碳中和遠(yuǎn)景下中國(guó)光伏行業(yè)發(fā)展的回顧與展望

朱遷邦

（蘇州科技大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

一、引言

過(guò)去幾十年來(lái)，工業(yè)始終是各國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，而化石能源則是推動(dòng)工業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。通過(guò)消耗大量廉價(jià)的化石能源，工業(yè)化國(guó)家的經(jīng)濟(jì)得到了迅猛的發(fā)展，然而在人民生活水平不斷提升的同時(shí)，工業(yè)產(chǎn)業(yè)也因二氧化碳排放超標(biāo)等原因給我們帶來(lái)了溫室效應(yīng)、全球變暖等問(wèn)題，這對(duì)人類(lèi)生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞，嚴(yán)重影響了人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展。因此，為了減緩全球氣候的惡化趨勢(shì)，制定實(shí)施節(jié)能減排控溫政策刻不容緩。

2020年9月，中國(guó)提出“碳達(dá)峰，碳中和”雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，即二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年達(dá)到頂峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。雙碳戰(zhàn)略的提出，本質(zhì)是為了實(shí)現(xiàn)人類(lèi)更高質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展。全球化背景下，化石能源不僅僅只是推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，同時(shí)也是二氧化碳排放的主要來(lái)源，是人類(lèi)發(fā)展的雙刃劍。因此，為實(shí)現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，我們需要多措并舉，一方面我們需要不斷提高化石能源的使用效率；另一方面需要促進(jìn)使用清潔能源代替化石能源的能源改革。與能源改革相比，提升化石能源利用效率并未能能夠從源頭上解決碳排放問(wèn)題，因此未來(lái)能源改革將會(huì)是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重中之重?？稍偕茉?，比如風(fēng)能、水能、光能等，具有清潔、低碳、可再生等特點(diǎn)，被眾多學(xué)者推崇為代替化石能源的重要選擇。但是，由于受限于能源轉(zhuǎn)換技術(shù)、生產(chǎn)成本、環(huán)境障礙等原因，這些清潔能源當(dāng)前仍無(wú)法滿足全國(guó)龐大的需求量。例如，風(fēng)力具有間歇性、地域性，在不同的季節(jié)、不同的地區(qū)，風(fēng)能供給不同且波動(dòng)性較大；水能發(fā)電對(duì)地理環(huán)境要求較高，占地面積大，一般只能建造在水流湍急的區(qū)域。然而，與風(fēng)能、水能等清潔新能源苛刻的環(huán)境限制相比，光伏發(fā)電具有應(yīng)用范圍廣、使用場(chǎng)景多、成本快速降低等優(yōu)勢(shì)，因此常被認(rèn)為是未來(lái)最有潛力代替化石燃料的清潔新能源。

過(guò)往十年，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)跌宕起伏，經(jīng)歷了歐美“反傾銷(xiāo)”、政策支持、光伏新政、新冠疫情等時(shí)期。百折之下，光伏并沒(méi)有因此消匿，反而使光伏技術(shù)工藝得到了不斷提升，逐漸擺脫對(duì)政策的依賴(lài)而趨于市場(chǎng)化。在碳中和遠(yuǎn)景下，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展生機(jī)。本文主要對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行回顧與前景展望，通過(guò)分析產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)、未來(lái)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇等，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)政策制定者、企業(yè)管理者以及投資者提供分析思路。

二、光伏行業(yè)發(fā)展回顧

光伏，全稱(chēng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，指通過(guò)利用具有光伏效應(yīng)的太陽(yáng)電池半導(dǎo)體器件，將太陽(yáng)輻射直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，可分為集中式和分布式發(fā)電系統(tǒng)。集中式和分布式發(fā)電的特點(diǎn)不同，互有優(yōu)缺。集中式光伏，發(fā)電規(guī)模大，但對(duì)地理環(huán)境要求較高，需要光能充足且土地成本低的場(chǎng)地，因此常建造于西北戈壁荒漠等地。分布式發(fā)電系統(tǒng)，常分布于廠房、房屋頂部，占地小、建造成本低，但發(fā)電量較小，難以滿足大規(guī)模用電需求。光伏發(fā)電，主要利用半導(dǎo)體界面的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能。同時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)電池組件、控制器和逆變器等元器部件將電能轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存起來(lái)。與風(fēng)能、核能等其他對(duì)環(huán)境要求較高的可再生能源不同，光伏能源克服了季節(jié)周期和地理環(huán)境的限制約束，具有清潔可再生、應(yīng)用范圍廣、使用場(chǎng)景多和成本快速降低等特點(diǎn)，因而常被認(rèn)為是未來(lái)能源改革中市場(chǎng)需求最大、增長(zhǎng)潛力較大的清潔新能源。

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展大致可劃分為政策驅(qū)動(dòng)期、過(guò)渡期和經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)期三個(gè)發(fā)展階段。中國(guó)光伏行業(yè)起步較晚，在發(fā)展初期，火力發(fā)電在成本、效能等方面均優(yōu)于光伏發(fā)電，這一階段光伏發(fā)展主要依靠政府政策補(bǔ)貼為主。在政府授信和補(bǔ)貼的支持下，資本不斷流入光伏發(fā)電行業(yè)，光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速增長(zhǎng)。然而，政策補(bǔ)貼并非永無(wú)止境，隨著光伏產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模、光伏技術(shù)不斷提升、發(fā)電成本不斷下降等，2018年“531新政”釋放了取消光伏補(bǔ)貼政策的信號(hào)，中國(guó)光伏行業(yè)進(jìn)入從政策驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)的過(guò)渡時(shí)期。在過(guò)渡時(shí)期，光伏企業(yè)由于脫離了政策支持而發(fā)展緩慢，但同時(shí)倒逼行業(yè)加速光伏技術(shù)的變革以降低成本，例如硅片環(huán)節(jié)的單晶替代多晶、電池片環(huán)節(jié)的PERC技術(shù)等。2020年，國(guó)家主席首次在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出“碳中和”目標(biāo)，以及在十四五期間進(jìn)一步提出拓寬光伏應(yīng)用場(chǎng)景，注重光伏和其他產(chǎn)業(yè)的融合，這些政策目標(biāo)無(wú)疑對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大利好。為了擺脫對(duì)政策補(bǔ)貼的依賴(lài)，尋求可持續(xù)發(fā)展，光伏產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入由經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)發(fā)展的時(shí)期，未來(lái)將走向光伏發(fā)電平價(jià)時(shí)期。

經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，光伏行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局趨于穩(wěn)定。光伏新能源產(chǎn)業(yè)鏈主要包含硅料、切片、電池片、電池組件、應(yīng)用系統(tǒng)等。產(chǎn)業(yè)上游主要包括晶硅原料的生產(chǎn)加工，中游包括晶硅電池片等，下游主要為光伏系統(tǒng)的產(chǎn)品及應(yīng)用。光伏產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出金字塔分布格局，即從上游到下游企業(yè)數(shù)量增加、市場(chǎng)集中度降低、毛利率減少。在光伏產(chǎn)業(yè)上游，由于硅儲(chǔ)量規(guī)模大、性?xún)r(jià)比高等原因作為光伏電池的主要原材料。中國(guó)硅原料儲(chǔ)備居于全球首位，光伏原料的供應(yīng)已不再是中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。隨著硅片切割技術(shù)的提升，單晶硅的效率和市場(chǎng)份額逐漸優(yōu)于多晶硅。當(dāng)前，光伏上游原料市場(chǎng)集中度較高，主要集中在隆基、中環(huán)股份、保利協(xié)鑫、通威股份等為代表企業(yè)中。在產(chǎn)業(yè)鏈中游，光伏晶硅電池片增量迅猛，2011—2020年中國(guó)光伏電池片產(chǎn)量從19.8GW增至134.8GW，“雙碳”政策促進(jìn)中游電池片市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，光伏行業(yè)的發(fā)展也帶動(dòng)了光伏配件產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，如以信義玻璃和福萊特為代表的雙寡頭格局的光伏玻璃等。光伏產(chǎn)業(yè)鏈下游百花齊放，主要包括光伏發(fā)電站，當(dāng)前以國(guó)家電力投資集團(tuán)和能源類(lèi)國(guó)企或民企為主。值得注意的是，近年來(lái)分布式發(fā)電站發(fā)展迅猛，吸引越來(lái)越多的企業(yè)進(jìn)入光伏發(fā)電行業(yè)，投資主體趨于多元化。

三、光伏行業(yè)前景分析

中國(guó)光伏行業(yè)起步較晚，相比于國(guó)外成熟完善的光伏產(chǎn)業(yè)仍存在諸多不足，比如發(fā)電成本相對(duì)較高且依賴(lài)政策支持、生產(chǎn)技術(shù)裝備與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍存在差距、對(duì)光伏行業(yè)缺乏科學(xué)的規(guī)劃等問(wèn)題。隨著雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)和十四五規(guī)劃的推進(jìn)，全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求將不斷提升，有利于推進(jìn)資本流入和光伏技術(shù)革新，從而進(jìn)一步推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。相較于當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來(lái)中國(guó)光伏新能源產(chǎn)業(yè)主要呈現(xiàn)光伏平價(jià)化、大尺寸單晶硅片、分布式電站、應(yīng)用多元化智能化等特征。隨著光伏技術(shù)逐漸成熟，發(fā)電成本逐漸下降，光電轉(zhuǎn)換效率不斷提升。自2008年以來(lái)，光伏電價(jià)下降10倍之多，隨著平價(jià)上網(wǎng)的到來(lái)，中國(guó)逐漸擺脫政策補(bǔ)貼的影響，未來(lái)中國(guó)光伏裝機(jī)量將迎來(lái)高速發(fā)展，光伏行業(yè)向市場(chǎng)化邁進(jìn)。單晶硅片轉(zhuǎn)換效率高且成本隨拉切技術(shù)水平提升已經(jīng)大幅降低，因而未來(lái)很有可能會(huì)取代多晶硅片。當(dāng)前市場(chǎng)上單晶硅片的尺寸有很多，但是大尺寸單晶硅片才是未來(lái)主要的發(fā)展趨勢(shì)，因?yàn)楣夥到y(tǒng)度電成本能夠隨著硅片尺寸的提升而不斷降低。集中式光伏發(fā)電站大多建在沙漠等地區(qū)，占地面積大，對(duì)環(huán)境要求苛刻。分布式電站應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)自由，可以建在樓頂、廠房頂?shù)瘸Ｒ?jiàn)地方。分布式光伏遵循因地制宜、就地利用的原則，在一定程度上能滿足局地的用電緊張問(wèn)題。因而，分布式電站發(fā)電量在光伏發(fā)電的占比中越來(lái)越高，是未來(lái)光伏電站的主流。此外，十四五規(guī)劃提出要拓寬光伏應(yīng)用場(chǎng)景，積極促進(jìn)光伏應(yīng)用不斷向其他產(chǎn)業(yè)滲透。同時(shí)，基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)的光伏電站智能化運(yùn)維方式，擺脫了傳統(tǒng)人工巡檢的不足，能夠更及時(shí)準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)地監(jiān)控管理維護(hù)電站設(shè)備。當(dāng)前，中國(guó)光伏電站開(kāi)發(fā)與新能源汽車(chē)、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等產(chǎn)業(yè)融合已取得初步規(guī)模，未來(lái)將呈現(xiàn)更加多元化、更加智能化的發(fā)展趨勢(shì)。

在“碳達(dá)峰、碳中和”背景下，以光伏為代表的能源改革浪潮席卷而來(lái)，中國(guó)光伏行業(yè)市場(chǎng)需求大、發(fā)展?jié)摿Υ螅瑫r(shí)政策支持、技術(shù)革新、經(jīng)濟(jì)背景都為光伏行業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。然而，新形勢(shì)下中國(guó)光伏行業(yè)的發(fā)展仍然存在一些風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。首先，光伏發(fā)電技術(shù)變革較快，企業(yè)需要加強(qiáng)自身研發(fā)投入，不斷適應(yīng)新形勢(shì)下的發(fā)展要求。其次，光電行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)張，企業(yè)不斷投資擴(kuò)產(chǎn)可能引起產(chǎn)能過(guò)剩的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)加強(qiáng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局，適度投資。其次，在電力過(guò)剩背景下，光伏、風(fēng)電與傳統(tǒng)能源矛盾加劇，應(yīng)妥善處理能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中存在的爭(zhēng)議問(wèn)題。最后，土地費(fèi)用高、融資成本高、接網(wǎng)成本高是制約光伏成本的重要原因，應(yīng)當(dāng)提高資源利用效率，節(jié)約成本。

四、總結(jié)

近幾十年來(lái)，由于人口激增、工業(yè)迅猛發(fā)展帶來(lái)的碳排放過(guò)度超標(biāo)，導(dǎo)致全球出現(xiàn)氣候變暖、冰川融化、生態(tài)失衡等問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)人類(lèi)全面可持續(xù)發(fā)展，中國(guó)提出“碳達(dá)峰、碳中和”雙碳戰(zhàn)略，努力實(shí)現(xiàn)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，維護(hù)環(huán)境生態(tài)的平衡。解決碳排放超標(biāo)問(wèn)題，一方面可以提升傳統(tǒng)資源利用率；另一方面可使用清潔可再生能源替代化石含碳能源。提升傳統(tǒng)化石能源利用率，并未能夠從源頭上控制碳排放，故而能源改革逐漸成為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的必由之路。光伏發(fā)電因應(yīng)用范圍廣、使用場(chǎng)景多、成本快速降低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來(lái)最有潛力代替當(dāng)前化石能源的清潔能源。因此，本文主要對(duì)碳中和遠(yuǎn)景下中國(guó)的光伏行業(yè)發(fā)展進(jìn)行回顧與展望。

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)起步較晚但發(fā)展迅速，相較于初期主要依靠政策補(bǔ)助支持，現(xiàn)階段正逐步趨于市場(chǎng)化，對(duì)政策的依賴(lài)度不斷降低。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，光伏行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局趨于穩(wěn)定，且呈現(xiàn)金字塔分布。光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游市場(chǎng)集中度較高，毛利率高，僅有少數(shù)企業(yè)經(jīng)營(yíng)。行業(yè)中游和下游，市場(chǎng)集中度相對(duì)較弱，百花齊放。

由于光電轉(zhuǎn)換效率提升、行業(yè)趨于市場(chǎng)化、人工智能等技術(shù)的推廣運(yùn)用，在碳中和遠(yuǎn)景下，中國(guó)光伏行業(yè)將會(huì)主要呈現(xiàn)光伏平價(jià)化、大尺寸單晶硅片、分布式電站、應(yīng)用多元化智能化等發(fā)展趨勢(shì)。硅是光伏配件的主要原料，而中國(guó)是世界上硅礦產(chǎn)資源最豐富的國(guó)家。中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)具有很大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的市場(chǎng)需求。在面對(duì)發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，我們也應(yīng)當(dāng)考慮未來(lái)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，如技術(shù)革新快、資本投資存在擴(kuò)張過(guò)度、能源轉(zhuǎn)換爭(zhēng)議、產(chǎn)業(yè)成本控制等問(wèn)題。因此，我們應(yīng)當(dāng)加大自身研發(fā)創(chuàng)新力度，加強(qiáng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局，提高資源利用效率以節(jié)約成本，不斷適應(yīng)新形勢(shì)下中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要。