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光伏产业:点亮中国能源经济的希望

`清洁能源网   2011 年 06 月 22 日 15:14   来源:《新能源》杂志

  

  一、光伏产业:新能源利用的最新发展方向

  从人类能源的进步来看,我们经历了大概三个阶段:第一个是火,第二个是煤炭,第三是石油。能源技术的每一个进步都引起社会生产力的极大提高和人民生活水平的极大改善。生产力的每一次飞跃,人类文明的每一次进步,都是能源起的作用,能源是社会发展最重要的物质基础。自从工业革命以来,人类对能源的需求日渐庞大。时间迈入21世纪,人类在300年工业文明的进程中创造了巨大的财富奇迹。然而,工业文明依赖地球上一次性化石能源消耗而前行的步伐已随着化石能源危机的到来而面临着缓慢发展甚至是停滞的威胁。能源,这给予现代文明血液活力和生命动能的什物,亦正威胁着人类未来的演化。有数据表明,煤、石油和天然气的开采压力不断增加,将致使这些能源在未来数百年内消耗殆尽。因此,寻找新式能源成为了人类的共同课题。

  面临能源危机,人类会找到出路吗?人类正在寻找的新能源中,最理想的是太阳能,太阳能是真正取之不尽用之不竭的能源。太阳是永恒的吗?太阳能作为一种古老的能源,早在人类出现之前,即已存在。“晒太阳”可能是人类对太阳能最早、最原始的利用方式。或许,从远古时代开始,“晒太阳”的人类就一直满怀希望和梦想仰望星空,向着太阳遐想:古希腊诞生了阿波罗太阳神的传说,中国也遐想出夸父逐日的神话。自古至今,人类可以利用的所有能源(除核能之外),绝大多数都是由太阳能转化来的。这也是世界各地民族的祖先都崇拜太阳的根本原因。

  随着科技的日益发展,太阳能――这一既古老又新颖的能源成为了新的焦点。全球正处在第三次能源变革时期,可再生能源和新能源的发展迅猛,已在世界能源格局当中居于重要地位,并有超越油气等传统化石能源的趋势。其中,太阳能以其绿色、低碳、安全等特性备受各国关注。美国科学家特拉维斯·布拉德福德(Travis Bradford)曾在其创作的《太阳革命》一书中预言,太阳能将在未来20年内成为功效最佳、价格最低廉的替代能源,其价格将在10年内下降一半,20年内下降75%。太阳能是人类拥有的最丰富的可再生能源,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。对太阳能的利用主要包括两个方面:一是太阳能发电,通过转换装置把太阳辐射能转换成电能加以利用,由于通常是利用硅材料的光伏效应原理进行光电转换,所以又称为太阳能光伏发电;二是太阳能热利用,通过转换装置把太阳辐射能转换为热能加以利用,再利用热能进行发电的称为太阳能热发电。在太阳能的有效利用当中,大阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为光伏产业,包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。国际上普遍认为,在长期的能源战略中,太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。

  在全球发展低碳、绿色经济的时代背景下,具有无污染、可持续、能源总量大等优点的太阳能光伏产业已逐渐登上世界能源舞台。尤其是近几年来,随着太阳能发电技术的日新月异,各种太阳能光伏产品犹如雨后春笋般冒出:从太阳能路灯到太阳能并网发电,从MP3播放器到太阳能汽车……太阳能光伏发电时代已经向我们走来。当前,光伏发电正从补充能源向替代能源过渡。光伏三种技术各有优势市场:晶硅技术已实现规模应用,技术比较成熟,市场认可度高,在未来可见的五年内将仍占主导地位,享有75%以上市场份额。薄膜电池因透光性较好,在建筑一体化应用方面,还可以运用于制作各类小型太阳能应用产品。聚光技术拥有较高的理论转换效率,为光伏发电提供了长期发展的想象空间,是未来大型光伏电站的重要发展方向。伴随着技术的不断进步,光伏发电的成本大幅度下降。德国预测2017年光伏发电成本与常规发电成本相交,之后会比常规发电成本还低,美国则预测2015年前后光伏发电成本与常规发电成本相交。根据世界能源组织对未来光伏发电发展趋势的统计与预测,2000年,光伏发电大概占总发电量的万分之几;2010年,光伏发电大概占总发电量的千分之几;到2020年,光伏发电大概占总发电量的1%;到2030年,光伏发电大概占总发电量的9%左右;到了2040年,光伏发电大概会占总发电量的20%以上;到21世纪末,光伏发电所占比率将更高,预计会突破60%。近年来频频出现的常规能源危机成为制约国际社会经济发展的瓶颈,光伏产业作为绿色、环保的新能源产业,在全球范围风起云涌,越来越成为当今世界蓬勃发展的朝阳产业。阳光是光伏产业的依靠,也预示着光伏产业的未来。

  二、中国光伏产业窘境:两头在外挣小钱

  过去10年来,中国在太阳能产业发展上取得令世人瞩目的成就。太阳能热利用形成产业的是太阳能热水器,这是中国发展最早和规模较大的一个可再生能源产业,现在我们国家太阳能热水器保有量有1.25亿平方米,这个数量占全世界总量的70%左右。从数字来讲,中国是世界上太阳能热水器应用规模最大的一个国家。

  在光伏产业方面,中国也已经形成了较好的基础:一是蕴藏着大量的石英硅矿,主要分布在福建、江西、浙江、云南、贵州、四川、河南、山东、内蒙古、黑龙江、新疆等地,发展结晶硅光伏产业具有得天独厚的优势。二是太阳能电池是中国少有的与欧美国家处于同一起跑线上的行业。2007年是中国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能产业的长期利好,整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮。2007年中国太阳能电池产量为1.2千兆瓦,占全球总产量的28.1%,超过欧洲和日本,位居全球第一。自2007年起至今保持全球第一大光伏电池生产国的地位。全球排名前15名的太阳能电池厂商中,大陆有4家,台湾有1家,涌现出无锡尚德、江西赛维等全球十大光伏电池生产企业。近几年来,中国光伏产业经历了爆发式增长,已基本形成了涵盖多晶硅材料、铸锭、拉单晶、电池片、封装、平衡部件、系统集成、光伏应用产品和专用设备制造的较完整产业链。当今光伏产业是典型的规模经济型产业,企业规模速度制胜已不是秘密,但是,在这新一轮复苏的一年半时间里,中国光伏企业再次爆发出惊人的制造能力:一方面,以英利、保利协鑫、赛维LDK等为代表的光伏企业,加快脚步完善自身垂直一体化产业链,特别是扩大其硅料业务的产能;以尚德、天合、阿特斯、晶澳等为代表的光伏企业基本上都在计划将自身光伏电池和组件的产能提升到更高一个层面,纷纷进入GW时代;另外一方面,一些新进企业以及国有企业也大踏步投资进驻,动辄几十亿的投资架势丝毫不弱于现有光伏大鳄们,国内光伏行业又迎来一轮投资热潮,产能扩张竞争日趋激烈。

  不过,虽然中国已成为光伏产业的制造大国,但国内光伏应用市场的发展却迟迟未得到显著推进,每年大约95%的光伏组件都出口到国外。中国却至今未能摆脱“世界工厂”的命运,由于核心制造技术与消费市场的缺乏,光伏产业仍然靠简单加工组装来赚取微薄的利润。2010年全球光伏市场安装量约1.5万MW,其中来自中国的光伏组件产品占到45%以上。按照从硅料(多晶硅材料)到太阳能电池的产业划分,太阳能光伏发电的产业结构呈现上游小、下游大的金字塔结构。而在利润分配上,则是上游占大头,高纯度硅料价格约占太阳能电池成本的70%以上。尽管下游的太阳能电池板是一种清洁能源,但上游工业硅提纯高纯度多晶硅却是一个高耗电、高污染的过程。在产业链中处于高端的多晶硅材料生产工艺中,由于核心技术工艺没有完全掌握,尾气中还原回收再利用工艺尚未实现,还未真正打通整个工艺流程实现多晶硅生产闭路循环,这在一定程度上给环保带来了挑战。

  在全球光伏产业链中,太阳能光伏的产业结构呈现明显的金字塔形,最上游的是高纯度硅料生产,技术含量最高,利润最大,价格约占太阳能电池成本的70%以上;其次才是电池片、电池组件等环节,越往下游技术要求越低,利润越薄。由于中国光伏产业发展历史短、基础研究工作薄弱,目前中国光伏技术总体水平仍然不高,太阳能电池及组件的效率和质量水平仍然普遍低于世界先进水平,在新型高效的太阳能电池和高纯硅生产技术的研究开发方面也落后于欧美日发达国家,许多装备主要依赖国外引进。因此,目前中国太阳能光伏产业仍主要依靠市场驱动而非技术驱动,缺乏强大的内在竞争力。针对中国的光伏产业,国内外存在着两种截然相反的论调。一些国内专家认为,“中国的太阳能企业其实在给外国人打工”;而在太阳能发电发展最为迅速的德国竟有人惊呼:“政府补贴的钱都进了中国企业的腰包。”这两种看似矛盾的说法都反映了中国光伏产业最大的一个困境:“两头在外”,中国仍处全球光伏产业价值链中端。当前中国光伏产业结构存在三大问题:一是,产品结构不合理。高端原料、装备测试仪器设备制造企业规模、数量小,多晶硅仍有50%左右、银浆100%、装备20%等需要进口,绝大多数测试设备仪器依赖进口;低端太阳能电池片和组件产能占全世界的60%,95%的产品需要出口。 二是,市场结构不合理。中国是世界光伏产业大国,但国内消费不到10%,国内光伏发电的总装机量仅占全球装机总量的1%,产品严重依赖出口。三是,技术结构不合理。中国最具优势的是电池片和组件技术,以及其他新兴电池的开发上,但装备技术和原材料技术并没有真正掌握,基本上都是控制在发达国家手中;中国是光伏制造大国,而不是制造强国,目前赚的只是加工费。“两头在外”是中国光伏产业最致命的弱点之一。

  2011年伊始,中国光伏产业在“产能过剩”的指责声中蹒跚起步,据对国内几家大型光伏企业的了解,虽然新年以来出口订单满满,但利润却越来越薄。2011年3月17日,中国光伏产业联盟(CPIA)和国际半导体设备材料产业协会(SEMI)发布的《2011中国光伏产业发展报告》还显示,中国大陆晶体硅电池的制造产能在2011年还将从21GW进一步扩大至30GW。 但与如此扩张速度不相匹配的是,尽管目前多晶硅生产装备国产化率已达到70%,高端生产设备和基础材料仍基本依靠进口。从原料金属硅到具有实用价值的太阳能发电系统,光伏产业大致由四个环节构成,环节中产品和利益的流动,组成了整条产业链,而在太阳能发电的产业链中,中国恰恰缺失了开头的提纯技术和收尾的市场普及这最关键的两个大头。中国光伏产业原料与市场“两头在外”的被动发展局面,在金融危机之后变得更加严峻。2011年中国国内光伏市场安装量有望达到500MW,但生产量却有望增至1.2MW。 根据近期海关总署的数据显示,中国2011年1月份进口多晶硅5521吨,较2010年同期增长74.8%。这个数据比2010年每月进口的平均水平多出40%。技术落后、内需市场不足,是制约中国太阳能光伏产业发展的两大瓶颈。

  三、中国光伏产业的角色变迁:从世界工厂到世界市场

  从价格飙升、游资疯涌、项目“遍地开花”到订单锐减、资金链断裂、企业大量倒闭,短短半年时间,中国太阳能光伏产业经历了“过山车”式的心惊肉跳。金融危机发生以来,光伏产业这一孕育梦想、财富与希望的“朝阳行业”被残酷地甩入深渊。光伏产业的暴利时代无情地拂袖而去,折戟沉沙后留下的是痛苦的反思和冷静的审视。过度依赖美国市场是一种幻想,中国光伏产业主要依赖海外市场的风险已暴露无疑。而国内市场对光伏产业的需求已是如饥似渴。因此,所谓“中国太阳能产能过剩”,主要是指光伏发电相关的晶硅电池的产品的相对过剩,不是整个光伏产业的绝对的过剩。国务院对于行业警示的积极作用就在于,必须调整我国的光伏产品占主流的晶硅电池,发展非晶硅薄膜电池;必须调整产品主要依靠外销的局面,要加大开发国内市场。

  经历了2008年底的金融海啸,让政府看到了中国光伏企业对外国市场的严重依赖性,以及海外市场的不确定性对中国光伏企业的影响。2009年中国政府迈出了发展中国光伏国内市场的重要一步。2009年3月,财政部会同住房和城乡建设部推出了促进BIPV和光伏屋顶应用的国家光伏补贴计划,该计划被视为中国光伏市场的转折点。2009年7月,财政部会同科技部和国家能源局发布了第二个国家光伏补贴计划,即“金太阳示范工程”。当年批准了201MW的项目(2010年取消了其中中标后未能实施的54MW)。2009年底,国家能源局举行了甘肃敦煌10MW并网光伏发电项目的特许权招标,最终中广核能源开发有限责任公司、江苏百世德太阳能高科技有限公司和比利时Enfinity公司组建的联合体以1.0928元/度的价格竞标成功。2010年开始,由财政部、科技部、住建部、国家能源局联合发布文件,对“金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程”的有关政策进行了大幅调整,涉及设备招标、项目调整、补贴标准、项目并网等多个关键环节。2010年新增了272MW的项目。此外,宣布在全国建立13个光伏发电集中应用示范园区,以此为依托推动中国光伏产业的的应用。并公开表示力争2012年以后每年国内应用规模不低于1000MW。2010年8月,国家能源局举行了280MW并网光伏发电项目特许权招标,最终中标价格分布在0.7288元/度至0.9907元/度之间,远低于业内预期。中国政府的一系列光伏激励政策促进了中国光伏市场的快速增长。2010年,中国光伏电池产量达到8000兆瓦,约占全球总产量一半,居世界首位;光伏发电市场装机量预计达380兆瓦,占全球总装机的3%。

  在光伏行业苦熬“寒冬”之时,全球最大的多晶硅片生产商--江西赛维LDK所在地新余市宣布,2010年光伏产业实现了逆势上扬,全行业实现主营业务收入128.7亿元,同比增长212.5%。新余市委书记汪德和表示,取得这一成绩至少有两点启示:一是赛维LDK的“航母”作用显现,其产业链条已由中游向上游延伸,产业链条完整且资金、技术实力雄厚的大企业能更好地参与国际竞争,抵御市场风险;二是新余市光伏产业已形成“硅料--硅片--配辅料--电池片--电池组件--应用产品”较为完整的链式体系,抗风险能力大大增强。可见,虽然光伏企业短期内利润会下降,但长期来看,全球光伏能源与清洁能源的发展会越来越强劲。也就是说,光伏作为新兴产业,利润有所浮动也是正常的,尤其是现在全球光伏能源的利用率仍旧很低,而光伏能源的发展壮大又是大势所趋,所以我们对未来还是要保持乐观态度。

  “十二五”期间将是中国新能源产业从起步阶段步入大规模发展的关键转折时期。2011年是“十二五”开局之年。2011年1月,全国能源工作会议首次将光伏产业定位为中国先进的装备制造产业和新兴能源支柱产业。在2011年全国两会上,温家宝总理在政府工作报告中表示,到2020年,中国的清洁能源在能源总量中的占比应达15%,比现在要增加近一倍。借助这股东风,阳光照耀下的太阳能光伏发电板和整个产业一样前景一片光明。在全球发展低碳经济、提倡节能减排的背景下,光电等可再生能源产业将成为“十二五”期间转变发展方式的重要力量。光伏产业,对中国无疑具有重要的意义。“十二五”规划建议中也着重提出,培育发展战略性新兴产业,积极有序发展包括节能环保、新能源等在内的一批新兴产业。国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也明确提出,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。“十二五”时期,中国转变经济发展方式、调整能源结构的趋势,为光伏产业的发展带来了利好消息。

  改变对煤炭资源的过度依赖,更多地发展太阳能、水电和核能,将成为未来中国能源结构变革的方向。其中,光伏产业的利润空间较大。受政策的推动,在政府的一些招标项目及边远地区,光伏应用市场正显示出诱人的商机。预计2011年中国国内光伏组件安装市场有望实现翻番。目前,这些增长的市场需求主要来自华能、国电等五大发电集团。同时,国家对新疆、西藏等边疆省区的援助项目,也带动了国内光伏市场的壮大。“十二五”是中国能源发展的关键时期,在15%的约束目标和战略性新兴产业政策的激励下,中国光伏市场前景广阔。《“十二五”能源规划》提出,国家将在“十二五”期间建设100座新能源示范城市,在大多数新能源示范城市里,光伏发电都是一个重要的新能源利用方式。并进一步建设并网光伏发电站,在中西部等太阳能资源丰富的地区发展微电网示范区,通过多种手段推动光伏发电在国内的应用。当然,“十二五”期间的光伏产业发展不应只依靠政策扶持,还要积极建立适应新能源并网的电力系统和运营管理模式,“十二五”期间,我们要积极探索一些改革和试验,如允许用户自由选择周边的用户,进行电力交易,同时在太阳能和风能丰富但经济欠发达地区,率先建立一些新能源应用示范区域,通过智能化的电网、电器、电力系统更好地协调运行。

  一直以来中国的光伏产业市场主要在海外,启动国内市场需求将是中国光伏企业发展的重要里程。2010~2016年这个期间内,全球不同的范围内逐步实现“平价上网”,包括中国的很多地区,在今后的若干年内也会实现所谓的“平价上网”,加上能源需求和配置需要,第二次爆发式成长可以说在即。到时候企业的全球分工可能也会更加的明显。现在看中国和欧洲企业的结构形式一共有三种。第一种企业只做光伏组建;第二种企业既做电池又做组建,第三种企业做硅片又做电池又做组件。中国和欧洲的企业在市场的博弈中,怎样分工是一个非常重要的因素,并且任何经济结构的变迁都可能颠覆整个光伏市场。中国所有的光伏企业都应该做好充足的准备。今后5年,光伏产业在亚洲的发展速度将和欧美市场持平甚至超过欧美市场。未来10年,亚洲将成为世界最大的光伏市场,而中国作为亚洲最大市场,很可能是世界光伏产品最大的消费国。

  (作者为天津市知名青年学者(青年经济学家),产业经济城市经济和城市金融问题专家,天津市政府决策咨询专家库专家)

  

> 关键词:光伏  能源  希望    




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