光伏发电行业发展简析

1光伏发电行业发展简析石油、煤炭、天然气等化石能源价格飚升及全球气候变迁导致的气候灾难，迫使人们必须寻找可再生能源。随着太阳能开发利用技术的进步，太阳能光伏发电产业的方兴未艾，未来 10 年甚至 50 年内，太阳能光伏产业的年增长速度可能会高达 30-40%，由此可见太阳能光伏发电定蕴藏着巨大的商机，充满着无限的机遇和挑战。一、太阳能是必然的能源选择能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。与此同时，另一个大背景则是全球变暖的现实有目共睹，温室气体排放的恶果日益明显，种种迹象表明，全球变暖已经是最重要、最热门的国际议题之一。其中 2005 年 2 月生效的京都议定书规定，主要发达国家在 2008-2012 年期间将温室气体排放量平均比 1990 年削减 5.2%，如果京都议定书及后续协议要实行所制定减排温室气体的目标，光靠节能和清洁排放技术是不够的，唯有发展持续可靠的可再生清洁能源才是治本之法。大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略2中的重要组成部分。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。与其他新能源相比，太阳能应该是真正的最终解决途径。从可用总量上看，水能、风能、潮汐能都太小，不足以满足人类需求。受控核聚变或许是一个选择，但“受控”的实现可能还要耗费人类几十、上百年或者更长的时间。况且，即使受控核聚变实现，安全问题也总会相伴左右。地热能从理论上看也具有潜力，但如何利用是一个天大的难题，技术上的挑战比受控核聚变更高，安全性也难以保障。所以，太阳能是人类所知，目前已经可以利用的，清洁安全的，能够解决人类未来所需的唯一能源选择。同时，越来越多的公司把应对全球变暖看成是一个巨大的商机，而不是负担。新能源吸引的风险投资仅列在 IT 和生物技术行业之后，并飞速增长。可以预测，在未来的 20-30 年中，在全球应对能源危机和气候变暖的挑战中，将成就一大批新兴行业，光伏产业必然位列其中。二、光伏发电系统的基本原理对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，3其中，光伏发电系统的应用是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳能电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统两种类型。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源；4二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电。 根据预测，太阳能光伏发电在 21 世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到 2030 年，可再生能源在总能源结构中将占到30以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到 10以上；到 2040 年，可再生能源将占总能耗的 50以上，太阳能光伏发电将占总电力的 20以上；到 21 世纪末，可再生能源在能源结构中将占到 80以上，太阳能发电将占到 60以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。三、光伏发电产业发展现状及趋势在化石能源日益稀缺和温室效应日益加重的背景下，各国均大力发展太阳能利用技术，其中日本、欧洲国家(德国)和美国等经济发达、能源消耗大的国家起步较早，在技术和应用上都处于领先地位。由于太阳能发电成本较传统能源高，因此需要政府给予政策扶持。从 20 世纪 90 年代末开始，欧美、日本等国家纷纷实行“阳光计划” ，在太阳能发电的价格、税收、发展基金等方面给予较大优惠。同时，在政府资助下，欧洲一些高水平的研究机构也加大了太阳能能源利用的研究。5与国外相比，我国光伏产业市场化进程相对较为缓慢，但是经过几十年的发展和积累，尤其是最近几年的高速发展，以及国家政策的大力支持，中国光伏发电产业迅猛发展的势头日渐明朗。根据可再生能源中长期发展规划 ，到 2020 年，中国力争使太阳能发电装机容量达到 1.8GW（百万千瓦） ，到 2050 年将达到600GW（百万千瓦） 。预计，到 2050 年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的 25%，其中光伏发电装机将占到 5%。预计 2030 年之前，中国太阳能装机容量的复合增长率将高达 25%以上。四、光伏发电产业链简单分析同大部分产业类似，光伏发电产业链从上游到下游，主要包括的产业链条包括多晶硅、硅片、电池片、电池组件以及终端系统集成等。产业链从上游原料到下游终端应用呈明显的金字塔分布，市场容量和公司家数随产业链增加。生产的技术门槛越来越低，相应地，公司数量分布也越来越多。因此，整个光伏产业链的利润主要集中在上游的多晶硅生产环节，上游企业的盈利能力明显优于下游。我国光伏产业经过前期的积累和近年的快速发展已经形成了比较完整的产业链，2009 年中国内地多晶硅产量超过了两万吨，太阳能电池产量超过了 4000 兆瓦，连续 3 年成为全球太阳能电6池的第一大国。 2010 年 5 月，中国光伏产业联盟成立，吸引 22 家国内光伏骨干企业、行业协会及研究机构加入。中国光伏产业联盟以引导行业联合创新、推动应用、规范发展为核心，研究鼓励光伏产业发展的各项政策，加大对企业技术改造和产业升级的支持力度。中国光伏产业联盟将致力于整合产业资源、推进结构调整、转变发展方式，增强行业凝聚力，扩大国际影响力与竞争力。五、影响光伏产业发展的一些因素1、能源和气候问题的不断升级，将更有助于光伏产业的不断发展。能源对全球经济发展和社会进步起着举足轻重的作用。经济社会的不断发展，使得能源消费也持续增长。跟据美国能源情报署的预测，2001 年至 2025 年间，全球能源消费总量将从 102.4亿吨油当量增加到 162 亿吨油当量，增幅 54%。目前，化石能源(石油、煤炭、天然气等)是全球能源消费的主要组成部分，其消费总量逐年攀升。但是，化石能源是不可再生的，且储量有限，其产量的萎缩不可避免。根据BP 世界能源统计 2006的统计数据，全球石油探明储量可供生产 40 多年，天然气和煤炭分别可以供应 65 年和 155 年。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。7能源供应的紧张和价格的高涨对能源消费大国有着深刻的影响。作为全球能源市场日趋重要的组成部分，目前我国的能源消费量已占世界能源消费总量的 15%。据预测，目前我国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比大致为全球平均水平的 50%、40%和 70%左右，均早于全球化石能源枯竭速度，能源安全问题越发重要。此外，化石能源利用所产生的污染环境、温室效应等问题也是困扰我国社会经济发展的重要因素。 在化石能源供应日趋紧张的背景下，世界各国均努力寻求稳定充足的能源供应，其中大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分，而这种现状也正造就了太阳能光伏产业的更加快速的发展，光伏发电在未来注定会逐步成为主流能源。2、国家政策导向会影响光伏产业的发展。长期、稳定、明确、有力的政府扶持和规划对光伏产业的发展至关重要，光伏产业发展短期内尚不能由市场驱动。与半导体发展动力的不同。计算机是一种革命性的发明，是一种从无到有的创新，从诞生之日起就没有替代品，而带来的效用是立竿见影的，因此，后来的发展完全可以由那只“看不见的手”推动。而光伏产业不一样。太阳能发电系统至今都是一种昂贵的替代品，8其效益有一大部分是隐含的或在未来才会实现的，如果没有政府力量的推动，恐怕至今都还躺在实验室里。只有当其价格接近替代品或其综合效益被市场认可的时候，光伏发电产业才会形成一种自我驱动的趋势。发达国家很多都有宏伟的光伏产业规划。任何国家都寻求能源独立，由于能源对于国家安全和稳定的重要影响，新能源的发展过程中政治影响非常突出。欧洲国家和日本是新能源发展的最为稳定的推动者，其背后是因为它们对能源供应稳定有种深刻的不安全感，或者说是一种焦虑感。这些国家很早就意识到了发展替代能源的必要，在充分认识到太阳能的潜力后，制定了宏伟的光伏产业的发展远景。我国也已经陆续出台了几项税收优惠、财政补贴和金融扶持等扶持光伏发电产业的政策，逐步实施启动光伏市场的发展计划。二九年七月十六日国家三部委财政部、科技部、国家能源局联合印发了关于实施金太阳示范工程的通知 ，随后又公布了具体的金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展，并计划在 23 年内，采取财政补助方式支持不低于 500 兆瓦的光伏发电示范项目；各种利好都给中国光伏发电产业注入了强劲的生命活力！逐步助推我国的光伏发电整9体竞争力达到国际领先水平，光伏发电电力供应量在国内总电力供应中的占比能够达到更高水平，从而更加有力的推动我国经济结构转型和能源结构优化。因此，中短期内政府仍会是推动光伏产业发展的主要力量，关注国家相关政策的变化也是十分重要的。3、相关的技术创新和研发也会大大影响光伏产业的发展光伏产业是一个高新技术领域的产业，它本质上是一个资本密集、技术密集的行业，出色的研发能力应该是每个企业不可或缺的。它对技术研发和创新有着非常高的要求。从整个产业的产业链上来看，各个环节都有较高的技术要求，而且对中上游的产业环节的技术要求更高，目前这些环节的主要技术仍然掌握在发达国家手里，使得我国光伏产业链整体竞争力较为脆弱，很多上游产品原料都需要从国外引进，使得我们的生产成本居高不下；一些重要环节技术期待突破，硅原料提纯技术、硅棒拉制技术、晶硅切片技术、系统集成技术都没有国外成熟；产业链中有优势的部分处于价值链的低端。当前，硅原料的提纯、拉制、切片等部分处于价值链的高端，可获得高额利润，均被国外控制；而石英砂的开采、硅片生产、电池片的组件封装等部分处于价值链的低端，属于劳动密集型部分，只获微利。因此技术研发和创新的重要性不言而喻，技术进步也就成为10降低成本、提高效益的根本。光伏组件的价格占到系统价格的一半左右，因此仍是降低成本的焦点。寻找廉价的多晶硅来源，开发低成本的新型电池，提高电池光电转换效率，都是发展的明确方向；同时，系统优化也大有可为。光伏系统是一个新型产品，总体架构远未达到优化状态，有些组件并不是必须的。比如，有人提出建低压直流线路，抛弃传统的变压传输方式，这样可以甩掉逆变器这一累赘。这需要研究者抛弃传统思维和既存形态的束缚，新的能源可以有新的存在和传输方式。同样的，整个系统生产流程中也必定有削减成本的空间。在这个行业里科技就是就是第一