10年的时间,中国光伏从新兴产业逐渐发展到全球领先。在未来更长时间内的“双碳”战略中,光伏逐渐发挥着更加重要的作用。
一个国家的工业崛起,离不开民族制造的创世故事。它是由一群人,一整条产业链,乃至整个国家的工业体系,相互接力,拾级而上,从而逐渐形成一个国家的顶级工业文化。
当前的中国制造,经历几十年筚路蓝缕,数以千万产业人的栉风沐雨艰苦奋斗,正在迎来群体性崛起。在这群奋力爬坡的制造身影中,中国光伏产业几经跌宕,在巨石绝壁上顽强生长,终于穿越产业周期迷雾,成长为世界产业一级,生动谱写了中国制造的创世样本。
中国光伏产业萌芽于上世纪,开启于世纪之交。
上世纪六十年代后期,为协助人造卫星上天,中国开始进行光伏电池研制。1968年,由王占国率领的中科院半导体所306组团队完成太阳能电池的批量生产。这些电池后来被应用到第二颗人造卫星“实践一号”上,这颗采用光伏电池片的卫星最终在轨运行了8年。
此后,中国光伏开始从“上天”到“落地”,一些国有光伏电池厂陆续设立。1983年,我国首个10kW民用光伏电站在甘肃榆中建成,经历几十年风霜雨雪、四季更迭,这座采用单晶组件的光伏电站如今依然保有7kW左右的功率,堪称中国光伏产业的活化石。
时间很快来到了世纪之交。此时,国际清洁能源产业发展方兴未艾。1997年,《京都议定书》在183个国家获得通过。以德国为代表的欧洲国家在此后几年陆续颁布了各自版本的《可再生能源法》,对光伏产业进行补贴,欧洲由此成为光伏行业的主战场。
中国首批展露头角的光伏企业也在此前后陆续诞生。这些光伏创业先驱嗅觉敏锐,怀抱产业报国的梦想,在《京都议定书》颁布后搭上中国加入WTO的快车,凭借低廉高效的人工,挤入了世界光伏产业链。
2004年,全球光伏产业迎来全面爆发,中国光伏企业也步入第一个高光时刻。这一时期在海外斩获大量订单的光伏企业纷纷赴美上市,造就了一批中概股新富。
然而,世纪前十年的中国光伏产业,犹如一个腰部纤细的哑铃。市场和原料两头在外,没有上下游支撑,留在国内的,只有脆弱且缺乏定价权的制造加工环节。
很快,这种坐拥财富而无力自保的局面很快迎来了国际期货炒家的觊觎。他们聚集资金,伸长杠杆,从隐蔽之处呼啸而来。国际炒家瞄准上游多晶硅原料,短短几年间将多晶硅原料价格从40美元/公斤抬升到500美元/公斤。此举不仅抽干了作为中间制造商的中国光伏企业利润,还迫使中国公司无奈高价签订长协,从而锁住这些企业日后辗转腾挪的元气。
2008年,全球性的金融危机爆发。欧洲财政吃紧,无力支撑补贴,国际市场需求急剧疲软。这使得多晶硅价格短时间内暴跌至40美元/公斤的地板线,被长协锁定的中国光伏公司两头受挫,出现了大批倒闭潮。
资本赌约、国际炒家和周期魔咒,使得中国光伏第一代明星企业陆续谢幕。整个2009年,中国光伏企业倒闭超过300家,堪称中国光伏的至暗时刻。但凡是不能杀死你的,终将会使你更加强大。在至暗中存留的中国光伏火种,迎来了本世纪的第二个十年。而此时,站在他们背后的,是一个全新的产业协同体制。
在接下来的时间里,尤其是党的十八大以来,中国光伏在政策上前瞻布置,在技术上持续进化,在产业上国民共进,在市场上内外兼顾。及至今日,长河激流,巨浪澎湃,中国光伏产业在面对各种阻遏时,不仅能从容应对,还牢牢把控着从上至下的国际工业话语权,成为中国制造一张锃亮的名片。在双碳战略持续推进的当下,也肩负起为人类共创美好地球的伟大使命。
政策支撑:穿越周期迷雾
新时代以来,中国光伏产业以每年一个量级大跨步前进,牢牢把握着发展的主动权。
2012年末,我国光伏发电总装机容量仅为6.5GW,约占当时全球光伏发电装机总量的6.5%。而欧洲此时光伏发电装机容量已占到全球总容量的80%,其中,德国占全球光伏发电装机容量的三分之一,为当时世界第一。
十年之后,沧海桑田。根据国际可再生能源机构数据显示,截至2021年底,全球累计光伏装机容量达到843GW,其中我国光伏累计装机容量306GW,占比高达36%。回首过去,中国光伏发电装机容量增速已连续9年保持世界第一,累计装机规模已连续7年稳居世界第一。
今年前三季度,国内光伏新增装机量52.60GW,预期2022年全年国内装机有望突破88GW,继续在规模增长上领先全球。
2012年,美国和欧盟发动“双反”调查,认定中国光伏存在倾销行为,对中国光伏产品征收高达254%的双反税。这一次,中国不再隐忍,一方面针锋相对,也宣布对欧美光伏产业链公司进行反倾销和反补贴调查;另一方面,利用标杆电价作为杠杆,刺激国内市场成长。
2013年7月,国务院发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》,从价格、财政补贴、税收、项目管理和并网管理等多个层次提出了促进光伏产业健康发展的各项举措。
此后几年间,根据市场发展进度,标杆电价政策(以及由此衍生的配套政策)在促进发展和避免过热之间几度踩点调整。规模化的增长,让光伏造价成本大幅度下降。如今,中国光伏电站项目单位造价成本已降至约4.2元/瓦,十年间造价成本下降了超过70%。
成本大幅度下降,为光伏平价上网创造了充分的条件。到2021年,除户用分布式光伏尚有部分补贴外,新备案的集中式光伏、工商业分布式光伏全部实行平价上网。至此,中国光伏已走出补贴温室,打破周期壁垒,具备了与各种电源在性价比上独自竞争抗衡的能力。
技术进化:一场能源维新运动
摩尔定律来自半导体行业,但其实在绿色能源领域,照样有着相似的轨迹。随着硅片效率的提升,与之传导的各环节成本也大幅下降。实际上,晶硅电池片在20%转换效率的基础之上,每提高一个百分点的转换效率,可以为下游电站节约5%以上的成本。所以即使微小的效率提升放大到终端电站都意义重大。
过去十年间,中国光伏产业历经了几代技术革新。
由于涉及光电转换效率,电池片是光伏产业的核心环节。市场早期,硅基电池主要技术路线是BSF(铝背场电池)。它是光伏产业长时期的王者,提出时间很早,在本世纪前二十年里的大多数时刻,是市场应用的主流。
PERC电池由BSF衍生而来,同属于P型电池,但它的光电转换效率更高。为把握技术潮流,抢占市场先手,2012年,国家863光伏专项计划启动,正式吹响了我国PERC电池产业化的号角。2016年,由国家能源局实施的“光伏领跑者计划”又全面开启了国内PERC电池产业化量产。
这个阶段,在国内众多科研机构和厂家的联合努力下,PERC电池光电转换效率开始突破20%的关口,并一路攀升,一路打破世界纪录,向着24.5%的极限转换率迈进。
2019年,PERC路线电池在市场占有率上正式超过BSF技术电池,成为市场当之无愧的主流。到2021年时,根据中国光伏产业协会数据,PERC电池市场占比已高达91.2%。
随着PERC技术逼近转换效率的理论极限,各龙头企业开始竞相攻坚下一代光伏技术。目前,光伏行业正在推进的主流技术有:TOPCon、HJT和IBC三种。TOPCon、HJT属于N型电池,IBC则是P型和N型兼有。(注:P型光伏电池是硅料中掺杂硼元素,N型光伏电池是在硅料中掺杂磷元素。)
下一代技术由哪种技术路线主导还处于争论与博弈之中,但技术突破已取得重大成果。近日,隆基绿能宣布其自主研发的HJT电池转换效率达到26.81%。这是继2017年日本公司创造单结晶硅电池效率纪录26.7%以来,时隔五年诞生的最新世界纪录。
此外,被称为新概念太阳能电池的钙钛矿电池也横空出世。作为产业基石的太阳能电池技术的不断进化,正推动着新型能源革命的巨潮滚滚向前。
国民共进:打造新型协同机制
中国光伏历经二十年沉浮发展至今,作为一个产业,堪称是国民共进的典范。
2012年前,国内参与光伏电站开发运营的企业主要以国企为主,之后国家能源局启动的两批特许权招标也均由国企中标。
在2013年标杆电价系列政策出台后,大批民营企业开始迅速进入赛道,市场活跃非凡。但由于光伏电站开发运营属于资金密集型产业,规模快速扩张需要大规模资金支持,且由于光伏补贴周期较长,部分民营企业纷纷出售所持有的电站资产。这一出售潮在2018年“531”新政之后愈发明显,而接盘方多为实力雄厚的央企或地方国企。
不过,在2020年中国“双碳”目标提出后,光伏电站的开发运营再次火热起来,此前一些主营业务并不包含光伏发电的上市公司也纷纷投入大量资金进入光伏发电领域。截至2021年底,中国光伏电站开发运营商装机容量突破1GW的企业有27家。其中,国企18家,民企9家,这也较为直观的反映了当前市场的格局。
光伏发电由国企主导或兜底,而在制造领域,中国民营光伏企业已成长为在全球范围具有强大话语权的集团军。
在多晶硅领域,2020年,全球前十榜单中,中国企业占据7席,约占全球产量的80%。根据《2024年多晶硅市场展望》作者约翰·伯恩鲁特预计,未来几年,中国在全球太阳能硅产量中所占的份额将升至90%。
而在组件出货量方面,2021年中国企业在全球前十中入围8家,且包揽前六。国外入围前十的,仅有韩华和FIRSTSOLAR两家公司。
在逆变器领域,2021年中国企业在前十中占据6席,并且包揽前四。而在十余年前,尚无一家中国公司跻身前十。如今排名第五的德国SMA,当时更是以一骑绝尘的姿态持续统治着全球逆变器市场。
电池片领域同样如此,PVInfolink数据库显示,2021年,中国厂家包揽了前五名。
内外兼顾:向内生长与拥抱世界
中国光伏产业早期,原料和市场两头在外,留在国内的只有缺乏定价权的薄弱制造环节。
时移世易,新时代十年来,中国光伏对内已全面激活需求,昂首迈入平价时代;对外,则把握住光伏制造的所有核心环节。并通过海外建厂,在靠近市场的同时,也在规避贸易战的风险。
国内市场方面,2021年,全国新增光伏并网装机容量54.88GW,同比上升13.9%。累计光伏并网装机容量达到308GW,新增和累计装机容量均为全球第一。全年光伏发电量为3259亿千瓦时,同比增长25.1%,约占全国全年总发电量的4.0%。
今年前三季度,2022年前三季度,全国光伏新增装机5260万千瓦,其中,光伏电站1727万千瓦、分布式光伏3533万千瓦。全国光伏发电量3286亿千瓦时,同比增长32.2%,在全国总发电量中占比已超过5%。
如今,光伏和风电一起,在全国发电量占比中接近14%,已从边缘性的新能源,成长为新型能源体系中的主流电源。
中国光伏协会统计显示,2021年我国光伏制造端(多晶硅、硅片、电池片、组件四环节)产值突破7500亿元。在海外市场方面,光伏产品(硅片、电池片、组件)出口额超过280亿美元。根据工信部数据,2022年上半年,我国光伏产品出口总额约259亿美元,同比增长113.1%,再创历史新高。
在保持旺盛出口态势的同时,中国光伏企业也积极走出去。从“双反”之初,便有不少光伏企业未雨绸缪,积极在海外建厂,到2015年时,
不少头部光伏制造企业已完成在东南亚等地的建厂布局。
除了建厂,中国光伏开发商也在海外积极探索。不仅是欧美日等传统市场,“一带一路”倡议沿线国家也是中国光伏企业项目开发的重点。根据绿色和平组织发布的《绿色基础设施海外投资》报告预测,到2030年时,我国参与的“一带一路”倡议沿线国家风电、光伏发电项目潜力合计最高达到706.24GW。这等于在海外再造了几个超级市场。
向内生长与拥抱世界,中国光伏在波澜壮阔的时代中,写下了浓墨重彩的一笔。下一个十年,更加浩荡的画卷正徐徐展开。