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太阳能光伏产业发展前景分析邓 毅1 相关知识和概念简介1.1 传统能源传统能源又叫常规能源。是指在现阶段科学技术水平条件下，人们已经广泛使用、技术上比较成熟的能源，如煤炭、石油、天然气、水能、木材等。随着科学技术的发展，非常规能源不断转化为常规能源。在同一历史时期，因各国科学技术水平的差别，常规能源与非常规能源的范围也可能不同。如工业发达国家已把核裂变能列入常规能源，而在中国尚属非常规能源。传统能源中的煤炭、石油和天然气都是由远古的生物化石演变而成的，故统称为化石燃料。煤炭是世界上储量最丰富的矿物资源，其次为石油和天然气。1.2 新能源新能源又叫非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、风能、地热能、海潮能、生物质能和核聚变能等。1.3 清洁能源清洁能源是不排放污染物的能源，包括核能和“可再生能源”，可再生能源是指原材料可以再生的能源，如太阳能、风能、水能、生物质能、海潮能等，可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。1.4 低碳经济低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径，是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。1.5 光电效应光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。1.6 光伏效应“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。1.7 光伏发电太阳能发电分为光伏发电和光热发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。光伏发电是利用光伏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。太阳能光伏发电（简称太阳能发电或光伏发电），就是利用太阳能电池直接将太阳光能转化为电能（如下图所示）。早在100多年前，科学巨匠爱因斯坦就发现了光电效应，为人类利用太阳能提供了理论依据。1954年，美国贝尔实验室开发出光电转换效率为4.5%的单晶硅太阳能电池，使人类直接利用太阳能发电的梦想成为现实。光伏发电系统示例太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。1.8 光伏产业利用太阳能的最佳方式就是光伏转换，即利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为光伏产业。太阳能光伏产业链包括多晶硅原料生产、硅棒、硅锭生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏产品生产和光伏发电系统以及相关专用设备的制造等环节。进入新世纪以来，美国、西班牙、德国、日本等纷纷制定扶持政策和发展规划，光伏产业呈现出蓬勃发展的局面，成为全球各国尤其是发达国家关注和争夺的焦点。2 光伏产业现状扫描2.1 光伏产业概述理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在1013，国际上同类产品效率约1214。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；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，这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年，中国并网发电还未开始全面推广，不过，2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。在光伏发电产业链中，从多晶硅到电池组件，生产的技术门槛越来越低，相应地，企业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。目前，中国大陆多晶硅生产获取的利润在最终电池组件产品利润总额中的比例最高，约达到52%；电池组件生产的利润占比约为18%；而电池片和硅片生产的利润占比分别约为17%和13%。自2008年以来，多晶硅价格开始出现较大幅度的回落，到目前，国内多晶硅现货价格已由去年的500美元/公斤回落至100150美元/公斤。多晶硅产能扩张速度过快，而需求增长相对缓慢是导致价格下跌的主要因素。据iSuppi公司2008年的预测，2009年，全球多晶硅供应量将翻一番，而需求的增长幅度仅为34%。因此，多晶硅的价格存在进一步下跌的可能性。iSuppi甚至表示，到2010年的时候，多晶硅现货价格将降至100美元/公斤，这将大大降低多晶硅供应商的盈利能力。多晶硅价格下跌将增厚电池片生产商的利润，不过，纯硅片业务也存在很大风险。不论是上游的多晶硅供应商，还是下游的电池片制造商，制造硅片都不存技术性难题。当上下游同时进军硅片业务的时候，硅片业务这一链条的利润受到大幅挤压。2.2 我国光伏产业取得的进步 中国光伏产业取得的进步世界瞩目。20062007年，陆续共有10家中国光伏企业在海外上市。其中8家在美国上市公司的市值已达到200亿美元。2007年，我国已有500多家光伏企业和研发单位。但产业链各个生产环节差别较大，行业主要集中在产业链中下游。近几年，中国光伏产业每年以4倍以上的速度快速发展，光伏产品由2001年的3MW迅速达到2008年的2000MW，增长了600多倍，一跃成为世界第一强。中国诞生了一批世界级领军企业和海外上市企业，如无锡尚德、邢台晶龙、保定英利、常州天合、南京中电等。中国光伏产业总产值也从过去每年不足1亿元，发展到现在每年500亿元，一个高科技新能源产业正在兴起。联合国2009年全球可持续能源投资趋势报告称，2008年中国成为亚洲吸引可持续能源投资最多的国家，总额达156亿美元，较2007年上涨18%。无锡以尚德为主正建设1000亿元的光伏产业园，常州等六县市也在打造各自的1000亿元光伏产业园。光伏产业总产值到2010年可望突破2000亿元，2012年将突破1万亿元大关。2.3 我国光伏产业现状与问题在全球能源需求不断升高，传统能源价格居高不下以及环境问题关注度不断提升的背景下，可再生能源在全球范围内得到快速发展。中国太阳能光伏产业也取得了骄人成绩，涌现了无锡尚德、江西赛维等一大批优秀太阳能光伏企业。但中国整个太阳能光伏产业发展却并尽如人意，存在核心技术落后、产业链发展不平衡、产品附加值低等问题。而产业链的发展与产业前景关系密切，正确认识我国太阳能光伏产业链发展现状与问题，是推动国内光伏产业健康发展的条件。2.3.1 国内多晶硅原材料生产技术落后，且产量供应不足，多依赖国外进口多晶硅制造业是光伏产业链的首端，是影响整个产业发展规模的重要环节，也是目前限制我国光伏产业发展的瓶颈。我国多晶硅生产技术主要基于改良的西门子法，由于工艺落后，能耗比高于世界先进水平。国内多晶硅原材料生产产量严重不足，如2006年全国需求量5000吨，实际产量不足3000吨，远不能满足国内需求。同时，多晶硅原材料生产是典型的规模化产业，产能超过1000t/a才能显示规模效益。但我国已投产的多晶硅企业产能不足，规模效益不明显。由于供需巨大缺口的出现，近期我国部分企业开始进入多晶硅生产，预计今后几年我国多晶硅过度依赖国外的局面将有所改观。2.3.2 硅棒、硅锭制造技术成熟，但对原材料依存度高根据爱尔兰商业通讯2007年5月份的报道，中国现有硅锭生产企业58家(含单晶体硅和多晶体硅)，硅片生产企业38家，且国内主要生产企业技术比较成熟，但由于该产业对上游多晶硅的依赖，导致部分企业开工率不足。2.3.3 太阳能电池生产增长强劲，产品主要出口自2003年起我国太阳能电池制造业以超常速度发展，年增长率达到400，2008年我国光伏电池年产量2000MW，位居全球第一。但目前产品也因价格高而95%以上只能出口。虽然国内太阳能电池生产取得巨大成绩，技术水平与国际相当，但仍停留在引进、消化、吸收层面，自主研发能力较弱，不利于产业长期发展。2.3.4 组件制造进入门槛低，产品附加值低，竞争力弱在整个太阳能光伏电池产业链中，组件制造由于投资少、建设周期短、技术和资金门槛低、最接近市场等特点吸引了大批生产企业，是光伏产业链中发展最快的环节之一。据估计我国目前有180家以上的太阳能电池组件生产企业。而且主要厂家的产品都通过了TV、UL等国际认证。由于中国光伏产业链末端光伏发电市场尚未启动，95%以上的国产光伏组件出口国外。行业易进入和上游多晶硅原料不足造成国内封装产能过剩，产品质量参差不齐，且产品附加值较低，组件企业利润微薄，竞争力能力弱。2.3.5 光伏产品生产量大，但应用水平低光伏产品生产属于劳动密集型行业，在国外市场需求拉动下，光伏产品生产集中在珠三角、福建、浙江等沿海城市，出口产品包括太阳能灯、太阳能计算器、太阳能电池和组件。中国成为世界上最大的光伏产品生产国。受产品价格和市场空间的限制，国内太阳能光伏产品应用化程度不高。3 中国光伏产业发展战略思考和发展前景展望3.1 发展战略思考从整个产业链来看，我国光伏产业主要集中于价值较低的中间段：硅料铸锭切片、电池、组件、系统配套产业，而价值相对较高的高纯硅料提纯产业集中于欧美日7大厂商，系统集成则主要集中于市场发达的德国、西班牙、美国和日本。从价值链来看，上游硅料和下游系统集成的毛利率最高可到70%以上，中间的铸锭、切片、电池、组件等毛利率较为合理，大约在20%左右。我国光伏产业应向上下游拓展和延伸，壮大和提升中国光伏产业的价值、产值和市场。从技术链来看，尽管我国取得了光伏产业关键的电池和组件的技术进步，冶金级高纯硅的加工生产，但是太阳能级和半导体级的高纯硅的提纯技术一直掌握在世界7大硅料巨头手里，因此，我们也需要在高纯硅冶炼技术上面进行提升。综上，中国光伏产业的竞争力，在于拥有相对的电池技术、半自动化的设备和人力的最佳生产模式和成本优势，但是我国光伏产业链还不健全，关键技术上也比较欠缺，因此总体上来说，我国光伏产业还缺乏由制造大国成为制造强国应有的核心竞争力。为了实现中国光伏产业制造大国向制造强国和应用大国转变和提升的发展战略，我们需要打造中国光伏产业的核心竞争力，那就是依靠技术进步、规模等取得成本优势，健全产业链，进军上游原料产业，设备产业，进行产业集群提升和整合，做强做大中国光伏产业，重点扶持龙头企业，将中国打造成为世界一流的光伏制造强国、技术强国、品牌强国。不仅如此，还要进军下游系统集成和配套产业，启动中国光伏发电应用市场，实现光伏应用大国。我们需要在价格、技术、产业链、配套和品牌等几个方面取得重点突破。3.1.1 拓展和延伸产业链，协同发展配套产业健全产业链，打造覆盖硅材料、硅基太阳能电池、硅基薄膜电池、光伏组件、发电系统和BIPV的完整光伏产业链。进军设备产业，进行产业集群提升和整合，做强做大中国光伏产业。设备和装备制造业是产业的基础和竞争力的源泉。我国光伏产业的生产设备已涵盖上、中、下游。单晶炉、扩散炉、烧结炉、等离子刻蚀机、激光机和层压机、太阳能电池及组件测试设备等已国产化并广泛采用，下阶段重要任务是提高设备的自动化和性能。多晶硅浇铸炉、线切割机、PECVD氮化硅沉积设备等部分关键设备还需努力研发尽快实现国产化。3.1.2 成本驱动促使光伏高速发展到2012年光伏进人脱乳期的关键是成本要下降一半。我们采用设备加人工的半自动化生产模式，导入规模化与精细化生产，保证了高品质、高速度、高效率，低成本。规模出效益，集成降成本。根据产业界的学习曲线，产能每增长l倍，成本可降低10%20%。从2000兆瓦到10万兆瓦，产能将增长到50倍，单位生产成本可望下降20%以上。此外，还应依托技术进步实现硅片薄片化生产实现30%的成本下降。3.1.3 推进光伏技术进步，由产学研向官产研学升级光电转换率低是光伏产业成本高的原因之一。光电转换效率每提高1%，可降低成本7%，这是光伏产业核心竞争力和进步源泉之一。我们要建设光伏产业研究院和国家光伏企业技术中心。开展国家级光伏标准、检测与认证中心的建设，建设国家级实验室。另外，以光伏龙头企业为主，以光伏产业园区为主建立技术中心和研发平台、人才中心，开展国际国内光伏人才培养和交流机制，由产学研向官产研学升级。3.1.4 龙头企业引领产业前进，品牌战略打造领军地位无锡尚德的崛起带动了中国光伏产业的崛起。中国可以重点扶持尚德等龙头企业进入世界前10强。品牌是企业的生命力，这要以技术、质量、检测实力为保证，我们需要建立光伏产业协会通过技术标准和严格实施来淘汰不合格品，对外代表中国光伏，培育和打造中国光伏产业整体品牌。3.1.5 光伏扶持政策推进光伏发电应用推进光伏发电应用，可向下游延伸光伏产业，并且打造光伏产业的核心竞争力，增加光伏产业产值和产品价值。这需要政府及早出台光伏并网发电上网电价指导性文件。发挥国有电力公司、电网等的主渠道作用，采取强制和激励相结合的方式，由国家可再生能源基金承担并网接入的费用，进一步降低光伏并网发电的门槛和成本。中国光伏应用大国的建设，将进一步巩固进入脱乳期的中国光伏产业竞争力，打造中国光伏世界强国的战略地位。世界光伏产业即将从哺乳期进人脱乳期步入10倍速增长时代，成本的降低是关键，这也是中国光伏产业需要建立的核心竞争力所在。我们透过健全产业链，向上下游拓展、推进技术进步、扶持龙头产业，打造中国光伏制造强国和推进光伏发电应用，培育光伏应用大国的战略，是中国光伏产业应对新时代的战略抉择。3.2 发展前景展望3.2.1 发展趋势总体乐观根据可再生能源十一五规划，到2010年，我国太阳能光伏装机总量达30万KW。将通过开展无电地区电力建设、启动光伏发电城市应用工程和开展光伏电站试点方式展开。从产业应用方式上来看，我国太阳能光伏发电尚处于起步阶段。（1）到2012年全球光伏产业将由脱乳期步入快速发展期。世界光伏产业在过去10年每年以3040%的速度增长，sularbuzz最新数据显示，2007年全球光伏系统装置新增容量为2826MW，同比增长62%。现阶段光伏产业还处于哺乳期，其发展模式是政府扶持下的技术进步和规模化的双轮驱动。但是全球光伏发电补贴每年下降幅度在5%以上，这也驱使光伏产业加快技术进步、降低成本。Photon等预测，到2010年光伏发电成本可望达到$0.10.15/Kwh，而上网电价则在$0.150.25/Kwh，可激励光伏产业在适当利润下快速发展。因此2012年全球光伏产业将进人脱乳期，光伏市场将呈10倍速增长，关键是发电成本的下降。（2）资源优势。我国76%的国土光照充沛，太阳能资源十分丰富。全国2/3的国土面积每平方米太阳能年辐射总量达3350兆焦8400兆焦，平均为5860兆焦（相当于199公斤标准煤）。每年我国地表吸收的太阳能，大约相当于2.4万亿吨标准煤的能量，相当于2008年全国能源消耗总量28.5亿吨标准煤的842倍。同时，我国光能资源分布较为均匀，与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪音，应用技术成熟，安全可靠。除大规模并网发电和离网应用外，太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等多种方式储存，“太阳能 蓄能”几乎能够满足未来稳定的能源需求。太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一 爆炸式发展的行业。 太阳能具有可再生和环保等方面的特点，这种优势让包括中国在内的许多国家将太阳能作为重点发展的新能源产业。 中国大陆光伏产品主要供应给欧美市场，国内市场份额很小。近年来，由于欧美各国市场需求的增大，我国光伏产业取得了快速的发展，最近5年的年均增长速度达到400%以上。在政策进一步加大扶持力度的背景下，未来光伏产业的增长前景将更为广阔。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。“多晶硅产能过剩只是暂时的相对过剩。”中国可再生能源学会表示，当前世界各国都越来越重视新能源的发展，新能源替代传统能源是必然趋势。从长远来看，多晶硅、太阳能光伏的发展前景非常好。业界普遍认为，如何尽快启动庞大的国内光伏市场，将成为光伏行业未来发展的核心问题。3.2.2 政策与机遇业内人士普遍承认，光伏行业是一个“政策市场”。由于“高成本”的先天缺陷，光伏行业如果没有政府鼓励和补贴政策扶持，就无法与常规能源竞争。业内人士表示，太阳能发电每度电的成本为23元，是传统能源的45倍，如果没有政策拉动，多晶硅等光伏产品的销售很难增长。近期虽然全球经济在国际金融危机影响下仍然低迷，但世界各主要经济体却没有降低对新能源的兴趣，纷纷出台各种投资、补贴等扶持政策，拉动新能源产业的发展，这或将帮助光伏行业走出“寒冬”。发展太阳能等新能源产业符合全球可持续发展需求，多数国家把新能源看作是刺激市场需求的重要领域，甚至看作国际金融危机的避风港，纷纷采取积极的扶持政策。据了解，美国政府提出“到2012年，发电量的10%来自可再生能源”的目标，法国、意大利、瑞士、韩国等国家也加入补贴行列。这些都显示出各国对新能源的发展前景有很强的信心。近年来，我国陆续实施了“金太阳工程”和“太阳能屋顶计划”等针对太阳能光伏行业的财政支持计划，这些措施有力拉动了国内需求。最近，几部委联合下发关于做好“金太阳”示范工程实施工作的通知，要求加快实施“金太阳”示范工程，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展，将安排294个光伏发电示范项目，初步测算工程总投资近200亿元。“仅仅有财政的支持并不够，电站建了但不发电的例子比比皆是。”中国建筑金属结构协会光电建筑应用委员会会长姚兵认为，要从根本上启动国内市场，关键还是要落实上网电价政策。“欧洲市场之所以好，就是因为多数国家都实施了太阳能光伏发电的上网电价政策。”姚兵介绍，我国正在研究出台相关政策，当务之急是如何按照“合理成本”加上“合理利润”来确定上网电价。“一旦太阳能发电项目能盈利，企业的投资积极性会大增。光伏产业的国内需求被激发出来，产能得以消化，企业也会更加主动提升技术水平，整个产业链都能健康发展。”另外，工信部将牵头成立国内光伏产业联盟，加强光伏行业监管。据悉，下一步，工信部还将深入调查研究、加强行业管理，在与相关部委共同完成全国光伏企业调查工作的基础上，尽快出台多晶硅产业发展的指导意见，并着手开展光伏产业发展战略及规划的研究，积极引导我国光伏产业持续健康发展。3.2.3 盈利模式思辨一体化或差异化，光伏企业怎样更赚钱？虽然太阳能发电成本正在逐步下降，但光伏上网电价却迟迟未定。与此同时，国内光伏企业正在大力推进一体化，力图打造光伏产业链。可是在一体化和差异化之间，究竟哪种模式才最赚钱？奥巴马的新能源计划，巴菲特对新能源的投资，中国的新能源扶植计划，哥本哈根气候大会，政策的气息越来越浓，谁都能看到这是一块蛋糕。但是，怎么做才能赚钱？众多涉足太阳能领域的企业意见几乎出奇一致：垂直一体化，做全产业链！目前，以江苏“五虎将”（中电光伏、无锡尚德、苏州CSI阿特斯、常州天合光能、江苏林洋新能源）为代表的各光伏企业纷纷在打通产业链上发力，以期获得更多的利润。从先入行的到后进者，纷纷踏进了“多晶硅电池太阳能发电”模式。如果说2007年太阳能电池价格的下跌让“五虎将”们思变，那么2008年金融危机引发的多晶硅价格暴跌则使上游企业有了向下的冲动。为什么企业无比热衷垂直的产业链？常州天合光能表示，“谁能做到低成本，谁就具备了较强的竞争优势。低成本来自于技术、生产效率、管理等各方面，垂直一体化战略是低成本的必然要求”。事实上，任何产业都有“一体化”与“专业化”的差别，而企业也面临着在这两方面的选择。全国工商联新能源商会认为，市场分工和全产业链各有各的好处。“但是从产业发展的成熟化来讲，分工是趋势，比如说德国；但是在中国，产业发展状况比较复杂。”一名长期观察此行业的券商分析师则表示，“无论一体化还是专业化，都有生存的空间。但是从长期发展来讲，与半导体行业类似，这是一个高度关注成本的行业，必然会导致分工明确”。可对于企业来讲，“一体化”与“专业化”的趋势如何并不重要，重要的是怎样才能盈利。据南玻A人士介绍，经历了这轮多晶硅价格暴涨暴跌后，太阳能依然是公司发展的主业。“去年年初时谁能想到多晶硅价格这么下跌呢，公司从开始时就没想到这个行业要暴利，我们一开始就想加强管理，提升品质，降低成本，提高核心竞争能力。”南玻A的想法是，任何行业最终都要走到充分竞争的状态，这时只能靠内部管理来取胜。不过当记者问及南玻A预期的投资回报率时，得到的回答是“保密”。至于江苏五虎将，因为市场相对更成熟，回报率也相对稳定。自从行业转暖以来，无锡尚德和其他企业的出货量利润等达到了危机以前的水平。产能基本上都能利用到，产销率也达到了100%。但是企业们的产业链整合之路，能走到做大做强，还是随着自身的发展逐渐抛弃一些业务，最终回到专业化分工，还需要两三年的发展才能看得出来。