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光伏行业的历史及现状:从扶持中来到平价中去

光伏行业的历史及现状:从扶持中来到平价中去

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  • 发布时间:2021-03-16
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[概述]

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21 世纪前光伏行业处于探索阶段

自科学家发现“光生伏特效应”到现代硅太阳电池时代开启,历经了 115 年,在此期间, 太阳电池的效率由最开始的 1%提升到了 6%。

1839 年,法国科学家 Alexandre Edmond Becqurel 发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差,若用导线将不同部位连接起来,则有电流输出。这种现象后来被称为“光生伏特效应”。

其后在 1876 年,科 学家在固态硒的系统中观察到了光伏效应,并开发出了 Se/CuO 光电池。

1883 年,Charles Fritts 发明了半导体硒太阳电池,但光电转换效率仅有 1%。

此后,Russell Ohl 于 1941 年发现了硅中的 PN 结和光伏效应,从而促进了结晶体管和太阳能电池的发展。

在此基 础上,美国贝尔实验室 D.M. Chapin,C.S. Fuller 和 G.L. Pearson 等人在 1954 年制出了 第一个无机单晶太阳能电池,其光电转化效率达到了 6%。现代硅太阳电池时代从此开 始。

同年,韦克尔首次发现砷化镓具有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜制成了第 一块薄膜太阳能电池。

硅太阳能电池于 1958 年首次在人造卫星上得以应用,从此开始 了研究、利用太阳能发电的新阶段。

随后在 1960 年,太阳能电池首次实现了并网运行。

20 世纪 70 年代的第一次石油危机促使发达国家增加了对包括太阳能在内的可再生能 源的政策支持和资金投入,光伏行业逐步走向公众视野。

美国于 1973 年制定了太阳能 发电计划,太阳能研究经费大幅增长,其不仅成立了太阳能开发银行,还促使了太阳能 产品的商业化,并于 1978 年建成了 1000kW 太阳能地面光伏电站。

1974 年日本政府公 布了“阳光计划”,对太阳能研究进行了大量投入,计划主要的研究项目包括太阳能电池 生产系统、分散型和大型光伏发电系统以及太阳能热发电等。

在 1980 年,单晶硅太阳能 电池效率达到 20%、砷化镓电池达 22.5%、多晶硅电池达 14.5%,而硫化镉电池效率则 达 9.15%。

1992 年,联合国召开了“世界环境与发展大会”,会议通过了《里约热内卢 环境与发展宣言》、《21 世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列文件,把环 境与发展纳入统一框架,确立了可持续发展的模式。在 1993 年日本重新制定了“阳光计 划”。此后,在 1997 年美国推出了“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”。

21 世纪以来光伏行业的重要性逐渐凸显

进入本世纪以来,在全球气候变暖、生态环境恶化、常规能源资源日益短缺的形势下, 世界各国政府纷纷推出了再生能源补贴政策。此时光伏行业的发展可以分为四个阶段。

1.3.1 发展初期(2000-2010):装机量复合增速达 38.7%,主要发展地在欧洲

2000 年以来,全球太阳能光伏产业进入了高速发展期,太阳能光伏年装机量得到了快 速增长,上游相关行业也因此得以迅猛发展。2000 年,德国颁布了《可再生能源法》, 为德国光伏产业的快速发展奠定了坚实的法律基础。2004 年,德国对《可再生能源法》 进行首次修订,大幅提高了光伏电站标杆电价的水平,收益率的突升使得资本大量涌入, 从而带动了德国光伏产业的快速发展。此后,西班牙及意大利也相继通过法案,对太阳 能光伏发电进行补贴。至此,太阳能作为清洁能源在全球范围内得到了越来越多的利用。

2008 年下半年以来,受全球金融危机的影响,太阳能光伏需求增速出现了下滑。然而, 自 2009 年下半年开始,经济景气度再次回升,光伏市场的需求重现快速增长的势头,

中国也掀起了光伏产业的投资热潮。根据欧洲光伏工业协会 2011 年 5 月发布的《Global Market Outlook for Photovoltaics Until 2015》,全球光伏累计装机量在 2000 年为 1.5GW, 到 2010 年提高到了 39.5GW,年均复合增长率高达 38.7%。自 2000 到 2010 年,以德 国、意大利、西班牙三国为代表的欧洲区域成为全球光伏装机需求的核心地区。而在 2009-2010 年期间,随着全球市场的回暖及中国 4 万亿元救市政策的刺激下,中国也掀 起了光伏产业的投资热潮。

1.3.2 过渡期(2011-2013):中国取代欧洲,逐步成为全球最大的光伏市场

全球新增装机量增速放缓叠加严重的阶段性产能过剩和贸易保护主义兴起,中国光伏产 业几乎陷入全行业亏损状态。受 2011 年末欧债危机爆发的影响,以德国、意大利为代 表的欧盟各国迅速削减了对光伏产业的补贴,欧洲光伏需求迅速萎缩,从而导致了全球 光伏新增装机量增速放缓,光伏产业陷入了低谷。

而上一阶段的投资热潮导致中国光伏 制造业产能增长过快,因此该阶段中国陷入了严重的阶段性产能过剩的困境中。另外, 产品价格的大幅下滑,叠加直接贸易保护主义兴起,中国光伏企业遭受欧美“双反”调 查的双重挫折,导致中国光伏产业几乎陷入全行业亏损的状态。

中国光伏产业在 2013 年下半年开始回暖。主要原因在于日本、中国在 2013 年相继出 台的产业扶持政策,以及中欧光伏产品贸易纠纷的缓解。至此中国再次掀起了光伏装机 热潮,带动了光伏产品价格的回升。

自 2013 年以来,中国、日本和美国三国代替了欧 洲,成为了全球光伏装机的主要增长区域,中国于 2013 年以来发布了以《国务院关于促 进光伏产业健康发展的若干意见》为代表的若干份支持光伏产业的政策文件,继续将国 内的装机热潮推向一个新高点。自此之后,中国逐步取代欧洲,开始成为全球最大的光 伏装机市场。

1.3.3 成长期(2014-2018):光伏发展动力由政策驱动逐步转向市场驱动

随着世界各国相继推出光伏补贴政策,及产业链各环节不断降本增效,光伏发展进入了 成长期,光伏发展动力由政策驱动逐步转向市场驱动。自“十三五”以来,我国接连出 台了多项支持政策,旨在提高绿色减排力度,提高可再生能源在所有能源消费中的占比。

在“十三五”规划初期,根据 2016 年 12 月印发的《“十三五”能源规划》,在 2020 年 将非化石能源消费比重提高到 15%以上,天然气消费比重力争达到 10%,煤炭消费比 重降低到 58%以下。

在同期发布的《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》中则进一 步明确了能源革命的三个阶段性战略目标:

1)到 2020 年,将能源消费总量控制在 50 亿 吨标准煤以内,非化石能源占能源总量比重达 15%;

2)在 2021-2030 年,能源消费总 量控制在 60 亿吨标准煤以内,非化石能源占能源总量比重达 20%左右,二氧化碳排放 在 2030 年左右达到峰值并争取尽早达峰;

3)在 2050 年,能源消费总量基本稳定,非 化石能源占比超过一半。实际上,在 2019 年我国非化石能源消费占比就已达到 15.3%, 提前完成了 15%的目标。

“531 新政”加速光伏发电电价退坡,光伏发展动力由政策驱动逐步转向市场驱动。2018 年 5 月 31 日,国家发展改革委、财政部和国家能源局三部委发布了《关于 2018 年光伏 发电有关事项的通知》,要求加快光伏发电电价退坡,尽早实现市场驱动。《通知》规定 “新投运的光伏电站标杆上网电价每千瓦时统一降低 0.05 元,I 类、II 类、III 类资源区 标杆上网电价分别调整为每千瓦时 0.5 元、0.6 元、0.7 元(含税)。”与此同时,全球部 分光照资源较好的地区,如西班牙和意大利等,已率先实现了发电侧平价。

1.3.4 平价期(2019-2025):各国制定碳排放目标,新能源市场蓬勃发展

随着世界各国相继制定的碳排放目标,以及光伏行业的技术进步和成本改善,当前光伏 发电已然成为不少国家具备价格优势的能源形式,光伏开始进入全面平价期。

我国第一次在全球正式场合提出的碳中和计划时间表(“3060”碳目标),也成为了我国 能源革命设定的总体时间表。

同年,欧盟和美国也相继表明了各自的能源发展计划,欧盟提出预计在 2030 年温室气 体排放量降低 55%,美国则要实现 100%的清洁能源经济。欧盟委员会在 2020 年 9 月正式发布了《2020 年气候目标计划》及政策影响评估报告,报告提出 2030 年欧盟温 室气体排放量(以 1990 年为基数)预期将至少降低 55%,相较于此前设定的 40%的降 低量,提高了15 个百分点。

当前,拜登团队胜选了美国选举,拜登团队在 2020 年 10 月发布的《清洁能源革命和环境计划》中,明确表明要确保美国实现 100%的清洁能源 经济,并在 2050 年前实现零碳排放。

其中包括:1)使用联邦政府的采购系统来实现能 源 100%的清洁和车辆零排放,该计划每年要花费 5000 亿美元;2)在未来十年内投资 4000 亿美元用于新能源的创新及基础设施的建设;3)拜登将在上任后的第一天宣布重 新加入《巴黎协定》(拜登已于美国当地时间 2021 年 1 月 20 日下午在白宫签署行政令, 宣布美国将重新加入《巴黎协定》,并于 2 月 19 日正式加入);4)拜登将在上任后的第 一年削减国内的化石燃料补贴。

日本和韩国也提出力争在 2050 年实现碳中和的目标。在 2020 年 10 月的日本临时国会 中,日本首相菅义伟发表了其上任后的首次施政演说,会中菅义伟强调应对气候变化不 再是经济发展的制约因素,而是推动产业结构升级和更强劲增长的重要举措,他提出日 本力争在 2050 年实现碳中和的目标。此前,日本的减排目标为承诺在 2030 年将碳排放 较 1990 年水平下降 15%。同月,韩国总统文在寅在国会发表演讲时宣布,韩国将在 2050 年前实现碳中和。这是继中国和日本之后,亚洲第三个明确碳中和目标的国家。 此外,还有诸如英国、瑞士、南非、挪威、新西兰、智利、加拿大和不丹等国家公布了 碳中和目标,新能源已然成为未来全球发展的一大趋势。

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发布时间:2020-04-09 00:00:00
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