策划Special Topic文|向 磊光伏产业,是一种利用太阳能电池直接把光能转换为电能的环保型新能源产业。
由于从太阳光能转换成电能的光电转换装置,是利用半导体器件的“光生伏打效应”原理进行光电转换的,因此把与太阳能发电系统构成链条关系的产业称为光伏产业。
光生伏打效应,指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。
它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次,是形成电压过程;最后有了电压,就像筑高了的大坝,如果两者之间连通,就会形成电流回路。
能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓(GaAs)等。
全球光伏产业发展现状进入21世纪,在全球化石能源越来越接近枯竭的严峻形势和污染日趋严重、气候日益变暖的生态环境形势的压力下,在太阳能光伏发电技术不断进步的促进下,以及在世界相关国家法规政策的强力推动下,世界光伏产业进入了快速发展时期。
2003年以来,全球经济进入了一个繁荣的黄金时期,能源价格暴涨,原油价格5年内最高涨到接近2003年价格水平的5倍。
欧洲各国实施了对太阳能发电的补贴政策,太阳能光伏产业在这几年间得到迅猛发展。
据欧洲光伏工业协会数据,2007年全球累计装机容量达到9100MWp,2008年达到14721MWp,2000~2008 年间,累计装机容量增长了近10倍,年复合增长率达到33.9%。
1.晶体硅太阳能电池为市场主角从目前市场上所使用的半导体材料来看,目前主要有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池、非晶(微晶)硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、燃料敏化纳米晶薄膜太阳能电池。
III-V族化合物及CIGS等由稀有元素制作的太阳能电池材料。
尽管它们制成的太阳能电池转换效率很高,但从材料来源看,这类太阳能电池的大规模发展将受到制约。
另外,有机染料敏化纳米晶太阳能电池的研究刚刚起步,技术不是很成熟,转换效率还比较低,还处于探索阶段,短时间内不可能替代晶体硅太阳能电池。
因此,从转换效率和材料的来源角度讲,今后短期内发展的重点仍是晶体硅太阳能电池,如图1所示。
2007年晶体硅太阳能电池的市场份额达87.4%。
2.欧洲市场是主要市场根据欧洲光伏产业协会(EPIA)的《光伏研究报告:2009年光伏市场回顾》报告,2009年全球光伏组件销售总额达到372亿美元,新增装机容量达到7.3GW。
德国的累计装机总量占全球总量的近50%。
2009年全球的光伏组件销售总额达到372亿美元。
欧洲仍然是主要的应用市场,占全球新增装机容量的70%以上。
2009年全球光伏装机容量见图2。
在制造方面,生产的光伏电池瓦数要比新增装机容量高40%。
目前中国制造占据了光伏产能的主导地位,2009年度共计制造了全球32%的电池。
中国大陆和台湾地区共计占据全球供应总量的45%。
欧洲的生产量要比日本高50%左右。
在近3年期间,太阳能电池生产的全球布局出现了完全颠覆。
3.中国光伏产能在全球排名第一与中国装机容量形成鲜明对比的全球光伏产业发展现状及趋势232010 August世界有色金属策划Special Topic是,中国光伏产业产能自2007年以来一直占据世界第一位,确切地说是晶体硅太阳电池产能占据第一。
据欧洲光伏工业协会(EPIA)统计,2009年中国大陆和台湾地区的合计晶体硅太阳电池及电池片产能超过全球产能的50%,占据主导地位;而薄膜电池由欧洲领先,占全球产能的30%,具体见下图3。
中国光伏产业的现状是:两端在外,即生产太阳能电池所用的绝大部分硅原料都从外国进口,而生产出来的产品,绝大部分都出口到外国。
这可以从根据2007年光伏电池产量和光伏市场数据制作的对照图(图4)可以看出。
中国政府也意识到了光伏产业的问题以及发展新能源的重要性,财政部从2009 年3月底开始发布了一系扶持光伏产业发展的文件,其中3月30 号的《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》规定了对太阳能光电建筑补贴的各种条款,这预示着中国光伏产业将开始有政策扶持,中国也有望成为光伏行业发展的领头国家之一。
4.受政策影响较大光伏产业在2009年金融危机后仍然保持近15%的市场增长率,被誉为带领未来经济增长的领头羊。
2009年德国占据全球一半以上的装机容量,主要原因是出于对上网电价在2010 年可能降低的担心,投资者急于在此之前完成电站的安装。
各国对光伏产业的补贴政策主要分为两类:一类是对安装光伏系统直接进行补贴,如日本;另一类是对光伏发电的上网电价进行设定,如德国、西班牙等国。
而美国加利福尼亚州,则是将两种政策混合执行。
上表列出了各国政策情况。
全球光伏产业发展趋势分析根据目前全球光伏产业已有及在建产能、市场情况及政策因素影响,今后全球光伏产业发展趋势可以确定以下两点。
1.美国很有可能成为第二个“德国市场”即使在金融危机影响下的2009年,美国太阳能市场规模同比增长37%,继续呈现出稳步增长的态势。
这主要与美国联邦政府以及各州政府近年来对光伏产业的大力扶持密不可分。
首先,在小布什时代,已批准的八年退税优惠政策为美国的光伏产业发展开了个好头;另外,奥巴马政府一上任便颁布了可再生能源计划,政府大力支持新能源产业的倾向可见一斑;再次,和欧洲市场相比较,由于发达的市场竞争机制,美国市场拥有太阳能电池组件价格低廉的优势。
另外,对比奥巴马新政和美国在历史上所谓的“罗斯福新政”,双方都处在金融危机大萧条的背景下,罗斯福以基础设施建设为龙头,最终重振美国经济,特别是二战以后的50 年代初到60 年代,美国开始兴建覆盖全国的高速公路网络,平均每年建成3000公里高速公路,以此拉动经济走出困境。
而今天,光伏产业犹如当年的新经济增长点,2009年也证明了光伏产业是带领全球经济走出困境的领头羊,更何况美国在光伏装机市场一直远远低于欧洲和日本等地区。
因此,有理由相信,美国很有可能成为第二个“德国市场”。
2.薄膜电池产能将与晶体硅太阳能电池保持近似1:3的比例增长虽然目前晶体硅产能份额超过75%,但随着各国装机规划的完成、传统能源的价格下调以及风能的装机容量快速发展,对于晶体硅太阳能电池成本降低以及对低于20%的转换效率提出了更高要求,面对目前采用西门子法带来的电耗等成本一直占据电池成本的56%,且很难继续降低,这就给了薄膜电池更大的发展空间,但薄膜电池至今转换效率不超过10%以及出现的衰减问题也一直不能给投资者以信心。
因此,两者将保持目前比例发展。
世国家政策情况德国受益于稳健的政策激励模式。
不涉及财政支出,合理补贴电价下调幅度(2009 年和2010 年为8%、2010 年后为9%)。
因此,需求仍将保持30%左右的平稳增长,2010 年可突破2GW。
西班牙扶持方案不够合理。
2009 年预计需求从1000MW 下降到500MW,给全行业带来了恐慌,但西班牙优良的光伏发展条件远优于其他国家。
伴随西班牙平价上网预期未变,业界期待扶持方案更合理稳健。
美国各州的光伏激励政策纷纷启动,即使没有延长光伏投资税收抵减也有望保持30%以上的年均增速;业界更期待抵税政策获得延长,若成功通过,预期可能出现100%以上的脉冲式增长,各州的需求崛起可能远超预期。
日本是最早扶持光伏产业的国家,为期10 年的光伏补贴政策已到期结束;最近重新制定了238 亿日元的补贴政策,目标是2020 年总装机量为目前的10 倍,达到19GW,以2008年新增仅270MW的装机量估计,未来12 年内新增装机17GW 以上,对应年复合增长率为40%。
意大利极好的光照条件、较稳健的扶持政策。
购电法政策具有长期性,相对西班牙更为稳健,购电价每年下降幅度为2%~3%;政府目标为2010 年达到1200MW 总安装量,常规电价高于南欧其他国家,最有希望率先平价上网。
希腊在2006年7月制定了扶持光伏产业发展的法令,2010 年可再生能源配额目标为20.9%,光伏比重约5%,光伏装机总量将达到500MW。
目前总安装量还不到100MW,未来两年400MW,增量基本确定。
法国政策清晰,自有特色。
法国政府已明确表示将可再生能源发展重点放在光伏产业上,发展侧重于光伏建筑一体化,给予的补贴电价远高于其他国家,非常具有投资吸引力;随法国电力私有化,远低于其他国家的常规能源电价,光伏需求逐渐启动,将成为欧洲市场重要的增长点。
比利时、捷克、瑞士、葡萄牙等这些国家都相继实施了强制购电法政策,已显示出快速增长的势头;以比利时为例,多家组件厂商签订的2009 年光伏发电合同,总计已经超过50MW,每个国家都有达到100MW 产能的可能。
中国国内各类示范类光伏项目剧增,建设规模也在扩大,发改委核准了两个光伏发电上网项目,未来还有望继续增加。
发改委预期,2010 年总装机量达到300MW,巨大潜力值得关注。
表 各国的光伏政策及需求分析世界有色金属2010 August 24。