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光伏产业发展趋势的调查和思考

 

一、光伏产业概况

光伏产业是与太阳能发电系统构成链条关系的产业,是环保型新能源产业。光伏发电(也称太阳能发电),就是利用太阳能电池直接将太阳光能转化为电能。完整的光伏产业链包括“硅矿石——工业硅——多晶硅——单晶硅——单晶硅片——硅太阳电池及组件——光伏发电系统”等环节。光伏产业链中,技术含量最高的是多晶硅生产,利润最大,其次是电池片,这两个环节处于产业链的高端。从硅矿石到单晶硅片环节提供主要材料,处于上游;电池片、电池组件环节提供核心部件,处于中游;发电系统是最终的应用系统,处于终端。

1、光伏产业兴起的背景。一是全球化石能源(石油、煤炭)越来越接近枯竭的严峻能源形势和污染日趋严重、气候日益变暖的生态环境压力;二是太阳能光伏发电技术不断进步,产业化技术基本成熟;三是世界相关国家法规政策的强力推动,日本、美国、德国、西班牙等国相继出台扶持政策,鼓励和支持太阳能发电,实施“阳光屋顶计划”。在这三大因素共同作用下,自20世纪90年代后半期起,世界光伏产业进入了快速发展时期。19972002年,太阳能电池产量年均增长33.1%;20032007年,年平均增长率达到49.5%;2008年全球光伏产量达到6791MW,比2007年的4000MW增长了70%,发展速度呈上升势头。(见表1

1  19972008年全球太阳能电池年增长率和累计用量(单位:MW

年份

年产量

年增长率(%

累计用量

1997

126

42.0

791

1998

155

23.1

946

1999

201

30.0

1147

2000

287

42.9

1435

2001

391

35.7

1825

2002

561

44.0

2387

2003

744

32.5

3131

2004

1200

61.2

4331

2005

1760

46.7

6090

2006

2470

42.0

8560

2007

4000

50.9

12560

2008

6791

70.0

19351

2、终端市场分布。前几年欧洲是全球太阳能市场最重要的地区,超过全球总量的四分之三,主要因为欧洲大部份国家实施了“上网电价法”,使光伏市场得到了非常有效地启动。2007年全球光伏系统安装量2392 MW,其中德国1100MW,占总量的46%,居全球之首;西班牙、美国、日本分别为500MW305MW250MW,分列24名,分别占全球总量的20.9%、12.8%10.5%2008年全球太阳能光伏系统新装5600 MW,同比增长134%。其中,西班牙2660 MW,占了近一半,越居世界第一位,德国1375 MW,美国400MW,分列二、三位。(见表2

2  20072008年全球光伏电池安装量(单位:MW

 

2007

2008

数量

比重%

数量

比重%

西班牙

500

20.9

2660

47.5

 

1100

46.0

1375

24.6

 

305

12.8

400

7.1

 

250

10.5

300

5.4

意大利

50

2.1

150

2.7

 

45

1.9

50

0.9

葡萄牙

35

1.5

45

0.8

澳大利亚

20

0.8

40

0.7

 

20

0.8

40

0.7

 

67

2.9

540

9.8

  

2392

100

5600

100

3、生产格局。2007年全球太阳能电池产量4000 MW,中国大陆1088MW,占27.2%,居全球第一;欧洲、日本、中国台湾、美国的产量分别为1063920368 266 MW,分居二至五位;其它国家295 MW,只占7.4%2008年中国大陆产量达到2000 MW,同比增长83.8%,比重提高到29.5%

目前光伏电池主要有晶体硅电池和薄膜电池两大类,晶体硅电池分单晶硅片电池、多晶硅片电池两种,薄膜电池分非晶硅薄膜、碲化镉薄膜、铜铟镓硒薄膜三种。晶体硅电池市场占有率90%,居主导地位,预计在未来的相当长时间内仍然是太阳能电池领域的主流。薄膜电池并不依赖多晶硅原料,发电成本要便宜,近几年发展很快,2012年产能将占总产能的30%,但其不足之处也很多。一是转换效率低,衰减率(光致衰退率)较高。单位面积内电转换率,薄膜电池目前的技术仅仅只能够做到6%,多晶硅电池达到了16%以上。如果要建一个沙漠电厂,那么空间就不会成为重要因素;如果建设在空间资源相对有限的城市,采用晶体硅会更好。二是原料问题。碲化镉薄膜电池用的碲化铬污染较为严重,铜铟镓硒薄膜电池用的铜铟硒存在污染、优良率较低、铟资源有限。三是薄膜电池项目的初始投资比晶体硅高几倍,一条先进的25MW生产线投资近10亿元。

中国光伏产业的特点是原料、设备、技术、市场“四头在外”——90%以上的硅原料、90%以上的设备、90%的技术依赖进口,98%以上的产品依赖出口。

二、光伏产业发展趋势

1、光伏产业是朝阳产业,发展前景广阔。依据之一,发展可再生、环保型的新能源,从根本上解决困扰人类的能源、环境及气候问题已经在全球范围内达成共识,是人类可持续发展的必然趋势。尽管金融危机对全球光伏产业的发展产生了重大冲击与影响,但这种冲击,只是暂时性停滞。金融危机只是暂时延缓光伏产业发展步伐而已,西方发达国家发展新能源的目标不会因金融危机而发生改变。之二,与其他能源相比,光伏发电具有明显的优越性,必将成为今后替代能源主流。一是高度的清洁性,发电过程中无损耗、无废物、无废气、无噪音、无毒害、无污染,不会导致“温室效应”和全球性气候变化。二是绝对的安全性,利用太阳光能发电,对人、动物、植物无任何伤害或损害。三是普遍的实用性,不需开采和运输,使用方便,凡是有阳光照射的地方就能实现光伏发电,可广泛用于通信、交通、海事、军事等各个领域,上至航天器,下至家用电器,大到兆瓦级电站,小到玩具,都能运行光伏发电。四是资源的充足性,人类只要利用太阳每天光照的5%,就可以解决和满足全球所需能源。其它可再生能源如水能、风能,存在资源的局限性,有的还有负面效应。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化。之三,光伏发电的成本能达到商业化竞争的水平。常规电价随着资源开采难度增加和环境成本提高呈上升趋势;光伏发电的成本随着技术进步而下降。专家预测光伏的发电成本达到同常规电价一致(14-15美分/度)的时间大约在2016年。之四,欧、美、日各国在各自的新能源中长期发展路线图中,都把光伏发电放在重要位置。2007年初,欧盟提出新的可再生能源发展目标,到2050年光伏发电总装机容量将达到440GW1000兆瓦);20352040年达到总量的一半,即220GW。美国的发展目标是到2030年太阳能电池累计销售量上升到200GW。日本的发展目标是到2030年光伏发电量将达到居民电力消耗的50%,累计安装容量约为100GW。由此推算,到2030年西方三大经济体光伏发电总装机容量将超过400GW,是2007年当年全球安装量2.4 GW166倍。之五,发展中大国也会随着经济实力的提高,越来越重视新能源的发展。我国从2006年起开始实施《可再生能源法》,制定了《可再生能源中长期发展规划》,规划太阳能发电总容量2010 年达到300MW2020年达到1800MW2009323国家出台了《加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》,开始实施“太阳能屋顶计划”,对符合条件的太阳能光电建筑应用示范项目给予每瓦20元的补贴。国家政策的出台,将调动省、市政府的积极性,有助于太阳能光伏利用技术的推广,加快我国太阳能发电规划实施和光伏产业健康发展。江苏、浙江、广东、甘肃、云南等省正在制定太阳能补贴规划和实施细则,先前江苏省计划推出2009-2011年三年260MW的财政补贴目标。

世界能源组织(1EA)、欧洲光伏工业协会(EPIA),对太阳能光伏发电的未来发展,一致作出如下预测:2020年全球光伏发电的发电量占总发电量的11%,2040年占总发电量的20%(目前全球发电总装机容量的1%15GW)。美国太阳能先导计划的预测:20052030年光伏市场年均增长率超过40%。德意志银行研究报告的预测:2008-2010年光伏市场年均增长率78%2010年以后还将以大约40%年增长率的速度在增长。

2、光伏产业高端化发展的趋势更加明显,整个行业将向低成本、高质量的方向发展。技术高端化是光伏产业未来发展的显著特征。高昂的上网电价一直是制约光伏产品应用的一大瓶颈。晶体硅电池发电在全球电力市场的份额取决于技术进步所带来的发电设备的价格下降。技术进步是降低光伏发电成本、提高光能利用效率、促进光伏产业和市场发展的决定性因素。几十年来围绕着降低成本的各种研究开发取得了显著成就,表现在多晶硅生产成本大幅下降、硅片厚度持续降低、电池效率不断提高、产业化技术不断改进等方面。为了进一步降低成本,实现具有商用价值与竞争能力的目标,国内外正在产业链的各个环节研究开发新的生产工艺。光伏发电设备造价下降的另一个途径是产业链各环节的规模化经营和管理水平的提高。国内光伏产业技术进步呈加速态势,尤其是多晶硅技术。据了解江苏中能2009年的目标是产品质量达到电子级,综合成本从每公斤50美元下降到35美元以下,副产品四氯化硅循环利用率从50%提高到80%以上,多晶硅年产能达到18000吨。

3、发展热情高涨,竞争日趋激烈。在国际上,许多国家认为新能源是新一轮产业革命的方向,把新能源提高到国际竞争的战略制高点的位置,将更加重视光伏产业发展。在国内,近几年光伏产业发展风起云涌,产业链的上、中游都形成了较大生产规模、较强资金实力、较高研发水平的优势企业,它们具备资金、技术、品牌以及管理优势,在未来几年将主导市场。产业竞争的特点:

一是强势企业在竞争中处于有利地位。强势企业往往凭借资金实力,通过长期合作,或者直接投资上游原料生产,来保证原料稳定供应。以无锡尚德、天威英利、河北晶龙等为代表的一批具有国际知名度的光伏电池生产厂商,能凭借良好的品牌,抢占欧美市场。

二是有核心竞争力企业的地区更容易形成产业链。江苏徐州、河南洛阳、四川乐山等地多晶硅投产早,对中、下游产品的投资者有一定的吸引力,从而容易形成从硅料、拉棒、铸锭、切割、电池片、电池组件到太阳能发电系统的产业链。江苏省生产光伏电池的优势企业多,硅锭、硅片企业发展快,2007年光伏产业产值占全国的70%。后起之秀江西省因为有了赛维,吸引了很多商家去投资办厂,台湾升阳光电、台湾晶湛科技、上海卡姆丹克、通用太阳能电力、浙江台州半导体公司抢滩登陆。从政府层面看,江苏、四川、江西、河南、湖北、湖南、广西、广东等省纷纷制订规划、出台政策,专门划出优惠土地、安排专项扶持资金,作为千亿、万亿产业予以扶持培育。如江西省在20091月出台光伏产业发展规划,2012年目标,高纯硅料8万吨,多晶硅片和单晶硅片17000 MW,太阳能电池及组件16000 MW,全省光伏产业销售收入达到3500亿元。衢州市光伏产业发展也走到了开化县的前面,乐叶光伏科技公司首条电池片生产线20089月建成投产,宁波太阳能和嘉兴嘉晶电子投资的中宁硅业公司首期投资15亿元、年产多晶硅1500吨顶目正在建设。

三是金融危机将引发光伏产业重新洗牌、优化结构。虽然金融危机对光伏企业的发展造成了较大的冲击与影响,但一些相对具有资金实力的企业表示:材料、设备价格下降有利于降低光伏发电成本,促进光伏发电的推广应用;光伏市场供需关系的改变,迫使企业加强管理、提高技术水平和产品质量;劣势企业退出,加快了产业结构优化调整,有利于促进产业持续健康发展;市场价格暴跌之后,有利于降低项目建设成本,如拉棒机、切片机等机械设备购置成本已经下降了2540%,厂房建设的综合成本也已经下降了30%左右。

三、开化光伏产业现状和发展的对策、建议

(一)开化光伏产业的发展现状

目前,全县共有单晶硅生产企业33家,其中规模以上企业16家,产值超亿元的有7家。2008年,全县光伏产业规上企业实现产值15.85亿元,比上年增长91.4%;实现主营业务收入14.43亿元,比上年增长51.9%;实现利税1.02亿元,实现利润0.69亿元,比上年略有下降,分别占全县规上企业的30.76%29.75%23.25%27.27%。是开化县“2+6”产业中仅次于有机硅产业的第二大产业。200810月以来,因受金融危机的严重冲击,2009年全县光伏产业规上企业实现产值11.83亿元,比上年下降25.02%;实现主营业务收入8.58亿元,比上年下降40.46%2010年随着全球经济市场复苏,该行业的发展前景仍然光明无限。

回顾开化县光伏产业发展历程,从一个产品到一个产业,从一个企业到一个企业群体,从一个企业群体到一个产业群体,某种程度上说是龙头企业催生了产业群。近些年,在以万向硅峰、矽盛电子等龙头企业的带动下,光伏产业招商在全县呈现较好的势头。2009年,普润得、嘉毅电子两条25兆瓦太阳能电池片生产线开工建设。从产业布局看,全县单晶硅生产企业基本布局在县工业园区和华埠工业集聚区。从产品结构看,经过单晶硅生产企业技术创新的研发,产品由单一化向多样化转变。单晶硅主要产品有硅单晶、单晶棒、切片、研磨片及抛光片等。从人才要素支撑看,企业经过技术创新和研发,培养和造就了一批技术人才。目前,全县共有光伏产业专业技术人才200多人。从产品生命周期理论看,光伏产业尚处于生命周期中的成长期,市场需求增长速度达到20%以上,是一项朝阳产业,光伏产业已经成为促进县域经济快速增长和提升企业、县域竞争力的原动力。

(二)当前开化光伏产业发展面临的机遇

通过近几年的快速发展,开化县光伏产业已形成一定的规模并具有一定的发展优势,主要表现为:

1、发展环境优势。某种程度上是全县上下坚持“生态立县、特色兴县”战略效应的体现。多年来,开化坚守生态环保底线,优先发展光伏产业,促进经济又快又好发展已成共识。县委、县政府专门成立光伏产业发展工作领导小组和产业协会,定期召开硅重点项目协调会,及时协调解决项目建设过程中存在的困难和问题。同时先后出台了《关于加快硅产业集聚发展的若干意见》、《关于实施光伏产业高端化项目财政贴息扶持政策的通知》等政策文件,并积极搭建光伏产业项目建设平台,为企业发展提供各种便利。

2、产业基础优势。硅电子龙头骨干企业万向硅峰电子有限公司通过多年的技术改选,已形成一定的规模经济,单晶硅产量已居全国同行业前五位,在分立器件方面,国内市场覆盖率已达到30%,与此同时,在大直径重掺砷、锑硅单晶技术方面,与国内处于领先地位知名的电子企业(如日本新电源、上海华虹、吉林华微、上海贝岭、华晶等公司)建立了良好的业务关系。

3、品牌优势。重掺砷、锑硅单晶列入了国家级重点新产品,空间用太阳能级硅单晶片一直被我国航天、航空、气象卫星等领域应用,开化县被电子工业部定为单晶硅定点生产基地之一,2006年,601牌单晶棒片被评为国家免检产品,并已被列入中国名牌培育目录。2008年,开化单晶硅被省里列为十大块状产业质量提升计划,为浙江区域名牌的创建奠定了坚实的基础。

4、集聚优势。通过多年的发展,光伏产业已形成一定的产业链,产业的集聚优势正逐渐显现,这为今后整合资源,更大地发挥光伏产业技术、质量、成本等优势,奠定了基础。目前,开化已成为浙江省最大的硅材料生产基地,先后被省经贸委和省科技厅命名为“浙江省硅材料基地”和“硅材料省级高新技术特色产业基地”。

(三)存在的问题

光伏产业已经成为开化最重要的一块特色经济,已具备了产业集群的雏形。随着产业集聚向纵深拓展,做大产业规模,提高产业创新能力,增强专业化合作水平和产业链配套能力,促进产业链延伸、内聚与扩展的要求越来越迫切。当前,开化县在光伏产业发展中主要存在以下几个突出问题:

1、企业同质现象严重。以自发成长型产业集聚为主,大部分是生产同类产品企业,产业耦合度低,缺乏统一规划,难以有效地指导和调控行业的结构调整及资源优势互补。生产同类产品的企业为了占领市场份额,出现竞相压价、无序竞争的现象,造成原料、销售等受制于人。

2、企业规模偏小、装备水平低、产品单一。目前,光伏产业总体上还处于培育期和上升期,总量不大,产业链延伸还有待于进一步加快,产业集群还处于初始阶段。县内最大的单晶硅企业万向硅峰2008年销售收入为3.05亿元,离规模经济还有不小的差距。从装备水平和产品档次看,国外先进线切割机、检验设备还很匮乏,能生产集成电路级硅片的只有1家,其余的都是生产太阳能电池用硅片和二极管硅片。

3、技术开发能力较弱。总体来说,多数企业尚未形成自己的核心技术能力,处于产业链的底端,其核心竞争力以低成本生产要素为主,而不是以技术为主。硅电子企业生产的高附加值产品主要集中在后道工序,开化县硅电子生产企业深加工技术能力较弱,集成电路用抛光片生产技术不够稳定,硅电子元器件生产上还是空白。

4、专业技术人才缺乏。开化县光伏产业现有专业技术人才只有200多人,且主要集中在万向硅峰、硅宏电子等龙头企业,其它企业就靠它们给予人才和技术上支持,自主创新的意愿不强,采取“跟随战略”,跟随既有的技术路径“搭便车”。

5、受金融危机冲击较大。开化县光伏产业自200810月份来受到国际金融危机冲击较大,许多企业在行情较好的时候大量购进高价原材料,金融危机袭来后,原材料与产品价格大幅下降,致使企业损失较大。另一方面,市场需求量急剧下降,许多企业仓库里堆积了大量成品,企业资金周转出现了困难。

(四)发展对策和建议

尽管光伏产业发展前景广阔,未来几十年市场仍将保持高速成长,但是光伏产业属资金密集型和技术密集型产业,作为经济欠发达的山区县,资金、人才、技术又是弱项,发展光伏产业难度比经济发达的大中城市要大得多。虽然抓住过机遇,利用万向硅峰的技术,从各种渠道收购废旧料生产太阳能单晶硅,实现了较快发展,积累了一定资本,但是,发展速度和质量仍然存在差距,总量不大,产业链单一,核心企业没有形成,整体竞争能力不强,先发优势弱化。这既有主观因素,更是客观条件制约的结果。如何顺应产业发展趋势,应对产业发展的新形势、新变化,正视现实,扬长避短,遵循产业发展规律,加快产业升级,实现高端化发展,是当前开化光伏产业发展的首要问题。

1、修编产业总体规划,指导产业科学发展。规划是行动的先导,开化县原有的光伏产业规划已远远滞后于现实的发展,今后要围绕现有产业素质提升和高端化发展两大目标,聘请行业专家制定开化县光伏产业发展规划,明确发展战略、目标任务、发展重点、产业布局和政策举措,实现光伏产业科学发展。根据开化县有机硅、单晶硅产业当前新形势和未来发展的趋势,开化县已将“两硅”规划合编为“一硅”,即《开化县硅产业发展规划》,委托浙江大学进行编制,目前该规划已完成评审稿,有待专家和领导修改完善。

2、建立健全技术创新体系,加强新产品研发能力。

光伏产业是高新技术产业,技术创新能力的强弱直接关系到产业发展的生命力。企业要坚持走自主创新为主,联合创新、引进创新相结合的创新之路。以增强企业核心竞争力为目标,加大技术进行攻关,同时注重知识产权保护。

3、实施素质提升工程,增强市场竞争力。一要改进生产技术、工艺,加大工人技术培训,提高成品率,降低生产成本。二要采用质量好、价格低的多晶硅原料生产,保质产品质量。三要实施品牌战略和标准化战略,从质量管理、标准化技术、区域品牌打造、检验检测能力、人才培训以及标准化信息服务平台建设项目等6个方面入手,全面提升光伏产业的产品质量水平和市场竞争力。四要加快光伏材料省重点实验室建设,争取通过国家实验室认可,尽早成立“浙江省硅材料产品质量检测中心”,为打造区域品牌创造条件。

4、加强政策扶持和服务。产业健康发展,离不开好的发展环境和必要的政策扶持。光伏产业是开化县重点培育的主导产业之一,当前,政府要全力帮助企业应对危机,及时帮助企业解决实际困难,增强企业发展信心;明确部门职责,抓好落实,组织实施素质提升工程,提升现有企业竞争力;优化对企业项目建设的服务,抢时间,争速度,加快项目建设;研究制定企业联合重组、核心企业培育、引进关键技术项目和高中级人才等方面的扶持政策,提高政策的针对性和有效性;积极向省里争取光伏产业基地建设扶持政策,努力争取省财政光伏产业基地建设专项补助,多渠道筹措扶持资金。相关职能部门要主动服务,上门讲解政策,指导实际操作,帮助企业申报上级扶持、补助项目,争取更多的专项资金扶持。从长远看,缺技术,缺人才,人才难引进、难留住,是开化县光伏产业发展的最大制约,县里要更加重视企业引智工作,尽早出台企业引进中高级技术人才、经营人才、管理人才的政策,对引进关键技术的企业给予重点扶持。

5、引进关键项目,向产业高端发展。完整的链式体系,能大大增强产业抗风险能力,在国家限制向上游多晶硅投入的前提下,产业链须向光伏电池片、电池组件和空间用太阳能电池片延伸,这是开化光伏产业坚定不移的发展目标,是开化县光伏产业向高端发展的关键项目,是形成区域核心竞争力的标志。要充分发挥万向硅峰的龙头带动作用,联合县内光伏骨干企业进入光伏中下游产业,或通过招商引资的方式,引进生产光伏中下游产品大型企业,早日上马“年产300MW太阳能电池片项目”和“100MW光伏组件及应用系统项目”,推动开化光伏产业向高端发展。

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