太阳能光伏产业的理论及发展路径，本文主要内容关键词为：太阳能论文,路径论文,光伏论文,理论论文,产业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、太阳能光伏产业发展回顾与问题分析
(一)太阳能光伏产业发展总体回顾
在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源短缺的形势下，太阳能光伏产业得到各国政府的普遍重视和支持。在技术进步的推动和法规政策的强力驱动下，光伏产业自20世纪90年代后半期进入了快速发展时期。最近10年，太阳能电池产量由1997年的125.8MWP增加到2007年的4000.05 MWP，年平均增长率为41.3％，最近5年的年平均增长率达到了49.5％[1]。光伏产业已成为世界发展最快的高新技术产业之一，并且由于太阳能是一种便捷的可再生能源，光伏产业的高速发展态势在未来10-15年还将持续下去。
世界太阳能光伏产业和市场发展的另一大突出特点是：并网发电的应用比例愈来愈大，从21世纪开始已经成为光伏发电的主导市场。2006、2007年欧洲的并网光伏系统比例达到95％以上，世界平均达到80％以上[2]，说明光伏发电在能源中正在发挥着重要的替代作用。不仅如此，并网光伏发电在整个可再生能源技术中也是增长最快的技术，成为世界最关注的可再生能源之一。
据美、日、欧对世界光伏发电累计装机容量进行预测，2020年世界光伏发电累计装机容量将达到200GWP，其中美、日、欧安装总量超过世界总量的50％。随着光伏市场和产业的快速发展，光伏发电成本也随之下降并逐步接近和达到常规发电成本水平，到2020年后光伏发电与常规发电相比，完全具有竞争能力。
近几年来，中国太阳能光伏产业经历了爆发式增长，已基本形成了涵盖多晶硅材料、铸锭、拉单晶、电池片、封装、平衡部件、系统集成、光伏应用产品和专用设备制造的较完整产业链。产业链各个环节的专用设备和专用材料的国产化加快，许多设备完全实现了国产化并有部分出口。
特别是制约中国光伏产业发展的高纯多晶硅制造技术，在这两年内实现了重大技术突破。据不完全统计，到目前为止，中国多晶硅生产线建设规模超过10万吨，总投资超过1000亿人民币。2008年中国多晶硅产量达到4110吨左右，同比增长263.7％，近四年平均增长率达到272％。光伏电池产量增长迅速，2007年国内太阳能电池的产量约为1180MW，而欧洲、日本和美国产量分别是1062、920和266兆瓦，中国已成为名副其实的太阳能电池世界第一，2008年晶体硅太阳能电池产量为2455MW，仍居世界第一，但从四季度开始因全球性金融危机的影响，开始出现萎缩[3]。然而，中国的光伏发电市场相对落后，20世纪90年代初期，光伏发电主要应用在通信和工业领域，2000年以后，中国的光伏技术已步入大规模并网发电阶段，开始建造几十千瓦级、百千瓦级、兆瓦级的光伏并网示范系统。
(二)中国太阳能光伏产业发展存在的问题
虽然中国太阳能光伏产业近年来实现了长足进步，但也存在不容忽视的技术、环境和市场等方面的问题。
1.全球产业链上的“依附性发展格局”。在全球化背景下，产业活动基于全球产业链的垂直分离使价值创造活动逐步成为跨越地理空间、不同区域内的多个企业共同完成。中国的太阳能光伏产业也嵌入到全球光伏产业链的分工格局之中。但从国内光伏产业链内部发展现状来看，中国企业大多处于光伏产业链最末端的“电池片生产”和“组件封装环节”，多晶硅生产处于落后的状况，特别是在电耗及循环工艺控制问题上，仍然存在较大差异，而太阳能光伏技术整体水平不高，核心技术多依赖国外。长期来看，中国太阳能电池产业形成了“两头在外”的发展模式，即90％以上的硅材料依赖进口，90％以上的产品依赖出口，形成了对全球产业链的“依附性发展格局”。这种产业链发展的“依附性”状况，使得多晶硅原材料高价进口，产成品出口价格受制于国外，最终国内光伏企业仅承担了产业链中高污染、高耗能的后端生产环节，企业抗风性能力较弱，成为中国太阳能光伏产业健康发展的主要瓶颈[4]。
2.产业与市场倒挂。产在国内，销在国外。近几年，中国太阳能光伏产业迅猛发展，成为全球第一大太阳能电池生产国。与中国巨大的太阳能电池生产能力相比，中国太阳能市场发展却极为缓慢，且商业应用占半，2007年累计装机容量仅有10万千兆，不足全球的1％，与其生产大国的地位相差甚远。当前，我国约九成以上靠消耗能源和资源制造的太阳能电池主要应用于出口，而与海外需求形成鲜明对比的是，国内应用相对滞后，内需不足。可见，中国的光伏产业是一个典型的出口导向型产业，原料和销售市场主要都在国外，产业与市场倒挂现象严重，“有产业，没市场”问题突出。
3.太阳能光伏产业投资的“潮涌现象”。近几年来，中国太阳能光伏产业经历了爆发式增长，很多省、市乃至县都把光伏产业作为支柱产业来发展，光伏产业投资出现了“潮涌现象”，在区域产业布局方面产生了“同构现象”。特别是高纯多晶硅制造产业，在高暴利的驱动下及国家相关部门支持下，目前全国有34个省市在进行多晶硅及光伏产业生产，中国多晶硅产能2006年占世界产能不到1％，2007年扩大到约占世界产能的8％。但是目前国内千吨级多晶硅规模化生产技术尚未完全掌握，生产出的高纯硅材料技术指标普遍不高，产品缺乏竞争力，而且国内大部分已建和在建项目对尾气回收和副产物处理等技术尚未完全吃透，也为未来发展埋下隐患。伴随着投资上的“潮涌现象”，并未能有利于中国技术水平的提高，相反，大量仿制流行，与国际上的技术差距难以缩小，加之国内光伏产品大众接受程度不够高，国内市场较小，可能会产生产能过剩现象。
然而，对于目前中国太阳能光伏产业投资的“潮涌现象”带来的产能过剩问题还存在争议，中国太阳能光伏产能是否已经过剩，这仍是一个供求关系的问题，关键要看市场能否接受这样大的产能。太阳能光伏产业首先是一个能源产业，而能源产业是个无限大的产业，如果现在不加快扩产，一旦进入成熟阶段后，即便想扩产都会力不从心。目前，太阳能光伏产业中下游出现的所谓产能过剩，主要是受制于上游有限的产能，而不是需求关系。随着上游产能增加、价格下降，整个产业成本就会下来，市场需求就会增加很多。届时，消化现有产能完全是有可能的。另外，产能过剩还与国家政策有关，国内缺乏对光伏产业可行的扶植政策，光伏产品价格过高，国内市场太过狭小，使得产能显得过剩。
二、太阳能光伏产业特征及形成演变路径
(一)太阳能光伏产业特征
太阳能光伏产业主要是利用太阳能电池(一种半导体二极管等类似的器件)的光伏效应直接把太阳辐射能变为电能的一种新兴发电产业。与常规发电产业相比，该产业在发电来源、生产过程、运行方式等方面有如下特征：
第一，太阳能光伏发电的能源来源具有可持续性。随着大规模工业开采和不断增长的能源消费需求，全世界都将面临化石能源日益枯竭的巨大压力。太阳辐射能取之不尽，在地球上分布广泛，受地域影响较小，且太阳能光伏发电所用的硅元素在地球中的含量也十分丰富，为大力发展太阳能光伏发电提供了有利条件，并从战略上为彻底改善能源结构提供了保障。
第二，太阳能光伏发电能量回报率高。太阳能光伏发电的生产过程是直接从光子到电子的转换，没有中间过程(如热能到机械能、机械能到电磁能的转换等)和机械运动，根据热力学分析，具有很高的理论发电效率，最高可达80％以上，技术开发潜力大，与煤电方式相比，具有较高的能量回报率。另外，由于太阳能光伏发电站没有机械旋转部件，不存在机械磨损，可实现无人值守，维护成本低，能够在较长的时间内使用[5]。
第三，太阳能光伏发电生产装备置技术要求高、成本高。传统能源发电装置(以火电为例)主要有锅炉、汽轮机和发电机等组成，在生产技术方面壁垒相对较低，大多数国家和企业已掌握其生产技术，电力产品成本较低。太阳能光伏产业涵盖了太阳光能转化为电能的一系列过程，而装备是贯穿整个产业链的基础，是太阳能光伏产业发展的核心和基础，但因设备的技术要求高而导致成本高是光伏产业发展的重大制约因素。特别是太阳能电池是系统中核心的部件，由于技术壁垒较高、生产市场具有垄断特征，生产成本也较高，占整个光伏系统价值的30％左右。
第四，储能技术是太阳能光伏发电应用的关键。太阳能光伏发电是利用白天的太阳辐射能转变为电能，而负荷系统是全天候用电，因此，如何达到白天和晚上发电的互补，储能技术是光伏发电应用的关键。目前，储能技术还不成熟或是由于成本过高未能达到实际应用，只有当太阳能储能技术彻底解决了，光伏产业迈进大型储能阶段，实现白天、晚上发电的互补，光伏产品才能在全国普及应用。
第五，太阳能光伏发电不排放温室气体和其它废弃物质，对环境的污染少。中国在一次能源消费的结构中以煤炭发电为主，燃煤造成的CO[，2]和烟尘排放量约占排放总量的70％-80％，SO[，2]排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3，环境污染给社会经济发展和人民健康带来了严重的影响。而光伏发电不会产生传统发电技术(如煤电)带来的污染排放和安全问题，没有废气或噪声污染，系统报废后也很少有环境污染的遗留问题，发展太阳能光伏发电有利于环境的改善和保护。
最后，太阳能光伏发电网络布局灵活，节省空间和成本，保障供电的普遍性。光伏发电上网系统可以采取不与常规电力系统网络相连的孤立光伏发电系统，这种发电系统，可以建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源，解决偏远无电地区的用电问题。一方面，太阳能光伏发电的光伏阵列设置，几乎可以安装在任何有光的地方，如公共、私人和工业建筑的屋顶和墙面上，分布式的太阳辐射和分布式的建筑物互相匹配，不需要额外的昂贵占地面积，并且在用电地点发电，避免传输和分电损失，降低了电力传输和电力分配的投资和维修成本；另一方面，太阳能光伏发电系统可以很容易地在偏远的农村地区、沙滩戈壁上安装，解决了在远离电网、零星分布地区传统发电方式不能上网的问题，保障了供电的普遍性。
(二)太阳能光伏产业的形成和演变路径
整个太阳能光伏产业链由超纯硅材料制造、硅锭/硅片生产、太阳能电池制造、光伏组件封装以及光伏发电系统建设等多个产业环节组成(见图1)。
图1 光伏产业链示意图
整个太阳能光伏产业链上不同环节的技术要求各不相同。上游环节属于资金和技术密集型产业，技术与工业水平要求较高，具有较高的技术壁垒，特别是硅材料的提纯环节生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况，这使得硅材料的成本高昂。在中国硅材料成本占整个产业链成本价值的70％左右，打压下游生产环境，造成终端的光伏产品价格居高不下，制约了光伏产品的推广和应用。中游环节有一定的资金和技术壁垒，但规模效应更加重要，随着产业规模的不断扩大、产业联盟的发展，不仅能逐步降低投资，而且能逐步改善产品的技术性能，提高经济效益。产业链的终端环节，即太阳能光伏发电系统的建立，技术壁垒一般但对各种技术的综合运用能力要求较高。由于此环节技术存在着一定的不确定性，加之上游硅材料的高成本，使得太阳能光伏发电价格较高。目前，太阳能发电成本大约是生物质发电(沼气发电)的7-12倍、风能发电的6-10倍，传统火力发电方式的11-18倍[4]。如此高昂的成本，一直以来都是制约中国乃至世界光伏产业发展的瓶颈。
太阳能光伏产业形成因素和演进路径主要有三点：
首先，产业政策是产业形成和发展的源动力。国际经验表明，国家能源政策和发展战略的支持是光伏产业形成和发展的源动力。太阳能光伏产业发展比较好的德国和日本，就是通过政府高价收购太阳能电，或对使用太阳能电的用户给予补贴，从而推广了太阳能光伏产业[6]。各国太阳能光伏产业的发展历史表明了一条基本的政策路径，即初期阶段，通过补贴、信贷优惠和强行购电政策来引导太阳能光伏产业的快速发展，完善产业链并合理疏导社会资本的流入，通过生产规模扩张、技术创新推动光伏发电成本的下降，推动真实的市场需求，以完成最终取代化石能源的目的。
其次，太阳能光伏产业路径的演变：从“上游”走向“下游”。由于太阳能光伏产业长期的发展潜力及上游硅材料的高利润局面，“上游”产业吸引了大量的投资者，促使新技术工业的产业化生产。随着国际上原有多晶硅生产厂商大规模扩产和新建项目产能释放，全球多晶硅供需失衡的局面将在2008年年末后逐步得到缓解，预计到2010年后国际多晶硅市场价格也将随着产能增长而回落，产业结构逐渐向“下游”挺进[7]。
第三，太阳能光伏产业技术结构的变迁引导产业结构的转移。多晶硅成为整个太阳能光伏产业链的瓶颈，其根源在于光伏技术的局限性，晶体硅尽管仍是光伏电池的绝对主流，但技术发展往往会促使这种格局的改变，薄膜电池作为替代性和互补性的产品能否成为另一支主流力量，仍然依赖于技术与规模经济，但可以确定的是，初生的太阳能光伏产业必将经历技术结构调整引导产业结构调整的阶段。
三、太阳能光伏产业市场发展模式的理论思考
(一)太阳能光伏产业市场结构分析
太阳能光伏产业是一种资源密集型产业链，该类型的产业链实质上是一种循环渐进的资源供应链。其特征是处于产业上游的原材料供应商只有一家或少数几家，基本上处于垄断或寡头垄断的市场结构；而产业链下游存在大量相似大的企业，竞争非常激烈，供应商对资源的充分供给是下游企业存在的前提。因此，产业链不同环节表现为不同的市场结构特征，本文对太阳能光伏产业链各环节的市场结构进行逐一分析，归纳其不同的利润分布特征和产业的组织结构特征。
太阳能光伏产业伴随着产品内分工的日益细化，整个产业链跨越不同的地理空间而日益垂直分离。由于不同环节的技术难度、生产规模、投资周期、要素密集程度不同，致使进入壁垒不同，从而使各环节表现出不同的市场结构。
1.硅材料提炼环节趋向“寡头垄断”市场。该环节处于太阳能光伏产业链的最上游，具有技术门槛高、投资规模大、周期长、能耗大的特点。(1)生产技术方面，用于太阳能光伏产业的太阳级硅材料纯度需达到99.9999％以上。目前，此项技术国际上只有美、日、欧7家公司掌握，为了实现对该环节的市场垄断，他们积极地进行技术封锁和严格的控制技术转移。(2)投资方面，太阳级硅材料提纯是典型的规模经济的产业，单个工厂每年产能超过1000吨才能显示规模效益，而达到这一规模至少需投资1亿美元。(3)能耗方面，该环节生产1000吨多晶硅的生产线需要供电装机容量为9.8万千瓦，年总用电量为2.5亿千瓦，能源门槛相当高[3]。以上特点导致全球进入该产业链环节的企业数量非常有限，其市场结构垄断程度最高，可以近似的将其归纳为“寡头垄断”市场。截止到2008年底，全球只有40多家晶体硅材料提炼企业，它们的分布主要集中在技术、经济实力较强的德国、美国和日本。同时，该环节产业的集中度相当高，其中核心的前5家公司提供的高纯度晶体硅约占世界总产量85％以上。
2.硅片生产环节趋向垄断竞争(垄断偏强)。该环节主要从事硅棒和硅碇制造及硅片切割，其技术门槛、投资规模、能耗虽然都处于高值，但都大大低于硅材料提纯环节，其市场结构可以初步归纳为“垄断竞争”。截止到2008年底，世界上共有140多家企业生产该环节，其核心企业来自日本、德国和挪威的公司，共15家；前5强的企业产量占整个行业的60％，这表明该环节的产业集中度虽很高，但低于前一个环节[6]。
3.电池片生产趋向垄断竞争(竞争偏强)。该环节生产技术门槛与产业链上前两个环节相比相对下降，则其进入壁垒降低，企业数量大大增加，可将其市场结构归纳为“垄断竞争”。特别是相对硅片生产环节，电池片生产环节市场竞争日益增强，市场垄断程度进一步下降，空间分布也日趋分散，在欧美日等发达国家及大量的发展中国家都有分布。截止到2008年底，全球具有160家左右的生产企业。
4.组件封装环节趋向完全竞争。该环节主要将制作好的电池封装，具有技术含量较低、投资少、建设周期短、高污染和高耗能等特点。由于门槛低，同时可以安置大量劳动力就业，该环节吸引了欠发达国家和地区大批企业进入，是太阳能光伏产业链中竞争最为充分的环节，其市场结构近似的表现为完全竞争。截止到2008年底，全球共有组件生产企业700多家，其中中国有320家左右，欧洲200多家，亚太(不包括中国)具有110家左右、北美洲70多家，非洲、拉美等其它地区10家左右[7]。从空间分布上看，电池组件生产环节的企业分布比较广泛，中国、拉美等欠发达国家和地区占有较大比重，空间分散程度最高。
在太阳能光伏产业链中，不同环节的企业数目由上到下逐步增加，呈“金字塔”结构，从而各环节的市场竞争程度也表现为逐步增强。同时，综合分析产业链各环节企业的区域分布，可以发现“硅材料提炼”和“硅片生产”企业空间分布在欧、美、日等经济、技术发达国家，而处于产业链中、下游的“电池片生产”和“电池组件”企业空间分布较广泛，扩展到拉美、欧洲、非洲等欠发达地区，产业链不同环节的企业区域分布从集中走向分散(见表1)。
(二)太阳能光伏产业链各环节市场结构的利润分布分析
任何企业都是一个完整产业链的一个组成部分，产业链不同环节的市场结构和市场行为不尽相同，其所提供的经济增加值也不同，则企业在不同市场结构中获取经济利润的能力也是不同的。因此，不少学者关注产业链不同环节利润分布状况及其影响因素，希望能够在整个产业链上获取最大利益。20世纪90年代初，中国台湾宏碁集团董事长施正荣提出著名的“微笑曲线”概念[9]，用一个开口向上的抛物线来描述IT产业价值链各个环节的附加价值。随后，“微笑曲线”成为学术关注的热点，很多学者把该概念推广应用于各个行业的研究分析中，并使其成为价值链理论中的重要组成部分(金芳，2003；刘东勋，2005；李海舰，2005；张辉，2005；董有德，2007；郎咸平，2008等)。但产业特性千差万别，学术界对产业链上各环节利润分布背后的决定因素究竟是什么、“微笑曲线”是否是放之四海而皆准的规律存在着争议。本文试图从对产业链不同环节的“市场结构”的分析中，寻求初步的答案。
全球产业链的垂直分离，使其每个环节都存在很多独立的企业。而每个环节由于中间产品的市场结构不同，其竞争状态也不大相同。本文依此提出研究假设：产业链各环节市场结构决定其利润获取能力大小。某个环节的市场结构越趋向于完全竞争，其利润获取能力越弱；而某环节的市场结构越趋向于完全垄断，该环节的价值获取能力越强。
随着太阳能光伏产业链各环节的市场结构从“垄断”趋向“竞争”，其价值分布逐渐减少。根据JP Morgan的统计分析，2007年全球光伏产业链各环节的毛利率从上到下呈“倒金字塔”结构，见图2所示。其价值的形态并不是一条两头高中间低的“微笑曲线”，而呈现出从左上到右下倾斜的形状(见图3)。
图2 光伏产业利润递减图
资料来源：中国光伏产业发展研究报告(2006-2007)[10]。
图3 太阳能电池产业链价值曲线
分析太阳能光伏产业的利润分布情况，需要从经济学的角度来分析其产业链内部的资本构成、现金的流动性、财务风险分析和投资收益等微观问题。另外，太阳能光伏电池产业作为一个新兴发展起来的实体，更需要从整个产业的高度来分析和研究其宏观经济学特征和规律。
从微观角度来看，太阳能光伏产业内部包含许多环节，各个环节相对独立又相互制约。在图l中，处于产业链最前端的是硅材料的提纯，这是太阳能电池中半导体材料的来源。因此，硅矿石的开采与提炼就形成了第一个相对独立的子产业。硅矿石需要经过冶炼、精炼和碾磨后，加工成纯度约为99.9999％的粗硅，粗硅就其经济价值而言是硅矿石的60-70倍。接下来就是需要对粗硅进行提纯，同样，这个环节不仅是升值的主要步骤，而且是一个资金和技术密集型的产业，当今，技术普遍掌握在欧、美、日手中，他们控制着整个高纯硅行业的市场走向，控制着上游原材料的供应，形成寡头垄断的市场结构。高纯硅材料的成本近年来逐渐提高，占据了光伏产品价格的65％左右，形成了“拥硅为王”的局势，上游材料的高价格给下游产品形成挤压，使得光伏产品的价格居高不下。
材料的加工工作完成，进入电池的制备阶段，这是产业链中的第3个子产业，即太阳电池生产。最后，电池经过封装、检测后制成组件，目前市场上电池组件的价格约40元/W(峰值)，这样50W的价格为2000元，约为高纯硅价格的3-4倍，但这其中会投入大量的辅助材料，例如电极材料、封装材料和检测设备，以及各种损耗等，因此，增值速度在此急剧降低[11]。
从太阳能光伏产业链中各环节的相对增值情况看，随着太阳能光伏产业链各个环节的市场结构从“垄断”趋向“竞争”，其价值分布逐渐减少，产业链后端的增值能力较小，投资的回收期长，如图3所示。另外，在近年的“光伏热”的带动下，下游厂商如雨后春笋般的涌现，目前中国市场上太阳能电池生产商有200多家，而电池组件商有近千家，市场竞争很激烈，多晶硅价格的下跌导致下游厂商打起价格战，公司预期会回升的毛利率反倒有缩水的压力。加之，中国“两头在外”的产业特征，在当前的危机下，中国的企业备受压力，风险巨大。
(三)太阳能光伏产业发展模式分析
1.太阳能光伏产业技术发展模式分析。从世界范围看，各国产业发展的技术路线虽然各具特色，但概括起来主要有三种典型模式。一是原始创新的技术发展模式，该模式强调原始创新，即在自主研究形成一种产业技术后，迅速将其商业化，收回投资后继续研究、储备新技术、再适时将其商业化，如此循环下去。二是集成创新的技术发展模式，该模式强调集成创新，即从国外引进先进技术，同自主研发成果相结合，进行系统集成创新，开创了有自己特色的压水堆核电机型。三是消化吸收再创新的技术发展模式，该技术发展模式强调消化吸收再创新，即先引进l至2种先进的技术，在消化吸收引进技术的基础上，按自主设计、批量生产的要求，集中力量攻关，用若干年时间基本实现设备制造的国产化和批量化，并在收回投资的基础上再创建自己特有的标准化、系列化核电设备制造技术和体系[12]。这三种产业技术发展模式在实际的发展过程中总会表现出种种弊端和长处，各有优点与可取之处。第一种模式依靠本国的技术、资金、人才等，进行产业技术的研究与开发，可以较快地实现技术的领先地位，但投资多、周期长、风险大；第二种模式着重于自身研发的原始创新，同时把引进技术相结合，进行系统集成创新，这样做可以利用别国已有的技术成果，缩短研制时间，节约研制费用，全面提升产业技术创新能力，实现技术跨越式发展；第三种模式通过全面引进、标准转化、消化吸收、全面掌握引进技术，是后起国家引进技术发展的成功之路，但如果理解和操作不当，在技术等方面容易受制于人。
从一个国家的角度考虑，整个太阳能光伏产业链各环节技术要求不同，另外太阳能光伏产业的发展又涉及到环境保护和节约能源的双重博弈，一种比较经济的办法就是将太阳能光伏产业的制造技术按照产业链分为：核心技术、辅助技术和一般技术(见图4)，采取不同的技术发展模式。硅材料的提纯是产业链中最核心的环节，处于产业链中价值增长最大和技术含量最高的环节。目前，多晶硅材料提纯技术国际上只有美、日、欧等少数发达国家掌握，为了实现对该环节的市场垄断，它们积极实行技术封锁和严格控制技术转移。因此，该环节的核心部分的研发与集成业务应保留在本国，采取自主创新和集成创新发展模式，加强自主创新能力，然后通过技术授权把生产制造类的环节以转嫁的方式移到别的国家，这样不仅可以享受产业本身带来的经济上的增长，更抓住了其中最有价值的技术环节，同时，自身付出的代价得到降低。
图4 晶体硅太阳能电池产业链技术创新路径
随着横轴向右，技术等级在逐渐递减，最右端为一般性技术，拥有这类技术的企业很多，可近似达到完全竞争市场的结构。因此，可以在全球范围内将一般技术采取外包的形式，一方面促进了本国的可持续发展，另一方面还节约了成本，获得经济上的竞争优势。而把本国的工作重点放在核心技术的开发、知识产权的挖掘和经济上的发展，以此来控制整个价值链的发展。对于处于核心技术和一般技术之间的辅助性技术，它既不同于核心技术只属于少数垄断厂商，也不同于一般技术具有一定的同质性，这类技术有一定的难度和专用性，具有垄断竞争市场产品相似的特征[13]。因此，这类技术我们可以通过已有的资源进行集成创新，或在引进消化吸收的基础上进行创新，并且通过这种创新模式节约资金和时间，减少风险，即可采用消化吸收的技术发展模式，实行风险共担的国际合作方式。
2.太阳能光伏发电产业运行组织模式分析。当前，国际上普遍认同的发电运行组织模式主要有集中并网模式(联网运行)和分布式发电模式(离网运行)。传统的电力工业其生产方式强调“细化分工”和“规模效益”，电力产业只有依靠不断扩大生产规模来促进行业的发展，采取“大机组、大电网、高电压”为主要特征的集中式单一供电系统。但是，由于配电网中，城市居民和商业用户、农村和半城镇区域的负荷具有很大的随机波动性，以及其它不确定因素所引起的负荷变化，给配电网的规划、设计和运行带来了巨大的难题和挑战。另外，集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统自身也存在着一些弊端。因此，欧美的电力专家提出了投资省、发电方式灵活、与环境兼容的分布式发电与大电网联合运行的方式，从而提高了电力系统运行的灵活性、可靠性和安全性。分布式发电是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、分散的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热或冷能的系统。同时，分布式发电具有环保性能优良、能源利用率高等优点，并且具有直接在需求侧上网的优势，具有很大的发展空间。主要包括自备电厂、小水电和新能源发电等。
本文前面已讨论过，光伏发电系统的技术特征之一是可以应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如公共电网难以覆盖的偏远农村、海岛、通信中继站和边防哨所等场所，解决远离电网、零星分布地区传统发电方式不能上网的问题，保障了供电的普遍性。因此，目前中国光伏发电系统的的运行组织模式应以分布式为主并逐步发展集中并网模式，一方面以建设小型光伏电站的分布式模式为主，解决偏远地区无电村和无电用户的供电问题，为偏远地区农牧民提供最基本的生活用电；另一方面通过借鉴发达国家建设屋顶光伏系统的经验，建立大型的并网光伏系统，以便于在光伏发电成本下降到一定程度时，为开展大型并网光伏系统的大规模应用做好准备。
3.太阳能光伏产业形成与发展的条件。太阳能光伏产业是一个技术和资本密集型产业，其产业的形成需要大量的技术和资金投入，此时政府的作用机制在培育光伏产业形成和发展中起到重要的作用。如图5所示，太阳能光伏产业发展初期阶段，政府通过补贴、信贷优惠和强行购电政策来引导光伏产业的迅速的形成和发展，完善生产链并合理疏导社会资本的流入，通过生产规模扩展、技术创新推动，使光伏发电成本下降，最终取代石化能源，实现其自由发展。
图5 光伏产业发展模式
太阳能光伏产业链各环节技术壁垒各不相同，发达国家凭借自己在技术创新和人力资本积累方面的先发优势，以主导者的身份占据着全球光伏产业链中的核心技术及研发、品牌和销售终端等高端生产服务环节，而发展中国家凭借自己所拥有的劳动力和自然资源等要素禀赋比较优势，以代工者身份参与到全球产业链的低端制造环节，这种全球产业链布局既有必然性，也存在不合理的地方，形成了发达国家、新兴国家与发展中国家或地区之间利益不平等的分配格局[14]。因此，发展中国家要想进入到光伏产业的战略环节，必须要打破产业发展壁垒，依照产业形成与发展条件、自身的现状及未来发展趋势，选择合适的切入点。
本文将太阳能光伏产业链上不同环节的技术分为核心技术、辅助技术和一般技术，并分析了不同技术的不同发展模式，经历从技术引进到自主创新的一系列发展阶段。虽然在核心技术环节应当采取自主创新的模式，才能掌握产业链的主动权，但是就发展中国家目前的技术发展水平来看，还不宜完全走自主创新的路子。太阳能光伏产业链上的多晶硅提纯技术处于产业链上的核心技术环节，资金、技术壁垒较高，能耗、环保要求也较高，发展中国家还未达到闭环生产工艺，一味地盲目上马该环节，不仅不会产生技术的升级，而且还会导致大量资金和能源的浪费和环境的污染。当前在该环节发展中国家主要还是以外部技术引进为主，走“外推内驱”的发展模式，在社会基础(技术和教育基础、经济发展基础等)成熟时，大力发展自主技术创新，实现产业技术的跨越式发展。
处于太阳能光伏产业链中下游环节(电池片生产和组件封装)的发展中国家技术上基本达到成熟，在进一步加强自身技术优势的同时，不断地形成产业集群式发展，扩大规模经济优势。采取国际合作和外包的形式，实现本国经济技术的可持续发展。
太阳能光伏产品在发展中国家的市场应用较小，以中国为例，2007年中国已成为全球第一大太阳能电池生产国，但光伏发电的累积安装量不足全球的1％，产业和市场发展的不匹配制约了中国光伏产业的发展。但由于太阳能光伏产业的国内潜在需求空间巨大，且经济和社会效应较高，因此，如果能够构建其强大的国内营销网络渠道，并且将其转化为巨大的国内市场规模优势，就有可能凭借规模经济优势进行技术研发及品牌建设，实现产业与市场的整合，促进光伏产业的进一步发展。
四、中国太阳能光伏产业发展阶段判断和发展路径选择
(一)中国太阳能光伏产业发展阶段判断
中国的太阳能光伏产业在政策的支持下，持续开展技术研发和市场化运作，迅速建立了基本完整的产业链，使中国一跃成为世界太阳能电池和组件生产大国，为中国加快开发利用太阳能资源初步奠定了坚实基础。
预测中国的太阳能光伏产业可能经历如下三个阶段：
第一阶段是示范阶段，该阶段企业在摸索中前进，政策持续出台、技术研发、产品开发、企业整合、光伏知识普及，重点突破降低光伏发电成本的技术，大规模并网还不宜提上日程。可分成3个步骤进行推广太阳能发电：当太阳能电池板价格在每瓦4-5美元，可以在内蒙古、西藏等边远地区建立独立的光伏电站，解决这些地区因比较偏远，建设传统的电网成本大、风险高的问题，保证了边远地区的居民的用电问题；当电池板价格降到每瓦3-4美元时，太阳能发电会全面进入城市，根据国内城市的太阳能资源的实际情况，综合发电成本与环境效益，利用现有电网，推广屋顶太阳能发电系统；当电池板的价格降为每瓦1至3美元时，可以选择太阳能资源丰富的荒漠地区发展相对大规模的太阳能发电站。当前中国正处于此阶段的初期，太阳能发电的推广应用还需较长的时期。
第二阶段是互补阶段，即如何达到白天和晚上发电的互补，比如采取太阳能与水能互补的方式，当太阳能发电的价格降到一块钱或者八毛、九毛钱的时候第二阶段就可以开始了，将初步形成以太阳能光伏技术为主的分布式、独立微网的新型电力系统。
第三阶段是大型储能阶段，太阳能储能技术彻底解决了，光伏产业就真正迈进第三阶段，太阳能白天发电，晚上继续放电。此时光伏产品的价格具备与常规能源产品可竞争的价格，实现光伏产品的全国性普及应用，基本形成化石能源、新能源与可再生能源等并重的低碳型多元能源结构。
(二)中国太阳能光伏产业发展路径选择
1.加强政策支持，扩大国内市场。按照前述的太阳能光伏产业是一种政策驱动型产业，中国在当前和近期仍要坚持并加强对太阳能光伏产业在相关科技、财税、外贸等方面的优惠扶持政策，进一步提高核心技术能力、完善产业链条、培养龙头企业，形成规模效应，逐步降低光伏产品的价格，扩大国内需求。另外，根据国内无电地区电力建设和并网光伏发电示范项目建设的需求，予以必要的财政补贴和优惠上网电价支持，扩大国内需求。
2.区域经济的一体化，产业空间布局的优化。区域一体化通过要素流动和市场的统一，为产业升级和发展提供了一个良好的资源支持和市场支持，这以区域产业分工的科学性为基础[15]。针对目前国内太阳能光伏产业投资的“潮涌现象”，各级地方政府应做好市场调查，消除市场分割，实现市场的一体化，避免产业布局的“同构”。光伏产业应形成产业联盟，遏制各种产业恶性竞争，根据全国各地区的比较优势，形成覆盖光伏产业链的研发或制造企业群、核心企业及配套加工企业群共存的局面。
3.在全球产业链中的战略地位的升级。在开放格局下，中国的太阳能光伏产业应以现实的要素结构、技术能力和分工状况为前提，以比较优势原则为准绳，正确定位中国太阳能光伏产业在全球价值链中的区段。通过知识积累和能力培育、健全产业链；按照“清洁、高效、安全”的基本要求建立健全太阳能光伏产业投资准入和监管制度；多方面合作实现太阳能与建筑的一体化标准体，稳步开拓“离网和并网并行，不同阶段各有侧重”的国内光伏应用市场，从而在全球获得产业链的“治理权”。
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