光伏产业_政策重要还是基础研究重要_

光伏产业_政策重要还是基础研究重要_摘要近年来，光伏产业因其成长轨迹大幅波动，产业发展面临国内外诸多困境等问题而备受关注。文章从光伏产业研究文献综述的视角出发，探讨了这种困境出现的原因，即目前对政策的多少和力度过度关注，而对产业整理发展的研究，支持政策的科学性和合理性研究等较为缺乏。在对产业基本属性，发展基本特征等问题都尚未研究明确的情况下，断然认为产业发展需要不断增加政策支持力度的观点是不够科学的，光伏产业诸多问题的妥善解决无疑还需要更加深入的研究。关键词光伏产业；产业发展；产业政策；评述中图分类号F26文献标识码A文章编号1673-0461（2013）03-0015-08至今，距离世界上第一个硅电池的成功发明已经有70多年的时间，硅电池在50多年前就已实现了商业化利用。从整个光伏产业来看，早在20世纪80年代就已经发展到标准化产品阶段，但是产业的发展依然持续不息，生产工艺呈现多样化特征，电池渐趋清洁、高效、廉价（Green，2000）。虽然光伏产业的发展历史已经不短，但该产业为大家所共知还是近几年来的事。究其原因，不仅仅是因为前几年该产业的大幅扩张造就了不少亿万富翁，还因为这两年该产业的发展遇到了诸多困境。例如，经济危机的外部冲击导致外部需求骤降，多晶硅从供不应求急速转入供过于求，美国率先对我国光伏产品发起“双反”调查，欧洲于今年跟进，等等。可以说，目前我国光伏产业的发展面临四面楚歌的局面，国内需求启而不动，国际需求不可避免地面临被动萎缩。这些问题的出现，大多数人都将其归咎于国内支持政策的“不力”，但是却少有人关注政策本身是否“有理”。本文带着光伏产业支持政策重要，还是研究如何更好地提出政策支持的问题出发，从文献综述的视角收集整理了国内外光伏产业相关的经济学研究文献，分析了近年来对光伏产业研究的领域和存在的问题，这对未来产业发展所需的研究支持、政策制定都具有十分重要的借鉴作用。一、光伏产业链与产业升级产业链是产业经济学中的一个重要概念，是一个产业从原材料到最终产品之间各个环节基于分工和专业化而形成的技术经济联系，产业链上下游企业具有投入和产出之间的供求衔接关系。在研究文献中，产业链较多地以价值链的形式表达。目前涉及光伏产业链的研究文献不少，但并没有形成统一的划分方法，较多地将光伏产业链初略地划分为上游、中游和下游三个环节，其中上游包括硅料提纯与硅片制造，中游为电池片与组件制造，下游则为系统集成与应用。但是，光伏产业链条的这类划分实际上仅仅包括了产业的主原料链条，而并没有将产业的装备、辅助原料和辅助服务链条涵盖其中。对此，史珺较完整地描述了光伏的产业链条，将其划分为主原料链、辅料链、装备链和产业服务链四部分，其中主原料链对应一般所称的光伏产业链，其仅仅是整个完整光伏产业链的一部分（史珺，2010）。此外，Kirkegaard等将四类链条糅合到一起，虽然同样将光伏产业链划分为上游、中游和下游三个环节，但其中上游包括研发、多晶硅和其他材料生产，中游制造环节包括晶圆、电池、组件和BOS部件制造，下游则包括系统设计和集成、项目开发、融资、系统安装和建设，以及运营与维护（Kirkegaardetal.，2010），这一产业链划分方法既考虑到了主原料链条之外的其他相关产业环节，同时又构建起了一条单一的产业链条（见表1）。虽然对光伏产业链存在这不同的划分方式，但大多数研究实际上仅仅针对主原料链条上各个环节之间的特征和问题。研究表明，光伏产业链不同环节具有不同的特征，整个产业链涵盖了能源密集型、技术密集型、资金密集型等生产特征（郑天航，2006），而且从晶硅电池的原料提纯到组件封装的不同环节，技术难度逐渐降低，组织结构逐渐从垄断向竞争转变，发展模式则从自主创新向国际合作和全球外包转变（耿亚新等，2010）。同时，在对国内光伏产业链的研究中，我国众多学者已经意识到各环节之间的不平衡发展问题，虽然电池产量规模占据世界重要位置，但并不具有绝对优势，产业上游落后的原料制备技术严重影响下游产业的成本下降空间和整个产业的发展，原材料的高度进口依赖使得国内产业发展风险大增，制约了全行业的健康持续发展（周四清等，2007；王晓宁，2009；李园红等，2010；耿亚新等，2010）。对光伏产业链条的环境效益、投资经济性和社会效益分析表明，光伏产业的快速发展具有多维优点，但是我国光伏产业链条各环节存在不少问题（郑天航，2006）。过去，我国光伏企业主要通过以下两条路径获取光伏产业发展所需资源：一是直接在国际竞争市场上购买完整的生产线，二是从国内光伏先驱企业中挖掘技术管理人才。这样的发展路径使得我国光伏企业得以迅速切入国际光伏产业链条的电池生产和组件装配等产业链的下游环节（这些环节的进入壁垒很低，竞争激烈而利润较薄），但是由于缺乏关键装备技术能力和技术创新能力，导致国内光伏产业难以实现产业升级，西方国家继续垄断上游多晶硅提纯、铸锭和晶圆铸造等环节（DeLaTouretal.，2011）。同时，我国光伏企业也因上游环节的制约而难以实现有效的成本和风险控制，最终也在很大程度上限制了光伏产品的成本和价格，以及市场的进一步拓展（Grauetal.，2011）。根据HumPhrey&Schmitz的研究，产业升级可分为四个层次：过程升级、产品升级、功能升级和链条升级（HumphreyandSchmitz，2002），我国光伏产业的发展以制造环节为主，国内市场尚处于起步阶段，要实现从过程升级到功能升级的转变，必须要同时重视市场和技术“两条腿”，从企业、产业和政府三个层次共同推进（王发明，2009）。二、产业成长影响因素分析光伏电池的发明到产品实现标准化已经有较长的时间，但整个产业从2000年以后才逐渐呈现快速发展势头。现实中，光伏产业不同环节在不同国家和地区呈现出不同的发展速度，这引起了不少学者的关注，因此自光伏产业在全球不同区域之间，以及不同产业链环节的不平衡发展以来，产业发展的影响因素探讨成为光伏产业研究的重点内容之一。根据现有的研究文献，本文把光伏产业成长中的主要影响因素归纳核心技术、开发成本、人才、资源特性、政策力度、替代产业、市场需求和环境外部性等8个方面（如图1所示），每个因素之下还涉及到其他具体的子因素，例如光伏产业的开发成本具有典型的学习曲线效应，一般认为主要是通过技术创新、工艺改善和规模经济等方式实现。就光伏产业的发展而言，以上所有这些影响因素都被提及，但是不同学者对不同因素的重要性和作用机理的看法并不一致。例如，在政策的重要性与作用机理方面，在狄亚新提出的光伏产业单一发展模式中，强调了政府政策推进产业发展和升级的重要作用，将政府的政策激励作为光伏产业发展的动力源泉（耿亚新等，2010），同样，李晓华也突出强调了政府政策的作用，但也认为如市场需求、技术水平和经济（发展成本）等其他方面的因素也对产业的发展有重要影响（李晓华，2011），Pandey等对印度拉贾斯坦邦与其他具有相似环境条件区域的光伏产业发展状况比较研究表明，拉贾斯坦邦太阳能光伏应用得以快速发展的原因在于，地方政府的政策、基础设施、简易管制等措施，而其中拉贾斯坦邦太阳能政策2011起到了关键的助推作用（Pandeyetal.，2012）。与此不同，徐蕾等认为市场需求才是光伏产业发展的根本动因，政策仅仅是通过对技术、资金等要素的影响来改变市场参与主体的行为特征（徐蕾等，2010）；张嵎喆构建了分析我国光伏产业发展影响因素的波特钻石模型框架，认为生产要素、需求条件、相关产业及支持产业的发展情况、企业战略与结构和同业对手的竞争都是影响产业发展的重要因素，而政府政策和市场机遇一样仅仅是两项辅助影响因素（张嵎喆等，2011）。柳卸林等则从产业发展推动主体的角度将企业和政府的共同作用放在同等重要的位置，即把光伏产业的发展模式归纳为企业和政府的合力推进，政府（中央、地方）在推动技术平台的打造，以及培育产业集群和产业链条方面功不可没（柳卸林等，2012）。在光伏产业发展的成本方面，学者们所共同接受的事实是，目前光伏产业的发展成本还较高，光伏发电成本始终制约着光伏产业的广泛应用，要实现光伏产业的可持续发展就必须降低光伏发电成本（Lesourd，2001）。但是，是否将成本因素作为产业发展的重大影响因素则是有所争议的。一方面，相对于传统化石能源成熟的技术和稳定的低发电成本而言，光伏发电面临着技术和成本等一系列问题，成本差异继而导致的收益差异在很大程度上形成了发电技术的路径依赖或技术锁定效应，更进一步地形成了碳锁定效应（ShumandWatanabe，2007）。另一方面，光伏产业的发展和应用中存在着典型的“学习效应”，目前成本已经有了大幅下降，因技术创新、工艺改善和规模经济等因素的影响，大家熟知的光伏组件成本在1968年1998年间随着装机容量的翻倍而以20.2%的平均速率下降，同时平衡系统成本则随系统集成，设计与安装经验的累积，以及客户定制化模式和下游的功能化发展，以及应用过程的本地化组织等而下降，未来成本还将因标准化和预装的发展而进一步下降（Harmon，2000；ShumandWatanabe，2008）。此外，一般认为光伏发电的间歇性特征导致了电网接纳成本的上升，进而被视为光伏产业本身存在的重大技术障碍。但Sovacool的研究表明传统能源也具有波动性和可靠性问题，仅仅是程度不同而已。因此，光伏等可再生能源的问题并不是波动性和间歇性问题本身，而是如何最好地管理和预测，并尽可能地降低波动性和间歇性，光伏应用不仅不会增加能源系统的波动性，反而会使得整个系统更加稳定（Sovacool，2009）。与成本问题直接对应的是企业利润，在市场可接受价格固定的情况下，成本和利润就是一对此消彼长的关系。因此，也有学者将利润视为光伏产业发展的重要影响因素。例如，Pinkse和VanDenBuuse从传统油气企业光伏产业发展战略的角度研究了能源转型中遇到的问题，他们研究发现油气企业难以将光伏技术纳入其传统的能源供应链中，以致以BP和壳牌为主的传统油气能源企业放弃光伏，进行“再碳化”商业活动的趋势，但最终是否完全放弃光伏产业则取决于能够在多大程度上从该产业的发展中获得利润（PinkseandVanDenBuuse，2010）。在对我国光伏产业发展的影响因素分析中，除了全球光伏产业发展所共同面临的高成本、波动性和技术等问题外，学者们还提出了国内市场小、研发经费少、资金压力大、原材料缺乏、技术缺乏、政策不完善、技术装备、标准规范、并网和人才等多方面的问题（刘高峡等，2009）（黄为一等，2008）（张伟波等，2011）。例如，赵玉文认为产业上游高纯度晶硅材料是制约我国光伏产业发展的重大因素，电池转换效率、光伏发电配套技术等核心技术的不完善，以及产业化的滞后是我国光伏产业健康发展必须要跨越的门槛（赵玉文，2009），而Chen和Pang进一步认为我国光伏产业技术落后的重要原因在于缺乏适当的知识管理战略和模式（ChenandPang，2010）。此外，VandenHeuvel和vandenBergh（2009）从演化经济学的视角分析了光伏产业，他们认为创新和选择是推动光伏产业发展的重要力量，提出国家、技术、应用和企业四个层次的多样化测算指标，他们的经验研究表明企业层次的多样化趋势显著，而其他三个层次则呈相反趋势（vandenHeuvelandvandenBergh，2009）；Liu等研究发现光伏专利申请量与原油价格等环境因素有直接关系，实证结果显示光伏专利增长率与原油价格增长率之间具有长期的稳定关系，认为平抑石油价格的波动性能够促使光伏产业的健康平稳发展（Liuetal.，2011）。三、产业发展效应分析太阳能的使用具有多方好处：降低传统能源消费，进而降低有害温室气体排放；获得先进燃料，并随着成本的降低而缓解能源安全问题；绿色技术和产业能够促进经济发展和国际竞争力的增强，并提供新的商业和就业机会等（Algierietal.，2011）。从光伏产业的低碳特征与发展的实际效果来看，产业的发展效应可以具体归纳为社会、技术、经济、环境和政治等5个方面，这些影响构成了评估光伏产业发展效应的核心指标（SheikhandKocaoglu，2011；张悦等，2009；马胜红等，2004）。但是，这些指标仅仅是一级指标，每个指标之下还涉及到诸多细节性的内容。例如，社会效应指标对应着就业效应、教育需求等，经济效应指标则包括了收入效应、分配效应、消费需求效应等，环境效应则包括对气候、水文、动植物等外部环境的影响，等等。尽管光伏产业的发展实际效应可能多种多样，但学术界关注的焦点主要集中在环境、经济和社会3方面，其中又以环境为重。在论及光伏产业发展的重要性时，研究文献往往将环境效益放在突出位置，但是对光伏产业发展环境效应进行细致深入的研究文献则屈指可数。其中，值得注意的是Turney和Fthenakis的研究，他们将光伏产业发展的环境效应进行了细致的分析，从土地使用强度、人类健康和福利、动植物、水文资源和气候变迁等5个方面归结了光伏产业发展导致的32类影响，结果表明光伏产业发展所带来的影响绝大部分是有利的。在数量级上，全生命周期内，同等发电量规模的光伏电站比煤电的土地利用量相同或更小，其减排效果也比煤电厂要好得多（TurneyandFthenakis，2011）。从光伏产业链整体来看，虽然与传统能源相比固体废物产量更少，能源消耗更低，其绿色低碳特征毋庸置疑，尤其是其产品应用环节具有无排放、无污染等环境友好型特征，但并非每个产业链环节都是低碳无污染的。对企业而言，光伏废弃物的回收处理成本较高，在没有经济政策刺激的条件下，企业没有动力回收废弃物。从政策角度看，一方面要强调企业的环境责任，另一方面则要实行一定的经济刺激政策（McDonaldandPearce，2010）。从循环经济角度看，光伏电池的生产和制造环节是存在污染和排放的，尤其是光伏产业的上游多晶硅原料提纯属于高耗能、高污染环节，太阳能级多晶硅的生产和铸锭、切片所需的能源消耗大，环境影响也较大。对于我国主要集中于电池制造环节的广泛产业而言，我国尚未掌握产业清洁发展技术，目前采用的主流技术的产品能耗和环境影响都远大于最优技术水平，资源利用效率低、能源消耗大、环境污染等问题突出（例如，采用改良西门子法生产多晶硅时排放的四氯化硅难以妥善回收，环境污染严重（叶安珊，2011；王茂洋等，2010）。因此，要实现我国光伏产业的真正绿色发展还需从各方面推进技术进步和结构调整，着重改进多晶硅的生产技术，提高硅片的切割效率（徐睿，2007；刁周玮等，2011）。除环境效应的研究外，对光伏产业发展的其他效应的研究散见于其他文献中。Wenham等研究了光伏产业快速发展所引致的研发需求和教育需求，澳大利亚政府和高校及时跟进这一需求，设立了光伏研究的研究生教育体系（该学位教育已从2000年开始运行）（Wenhametal.，2001）；Bahaj则强调了光伏发电对解决落后偏远地区无电状况的重要作用，认为目前光伏产业已经发展到了可以胜任这一任务的阶段，主张通过发达国家、联合国、NGO等主体共同推进光伏产品在偏远无电地区的应用（Bahaj，2009）。这些研究实际上都属于对光伏产业社会效应的分析，前文从产业关联效应的角度分析了光伏产业发展所引致的其他社会需求，而后文则光伏产品视为解决偏远落后地区社会发展的重要手段。此外，联合国环境规划署、国际劳工组织、国际雇主组织和国际工会联盟对光伏产业的就业效应分析表明，在所有电力能源产业中，光伏产业的就业效应最大，达到6.96人/MW11.01人/MW，比传统电力的就业效应要高出5.96人/MW10.01人/MW左右，其中制造、建设和安装环节为5.76人/MW6.21人/MW，运营维护/燃料处理环节为1.20人/MW4.80人/MW（UNEPetal.，2008）。Kirkegaard的研究表明，光伏产业链中，工作创造主要集中在系统集成、安装、运营和维护环节，总体来看，超过50%的工作岗位是由光伏安装创造的（Kirkegaardetal.，2010）。四、产业发展战略与政策效果分析许多学者分析预测了光伏产业未来的发展趋势，在此基础上提出政策建议。赵玉文较早地研究了光伏产业的发展战略问题，认为世界及我国光伏产业发展前景光明，但我国远落后与西方发达国家，只有在政策上给予大力支持，加快产业发展速度，才能在一定时间内赶超国际先进水平（赵玉文，2001；赵玉文，2010）。此外，李晓刚集中研究我国光伏产业发展的集群发展战略和国家战略问题，构建了光伏发展战略的技术、企业、产业和国家4层框架（李晓刚，2007）。产业发展战略最终需要落实在具体的产业政策上，通过政策的支持和引导为产业创造良好的外部环境，进而促进光伏产业创新能力与竞争能力的提升。理论探讨与实践经验均表明，过去光伏产业的快速成长主要是由政府支持政策推动的，这一点可以从执行长期政策支持机制的德国、西班牙、日本和美国的部分州中看出（Kirkegaardetal.，2010）。与国际经验类似，我国光伏产业的创新成绩同样是在政府政策的强力刺激下推动的，这体现在中国多晶硅、铸锭和晶圆相关技术专利主要由公共研究机构完成上，这表明通过政策为光伏产业技术转移创造一个具有吸引力的投资和外贸环境是至关重要的（DeLaTouretal.，2011）。我国光伏产业优势主要集中在设备制造环节，而产品的国内应用市场则发展缓慢，其关键原因就在于缺乏应有的政策支持和引导。虽然自2011年7月开始我国出台了光伏上网电价政策，但是我国幅员辽阔，区域光伏资源特征差异显著，而该政策并没有考虑到区域间的差异。Rigter和Vidican使用光伏成本方程对我国不同区域间最优上网电价的测算表明，我国光伏发电的最优上网电价在不同的省区之间差异很大（RigterandVidican，2010）。另一方面，从光伏发电项目的投资补贴和固定电价两种政策手段来看，输送条件好、太阳能资源丰富的西部地区大型光伏电站更加适合于固定电价补贴政策，而东部建设的自发自用的用户侧光伏发电项目更适合于采用投资补贴政策（谢秉鑫，2011）。此外，产业的健康发展和竞争优势的不断提升，除了需要政策支持外，更为重要的还是企业自身竞争优势的培养。Chen和Pang通过对中国光伏企业组织模式的研究，采用模糊评价方法对网络组织模式竞争优势的分析，认为光伏产业组织模式可以采取知识管理的网络组织模式以提高产业的竞争优势（Chenetal.，2010）。五、市场状况与投资分析Rogol&Fisher早在2005年时的分析就认为光伏产业会持续快速的盈利性增长，但是行业的发展同时面临着晶硅供应短缺、德国光伏市场政策变迁、利率上升、油价下跌，以及太阳能发电间歇性等5方面的重要风险，报告分析建议通过投资组合的方式来平衡风险（RogolandFisher，2005）。此外，以Solarbuzz和EPIA等机构和光伏产业协会为主的研究机构常年跟踪光伏产业的市场状态，对光伏产业的未来发展趋势进行预测分析。例如，EPIA基于对全球光伏产业2011年市场状况的分析认为，欧洲市场的快速增长趋势将不复存在，而快速的产业扩张将促使光伏产业进入转折年，这可能意味着未来光伏产业的发展方向将转向产能大国的本国市场，或者拓展新兴市场，又或者是不断呼吁市场开放和公平竞争（Rogoletal.，2005）（EPIA，2012）。王雪峰分析了2008年光伏产业的发展趋势，认为单一国家政策变化对光伏产业的需求影响程度在降低，但是组件生产将持续向中国转移，并且多晶硅价格的降低会促使光伏发电成本的下降，该效应将由终端环节向整条产业链传导（王雪峰，2008）。与传统的化石能源电力项目不同，光伏项目具有极高的初始投资成本和很低的运营成本，因而电力市场的融资状况非常敏感，同时也具有非常高的学习率。因此，支持光伏产业快速发展的政策都应着力于降低产业的投资风险，而这一风险的有效降低还有赖于产业链各环节中市场参与主体对信息的有效传递（SzabOetal.，2010）。六、总结与评述随着产业的快速发展，有关光伏的研究文献也层出不穷，Shalav和Shrestha曾将2009年有关光伏产业的近百篇主要研究文献归纳为从基本原理到新材料等11个类别，但是其中的10种均属于从工程、自然科学角度开展的研究，仅有第10类的“政策、经济、教育、健康、环境和光伏资源”中个别文献属于经济学的研究范畴，可见总体来看对光伏产业的经济研究还较少（ShalavandShrestha，2009）。本文收集整理了有关光伏产业发展方面的经济类研究文献，主要可以得出以下几方面的结论：（1）目前有关