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光伏产业发展现状、趋势及思考


中国可再生能源学会 2011 年年会论文(光伏)

光伏产业发展现状、趋势及思考
赵玉文
中国可再生能源学会光伏分会 Emeil: zhaobts@public.bta.net.cn

摘要
本文介绍了 2004-2010 年国内外光伏产业发展概况和趋势, 分析了产业发展动力, 指出 “上 网电价法”是推动光伏

产业发展最科学最有效的措施。我国是世界光伏电池和组件最大制造 国,2010 年产量达到 10.6GWp(大陆部分) ,占世界产量的 45%。但国内光伏发电市场太小: 2010 年光伏系统装机容量为 500MWp,占国内产量的 4.7%,占世界市场的 2.86%。建议尽快 对光伏发电实施“上网电价法”,科学启动国内光伏市场。

关键词:光伏产业,太阳电池及组件,光伏发电市场,上网电价法
1. 引言 光伏发电是最具可持续发展理想特征的 可再生能源发电技术,受到全球、全社会的 普遍高度重视。本文在介绍 2004-2010 年 世界光伏产业发展概况和趋势的同时,分析 了光伏产业高速发展的推动力,指出“上网 电价法”是推动光伏产业发展最科学最有效 的法规措施。本文介绍了我国光伏产业发展 概况,指出我国光伏产业发展的主要问题是 市场太小,应当尽快对光伏发电实施“上网 电价法” ,科学启动我国光伏市场。 2. 世界光伏产业发展趋势及分析 1 2.1 光伏产业的发展 以太阳电池产量为代表,世界光伏产业 最近 10 年平均年增长率为 55.5% (至 2010) , 最近 5 年平均年增长率为 68%(至 2010) , 2010 年世界太阳电池产量达到 23.9GWp, 比 上年增长 124%。经过金融危机的洗礼,光 伏发电战略前景愈显突出和重要。图 1 为 2004—2010 年世界各地区和国家太阳电池
MWp 表 1 2010 世界太阳电池产量(MWp MWp)前 15 名排序 排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 公司名称 Suntech (CN-ML) JA(CN-ML) First Solar(US) Yingli (CN-ML) Trina(CN-ML) Q-Cells (DE) Gintech(CN-TW) Sharp (JP) Motech(CN-TW) Kycera(JP) Hanwha(CN-ML) Neo (CN-TW) ATS(CN-ML) Sun Power(US) REC 产量 1584 1464 1400 1117 1116 939 800 745 715 650 532 530 523 520 517 类型 晶硅 晶硅 CdTe 晶硅 晶硅 晶硅 晶硅 晶硅 晶硅 晶硅 晶硅 晶硅 晶硅 高效晶硅 晶硅 1

产量(MWp) 。2010 年中国大陆太阳电池产 量 10.673GWp,占世界产量的 44.7%,显居 世界首位;其次为中国台湾(3520MWp), 欧洲(3127MWp) ,日本(2182MWp) ,美 国(1116MWp)等,如图 1、2 所示。

表 1 为 2010 年世界太阳电池产量前 15 位的电池制造商及其产量。除 First solar 生 产 CdTe 电池外,其余全部为晶硅电池,而 尚德为晶硅电池的第一大生产商。在前 15 家中,中国 9 家(大陆 6 家,台湾 3 家)。 图 3 为 2010 年不同光伏电池的产量 (MWp)及份额(%) 。晶硅电池(包括单晶 硅高效电池)至今仍然光伏市场的主导技 术,其市场份额 86.57%。薄膜电池技术显示 出增长趋势, 2009 年的 1981MWp 增加到 由 2010 年的 3210MWp,增长了 62%,如图 3 所示。图 4 为光伏组件商排序,与电池排序 有些变化。 2.2 光伏市场持续高速发展 世界光伏市场持续高速发展(图 5)。 2004 年欧洲(图中黄色部分) ,特别是德国, 开始超过日本成为世界最大光伏市场。2010 年世界完成了 17.5GWp 的安装容量, 同比增 长 143%,, 其中欧洲市场占 79.4%, 北美 6.67 %, 亚澳 12.75%, 世界其他 1.18%%(图 5、 6)。 截止 2010 年底,世界并网光伏系统的累计 安装容量达到 40GWp。之所以如此,完全得 益于德国和欧洲“上网电价法”的实施和推 动。特别是在世界经济形势相当严峻情况 下,光伏市场依然逆势快速增长,充分显示 其强大生命力和巨大发展前景。 并网光伏发电是世界光伏发电发展最 快的部分, 目前占总光伏应用市场的 90%以 上,并逐步发挥着替代能源的作用,截 至 2010 年底, 世界并网光伏的累计装机容量达 到 40GWp,如图 7 所示。 3 2.3 发展趋势 1 (1)近期趋势 1)光伏市场增长趋势 图 8 为 2006~2014 年光伏市场发展概 况及预期(Solar & Energy 2011.3) ,可以看出光 伏市场持续增长的势态。 2)光伏组件成本下降趋势 随着市场增长、产业规模扩大和技术提 升,光伏产品的成本价格也随之下降。图 9 为 2007~2013 年光伏组件价格降低情况及 走势。由图可以看出光伏发电在快速地逼近 平价上网的目标。

2 (2)中期发展趋势 本世纪初世界光伏产业发展路线图的 目标是: 2020 年世界光伏系统累计装机容量 设置为 200GWp,其发电量为当时世界总发 电量的 1%,届时可实现平价上网。美国、 日本和欧洲的累计装机容量分别达到 36、 30 和 41GWp。 近年来光伏产业超常发展使许多国家 重新调整了光伏发电的路线图。如欧洲光伏 产业协会(EPIA)把 2020 年的累计装机容量 调整到 400GWp(占总发电量的 12%),美 国的相应机构也把 2020 年累计装机容量调 整到 350GWp,几乎是早前的 10 倍。就世界 而言, 2020 年世界光伏发电的总装机容量将 接近 1000GWp,其发电量将占总发电量的 5 %左右。 3 (3)远期发展趋势 ◆2004 年欧洲联合研究中心(JRC)给出全 球 2000~2100 年能源发展路线图为:2050 年和 2100 年可再生能源将分别占总能源构 成的 50%以上和 85%以上,其中太阳能发 电是其中最大部分。 ◆2010 年欧盟出台 2050 年的最新能源发展 路线图(RE Thking 2050) ,除明确给出 2020 年可再生能源替代 20%、节能 20%、CO2 减 排 20%的目标外,又给出 2050 年实现 100 %可再生能源替代目标,届时欧洲减排达到 80%以上。 欧盟 2050 路线图出台前,欧洲的主流 观点是:①在电力中的高比例可再生能源会 造成电力系统的不稳定、不安全和不经济, ②要实现欧洲零碳或低碳电力,未来必须有 技术上的重大突破,否则不可实现。经历 8 个月的研究,最终得出了令人震惊的结论: ①上述主流观点是不正确的。就利用现有技 术,在各种低/ 零碳技术路线中(即 40%RE, 60%RE, 80%RE 和 100% RE) ,未来低碳电 力成本均比现有富碳电力成本更具竞争力。 ②低碳路线所带来的经济利益远超过低碳 路线经济负担所带来的挑战。③低碳路线将 使欧洲最终赢得低碳财富和经济竞争力,在 经济上赢得战略性的胜利。 最新 2050 路线图对传统主流观点的否 定以及 2050 年实现 100%可再生能源替代,

2

对全球来说都具有十分重要的意义。 2050 ◆联合国最新报告-2050 年可再生能源替 代 80% 80%。 由 194 个国家组成的政府间气候变化专 门委员会(IPCC), 月 9 日在阿布扎比发布 5 《可 再生能源特别报告》 。在长达 1000 页的研究 报告中评估了 164 种开发方案,用压倒性的 科学证据证明,可再生能源可以帮助发展中 国家满足不断增加的能源需求。报告结论 称:若得到政策支持,“本世纪中期,可再生 资源可供应全球能源的 80% (现为 12.9% )” 。 并强调可再生能源在减少温室气体排放及 改善全球人类生活方面的趋势是不可替代 的。 (2011-05-11) 欧盟 2050 路线图及联合国 IPCC 研究报 告给出的目标均比 2004 年欧洲 JRC 路线图提 前了半个世纪以上。

2007 年我国已经成为世界最大的太阳电池 生 产 国 。 2010 年 我 国 太 阳 电 池 总 产 量 14.193GWp ( 其 中 大 陆 10.67GWp , 台 湾 3.52GWp) ,占世界总产量的 59.4%,显居世 界首位。我国薄膜电池产量较小,主要是非 晶硅电池,2010 年产量 200MWp,占电池总 产量的 1.9%。 我国 CdTe 电池及 CIGS 电池还 未实现产业化,高端硅基薄膜电池产业化技 术尚处在成长期。 表 2 为 2010 年我国(包括台湾)前 15 位太阳电池生产商的电池产量。前 15 位中 超过 1GWp 的有 4 家:依次为尚德(1.584) , 晶澳(1.464),英利(1.117),天合(1.116)。产 量在 0.5~1GWp 的 4 家:Gentech (TW)(0.8) , 茂迪(TW) (0.715),韩华(0.532) ,NEO Solar(TW)(0.53)。其余在 0.25~0.421 之间。 前 15 位生产商的产量占我国电池总产量的 73%。
表 2 2010 年我国 (包括台湾) 15 位电池生 前 MWp 产商得的产量(MWp MWp) 公司 Suntech(ML) JA Solar(ML) Yingli(ML) Trina Solar (ML) Gentech (TW) Motech(TW) Hanwha Hanwha(林洋) Neo Solar TW Solar(TW TW) ATS 宁波太阳能 E-Ton(TW) 南京中电 常州亿晶 宁波太阳能 金科 小计 其他 总计 产量 1584 1464 1117 1116 800 715 532 530 523 421 420 336 312 270 250 排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

2.4 世界光伏产业发展动力分析
推动世界光伏产业发展的动力有三:① 能源和环境可持续发展的压力,②技术进 步,③政策法规。后者是 10 年来光伏产业 发展的最大推动力,特别是“上网电价法” 。 自上世紀 80 ’年代以來,各國相继出 台了几十种法规和政策鼓励可再生能源发 展,例配额法,财政补贴,贴息贷款,租赁 和“上网电价法” (feed in tariff Law-FIT) 等。实践证明,“上网电价法”是最有效、 最 具可操作性、最科学的举措。 “上网电价法”通过法律形式把光伏 发电建设推上市场,引入市场经济机制, 具有可持续发展活力,因而形成蓬勃发展 局面。而其他几乎所有政策都不具有市场 机制和可持续发展机制。 FIT 是 21 世纪人类为解决环境、 能源及 社会可持续发展重大课题所找到的一种最 科学的措施。 3. 中国光伏产业发展趋势及思考 3.1 太阳电池产量高速增长 1 我国光伏制造产业自本世纪开始进入 大发展时期,真正崛起从 2004 年开始。从 图 8 看出,我国太阳电池与世界发展趋势一 致,但大大超过世界平均发展速度。2004 年 前我国太阳电池产量还处在 2%%的份额,

10390 10390(约 73% 73%) 200 3803( 3803(薄膜~200 200,约 1.4%) 14193 14193(其中大陆 10673 10673,台湾 3520 3520)

2 3.2 光伏制造业产业链谐调、快速发展 在市场拉动下,光伏制造业产业链整体 呈现协调、快速发展;设备制造及原辅材料

3

制造国产化进程加速,有些设备开始出口, 如扩散炉,层压机等;掌握了各环节的关键 技术,并有所创新和发展,如电池技术,多 晶硅制造技术等;我国光伏制造业的企业综 合竞争能力不断提高,成为世界光伏产品最 具竞争力的国家之一。 多晶硅产业在市场拉动下,短短几年里 已经由原本几乎是空白的弱势状态形成了 几万吨能力的产业群,跻身于世界大国之林 (2010 年世界多晶硅产量约 16 万吨,我国约 4 万吨,占世界产量的 25%%)。2010 年我国 多晶硅制造技术水平显著提高,包括还原技
表 3 2010 世界多晶硅制造商前 10 名产量及排序 公司 Homlock Wacker 宝利协鑫 OCI REC Tokuyama MEMC 江西塞维 洛阳中硅 重庆大全 小计 其他 总计 产量,吨 36000 26000 17600 16500 15000 8200 8000 4300 4011 3650 139261 22939 162200 排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

术(高压还原及节能) 、尾气回收技术(SiCl4 冷氢化技术) 、综合节能技术等。大部分企 业实现了清洁生产,能耗水平和成本大幅度 降低,大型骨干企业达到或接近世界先进水 平,成本在 23~26 美元/kg 之间,综合能耗 在 150~160kWh/kg,产量约占国内产量的 一半,其余企业与国际先进水平还有一定差 距。表 3 和表 4 分别为 2010 年世界和我国 多晶硅制造前 10 名厂商的产量及排序。在 世界的前 10 名中,第 3、8、9、10 名为我 国厂商。
表 5 2005 2010 年我国多晶硅产量、需求量和缺 2005-2010 / 额增长情况,吨/年 2006 2007 2008 2009 2010 年 290 1,130 4,500 16,000 40,000 产量 需求 4,686 10,597 20,400 29,250 73311 9467 15900 13250 33311 缺额 4396 89% 78% 45% 45% 缺额 90%

表 5 为 2005-2010 年我国多晶硅产量、 需求量和缺额的变化情况。我国多晶一直是 供不应求,从未出现过“过剩” 。2010 年我 国多晶硅产量约 40000 吨, 缺额达 45%(表 6), 说“过剩”显然是不符合事实的。 多晶硅“过剩”问题曾一度被炒热,并 引起社会上的一些误解。对于“过剩”问题 要用市场经济观点来看待。“过剩”是成熟市 场经济的必然结果,又是市场经济健康发展 的条件和保障,是市场机制发挥积极作用的 必要元素。只有“过剩”才能创造可以“挑挑 拣拣”的机会,为市场经济营造一个“优胜劣 汰”的机制, 商品性能才能不断提高, 成本才 能不断下降,推动社会经济持续健康发展。 3 3.3 我国光伏市场的发展 图 9 是我国光伏市场的发展状况。其中 红线为光伏累计安装容量的变化,绿线为年 安装容量的变化。2010 年装机容量约 500MWp,占我国当年产量的 4.7%,占世界装 机容量(17.5GWp)的 2.86%。截止 2010 年 底,我国光伏系统累计安装约 800MWp,虽然 相对增长率不低,但光伏市场与制造业发展 相比还是十分缓慢的。因此开拓光伏市场仍 然是我国光伏发电产业中存在的重大问题。 4 3.4、巨大的社会效益和经济效益 2010 年光伏制造业的销售额约 5000 亿
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表 4 2010 我国多晶硅制造商前 10 名产量及排序 排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 小计 其他 总计 公司 宝利协鑫 江西塞维 洛阳中硅 重庆大全 亚洲硅业 四川新光 宜昌南玻 四川永祥 成都天威 宁夏阳光 , 产量,吨 17600 4300 4011 3650 1300 1100 1000 900 850 800 35511 4489 40000

人民币,社会就业达到 50 万人(表 6) 。如 果大幅度启动国内市场,还会创造更大的经 济、社会和环境效益,而后者更加重要。
表 6 我国光伏产业就业人数和销售额(亿元)估计 2009 年 销售额 ~3000 就业人数 ~30 万 2010 年 销售额 ~5000 就业人数 ~50 万

世界能源和环境基本协调一致的战略和路 线图,对我国能源和环境安全十分重要。 (2)认真贯彻实施“上网电价法” 按照“依法治国”和“依法施政”基本 方针,对光伏发电认真实施“上网电价法” , 大力开拓和启动我国光伏市场,这是改善能 源结构、节能减排、发展绿色经济和低碳经 济最有效的措施。

5 3.5 中国光伏产业发展的未来思考 1 (1)加强能源战略研究,制定安全的能源 发展战略 2010 年 4 月, 欧洲公布了最新的能源发 展路线图(2060 RE Thingking) :2050 年实现 100%可再生能源替代。 联合国最新报告指出: 2050 年可再生资 源可供应全球能源的 80%(现为 12.9% )”。 通过欧盟 2050 路线图、联合国研究报 告与 2004 年欧洲联合研究中心(JRC)路线 图对比发现,前二者比后者均提前了半个世 纪以上。但在我国能源长期发展战略规划 中,2050 年煤仍然占到 50%以上,常规化石 燃料占 60 以上,与世界相比差距很大。虽 然我国能源形势的特殊性被一再强调,但思 想保守仍然是我国能源发展的最大障碍。因 此加强世界能源和环境的战略研究,制定与

4.结语
全球光伏发电持续快速、健康发展,经 过金融危机洗礼,光伏发电的战略地位愈显 突出和重要。 中国太阳电池和组件产量自 2007 年起 已跃居世界首位,2010 年达到 10.673GWp, 占世界 44.6%。 光伏制造业产业链呈现健康、 快速发展势态。 2010 年 我 国 光 伏 系 统 安 装 容 量 为 500MWp,占当年产量的 4.7%,占世界装机容 量的 2.86%,光伏发电市场发展依然缓慢。 当前亟待认真落实光伏发电《上网电价 法》 ,科学启动我国光伏市场,为我国能源、 环境和社会的可持续发展做出贡献。

参考文献(略)

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MWp 图 1. 2004-2010 年世界主要地区及国家太阳电池产量,MWp

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图 2. 2010 年世界主要地区及国家 MWp 太阳电池产量及市场份额,MWp

% 图 3. 2010 年不同技术光伏电池的产量及分额(%)


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PV News Volume 30,Number5,May 2011

图 4 世界光伏组件前 15 位厂商产量及排序

图 5 1998 2010 年世界光伏市场的增长情况 1998-2010

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图 6 2010 年世界光伏市场的分布情况

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2010 图 7 2000-2010 年并网光伏市场的发展(2010 年累计装机达 40GWp 40GWp)

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Soirce 图 8 近期光伏市场增长趋势(Soirce Solar & Energy 2011.3 Soirce:Solar 2011.3)

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图 9 近期光伏组件成本下降趋势

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ML 图 10 1999 2009 中国(ML 1999-2009 ML)太阳电池产量增长情况

MWp 图 11 2000 2010 我国光伏系统年安装量和累计安装量(MWp 2000-2010 MWp)

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光伏产业发展现状、趋势及思考
作者: 作者单位: 赵玉文 中国可再生能源学会光伏分会

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