太陽能電池爆發性普及期即將到來(一)
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對於參與新能源事業的公司和人員而言，與「市電同價」（grid parity）已成為當務之急。
「市電同價」是指利用再生能源（如太陽能和風力等）將電費成本降至和既有商用發電網的電價同等。
例如，如果透過太陽能電池可以達到與市電同價的話，即使沒有優惠獎勵，也會有愈來愈多的個人和團體安裝太陽能發電系統。這將更進一步的降低太陽能電池的採購和安裝成本，帶來正面的循環。可以大幅提升市場上對大陽能電池的接受速度。太陽能電池正在脫離保護期，並且如野火燎原散佈在所有陽光照射之地。
計劃提前10年
但太陽能電池真的可以達到與市電同價嗎？現在業界已將他們的目標日期往前挪。
在2007年，大多數的人都認同美國麥肯錫公司（McKinsey）的說法，預測日本將在2020年達到與市電同價。然而最近一般的感覺已改成了和日本富士經濟（Fuji Keizai）預測的「2010～2012」相符。業界的預測在短短的3年內往前挪了10年！與市電同價是有可能隨時會達成的（圖1）。
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| 圖1 太陽能電池製造成本的下降比預估提早5～10年 圖中顯示太陽能電池模組的製造成本趨勢。CdTe太陽能電池的低成本在2009年擊敗了其他技術，但薄膜矽太陽能電池看來在2010年也可能降到此一水準。圖由Nikkei Electronics依據FujiKeizai和First Solar的資料製成。 |
與市電同價來到的日期提早得這麼快是因為自2008年下半年所發生的三起事件（圖2）。
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| 圖2 2009年預料之外的發展使得零組件成本大跌 圖中顯示造成太陽能電池模組製造成本和系統價格在2009年崩跌的因素。雷曼事件以及西班牙太陽能電池獎勵的改變（「西班牙衝擊」）的同時發生，使得成本下降。 |
首先是2008年秋天的雷曼事件，造成了金融危機。這和稱為「西班牙事件」的第二個事件重疊，該國對太陽能電池市場的過度樂觀使得多晶矽太陽能電池的主要原料矽價格暴跌至大約一公斤70美元。此價格只有在2008年中的1/7（圖3）。
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| 圖3 多晶矽太陽能電池的成本下降了30％ 圖中顯示矽價格的下跌（a），以及多晶矽太陽能電池模組製造成本比例的變化（b）。模組製造成本下降了90日元/W，其中80日元/W是由於矽晶圓成本的降低所貢獻的。圖（a）為本站的調查。（b）是本站依據富士經濟的數據製成。 |
由於矽明顯地供過於求，因此之前就預料矽的價格會暴跌，但當它和雷曼事件同時發生時，價格更是一泄千里。富士經濟的大坂行銷部副理Norihiro Hashimoto解釋說：「2009年多晶矽太陽能電池模組的製造成本大約比2008年少了30％。」
三項市場風暴後成本驟降
第三個是美國First Solar公司太陽能電池的既有價格結構的崩解（圖1)。該公司以超低製造成本（利用鎘和碲化合物半導體）的太陽能電池迅速在市場擴展。在馬來西亞及世界各地的工廠在2009年都已開始量產，而該公司已宣佈在2009年第三季的製造成本達到了每瓦0.85美元。這還不到競爭對手太陽能電池技術製造成本的40％。除了低製造成本之外，富士經濟補充道：「系統的售價在2007～2008年間降到了每瓦2.4美元～2.5美元之間。」這大約是既有類似系統的半價。事實上，這已低到可以直接跳過住宅價格類別而達到與商用費率同價了。這些數據幫助First Solar在2009年的出貨量比業界其他公司高出許多（圖4）。
2010年底之前每瓦1美元的誘惑
第三事件——First Solar的價格崩盤，對整個業界的公司都有重大的影響。大部分太陽能電池的主要競爭製造商都公開承諾在2010年底以前將他們的製造成本降至和First Solar的相同水準。例如，拱手將太陽能電池出貨量的第一名寶座讓給First Solar的德國Q-Cells SE深具信心地表示，它將在2010年底以前將CIGS太陽能電池*的製造成本降至每瓦1歐元。
中國的強生光電（QS Solar）是一家薄膜矽太陽能電池製造商，承諾在2010年底以前將製造成本降至每瓦0.7美元，零售價大約是1～1.20美元。印度的Moser Baer Photo Voltaic公司現在正量產薄膜矽太陽能電池，宣稱如果產量可以提升到每年500MW的話，他們將可使製造成本降至每瓦0.77美元。（未完待續 記者 野澤 哲生）
*CIGS太陽能電池：採用銅（Cu）、銦（In）、鎵（Ga）和硒（Se）p型半導體的太陽能電池。
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| 圖4 First Solar在2009年是公認的贏家 圖中顯示太陽能電池在2008年和2009年各家製造商的出貨量比例。Q-Cells（包括相關公司）在2008年奪冠，但隨著出貨量的減少在2009年變成虧損。另一方面，First Solar由於低價效應出貨量幾乎加倍，奪得了第一名的寶座。資料來源：iSuppli。 |
2010年底之前每瓦1美元的誘惑
第三事件——First Solar的價格崩盤，對整個業界的公司都有重大的影響。大部分太陽能電池的主要競爭製造商都公開承諾在2010年底以前將他們的製造成本降至和First Solar的相同水準。例如，拱手將太陽能電池出貨量的第一名寶座讓給First Solar的德國Q-Cells SE深具信心地表示，它將在2010年底以前將CIGS太陽能電池*的製造成本降至每瓦1歐元。
中國的強生光電（QS Solar）是一家薄膜矽太陽能電池製造商，承諾在2010年底以前將製造成本降至每瓦0.7美元，零售價大約是1～1.20美元。印度的Moser Baer Photo Voltaic公司現在正量產薄膜矽太陽能電池，宣稱如果產量可以提升到每年500MW的話，他們將可使製造成本降至每瓦0.77美元。（未完待續 記者 野澤 哲生）
*CIGS太陽能電池：採用銅（Cu）、銦（In）、鎵（Ga）和硒（Se）p型半導體的太陽能電池。
太陽能電池爆發性普及期即將到來(二)
上接太陽能電池爆發性普及期即將到來(一)
義大利成為太陽能的熱門地點
然而有一個地區比全球其他地區還更早就已達到所設定的市電同價：這就是義大利（圖5）。該國擁有高日照率和高商用電力成本，而從大約2007年開始，居民和政府開始合作投資一些太陽能企業。最近推出電力收購（feed-in tariff, FIT)*系統使人們可以較高的價錢賣出再生能源，使得太陽能電池的安裝在短短的3年內急速上升了45倍，整體達到了大約1GW。歐洲太陽能電池產業協會（European Photovoltaic Industry Association, EPIA)在2009年6月指出：「南歐洲將在2010年達成與市電同價。」
*FIT (feed-in tariffs)：用來推廣再生能源的獎勵制度。電力公司以比一般電費更高的價格購買太陽能電池或其他再生能源所產生的電力，且價格固定一段時間。電力公司進而提高整體的電費以彌補差額。
許多太陽能電池製造商渴望進入義大利。例如夏普正和意法半導體等公司參與一個在義大利建造太陽能廠的計劃以進入發電事業。在2009年11月，日本的三菱電機（Mitsubishi Electric）公司宣佈它運出了一個2.9MW的太陽能模組系統用在義大利合作企業的屋頂上，這是該公司參與過的最大規模安裝。以高轉換效率的太陽能電池模組聞名的美國SunPower公司在2009年12月宣佈它已完成了位於義大利的全球最大太陽能發電廠的第一階段，輸出有85MW。
降價效應來到日本
市電同價的效應也開始到達日本，當地太陽能發電系統的價格在2009年開始大幅下跌。自2009年下半年開始，大型的建商和承包商之間在新蓋房屋的太陽能發電系統的價格激戰尤其如此。價格現在普遍上大約是400,000日元/kW（每瓦4.5美元)，表示從2008年下降了30～至50％（圖6）。這已經是住宅區的市電同價了。當加入優惠獎勵時，有些地區變得可以非常低的成本引進太陽能發電系統。
在既有的建築中，有些承包商現在推出了大約450,000日元/kW（5.00美元/W）的系統。大部分這些公司的太陽能電池模組都是在中國或是南韓等製造的，而非日本。富士經濟解釋說：「現今全球並沒有太多的市場是接近與市電同價的。中國及其他在西班牙事件中流失市場的製造商正開始把目標放在較有前景的日本市場上。」全球太陽能電池製造成本的下降很可能也開始在日本的系統價格上出現。
優惠獎勵模擬未來
義大利成為太陽能的熱門地點
然而有一個地區比全球其他地區還更早就已達到所設定的市電同價：這就是義大利（圖5）。該國擁有高日照率和高商用電力成本，而從大約2007年開始，居民和政府開始合作投資一些太陽能企業。最近推出電力收購（feed-in tariff, FIT)*系統使人們可以較高的價錢賣出再生能源，使得太陽能電池的安裝在短短的3年內急速上升了45倍，整體達到了大約1GW。歐洲太陽能電池產業協會（European Photovoltaic Industry Association, EPIA)在2009年6月指出：「南歐洲將在2010年達成與市電同價。」
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| 圖5 與市電同價的達成率依地區和電價而不同 圖中指出各國和各地區將達到與市電同價的時間。水準軸代表年度發電，視緯度和晴天比例而定。如果太陽能電池系統的價格（反比曲線)下降，就有更多的地區會達到與市電同價。圖由Nikkei Electronics依McKinsey提供的數據製成。 |
*FIT (feed-in tariffs)：用來推廣再生能源的獎勵制度。電力公司以比一般電費更高的價格購買太陽能電池或其他再生能源所產生的電力，且價格固定一段時間。電力公司進而提高整體的電費以彌補差額。
許多太陽能電池製造商渴望進入義大利。例如夏普正和意法半導體等公司參與一個在義大利建造太陽能廠的計劃以進入發電事業。在2009年11月，日本的三菱電機（Mitsubishi Electric）公司宣佈它運出了一個2.9MW的太陽能模組系統用在義大利合作企業的屋頂上，這是該公司參與過的最大規模安裝。以高轉換效率的太陽能電池模組聞名的美國SunPower公司在2009年12月宣佈它已完成了位於義大利的全球最大太陽能發電廠的第一階段，輸出有85MW。
降價效應來到日本
市電同價的效應也開始到達日本，當地太陽能發電系統的價格在2009年開始大幅下跌。自2009年下半年開始，大型的建商和承包商之間在新蓋房屋的太陽能發電系統的價格激戰尤其如此。價格現在普遍上大約是400,000日元/kW（每瓦4.5美元)，表示從2008年下降了30～至50％（圖6）。這已經是住宅區的市電同價了。當加入優惠獎勵時，有些地區變得可以非常低的成本引進太陽能發電系統。
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| 圖6 優惠獎勵彷效與市電同價 圖表顯示東京新建屋代表每一kW太陽能電池系統的成本和優惠獎勵。大型建商自2009年下半年開始針對系統推出大折扣，作為「行銷活動」。當加上獎勵時，實際的成本可能降至每kW只要幾萬日元。 |
在既有的建築中，有些承包商現在推出了大約450,000日元/kW（5.00美元/W）的系統。大部分這些公司的太陽能電池模組都是在中國或是南韓等製造的，而非日本。富士經濟解釋說：「現今全球並沒有太多的市場是接近與市電同價的。中國及其他在西班牙事件中流失市場的製造商正開始把目標放在較有前景的日本市場上。」全球太陽能電池製造成本的下降很可能也開始在日本的系統價格上出現。
優惠獎勵模擬未來
當市電同價實現時，會發生什麼事？這意味著對許多企業和用戶將有不少好處。
三個明顯的好處是：（1）太陽能發電的採用成本較低，（2）迅速擴大安裝，提高能源的自給率，以及（3）大量減少石化燃料的消耗和二氧化碳的排放。
目前很明顯地，與市電同價會導致太陽能發電系統數量的大幅上升。全球推出的優惠獎勵和FIT系統某種程度上是與市電同價後的模擬。在太陽能發電上達到與市電同價的國家和地區會急速增加，例如西班牙和義大利。視特定條件而定，安裝的數量可能會極快速地上升。
現在在日本，系統價格的下降配合積極的優惠獎勵以便環境可以更接近西班牙和義大利。包裝FIT系統等的獎勵正使太陽能發電接近商業用電的成本。事實上在2009年，日本的新房屋中每500,000戶大約有120,000戶有太陽能電力，這是整體的20％（圖7）。
日本積水化學公司蓋的新房子中有77％具有太陽能，一些房子所配置的是一般發電量的兩倍，達到每戶6.8kW。該公司的一項消息透露：「太陽能發電在日本西部較高，尤其是種植橘子的地區，這是由於高日照的原因。」
大廈的附加價值
在日本有愈來愈多的大廈也在安裝太陽能。在2005年，日本芝浦特機是第一家開始供應個別大廈太陽能發電系統的公司。該公司的總經理新地哲己表示：「屋頂面積的限制意味著大廈裏的每一戶我們最多只能供應大約1.53kW的太陽能電池模組，但是即使如此，事實上他們的電費降到了1/5或是1/6，已為我們帶來無盡的人潮要購買這些單位。沒有太陽能的大廈的住屋率只有大約70％。」
另外，日本大型建築商大京公司及立志成為能源綜合企業的新日本石油公司等，也在計劃開展向公寓住戶提供太陽能電池發電系統的業務。新日本石油新能源系統事業本部能源系統開發部長土肥英幸表示：「每一戶的發電規模雖為1.2kW，但白天不在家的住戶，應會有多餘的電力賣給電力公司。」 （未完待續 記者 野澤 哲生）
三個明顯的好處是：（1）太陽能發電的採用成本較低，（2）迅速擴大安裝，提高能源的自給率，以及（3）大量減少石化燃料的消耗和二氧化碳的排放。
目前很明顯地，與市電同價會導致太陽能發電系統數量的大幅上升。全球推出的優惠獎勵和FIT系統某種程度上是與市電同價後的模擬。在太陽能發電上達到與市電同價的國家和地區會急速增加，例如西班牙和義大利。視特定條件而定，安裝的數量可能會極快速地上升。
現在在日本，系統價格的下降配合積極的優惠獎勵以便環境可以更接近西班牙和義大利。包裝FIT系統等的獎勵正使太陽能發電接近商業用電的成本。事實上在2009年，日本的新房屋中每500,000戶大約有120,000戶有太陽能電力，這是整體的20％（圖7）。
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| 圖7 在恢復優惠獎勵之後，住家系統創下12萬戶的安裝新紀錄 圖中顯示日本家庭太陽能電池系統安裝趨勢。從2006年至2008年初期由於缺少優惠獎勵而有些下降，但自2009年恢復獎勵之後預測提高到了12萬個系統。圖由Nikkei Electronic依新能源基金會和日本太陽能產業協會的數據製成。 |
日本積水化學公司蓋的新房子中有77％具有太陽能，一些房子所配置的是一般發電量的兩倍，達到每戶6.8kW。該公司的一項消息透露：「太陽能發電在日本西部較高，尤其是種植橘子的地區，這是由於高日照的原因。」
大廈的附加價值
在日本有愈來愈多的大廈也在安裝太陽能。在2005年，日本芝浦特機是第一家開始供應個別大廈太陽能發電系統的公司。該公司的總經理新地哲己表示：「屋頂面積的限制意味著大廈裏的每一戶我們最多只能供應大約1.53kW的太陽能電池模組，但是即使如此，事實上他們的電費降到了1/5或是1/6，已為我們帶來無盡的人潮要購買這些單位。沒有太陽能的大廈的住屋率只有大約70％。」
另外，日本大型建築商大京公司及立志成為能源綜合企業的新日本石油公司等，也在計劃開展向公寓住戶提供太陽能電池發電系統的業務。新日本石油新能源系統事業本部能源系統開發部長土肥英幸表示：「每一戶的發電規模雖為1.2kW，但白天不在家的住戶，應會有多餘的電力賣給電力公司。」 （未完待續 記者 野澤 哲生）
太陽能電池爆發性普及期即將到來(三)
上接太陽能電池爆發性普及期即將到來(一)、(二)
可望實現消除對石油的依賴
與市電同價的太陽能很可能加快引進在工廠和其他企業設施中，使它得以符合或超過日本政府的「2020年以前28GW，2030年以前53GW」的目標。日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）推出的太陽能電池採用預測（如出版PV2030）中預估在2030年前將安裝高達201.8GW容量。此數字假設最大的採用率，每隔一間工廠20％的屋頂面積及所有房屋的1/3都裝有太陽能電池。
日本產業技術綜合研究所（AIST）研究和創新推進室策劃主任櫻井啟一郎表示：「隨著200GW的太陽能發電系統的安裝，就可能幾乎可以涵蓋日本白天所需的電力，只要太陽有露臉，它只需要很少的儲存容量。」（圖8）。這將意味著每年可以大幅降低大約200兆日元在石油、天然氣以及煤等化石燃料能源的支出。如AIST的櫻井所建議的：「即使是您計入蓄電池和電網升級的成本後，還是有顯著的優點。」（圖9）
真正的太陽能電池競爭即將來臨
然而，與市電同價也意味著有許多新的問題。例如，供應太陽能發電系統的製造商將在太陽能性能、製造成本及生產規模方面有激烈的全球競爭。富士經濟預估：「太陽能電池市場將在2020年達到100兆日元，而每年的產量將是85GW，比2008年的水準高出14倍。」換言之，現今在市場上的第一併不能保證未來10年的成功。
也將會有一些重大的社會議題，例如日照權。1970到1980年代期間大幅增加的高樓大廈造成了無法享受日照的屋主提出要求日光的訴訟。一家參與大廈太陽能電系統的公司警告表示：「事件將會比以前更嚴重，因為現在牽涉到了發電的潛在收入。」然而太陽能發電系統的創新，包括電力調節器等，將可以稍微減輕此問題。
其中一個特別棘手的問題是與電力公司的關係。很可能一旦達到與市電同價後，太陽能發電系統將如野草叢生，失去控制。這會帶來商業用電及電力公司的不穩定，進而導致新太陽能發電系統安裝的法規出現。
含電池的系統接近同價
可望實現消除對石油的依賴
與市電同價的太陽能很可能加快引進在工廠和其他企業設施中，使它得以符合或超過日本政府的「2020年以前28GW，2030年以前53GW」的目標。日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）推出的太陽能電池採用預測（如出版PV2030）中預估在2030年前將安裝高達201.8GW容量。此數字假設最大的採用率，每隔一間工廠20％的屋頂面積及所有房屋的1/3都裝有太陽能電池。
日本產業技術綜合研究所（AIST）研究和創新推進室策劃主任櫻井啟一郎表示：「隨著200GW的太陽能發電系統的安裝，就可能幾乎可以涵蓋日本白天所需的電力，只要太陽有露臉，它只需要很少的儲存容量。」（圖8）。這將意味著每年可以大幅降低大約200兆日元在石油、天然氣以及煤等化石燃料能源的支出。如AIST的櫻井所建議的：「即使是您計入蓄電池和電網升級的成本後，還是有顯著的優點。」（圖9）
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| 圖8 有了200GW之後，晴天就不需要石化燃料能源 NEDO預估日本的太陽能電池條件。尖峰輸出有200GW的太陽能電池和蓄電池的組合可以供應晴天和夜晚所需的電力（基本負擔除外）。 |
真正的太陽能電池競爭即將來臨
然而，與市電同價也意味著有許多新的問題。例如，供應太陽能發電系統的製造商將在太陽能性能、製造成本及生產規模方面有激烈的全球競爭。富士經濟預估：「太陽能電池市場將在2020年達到100兆日元，而每年的產量將是85GW，比2008年的水準高出14倍。」換言之，現今在市場上的第一併不能保證未來10年的成功。
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| 圖9 每年花在石化燃料衍生能源有20兆日元以上 圖中顯示日本進口的化石燃料衍生能源。圖由是AIST的櫻井和環境部依據金融貿易統計而制。 |
也將會有一些重大的社會議題，例如日照權。1970到1980年代期間大幅增加的高樓大廈造成了無法享受日照的屋主提出要求日光的訴訟。一家參與大廈太陽能電系統的公司警告表示：「事件將會比以前更嚴重，因為現在牽涉到了發電的潛在收入。」然而太陽能發電系統的創新，包括電力調節器等，將可以稍微減輕此問題。
其中一個特別棘手的問題是與電力公司的關係。很可能一旦達到與市電同價後，太陽能發電系統將如野草叢生，失去控制。這會帶來商業用電及電力公司的不穩定，進而導致新太陽能發電系統安裝的法規出現。
含電池的系統接近同價
如同人們經常指出的，太陽能發電確實也有缺點：下雨時輸出會很低，在陰天及其他情況時會有大幅波動，而且在夜晚時為零。然而，透過使用蓄電池後可以克服大部分的問題。如果配有蓄電池的太陽能發電系統達到與市電同價後，將會有很大的衝擊（其中包括減少石化燃料消耗）。日本經濟產業研究所（RIETI)已預估大約2022年，配有蓄電池的家用太陽能發電系統將達到與市電同價（圖10）。
最近有一個急於推出的配有鋰離子充電電池及其他蓄電池的實驗性太陽能發電系統。其目的在利用蓄電池降低陰天或雨天的影響，並使夜晚也可以照明。有些系統也可以用來充電電動汽車（EV）或電動腳踏車等。
日本Itochu等公司已開始實驗將裝在大廈屋頂的太陽能發電系統的輸出，儲存作為夜間使用，或是充電電動車等。目前整體的發電系統和蓄電池的成本不到2000萬日元，假設需大廈中的住戶分攤的話，每戶大約是40萬日元。Itochu表示雖然系統仍在實驗當中，預期在未來的10年內，市場上將會出現類似的商用服務。（全文完 記者 野澤 哲生）
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| 圖10 配有蓄電池時，與市電同價會更實際 圖表顯示RIETI所預估的，包括蓄電池的太陽能發電系統成本的下降。預期在2012～2013年家庭用電費率在太陽能電池方面將與市電同價，加入蓄電池的話則是在2022年左右。 |
最近有一個急於推出的配有鋰離子充電電池及其他蓄電池的實驗性太陽能發電系統。其目的在利用蓄電池降低陰天或雨天的影響，並使夜晚也可以照明。有些系統也可以用來充電電動汽車（EV）或電動腳踏車等。
日本Itochu等公司已開始實驗將裝在大廈屋頂的太陽能發電系統的輸出，儲存作為夜間使用，或是充電電動車等。目前整體的發電系統和蓄電池的成本不到2000萬日元，假設需大廈中的住戶分攤的話，每戶大約是40萬日元。Itochu表示雖然系統仍在實驗當中，預期在未來的10年內，市場上將會出現類似的商用服務。（全文完 記者 野澤 哲生）
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