光伏产业发展概况与产业结构分析概要

2009年第3期（总第54期）SHANXI ENERGY AND CONSERVATION2009年6月法律与规划光伏产业发展概况与产业结构分析摘 要：叙述了全球光伏产业的概况和光伏产业链的结构，分析了中国光伏产业 发展现状和面临的问题，提出了中国今后发展光伏产业链的目标与建议。关键词： 光伏产业;产业链;多晶硅中图分类号：TK512文献标识码：A文章编号：399722009)StructureisAnalyzedAbstract:theandphotovoltaicindustrychainstructure,analysisofthedevel2opmentofChinai ndustryisfacingtheproblemofthestatusandproposedfuturedevelopmentofChinaPVindustr ychaingoalsandrecommendations.Keywords:Pvindustry;Industrialchain;polysilicon0引言在过去几年里，光伏市场发展迅速，是能源技术领域发展速度最快的行业，平均增长率约为35%。全球太阳能光伏市场新装机容量达到2821MW。笔者旨在分析全球 光伏产业及其产业链，并且从产业链的角度分析我国光伏产业的发展。1全球光伏产业概况由于全球气候变暖、生态环境恶化、常规能源短缺等问题，发展可再生能源得到各 国政府的重视和支持。在技术进步的推动和各国政府的激励政策驱动下，太阳能光 伏发电产业和市场得以迅速发展。2000年至2008年,全球太阳电池产量年均复合 增长率约为47%,2008年产量达到6.4GW。同期，以欧美为主的全球太阳能光伏发 电应用市场也以45%的年均复合增长率快速增长。2008年全球累计装机总量已接 近15GW。近10年，世界太阳能电池产量发展变化趋势见图1图1世界太阳能电池产量变化趋势欧盟、日本和美国是推动光伏发电系统最有力 的地区。欧盟希望在2010年安装3GW的光伏发电装置,2030年增加到200GW左 右。日本计划到2010年安装近5GW;美国预计2020年光伏发电累计安装量达到 36GW。欧洲是应用太阳能电池的先驱，早在1991年德国就制定了 10000户太阳能电池屋 顶计划,1992年欧洲市场占全球销售的26%。1999年始，由于欧洲各国政府对绿色 能源的支持，尤其是德国软性贷款方案的实施，重新激发了欧洲市场对光伏产业的 支持力度，更多的欧洲国家制定了资助方案。德国更领头推出了 20年的激励方案， 以0.5欧元/kW h的价格收购上网的太阳能电力。2006年在德国安装了价值 50x108欧元的22x104个全新太阳能系统,国外销售达到10x108欧元,2007年估计 国外销售额能达到15x108欧元。日本是光伏市场发展最快的国家。日本政府在1994年启动了“日本新阳光计划”， 以50%的补助额度鼓励居民使用太阳能发电。由于政府的推动，日本光伏产业发展 迅速，以每年超过60%的速度增长,占全球市场的40%。在世界前10名光伏电池制 造商中，日本就占了 4家。近年来日本政府正逐年降低补助力度,目前补助额在 20%左右。即便在这样的情况下,安装量仍逐年提高,日本政府预测，到2010年，日本 境内的光伏总安装容量将达到5000MW。相比之下，美国政府对光伏产业的支持力度稍显逊色,要保持其在市场占有率上能 和日益兴旺的欧洲市场相竞争，各地方政府和社区必须加大对光11 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2009年第32009年6月伏产业的支持和推动光伏产品的应用。比如，在加州,政府实行每瓦3美元/W5美 元/W的资助额度，激励居民安装屋顶太阳能电站。在光伏电池方面，随着市场需求量大幅增加以及量产技术的不断提升，光伏电池产 量从1995年的78.6MW，提高到2005年的1727MW,2007年达到3436MW，年复合 增长率达到37%。世界光伏电池制造主要集中在日本、德国、美国、西班牙等发 达国家。近年来，中国大陆地区光伏产业快速发展。据中国太阳能协会的最新数据 预测,2007年,中国大陆太阳能光伏电池的产量已经达到1180MW，同比增长近3 倍, 年到 2008(2),15,00012,0009,0006,0003,00014,662应用系统5个环节。上游为硅料、硅片环节;中游为电池片、电池组件环节;下游 为应用系统环节。从全球范围来看,产业链5个环节所涉及企业数量依次大幅增加 光伏市场产业链呈金字塔形结构（图4）图，硅料出现供不应求的状况，硅料的价格不断攀升。2008年初从以工业硅为原料 提纯后所得的多晶硅价格已经上涨至约300美元/kg，部分高纯度多晶硅甚至达到 500美元/kg。硅片生产的利润率较高,而组件生产和工程安装利润率最低，约为 10%左右。从系统及安装、组件、电池片、硅锭硅片、硅材料等方面，对晶体硅光 伏系统的成本进行预测（见图5），今后10年，光伏系统的价格将会较大幅度地下降， 使其更便于年装机量/删口累计装机量/MW-1呷諾01呻刚密査矍，覺h一1995 1997 1999 2001 20032005 200719961998 20002002 200420062008数据来源：Solar Generation v-2008.EPLA andGreenpeace Solar Plaza ( 2008 data )推广应用。图2全球年装机量及累计装机量变化趋势中国光伏产业在世界光伏发展的拉动下，近年来得到飞速发展。2008年中国光伏电池产量达到2GW,保持全球第一的地位，占全 球分额的30%。2008年全球前25家太阳电池生产商中，就有8家是中国企业（见图3Q-cellFirst SolarSuntech Rower*Sharp Motech Kyocera Baoding Yingli* JA Solar* Sun Power Solar World Sanyo Trina Solar* GinTech Solarfun* Canadian Solar* BP Solar Mitsubishi Electric Ersol Solar Schott Solar REC China Sunergy* Evergreen Isofoton E-Ton Solar Ningbo Solar*）。图5晶体硅光伏系统成本预测变化情况目前,大部分光伏企业的产品集中在硅片、电池片和电池组件以及应用系统方面（表1）。硅料的利润增长点主要是来自高纯度的 多晶硅，而纯度较低的工业硅（纯度为98%99%）则价格极为低廉。工业硅料的生 产主要在发展中国家进行，是产业链中高能耗、高污染的一环。工业硅料经提纯后 得到高纯度的硅料（纯度在99.9999%以上）则价格高昂。高纯度硅料的供应商主要 来自美国、德国和日本的公司。随着光伏产业的发展,这些公司有扩大高纯度硅料 产能的趋势，如，美国HSC公司的多晶硅产能将从目前的1万吨增加到2008年的 1.45x104t，预计2010年扩产至1.9x104t;另一家公司MEMC公司的产能也将由 4900t提高至2009年的8000t。然而,中国光伏产业的发展和光伏应用市场的发展却存在着极大的不平衡。98%的 光伏产品靠出口。对海外市场的依赖致使中国光伏企业受海外市图3 2008年全球前25家太阳电池生产商产量排序情况2光伏产业链的结构 光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、12 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2009年第3期宇文旭:光伏产业发展概况与产业结构分析2009年6月场的牵制，海外需求、国际汇率、外国政府的补贴政策等等都会给中国光伏企业造 成直接影响。表1全球著名光伏企业主要业务一览表企业BPSolarConergyKyoceraMELCOMotechRECSharpSolarWorldSunPowerSuntech多晶硅硅片电池片电池组件应用系统 3中国光伏产业的基本现状我国已经成为太阳能电池生产大国，仅2007年产量就超过世界总产量的1/4。目前，我国的光伏电池组件企业超过300家,其中将 近200多家从事组装工序，是比较简单的劳动密集型操作，缺乏核心技术。国内最大的主要太阳能电池生产厂家是无锡尚德太阳能电力有限公司，主要生产光 伏电池和电池组件，年产量为25MW。得益于它的生产规模效应,2007年无锡尚德 市值高达60.68x108美元。截至2007年7月31日,包括无锡尚德在内的10家内地光伏企业实现海外上市，IPO融资总额19.77x108美元，平均单笔IPO融资1.977x108美元;10家企业市 值总额已达178.65x108美元，平均每家企业市值17.865x108美元，平均每家企业市 盈率49.47。目前,光伏产业链上游涉及硅料和硅片的企业在海外资本市场较受欢 迎，发达国家在发展中国家投资的重点领域也基本集中在这些环节。在这些上市企 业中，市值超过10x108美元的仅5家，依次为无锡尚德、江西赛维、天威英利、天 合光能、浙江昱辉，后4家企业均涉及硅片业务。市盈率排名前2位的企业为天合 光能与江西赛维，主营业务均为硅片生产，其中江西赛维是亚洲最大的硅片企业。 共消耗多晶硅15340t。这就表明仅2007年一年，中国多晶硅的生产缺口达 14340t。目前，我国光伏产业和市场面临着两个主要的问题：a）技术障碍我国光伏产业生产链中，各环节发展不协调、不平衡,不仅每个环节都需要从国外 引进设备，而且还出现上游小、下游大，即生产链上游比下游薄弱的状态。上游环 节中的太阳级硅材料、硅锭、硅片和器件，上游和,。，而且不稳定。在缺乏政策支持情况下，市场很难得到快速发展。尽管光伏发电在 解决边远无电地区人民生活用电方面市场潜力比较大,估计在3000MW左右，但是 还存在很多问题。例如，光伏电站由国家投资建设，电站建成后应由谁接管并负责 管理运行、维护和管理。其中最大的问题是，当电站收费不足以维持电站运行和维 护时,谁来承担这部分差价。这个问题直接关系到光伏市场能否可持续发展和商业 化运作。光伏并网发电、沙漠电站将成为中国未来最大的光伏发电市场，但这一市 场的启动，在技术标准、电网准入、部件开发和生产等方面还存在诸多需要解决的 问题。5中国光伏产业发展目标“十一五”期间，我国的光伏发电系统的应用一方面还将以采用户用光伏发电系统和 建设小型光伏电站为主，来解决偏远地区无电村和无电户的供电问题，将建设光伏 发电20x104kW，为200x104户偏远地区农牧民（即目前我国三分之一的无电人口） 提供最基本的生活用电。另一方面,借鉴发达国家发展屋顶系统的经验，在经济较 发达、城市现代化水平较高的大中城市，在公益性建筑物和其他建筑物以及在道 路、公园、车站等公共设施照明中推广使用光伏电源，到2010年建设总容量 5x104kW的屋顶光伏发电项目。此外，还将开展大型并网光伏系统的示范,为在光 伏发电成本下降到一定水平时开展大型并网光伏系统的大规模应用作准备。“十 一五”末期,光伏系统的这3个方面的应用总量将达到约40x104kW。根据中国太阳能产业协会的资料预测,中国到2020年，无论是年装机容量、光伏发 电总量、CO2减排量、光伏产业年产值以及所提供的就业机会，都将使我国的能源 市场发生显著的变化（见表2和图6）。134中国光伏产业面临的问题中国太阳能产业协会的数据显示,2007年，国内太阳能电池需求总量约仅为20MW。因此，约有1160MW的太阳能电池用于出口。用来制造太阳能电池的主要原料多晶硅,2007年，国内实际生产总量不足1000t。按每生产1MW太阳能电池需 要消耗13t多晶硅计算,2007年，国内太阳能电池生产厂商 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2009年第3期2009年6月表2光伏产业市场预测 项别201020122014291620182020年装机量累计装机量单位MWMW2010年 4397452012 年 900224530573.820.122.293.7628582015 年 16756750350412.150.357.2911.052020 年700028550425651.391.2130.8341.883 总电力需求x108kW h2783 光伏总电力 x108kWh1.19光伏量占总量的比例CO2减排量%0.040.721.47285x104x104t/ax108 元X104累计CO2减排量年产值就业人数图6中国光伏发电的发展规划6对中国发展光伏产业的建议目前,我国光伏产业发展具有“两头在外”的特点，即生产光伏电池、电池组件等所需的高纯度硅料主要依赖进口。另一方面，由 于我国光伏发电的装机容量有限,截止到2007年，国内太阳能电池装机容量约为 100MW。因此，我国光伏企业的电池及其组件、应用系统绝大部分用于出口。在 没有形成完整的产业链之前，我国光伏产业主要的利润来自代工，仍然是劳动密集 型的发展模式。鉴于当前存在多晶硅的大缺口以及基于对太阳能产业长期利好的预期,2007年我 国光伏产业出现了前所未有的投资热潮。投资更多地涉及硅料生产。粗略统计，在 2008年初16个省,仅多晶硅项目就有33个在建或是准备动工。这些项目的进行有利于改善硅料短缺的矛盾，但是 也存在产能过剩的隐忧。这些项目潜在的多晶硅产能将达到14x104t，但是目前预 测的全球2010年多晶硅需求才约8x104t。因此，要确保我国光伏产拥的可持续性发展，必须 从产业链的角度来审视这一问题。a）要在我国光伏产业发展中构建完善的产业链,进一步提高太阳能在我国能源结构 中的比例，提高光伏发电的装机容量，改变我国光伏产业发展“两头在外”。b 一方面从环保、节能，一方面研发，在产业链的高端取得竞争优势。c）要强化产业发展的政策引导。光伏产业之所以能得到各国政府的支持并得到成 功,主要来源于以下几个因素。在少数几个新能源技术中,屋顶光伏电站是普通居民能直接参与环境保护的产品。 政府的资助计划使得光伏发电更经济,资助力度越大，成本越低，能促使更多的人们 应用光伏发电。日本和德国的经验已证明了这一点。如，德国对光伏发电主要采用 两种鼓励方法:a）用高价收购居民的太阳能电力，汇入总电网，收购价约0.53欧元 /kWh，而居民使用太阳能电力的价格则与普通电价相同，约0.21欧元/kWh。因 此，激发了居民在自家屋顶、庭院安装太阳能发电设备的自觉性;b ）贷款优先，并对 贷款贴息3%，鼓励居民购买安装太阳能发电设备。日本为鼓励百姓使用太阳能电 力，也采用了补贴方法:居民安装太阳能发电设备所花费的投资由政府补贴50%，太 阳能所发的电并入电网，政府高价收购,居民用电的价格则低于收购价格。许多政府已对由消费者驱动的新能源需求作出的响应,支持和推动了本地区光伏产 业的发展。因此，产业政策引导对于光伏产业持续健康发展是必需的，也是有效 的。（宇文旭）能源知识 太阳常数 太阳常数是指在太阳地球间平均距离外,在地球大气层以上垂直于太阳光线的平面 上，单位面积、单位时间内的太阳辐射能的数值，该数值是个常数,一般取 1367W/m2（4920kJ/m2）。由于通过地球外大气层吸收反射，太阳光到达地面的辐射强度大大降低。（编者）14 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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