摘要:当前,国家非常支持新能源产业发展,光伏产业是其中很重要的部分。光伏发电是指利用半导体材料的光生伏打特性将太阳能转化为电能的一种技术。我国重视光伏产业发展,将光伏产业列为国家战略性新兴产业之一。目前,我国已成为全球光伏业界影响力最大的国家。我国经过多年发展,已形成了较为完整的产业链,成长为全国乃至全球重要的光伏产业研发和制造基地,技术水平在全国处于领先地位。
关键词:光伏产业;优势;劣势
引言
在经济新常态下,能源领域推进供给侧结构性改革的主要途径是清洁能源逐步替代化石能源成为我国的主体能源,建立有效竞争、要素流通顺畅的能源产业市场体系。在此背景下,以光伏为代表的清洁能源具有良好的经济效益和环境效益,得到国家政府的支持。据国际可再生能源署(IRENA)发布的数据,2017年底全球可再生能源发电装机容量达2179吉瓦,其中中国占28.4%,处于全球领先地位;欧盟国家占20.4%、美国占10.6%居后。在各类不同的可再生能源中,中国在水电(占全球装机的26.9%)、太阳能(33.5%)领先,而美国在地热发电领先(19.3%),欧盟在风电(32.9%)、生物质能源(33.0%)、海洋能发电(45.6%)、光热发电(46.6%)处于领先地位。光伏产业作为我国可再生能源产业中的重要组成部分,在中美贸易摩擦中受到了很大影响。
1产业基本概念
1.1定义及分类
光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业。光伏太阳能电池主要可以分为晶硅、薄膜和聚光三类。目前,晶硅太阳能电池是市场主流,约占90%的市场份额,包括单晶硅和多晶硅两种。而薄膜电池作为下一代光伏发电技术,越来越为行业人士所重视。此外,聚光太阳能电池虽转化效率最高,但由于制作成本较高,主要应用于太空。
1.2产业链
光伏产业链包括高纯多晶硅原材料生产、硅片生产、电池生产、电池组件生产、相关生产设备制造等。其中,多晶硅、硅片生产属于产业的上游环节;电池片、电池组件属于产业的中游环节;光伏发电系统的系统集成、电站开发、运营应用为产业的下游环节。光伏装备仪器产业链条包括硅片生产设备(多晶硅铸锭炉、单晶硅生长炉、切割机)、电池生产设备(清洗机、制绒刻蚀机、扩散炉、PECVD、丝网印刷设备)、组件生产设备(监测、焊接、层压、装框、分选等),还有硅片环节耗材金刚线。
2我国光伏产业发展优势
2.1产业化技术水平全球领先
近几年来,我国太阳电池量产效率以年均0.4%~0.5%的速度快速增长,产业化技术水平一直全球领先。我国高效PERC太阳电池的量产化规模已位居全球首位,骨干企业量产PERC单晶太阳电池的平均转换效率已突破22.6%。结合大硅片、MBB、半片、叠片、双面等组件技术,大规模量产的光伏组件的最高功率已突破400W。大硅片、铸锭单晶等硅片技术,以及TOPCon、HDT等高效电池技术的产业化进程也在稳步推进。研发方面,国内光伏企业创造世界纪录的频率不断加快。2019年1月,汉能和隆基分别创造了24.23%的SHJ电池国内最高效率,以及24.06%的PERC单晶太阳电池世界最高效率。5月27日,天合光能创造了大面积n型i-TOPCon单晶太阳电池效率达24.58%的世界纪录。5月28日,阿特斯创造了大面积多晶硅太阳电池效率达22.28%的世界纪录。
2.2市场规模全球领先
自2013年国务院发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》(国发[2013]24号)以来,在各部门政策的推动下,我国光伏市场规模快速扩大,当年即跃居全球首位。2018年,我国光伏发电新增装机量达到44.26GW,虽然同比有所下滑,但已连续6年位居世界第一;累计装机量超过174GW,连续4年位居全球首位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2018年,我国光伏发电新增装机量占2018年所有新增电力装机量的36%,高于其他能源居于首位。
2.3制造能力全球领先
1)全球光伏制造业不断向我国转移,我国光伏产业链各环节的产业规模均占全球较高份额。2018年,我国多晶硅、硅片、太阳电池、光伏组件的产量分别达到了25.9万t、107.1GW、85.0GW与84.3GW,在全球总产量的占比分别为58.1%、93.1%、74.8%与72.8%。其中,截至2018年底,光伏组件产量已经连续12年位居全球第一,全球累计产量的2/3以上由我国供应。
2)通过积极实施“走出去”战略,我国光伏企业在全球范围内实现产能扩张。据CPIA统计,我国已有超过20家光伏企业通过合资、并购、投资等方式在海外布局产能,主要集中在越南、泰国、马来西亚等国家。2018年海外布局的太阳电池有效产能达到12.2GW,光伏组件有效产能达到18.1GW。
3)企业规模和实力也位居全球前列。多晶硅、硅片、太阳电池、光伏组件4大产业链环节全球产量前10的企业中,我国(未包含中国台湾地区)分别占到7家、10家、9家和7家。
3我国光伏产业发展劣势
3.1光伏发电成本相对较高
据统计,2018年我国光伏电站建设的非技术性成本已占总投资成本的20%以上,并呈逐年上升态势。1)土地成本方面,土地税费无统一标准,部分地方存在多收费、乱收费、随意变更的现象;即使有地方政府优惠承诺的“领跑者”项目,部分也面临较大的土地问题。2)财务成本方面,国内光伏电站建设的贷款利率普遍比国外高4~5个百分点。3)并网成本方面,本应由电网投建的接网工程往往由项目业主自行建设,电网企业受制于体制机制,很难回购代建资产。4)补贴拖欠方面,目前光伏发电补贴拖欠金额已超过600亿元,企业年电费收入甚至无法偿还银行利息,遑论电站运维。
3.2基础研究能力滞后
1)原理性研究积累不足。目前我国大规模量产的晶硅电池技术,其结构原理来自海外高校科研院所;其他有望量产的高效电池技术,其电池结构的原创发明人也源自海外。这给我国光伏产业的国际化发展带来了知识产权纠纷风险。
2)前沿性研究滞后。虽然我国在晶硅电池的研发上后来居上,不断创造世界纪录,但是在薄膜电池、量子点电池等前沿技术研发上储备不足,一旦出现产业化颠覆性技术,可能会给我国光伏产业带来沉重打击。
3)缺乏国家级实验室。基本上每个光伏产业基础较好的国家均有其国家级的研发实验室,比如,德国有弗朗霍夫实验室、美国有NREL实验室、日本有NEDO等,他们均通过与企业联合研发、政府合同服务等方式开展共性关键技术研发,屡次创造了不同电池类型转换效率的世界纪录,并能通过产、学、研、用紧密结合的运营模式快速实现产业化。而我国国家级实验室均隶属于企业,未能发挥其共性技术研发服务行业的作用,高校科研院所的产、学、研、用结合能力也不足。
结语
综上,重视并深化标准化工作将有利于促进光伏产业高质量发展,加速推动“光伏制造”向“光伏智造”转变。在光伏行业的国际布局上,应该结合欧洲市场“去煤化”和促进国家能源转型的形势,抓住机遇,提升中国光伏行业在欧洲市场的份额。
参考文献:
[1]中华人民共和国工业和信息化部,六部门关于印发《智能光伏产业发展行动计划(2018-2020年)》的通知[EB/OL].
[2]中华人民共和国工业和信息化部,工业和信息化部办公厅关于印发《太阳能光伏产业综合标准化技术体系》的通知[EB/OL].
[3]工信部电子信息司.构建智能光伏产业生态体系[N].中国电子报,2018-5-4(1).
论文作者:张俊龙
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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