高密度单晶电池组件行业需求与投资规划报告

高密度单晶电池组件行业需求与投资规划报告工业和信息化部会同住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局、扶贫办等建立统筹协调工作机制，密切协作配合，探索体制机制创新，共同研究解决行动计划落实中遇到的重大问题，推动行动计划顺利实施。结合自身职责确定年度工作目标，确保行动计划各项任务措施落实到位。各地工业和信息化、住房和城乡建设、交通运输、农业、能源、扶贫等主管部门要高度重视智能光伏产业发展，因地制宜制定实施方案，建立地方协调工作机制，明确各部门资源投入，积极形成合力，联合开展试点示范，科学组织实施。支持光伏与农业融合发展，开展立体式经济开发，在有条件的地方实现农业设施棚顶安装太阳能组件发电、棚下开展农业生产的形式，将光伏发电与农业设施有机结合，在种养殖、农作物补光、光照均匀度与透光率调控、智能运维、高效组件开发等方面开展深度创新；鼓励光伏农业新兴商业模式探索，推进农业绿色发展，促进农民增收。逐步完善智能光伏相关标准检测认证等体系，推动智能光伏标准化、模块化发展。深入实施光伏制造行业规范条件和光伏领跑者计划，建立智能光伏产品及服务推广目录，促进试点示范应用。加强行业协会、中介机构等对消费者的使用培训服务，进一步支持智能光伏进入千家万户。一、 开展智能光伏扶贫应用示范围绕脱贫攻坚目标，推进光伏扶贫工程，在禁止以任何方式占用永久基本农田的前提下，在具备条件的建档立卡贫困村建设村级光伏扶贫电站。鼓励先进光伏产品及系统应用，优先保证光伏扶贫产品质量和系统性能；加大信息技术应用，通过大数据、物联网等技术手段实现光伏扶贫数据采集、系统监控、运维管理的智能化；结合光伏扶贫电站模式及地域分布特点，因地制宜加强光伏扶贫与各类光伏+综合应用的整合，创新光伏扶贫模式。二、 开展智能光伏建筑及城镇应用示范在有条件的城镇建筑屋顶（如公共建筑、商业建筑、厂矿建筑、设施建筑等），采取引导、企业自愿、金融支持、社会参与的方式，或引入社会资本出租屋顶、EMC节能服务合同管理等多种商业模式，建设独立的就地消纳分布式建筑屋顶光伏电站和建筑光伏一体化电站，促进分布式光伏应用发展。积极开展市、县、开发区一级的城市级分布式建筑光伏电站示范工程建设，由组织和引导作为公共建设项目，实现智能光伏建筑大数据在线监测管理。在光照资源优良、电网接入消纳条件好的城镇和农村地区，结合新型城镇化建设、旧城镇改造、新农村建设、易地搬迁等渠道，统筹推进居民屋顶智能光伏应用，形成若干光伏小镇、光伏新村。积极在有条件的农村地区小型建筑、独立农舍推广光伏取代燃煤取暖技术应用。三、 开展智能光伏交通应用示范推动交通领域光伏电站及充电桩示范建设，鼓励光伏发电在公路声屏障、公路交通指示标志、太阳能路灯、公路服务区（停车场）、公交场站、港口码头、航标等导助航设施、海上工作趸船、海岛工作站点等领域的应用。探索光伏和新能源汽车融合应用路径。四、 推动光伏系统智能集成和运维运用互联网、大数据、人工智能、5G通信等新一代信息技术，推动光伏系统从踏勘、设计、集成到运维的全流程智能管控。支持无人机在光伏系统建设踏勘中应用，在云端完成2D/3D建模。鼓励开发智能化光伏设计系统，综合考虑勘测地理信息数据、屋顶承重能力、当地辐照条件、产品价格等因素，对不同组件、逆变器、电气方案、支架方式等进行模拟方案比对；开发智能光伏发电施工管理系统，促进其在采购、施工过程、质量检测、电站测试、验收等方面应用，实现工程进度实时监控、成本控制、库存管理、人员调配与施工问题预警。以提升光伏系统效率、降低运维成本为导向，支持开发光伏电站系统智能清洗机器人、智能巡检无人机等产品。应用信息技术手段，发展具有光伏电站运行监测数据采集、集中远程监控、故障检测、记录、报警、分析和处理等功能的智能光伏发电监控系统。支持推广智能光伏发电监控系统的应用，建立智能区域集控运维中心和移动运维平台，实现集中管理与远程管理。应用大数据分析与处理技术，自动生成运维建议和电子工作票，实现远端系统无人值班，少人值守。支持采用智能机器人、无人机等技术替代人工运维管理六、开展智能光伏工业园区应用示范。深入落实信息产业发展指南、工业绿色发展规划（2016-2020年），鼓励工业园区、新型工业化产业示范基地等建设光伏应用项目，制定可再生能源能占比的具体评价办法，提升清洁能源使用比例，推动工业园区等绿色发展。五、 光伏行业产业链光伏产业链的上游为多晶硅料生产、单晶拉棒/多晶铸锭和切片等环节，中游为光伏电池生产、光伏组件封装等环节，下游为光伏应用系统的安装及服务等多晶硅是光伏产品制造的基础原材料。目前，改良西门子法是世界主流的多晶硅生产方法，目前我国多晶硅95%的产品由此种方法生产；近年来，硅烷法颗粒硅系统进步明显，按照中国光伏产业发展路线图（2021年版）预测，未来硅烷流化床粒状多晶硅的市场份额可能会有所增加，到2030年有望达到10%的市场份额。从2011年开始，我国多晶硅产量排名世界第一，产业竞争力不断提高。根据中国光伏行业协会数据统计，2021年，全球多晶硅有效产能为774万吨，同比上升273%；全球多晶硅产量642万吨，同比增长232%。光伏技术进步使每瓦组件使用的多晶硅料量逐年降低，硅料在组件总成本中的占比已经较低。多晶硅料经过铸锭制成多晶硅锭，或者熔融后加入单晶硅籽晶、并用直拉法或悬浮区熔法制成单晶硅棒。硅锭和硅棒经过砂浆钢线或金刚线切割被加工为硅片。根据中国光伏行业协会数据统计，2021年全球硅片总产能4151GW，产量约为2329GW，同比增长389%。我国大陆硅片产能4072GW，同比增长697%，产量2266GW，同比增长404%。电池片能够实现光能向电能转化。电池片是硅片经过制绒、扩散、刻蚀等一系列环节后加工而成的，电池片加工需要较高的技术能力与资本投入。根据硅衬底不同，晶硅电池分为P型电池和N型电池。P型电池的PERC技术是当前晶硅电池的主流技术，效率普遍超过22%。N型技术是下一代晶硅电池技术，具有制程短、转换效率高、抗衰减、温度系数低等特点，有利于提高光伏发电量、降低发电成本，发展前景广阔。根据中国光伏行业协会数据统计，2021年，全球晶硅电池片总产能4235GW，同比增加698%；总产量2239GW，同比增加370%。我国大陆电池片总产能达到3606GW，同比增加792%，占全球总产能851%；电池片总产量达到1979GW，同比增加468%，占全球总产量884%。组件是将一定数量的电池片采用串并联的方式连接，并经过严密封装后，形成的光伏发电设备。组件是光伏发电系统最重要的设备，在很大程度上决定光伏发电成本。得益于组件技术在光学、电气和结构三方面的优化和进步，从2010年到2016年，光伏组件转换效率平均每年提升03%-04%；从2017到2020年，转换效率提升速度加快到每年05%-1%。其中，光学优化是指减少光照的光学损失，途径包括通过优化和更换材料，降低光反射、提高光吸收；以及通过优化焊带结构（如三角焊带）和电池片拼接技术（如拼片），减少电池片片间空隙，提高对光的吸收能力。电气优化是通过优化电池内部的电流走势和电池片间的连接结构，减少电阻损失，涉及的主要技术包括半片、多主栅和叠瓦技术。结构优化是指从整体上改变组件排布和构造，或者基于上游技术突破实现结构优化，如双面组件技术和大硅片组件技术。目前主要组件产能均全面采用前述技术，并通过智能制造提升组件产品的质量和可靠性，降低制造成本。根据中国光伏行业协会数据统计，2021年，全球光伏组件产能4652GW，产量2208GW，分别同比增长454%和349%。我国光伏组件产量1818GW，同比增长459%，占全球组件产量的823%；组件出口量约为985GW，创历史新高，约占我国组件产量的542%。在2021年全球光伏组件前十大供应商中，国内企业占八席。光伏发电系统无旋转设备，可靠性高，维护简便；高度模块化，规模灵活，既适合大规模的集中式地面电站应用，也适合小容量的分布式应用。根据IHSMarkit数据统计，2021年，全球光伏电站新增装机177GW，同比增长282%。根据中国光伏行业协会数据，2021年我国新增装机5488GW，同比增长139%，新增和累计光伏装机保持全球第一。集中式光伏电站是将光伏列阵生产的直流电能，经逆变器转变为交流电、升压后并入公共电网的光伏电站。目前，我国以集中式光伏电站为主。除常规的地面电站外，集中式光伏电站还包括农光互补和牧光互补地面电站、水面电站。除发电外，这类电站通常兼具改善生态、提高土地利用效率的功能。分布式光伏电站是指安装在厂房、办公楼、居民住房等建筑物顶上或周边空地上的中小容量光伏电站，电站在用户侧并网，自发自用、余量上网。与集中式光伏电站相比，分布式光伏具有不占用土地资源、减少输配网损、电量就近消纳等优势。因用电电价高于发电电价，分布式光伏通常具有更好的经济性。因其前述优势，分布式光伏应用具有很大的增长潜力。此外，分布式光伏电站还包括建筑一体化光伏、渔光互补和农业大棚光伏等应用。六、 开展智能光伏电站应用示范在符合光伏领跑者计划要求的前提下，优先支持基于智能光伏的先进光伏产品，鼓励结合领跑者基地建设开展智能光伏试点，在大型光伏电站及分布式应用中积极推广。鼓励结合荒山荒地和沿海滩涂综合利用、采煤沉陷区等废弃土地治理等多种方式，因地制宜开展智能光伏电站建设，促进光伏发电与其他产业有机融合。七、 完善技术标准体系，加快公共服务平台建设（一）建立健全智能光伏技术标准体系以太阳能光伏产业综合标准化技术体系为基础，加快智能光伏标准体系研究。重点开展智能化光伏组件、接线盒、逆变器、控制器、追踪系统、户用光伏系统等产品及测试方法标准制定，加强光伏产品生产及管理系统互联互通标准、智能制造工厂/数字化车间模型标准、智能制造关键设备标准、智能制造设备故障信息数据字典标准、制造过程在线检测、追溯及数据采集标准等智能生产及评价标准研究。加强光伏系统智能运维标准研究，包括智能清洗、智能巡检、智能排障等，制定智能运维平台设计及评价规范，规范光伏系统运维平台通信接口、数据格式、传输协议等。（二）加快建设智能光伏公共服务平台围绕智能光伏产业发展需求，推动产学研用结合，建设技术创新平台，开展一批关键性、前沿性技术研发；支持有能力、有资质的企事业单位建设国家级智能光伏检测认证公共服务平台，围绕智能光伏各环节开展检测认证、评级等服务，为电站系统设计、设备选型提供依据；支持地方、园区、龙头企业等建设一批公共服务平台，开展技术研发、产品设计、财税政策、战略研究等科技及专业服务；支持智能光伏领域众创、众包、众扶、众筹等创业支撑平台建设，推动建立一批智能光伏产业生态孵化器、加速器，鼓励为初创企业提供资金、技术、市场应用及推广等扶持。八、 推动光伏基础材料生产智能升级支持多晶硅生产、收获、运输、破碎、分拣、清洗、包装等环节的机械化与自动化；实现有毒有害物质排放和危险源的自动检测与监控、安全生产的全方位监控，建立多晶硅生产在线应急指挥联动系统。提升铸锭炉、单晶炉等自动化水平，研究长晶自动控制系统，推广自动喷涂、自动倒角、金刚线截断、开方和磨面自动上下料以及自动检测等设备。鼓励金刚线切割、自动插片、自动粘胶、全自动硅片清洗及自动分选机、自动粘脱胶设备等应用。提升工序间自动化传输和流水线作业能力。