guó)的首爾半導(dǎo)體(科斯達(dá)克上市公司,046890)和臺(tái)灣地區(qū)的晶元光電(臺(tái)灣上市,2448)、光磊科技(臺(tái)灣上市,2340)、華上光電(臺(tái)灣上柜,6289)和廣鎵光電(臺(tái)灣興柜,8199)等。案例:臺(tái)灣地區(qū)的 LED 芯片產(chǎn)業(yè)臺(tái)灣地區(qū) LED 照明產(chǎn)業(yè)起始于上世紀(jì)70 年代,最初十幾年集中于下游封裝,所需的芯片幾乎全部從日本進(jìn)口。從上世紀(jì)80 年代開(kāi)始,臺(tái)灣企業(yè)積極向中上游拓展并獲得成功,其中上游環(huán)節(jié)的發(fā)展速度明顯快于下游環(huán)節(jié)。目前,臺(tái)灣企業(yè)在芯片制造方面已占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),2007 年產(chǎn)量將近全球總產(chǎn)量的50%,無(wú)可爭(zhēng)議地成為全球LED 芯片第一大產(chǎn)地。芯片制造更依賴(lài)于設(shè)備
49、和管理的精細(xì)化,臺(tái)灣企業(yè)整體制造優(yōu)勢(shì)明顯。與之相比,盡管 2007 年內(nèi)地GaN 芯片月產(chǎn)能達(dá)960KK,同比增長(zhǎng)60%,國(guó)產(chǎn)率也提升到了35%,但產(chǎn)量總和還不及臺(tái)灣地區(qū)的1/4,而且多為低端產(chǎn)品,芯片可靠性較差,尤其是光衰太大,競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不明顯。(二)中游產(chǎn)業(yè)分析LED 照明產(chǎn)業(yè)的中游主要包括發(fā)光器件生產(chǎn)和模塊封裝。在我國(guó)LED 封裝已經(jīng)發(fā)展約了若干年,技術(shù)上跟國(guó)外的差距不是很大的,用于封裝設(shè)備和配套產(chǎn)品價(jià)格也已不高,進(jìn)入門(mén)檻較低。我國(guó)的LED 封裝產(chǎn)品產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到世界第一,從LED 的發(fā)展情況來(lái)看,小功率LED 總量所占比重很大,但利潤(rùn)較前幾年有了很大的降低,競(jìng)爭(zhēng)加劇。大功產(chǎn)品最近兩年發(fā)展勢(shì)
50、頭強(qiáng)勁,發(fā)展速度相當(dāng)快,技術(shù)水平提高明顯。LED 照明產(chǎn)業(yè)的中游企業(yè)目前所遭遇的最大問(wèn)題在于“兩頭受阻”。由于進(jìn)入門(mén)檻較低,近年來(lái)進(jìn)入 LED 發(fā)光器件生產(chǎn)和模塊封裝的企業(yè)數(shù)迅速增加,但上游技術(shù)的缺乏和下游產(chǎn)品應(yīng)用通道的尚未通,使得中游企業(yè)的利潤(rùn)率大幅下降,甚至低于下游產(chǎn)業(yè)的利潤(rùn)率。面對(duì)如此困境,國(guó)內(nèi)較有實(shí)力的LED 封裝企業(yè)大多數(shù)采取了兩種選擇:一是通過(guò)不斷優(yōu)化生產(chǎn)線及加強(qiáng)管理來(lái)降低成本,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,依靠擴(kuò)大規(guī)模來(lái)獲得更好效益;二是打通產(chǎn)業(yè)鏈,試圖進(jìn)入上游的外延片和芯片生產(chǎn),將運(yùn)營(yíng)模式的重心向技術(shù)研發(fā)環(huán)節(jié)傾斜。但無(wú)論上述哪一種選擇,研發(fā)實(shí)力和資金實(shí)力的欠缺成為了該部分企業(yè)的發(fā)展“瓶頸”。(三)下游產(chǎn)業(yè)分析LED 照明產(chǎn)業(yè)的
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