2024全球太陽能光伏發(fā)電概況

2024全球太陽能光伏產(chǎn)業(yè)概況目錄TOC\o"1-2"\h\u169841.1開發(fā)利用太陽能的重要意義 383891.1.1化石燃料正面臨逐漸枯竭的危機局面 3149121.1.2保護生態(tài)環(huán)境逐漸受到人們的重視 697181.1.3常規(guī)電網(wǎng)的局限性 8304781.2太陽能發(fā)電的特點 9207451.2.1太陽能發(fā)電的優(yōu)點 9321281.2.2太陽能發(fā)電的缺點 1087881.2.3太陽能發(fā)電的類型 10268441.太陽能熱發(fā)電（CSP） 106951（1）太陽能槽式熱發(fā)電 1017360（2）太陽能塔式熱發(fā)電 1122442（3）太陽能碟式熱發(fā)電 11197851.3近年來世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況 1322671.3.1太陽電池生產(chǎn) 13125541.3.2光伏應用市場 15223321.4中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 20148681.4.1中國光伏發(fā)電歷程 20154111.4.2中國光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 2129970（1）多晶硅產(chǎn)業(yè) 213884（2）硅片產(chǎn)業(yè) 2211116（3）太陽電池產(chǎn)業(yè) 2311508（4）光伏組件產(chǎn)業(yè) 239135（5）光伏市場 24在全球氣候變暖及化石能源日益枯竭的大背景下，可再生能源的開發(fā)和利用日益受到國際社會的重視，大力發(fā)展可再生能源已成為世界各國的共識。2016年11月4日生效的《巴黎協(xié)定》凸顯了世界各國發(fā)展可再生能源產(chǎn)業(yè)的決心。在碳達峰、碳中和的大背景下，光伏發(fā)電以其清潔、安全和易獲取等優(yōu)勢，已成為全球可再生能源開發(fā)和利用的重要組成部分。

光伏產(chǎn)業(yè)已成為我國可參與國際競爭并取得領(lǐng)先優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)，也是推動我國能源變革的重要引擎。大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進能源生產(chǎn)和消費革命、促進生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。目前我國光伏產(chǎn)業(yè)在制造業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、應用市場拓展、產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)等方面均位居全球前列。1.1開發(fā)利用太陽能的重要意義1.1.1化石燃料正面臨逐漸枯竭的危機局面隨著世界人口的持續(xù)增長和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于能源供應的需求量日益增加，而在目前的能源消費結(jié)構(gòu)中，主要還是依賴煤炭、石油和天然氣等化石燃料。美國能源信息署（EnergyInformationAdministration，EIA）于2021年10月發(fā)表的InternationalEnergyOutlook2021對2050年前的國際能源市場進行了預測，全球一次能源消費量在2020年為601.5×1015Btu，2025年將增加到667.5×1015Btu，2050年將達到886.3×1015Btu，增幅近50%，平均年增長率1.3%。到2050年，全球化石能源在能源消費結(jié)構(gòu)中所占份額仍然高于3/4。根據(jù)報告附表A1參考情況統(tǒng)計和預測，2020—2050年世界部分國家和地區(qū)一次能源消費量如表1-1所示。表1-12020—2050年世界部分國家和地區(qū)一次能源消費量（×1015Btu）注：Btu為英制熱單位，1Btu=2.930711×10-4kW·h。資料來源：EIA：InternationalEnergyOutlook20212021年全球一次能源需求漲幅5.8%，創(chuàng)史上最大增幅，其增量主要由可再生能源貢獻。能源結(jié)構(gòu)逐步從以煤炭為主轉(zhuǎn)向以更低碳能源為主，但石油仍然是全球最重要的燃料，占全球一次能源消費的30.9%，煤炭為第二大燃料，占26.9%，天然氣占24.4%，可再生能源消費占6.7%?？稍偕茉窗l(fā)電量增加了近17%，在過去兩年中占全球發(fā)電量增量的一半以上。以風能和太陽能為主導的可再生能源繼續(xù)強勁增長，目前占總發(fā)電量的13%。2021年世界部分國家一次能源消費結(jié)構(gòu)如表1-2所示。表1-22021年世界部分國家一次能源消費結(jié)構(gòu)（×1018J）預計到2050年，全球煤炭消耗趨于穩(wěn)定，份額逐漸下降；石油消費量逐年增加，仍占據(jù)能源消費的主要份額；天然氣消費預期將增長31%，所占份額略有下降；可再生能源消費倍增，份額預計從2020年的15%增長到2050年的27%。圖1-1為全球一次能源消費結(jié)構(gòu)和占比預測。圖1-1全球一次能源消費結(jié)構(gòu)和占比預測（單位：×1015Btu）資料來源：EIA：InternationalEnergyOutlook2021。我國能源消費結(jié)構(gòu)不斷改善，2021年煤炭占一次能源消費總量的比重為56.0%，石油占18.5%，天然氣占8.9%，水電、核電、風電等非化石能源占16.6%。與十年前相比，煤炭占能源消費比重下降了14.2%，水電、核電、風電等非化石能源比重提高了8.2%。2021年煤炭產(chǎn)量41.3億噸，消費量42.3億噸。石油產(chǎn)量1.99億噸，消費量7.2億噸。天然氣產(chǎn)量2075.8億立方米，消費量3690億立方米。據(jù)統(tǒng)計，截至2020年年底，全球石油儲量為2444億噸，儲采比53.5，主要集中在中東和美洲地區(qū)。石油儲量前5強是委內(nèi)瑞拉、沙特阿拉伯、伊朗、加拿大和伊拉克，5國總儲量1488.9億噸，占全球儲量的63%。中國石油儲量為35億噸，位列全球第13位，儲采比為18.2。2021年全球石油產(chǎn)量約44.23億噸，同比增長1.3%。全球天然氣儲量達到188.1萬億立方米，儲采比48.8，主要集中在中東、東歐地區(qū)。天然氣儲量前5強是俄羅斯、伊朗、卡塔爾、美國和土庫曼斯坦，5國總儲量129.2萬億立方米，占全球儲量的63%。中國天然氣儲量為8.4萬億立方米，位列全球第6位，儲采比為43.3。能源領(lǐng)域中污染最嚴重的煤炭儲量情況稍微樂觀一些，全球已探明的煤炭儲量為1.07萬億噸，儲采比139。煤炭儲量前5強是美國、俄羅斯、澳大利亞、中國、印度，5國總儲量占全球總儲量的76%。美國煤炭儲采比超過500，俄羅斯達407。中國煤炭已探明儲量在全球排行前列，但是儲采比遠遠低于其他國家，僅為37。世界煤炭消費3個大國分別是中國、美國和印度，合計占世界消費總量的70%以上，中國大約占54%。能源消費不斷增長的情況正面臨挑戰(zhàn)，地球上化石燃料的蘊藏量是有限的。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，到2060年全球人口將達100億～110億，如果到時所有人的能源消費量都達到今天發(fā)達國家的人均水平，則地球上主要的35種礦物中，將有1/3在40年內(nèi)消耗殆盡，包括所有的石油、天然氣、煤炭（假設(shè)為2萬億噸）和鈾，所以世界化石燃料的供應正面臨嚴重短缺的危機局面。為了應對化石燃料逐漸短缺的嚴重局面，必須逐步改變能源消費結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)以太陽能為代表的可再生能源，在能源供應領(lǐng)域走可持續(xù)發(fā)展的道路，才能保證經(jīng)濟的繁榮發(fā)展和人類社會的不斷進步。1.1.2保護生態(tài)環(huán)境逐漸受到人們的重視減少溫室氣體的排放，治理大氣環(huán)境，防止污染已經(jīng)到了刻不容緩的地步。2022年全球平均溫度比1850年至1900年工業(yè)化前平均溫度高出約1.15℃，并且比過去12.5于200萬年來的最高水平，甲烷和一氧化二氮的濃度達到80萬年來最高水平。人類社會、自然生態(tài)系統(tǒng)正遭受著愈加嚴峻的沖擊，極端天氣正在“常態(tài)化”，成為人類社會必須時時面對的生存危機之一，增強氣候變化適應力迫在眉睫。從自然科學的角度來看，將人類活動導致的全球變暖限制在特定的水平需要限制二氧化碳累計排放量，2018IPCC發(fā)布《全球升溫1.5℃特別報告》指出，與將全球升溫限制在2℃相比，限制在1.5℃限制在1.5℃，全球碳排放需在2030年前減半，并在21世紀中葉達到凈零。此外，采取有力的、快速的且持續(xù)的甲烷減排行動也具備減緩和改善空氣質(zhì)量的雙重效應。對世界2010—2050年不同種類燃料產(chǎn)生的CO2排放量進行統(tǒng)計和預測，結(jié)果如圖1-2所示。從CO2排放源來看，2020年全球煤炭CO2排放量為147.94億噸，石油為117.52億噸，天然氣為77.97億噸。煤炭作為碳含量最高的化石燃料，從2010年起CO2排放量占比始終為最高，石油產(chǎn)生的CO2排放量次之，天然氣在總CO2排放量中占比相對較小。2020年中國發(fā)布“30·60”雙碳目標之后，日本、英國、加拿大、韓國等發(fā)達國家相繼提出，到2050年前實現(xiàn)碳中和目標的政治承諾。日本承諾，2050年實現(xiàn)碳中和。英國提出，2045年實現(xiàn)凈零排放，2050年實現(xiàn)碳中和。加拿大政府也明確提出，要在2050年實現(xiàn)碳中和。世界主要經(jīng)濟體相繼做出減少碳排放的承諾，全球碳減排迎來拐點?！鴪D1-2世界2010—2050年不同種類燃料產(chǎn)生的CO2排放量圖1-32021年全球CO2排放量前十名國家占比從各地區(qū)碳排放看，中國、印度、日本、韓國等碳排放量大國均位于亞太地區(qū)，亞太地區(qū)碳排放遙遙領(lǐng)先且呈上升趨勢；北美地區(qū)、中南美地區(qū)碳排放呈下降趨勢。2021年全球CO2排放量前十名國家分別為中國、美國、印度、俄羅斯、日本、伊朗、德國、韓國、沙特阿拉伯、印度尼西亞。2021年全球CO2排放量前十名國家占比如圖1-3所示。其中中國、印度是人口大國，而美國是人均碳排放量最高的國家。按行業(yè)分類統(tǒng)計，2021年CO2排放量增加最多的是電力及供熱行業(yè)，為9億噸以上，占全球增量的46%，主要原因是所有化石燃料的使用量增加，以幫助滿足電力需求的增長。該行業(yè)的CO2排放量接近146億噸，比2019年增加約5億噸，為歷史最高水平?？梢?，采取措施，減少發(fā)電排放的CO2十分重要。減少CO2排放量，保護人類生態(tài)環(huán)境，已經(jīng)成為當務(wù)之急。各國紛紛開始了加快對可再生能源和綠色能源的研究和使用，促進世界經(jīng)濟向綠色經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟形勢方面轉(zhuǎn)變。盡管煤炭使用量出現(xiàn)反彈，但2021年可再生能源和核能在全球發(fā)電中所占份額高于煤炭；且可再生能源的發(fā)電量達到歷史最高水平，超過8000TW·h，比2020年高出500TW·h。風能和太陽能光伏發(fā)電量分別增加了270TW·h和170TW·h，而水電由于干旱的影響減少了15TW·h，尤其是在美國和巴西。核電增加了100TW·h。如果不增加可再生能源和核能的發(fā)電量，2021年全球CO2排放量將增加2.2億噸。太陽能是清潔無公害的新能源，光伏發(fā)電不排放任何廢棄物，大力推廣光伏發(fā)電將對減少大氣污染，防止全球氣候變化，具有突出的貢獻。1.1.3常規(guī)電網(wǎng)的局限性在全球范圍內(nèi)，還有很多國家都缺電或者出現(xiàn)供電不正常、經(jīng)常斷電等情況。主要原因還是發(fā)電廠供應不足，電力傳輸設(shè)施薄弱，電力配電變壓器不足及老化等。而缺電的國家主要集中在發(fā)展中國家和欠發(fā)達地區(qū)，特別是非洲和亞洲一些國家和地區(qū)。除埃及、南非之外，非洲的其他國家和地區(qū)，現(xiàn)在仍然缺電。電力在非洲一些國家、亞洲的緬甸農(nóng)村是一件奢侈品。國際能源署、聯(lián)合國等機構(gòu)發(fā)布的《2022年可持續(xù)發(fā)展目標7進展報告》指出，盡管當前全球能源普及率已達到90%，但仍有7.33億人生活在無電地區(qū)，其中75%生活在撒哈拉以南非洲，84%生活在農(nóng)村地區(qū)。無電人口大部分生活在經(jīng)濟不發(fā)達的邊遠地區(qū)，由于居住分散，交通不便，很難通過延伸常規(guī)電網(wǎng)的方法來解決用電問題。2020年無電人口數(shù)量排名全球前二十的國家見表1-3，其中尼日利亞9200萬人、剛果民主共和國7200萬人、埃塞俄比亞5600萬人。IEA預計到2030年全球仍然還有6.6億多人口用不上電，這意味著聯(lián)合國此前提出的在2030年“確保人人獲得負擔得起、可靠和可持續(xù)的現(xiàn)代能源”目標恐難實現(xiàn)。若要在2030年實現(xiàn)全球普遍用電，需要從現(xiàn)在到2030年間每年投資300億美元。電網(wǎng)覆蓋范圍擴大及獨立光伏系統(tǒng)的快速部署為無電人口數(shù)量下降做出了貢獻。沒有電力供應嚴重制約了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，而這些無電地區(qū)往往太陽能資源十分豐富，利用太陽能發(fā)電是個理想的選擇。隨著光伏和電化學儲能成本持續(xù)快速下降，更加分散的小型分布式供電成為可能。對于偏遠地區(qū)的供電，光伏發(fā)電作為有效的補充能源將會大有用武之地。表1-32020年無電人口數(shù)量排名全球前二十的國家1.2太陽能發(fā)電的特點1.2.1太陽能發(fā)電的優(yōu)點太陽能發(fā)電的主要優(yōu)點如下：圖1-4太陽能與化石能源的比較示意圖資料來源：ECOSolarEquipmentLtd.。在可再生能源中，太陽能遠比其他能源多，可利用的可再生能源最大功率如表1-4所示，并且太陽能發(fā)電安全可靠，不會遭受能源危機或燃料市場不穩(wěn)定的沖擊。表1-4可利用的可再生能源最大功率資料來源：R.Winston.“NonimagingOptics”2005。②太陽能隨處可得，可就近供電，不必長距離輸送，避免了長距離輸電線路的損失。③太陽能獲取不用燃料，運行成本很低。④太陽能發(fā)電沒有運動部件，不易損壞，維護簡單，特別適合在無人值守情況下使用。的清潔能源。太陽電池方陣容量，避免浪費。1.2.2太陽能發(fā)電的缺點太陽能發(fā)電的主要缺點如下：少發(fā)電。如要隨時為負載供電，需要配備儲能設(shè)備。1000W/m2。大規(guī)模使用時，需要占用較大面積。1.2.3太陽能發(fā)電的類型太陽能發(fā)電有以下兩大類型。太陽能熱發(fā)電（CSP）太陽能熱發(fā)電是通過大量反射鏡以聚焦的方式將太陽能直射光聚集起來，加熱工質(zhì)，產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，驅(qū)動汽輪機發(fā)電。太陽能熱發(fā)電按照太陽能采集方式可劃分為以下三種。太陽能槽式熱發(fā)電太陽能槽式熱發(fā)電如圖1-5所示，利用拋物柱面槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的接收器上，并將管內(nèi)的傳熱工質(zhì)加熱產(chǎn)生蒸汽，推動常規(guī)汽輪機發(fā)電。太陽能塔式熱發(fā)電太陽能塔式熱發(fā)電如圖1-6所示，利用眾多的定日鏡，將太陽熱輻射反射到置于高塔頂部的高溫集熱器（太陽鍋爐）上，加熱工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽，或直接加熱高溫集熱器中的水產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動汽輪機發(fā)電機組發(fā)電。太陽能碟式熱發(fā)電太陽能蝶式熱發(fā)電如圖1-7所示，利用曲面聚光反射鏡，將入射陽光聚集在焦點處，在焦點處直接放置斯特林發(fā)動機發(fā)電?！鴪D1-5太陽能槽式熱發(fā)電▲圖1-6太陽能塔式熱發(fā)電圖1-7太陽能碟式熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電已經(jīng)有一些實際應用，其技術(shù)還在不斷完善和發(fā)展中，目前尚未達到大規(guī)模商業(yè)化應用的水平。1.3近年來世界光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況1.3.1太陽電池生產(chǎn)1954年美國貝爾實驗室DarylChapin、GeraldPearson和CalvinFuller制成第一個效率為6%的太陽電池，1958年裝備于美國先鋒1號人造衛(wèi)星上，功率為0.1W，面積約100cm2，運行了8年。在20世紀70年代以前，光伏發(fā)電主要應用在外層空間，至今人類發(fā)射的1萬多顆航天器絕大多數(shù)是用光伏發(fā)電作為動力的，光伏電源為航天事業(yè)作出了重要的貢獻。70年代以后，由于技術(shù)的進步，太陽電池的材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面不斷改進，降低了生產(chǎn)成本，開始在地面應用，光伏發(fā)電逐漸推廣應用到很多領(lǐng)域。但由于價格偏高，光伏發(fā)電在相當長的時期內(nèi)陷入了“要使市場擴大，太陽電池應當降價；太陽電池要進一步降價，就要大規(guī)模生產(chǎn)，要依賴于市場的擴大，而市場的擴大又總不能滿足進一步降價的要求”的怪圈中。直到1997年，這個怪圈開始被打破，此前太陽電池產(chǎn)量年增長率平均為12%左右，由于一些國家宣布實施的“百萬太陽能屋頂計劃”的推動，1997年太陽電池產(chǎn)量年增長率就達到了42%。在很長時間內(nèi)，在太陽電池產(chǎn)量全球排名中基本上一直是美國居第一位，1999年開始被日本超過，在此后的8年中日本長期保持領(lǐng)先地位。到2007年，中國迅速崛起，產(chǎn)量超過了日本，位居世界第一。到2021年，中國太陽電池產(chǎn)量已連續(xù)15年居全球首位。據(jù)國際能源署（IEA-PVPS）估計，2021年全球太陽電池產(chǎn)量約為241GW，比上一年178GW的產(chǎn)量增加了35.4%。中國以198GW的產(chǎn)量穩(wěn)居榜首，其次是馬來西亞（13.1GW）、越南（8.8GW）、韓國（5.5GW）、泰國（5GW），各國及地區(qū)太陽電池產(chǎn)量市場份額如圖1-8（a）所示。2021年全球光伏組件產(chǎn)量約為242GW，中國依舊是全球最大的光伏組件制造國，越南位居第二（16.4GW），其次是馬來西亞（9.1GW）、韓國（8GW）、美國（6.6GW），各國及地區(qū)光伏組件產(chǎn)量市場份額如圖1-8（b）所示。全球前五大太陽電池和光伏組件制造商全部來自中國，如表1-5所示?！鴪D1-82021各國及地區(qū)太陽電池、光伏組件產(chǎn)量市場份額資料來源：IEA-PVPS，2021。表1-5全球太陽電池和光伏組件前五大制造商（2021年）2021年，晶硅電池組件占96.6%，其中單晶硅電池組件占比88.9%，多晶硅電池組件占比7.7%；薄膜電池組件產(chǎn)量約為8.2GW，占比3.4%，其中CdTe電池組件約有7.9GW的產(chǎn)量，CIGS電池組件只有不到500MW的產(chǎn)量。根據(jù)ITRPV2021報告，BSF太陽電池占比已低于10%，而PERC/PERT/PERL/TOPCon太陽電池占比上升至約85%，HJT/IBC/MWT太陽電池約占5%。2011—2021年不同類型光伏組件市場份額如圖1-9所示。圖1-92011—2021年不同類型光伏組件市場份額（IEAPVPS成員國）1.3.2光伏應用市場自20世紀70年代光伏發(fā)電開始在地面應用以來，在相當長時間內(nèi)，主要是在無電地區(qū)離網(wǎng)應用，為解決偏遠地區(qū)農(nóng)、牧民的基本生活用電發(fā)揮了積極的作用，為航標燈、微波通信中繼站、鐵路信號、太陽能水泵等提供了安全可靠的電源。離網(wǎng)光伏系統(tǒng)應用的規(guī)模和領(lǐng)域不斷擴大，為解決工、農(nóng)業(yè)特殊用電需要作出了重要貢獻。1990年德國率先提出了“一千個太陽能屋頂計劃”，在居民住宅屋頂上安裝容量為1～5kW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于采取了一些優(yōu)惠政策，項目結(jié)束時共安裝了屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)2056套。以此為契機，德國在1995年安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)容量為5MW，1996年增加了一倍，達到10MW，1999年更擴大為15.6MW。1999年1月德國開始實施“十萬屋頂計劃”。2000年安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)容量超過了40MW，2006年累計安裝了850MW，2007年安裝量增加到1103MW，2010年德國光伏發(fā)電系統(tǒng)累計安裝量已經(jīng)達到了17.37GW，其中離網(wǎng)系統(tǒng)只有50MW，德國的光伏市場已從探索階段發(fā)展成為繁榮的專業(yè)市場，起初階段其安裝量遙遙領(lǐng)先于其他國家。近年來，全球光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量（光伏裝機量）大幅增長，1994年全球累計光伏裝機量為502MW，2005年為4GW，2015年為228GW，2021年達到了942GW。圖1-10列出了2005—2021年全球累計光伏裝機量。圖1-102005—2021年全球累計光伏裝機量2021年全球新增光伏裝機量為175GW，同比增長20.7%，光伏裝機量前十位的國家為：中國（54.9GW）、美國（26.9GW）、印度（13.7GW）、日本（6.6GW）、德國（5.8GW）、巴西（5.7GW）、澳大利亞（4.9GW）、西班牙（4.9GW）、韓國（4.2GW）、波蘭（3.7GW）。2021年進入全球前十的光伏裝機量平均超過3GW，前十位國家光伏裝機總量約占全球年度光伏裝機量的74%，2021年全球新增光伏裝機量和累計光伏裝機量市場份額如圖1-11所示。新增光伏裝機量占比，亞洲占52%、美洲占21%、歐洲略高于17%、中東和非洲約占3%、其他地區(qū)占7%。2021年全球累計光伏裝機量為942GW，同比增長22.8%。2021年至少有20個國家累計光伏裝機量超過1GW，15個國家累計光伏裝機量超10GW，5個國家累計光伏裝機量超過40GW，其中中國累計光伏裝機量為308.5GW，位居第一，約占全球光伏裝機總量的32.62%，之后排序依次為美國（123GW）、日本（78.20GW）、印度（60.4GW），如圖1-11（b）所示。區(qū)域累計光伏裝機量占比，亞洲占57%，歐洲占21%，美洲占16%，中東、非洲和世界其他地區(qū)占6%。圖1-112021年全球新增光伏裝機量和累計光伏裝機量市場份額資料來源：IEA-PVPS。目前光伏發(fā)電貢獻接近世界電力需求的5%。各區(qū)域和國家光伏滲透率占比如圖1-12所示，光伏滲透率最高的是澳大利亞，達到15.5%，接著是西班牙14.2%、希臘13.6%、洪都拉斯12.9%、荷蘭11.8%，整個歐盟地區(qū)平均為7.2%，美國為4%，印度為8.2%。中國為4.8%，略低于世界平均水平，相對于前幾位還有較大的差距，我國用電規(guī)模較大，若達到澳大利亞的滲透率水平，我國的累計光伏裝機量需增加2倍。圖1-12各區(qū)域和國家光伏滲透率占比光伏在地面應用開始于離網(wǎng)系統(tǒng)，從一些國家實施太陽能屋頂計劃后，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)開始逐漸推廣，2000年并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的用量就超過了離網(wǎng)系統(tǒng)。近年來由于很多國家大量興建光伏電站，使得并網(wǎng)光伏系統(tǒng)所占份額迅速擴大，此后差距逐漸拉大，如今累計安裝并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的容量已經(jīng)占總?cè)萘康?5%以上，可見光伏發(fā)電正在發(fā)揮越來越大的替代能源的作用。國家能源署光伏組織將光伏電站分為兩種類型，一是大型地面電站（utility-scalePV），二是屋頂光伏系統(tǒng)（rooftopPV），通常稱之為集中式光伏和分布式光伏。集中式光伏和分布式光伏年新增和累計裝機量占比如圖1-13所示。2021年集中式光伏新增裝機量為95GW，占比56%，累計裝機量534GW。分布式光伏新增裝機比例持續(xù)提升，新增裝機量從2017年的36GW增加到2021年的78GW，累計裝機量408GW。圖1-13集中式光伏和分布式光伏年新增和累計裝機量占比目前全球已有136個國家和地區(qū)提出碳中和，而光伏發(fā)電則成為各國實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵路徑之一。例如，到2030年，美國計劃將光伏發(fā)電在電力結(jié)構(gòu)中的占比提升至30%盟擬將光伏裝機量提升至600GW以上，中國擬將非化石能源占一次能源消費的比重提升至25%左右。而截至2021年，美國光伏發(fā)電占比僅為3%，歐盟光伏裝機量僅為190GW，中國非化石能源占比僅為16.6%。與此同時，“平價上網(wǎng)”發(fā)展階段。IRENA數(shù)據(jù)顯示，2010—2020年，光伏發(fā)電成本由0.381美元/kW·h下降至0.057美元/kW·h，降幅超過85%。受益于碳中和成為全球共識及“平價上網(wǎng)”的實現(xiàn)，光伏行業(yè)迎來了黃金發(fā)展期，在集中式市場規(guī)模穩(wěn)步提升的同時，分布式光伏、儲能等細分領(lǐng)域也紛紛迎來爆發(fā)式增長。1.4中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展1.4.1中國光伏發(fā)電歷程中國于1958年開始進行太陽能光伏發(fā)電的研究開發(fā)，1971年首次將太陽電池成功地應用在“東方紅二號”人造衛(wèi)星上。此后由于技術(shù)的發(fā)展，1973年開始將太陽電池應用于地面，首先在天津港用于航標燈電源。1977年全國太陽電池產(chǎn)量只有1.1kW，價格為200元/W左右。20世紀70年代，中國建立了一批光伏企業(yè)，但是生產(chǎn)規(guī)模小，技術(shù)水平落后。80年代中期，先后引進了5條單晶硅和1條非晶硅太陽電池生產(chǎn)線設(shè)備，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，年生產(chǎn)能力猛增到4.5MW，銷售價格從1980年的80元/W降到50元/W左右，然而實際產(chǎn)量也只有幾百千瓦。受產(chǎn)量及價格的限制，太陽電池除用作衛(wèi)星電源外，在地面上僅用于小功率電源系統(tǒng)，功率一般在幾瓦到幾十瓦。2000年開始，由于受到國際大環(huán)境的影響和政府項目的實施，特別是2002年國家啟動了“送電到鄉(xiāng)”工程，在西部七省區(qū)共安排了47億元資金，在內(nèi)蒙古、青海、新疆、四川、西藏和陜西等12個?。ㄊ?、區(qū)）的1065個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，建成了721座光伏或風光互補電站和268座小型水電站，解決了大約30萬戶、130萬人口的基本生活用電問題。其中安裝風光互補電站15.5MW，工程共投資16億元。2002年全國太陽電池的產(chǎn)量為6MW，2003年就達到了12MW，伴隨著“送電到鄉(xiāng)”工程的實施，帶動了國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也造就了國內(nèi)一大批光伏企業(yè)，促進了中國光伏產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)和能力建設(shè)，對發(fā)展中國的光伏產(chǎn)業(yè)起到了巨大的促進和推動作用。（1）（2004—2008年）快速發(fā)展期2004年起，歐洲國家在政策上加大了對光伏產(chǎn)業(yè)的支持，提高對光伏發(fā)電的補貼力度，刺激了光伏需求，國外需求帶動了我國光伏市場的快速發(fā)展。2005年我國頒布《可再生能源法》，中國光伏制造業(yè)在此背景下，一方面利用國外先進技術(shù)和國際市場，另一方面得到政府支持，迅速形成規(guī)模。經(jīng)過2005—2008年的快速發(fā)展，我國成為世界最大的太陽能光伏產(chǎn)品制造基地，電池制造、組件封裝、切片技術(shù)居世界先進水平。在此階段，市場需求主要以國外市場為主。（2）（2008—2009年）行業(yè)調(diào)整期全球金融危機爆發(fā)，歐洲各國如西班牙的政策支持力度減弱導致光伏電池需求減退，中國的光伏制造業(yè)面臨著國際市場需求減少的困境，受到重挫。（3）（2009—2010年）逆勢爆發(fā)增長期德國、意大利在光伏產(chǎn)品價格下跌的背景之下，爆發(fā)了搶裝潮，市場迅速回暖。而與此同時，我國出臺了應對金融危機的一攬子政策，光伏產(chǎn)業(yè)成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，催生了新一輪光伏產(chǎn)業(yè)投資熱潮。（4）（2011—2013年）劇烈調(diào)整期上一階段的爆發(fā)式回升導致了光伏制造業(yè)產(chǎn)能增長過快，與此同時，歐洲補貼力度削減降低了市場需求增速，導致光伏制造業(yè)陷入階段性產(chǎn)能過剩，產(chǎn)品價格大幅下滑，貿(mào)易保護主義興起，我國光伏制造業(yè)再次經(jīng)歷挫折。（5）（2014—2018年）逐漸回暖期日本出臺力度空前的光伏發(fā)電補貼政策，使市場供需矛盾有所緩和。同時，中歐光伏貿(mào)易糾紛通過承諾機制解決，中國以《國務(wù)院關(guān)于促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》（國發(fā)〔2013〕24號）為代表的光伏產(chǎn)業(yè)支持政策密集出臺，配套措施迅速落實。隨著國內(nèi)光伏技術(shù)的快速進步，從原、輔料到設(shè)備迅速實現(xiàn)國產(chǎn)化，成本降低的同時，發(fā)電效率不斷提升，光伏發(fā)電成本已越來越接近于上網(wǎng)電價。中國及全球主要的光伏市場裝機容量持續(xù)快速健康增長。（6）（2019年至今）產(chǎn)業(yè)加速升級期在我國光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模不斷擴大、技術(shù)進步和成本下降速度明顯加快的背景下，為促進光伏行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，提高發(fā)展質(zhì)量，加快補貼退坡，國家發(fā)展和改革委、財政部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了“531政策”文件，旨在：①合理把握發(fā)展節(jié)奏，優(yōu)化光伏發(fā)電新增建設(shè)規(guī)模；②加快光伏發(fā)電補貼退坡，降低補貼強度；③發(fā)揮市場配置資源決定性作用，進一步加大市場化配置項目力度。隨著光伏發(fā)展市場化程度提高，此次新政的發(fā)布將優(yōu)化光伏產(chǎn)能建設(shè)，淘汰落后產(chǎn)能，加快產(chǎn)業(yè)升級。1.4.2中國光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國光伏行業(yè)于2005年前后受歐洲市場需求拉動起步，十幾年來實現(xiàn)了從無到有、從弱到強的跨越式大發(fā)展，建立了完整的市場環(huán)境和配套環(huán)境，已經(jīng)成為我國為數(shù)不多、可以同步參與國際競爭并達到國際領(lǐng)先水平的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也成為我國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的一張嶄新名片和推動我國能源變革的重要引擎。目前我國光伏產(chǎn)業(yè)在制造規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、應用市場拓展、產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)等方面均位居全球前列，并具備向智能光伏邁進的堅實基礎(chǔ)。2021年我國多晶硅、硅片、電池、組件產(chǎn)量分別達到50.5萬噸、227GW、198GW、182GW，分別同比增長27.5%、40.6%、46.9%、46.1%。光伏制造端（四環(huán)節(jié)）產(chǎn)值突破7500億元，光伏產(chǎn)品（硅片、電池、組件）出口額超過280億美元，同比增長43.9%，創(chuàng)歷史新高，其中硅片、電池、組件出口額分別是24.5億美元、13.7億美元、246.1億美元。多晶硅產(chǎn)業(yè)如圖1-14所示，中國多晶硅產(chǎn)量由2010年5.2萬噸增至2021年50.5萬噸，增速遠高于傳統(tǒng)行業(yè)，連續(xù)11年位居全球首位，成為全球絕對意義的多晶硅主產(chǎn)國。我國多晶硅產(chǎn)量主要分布在新疆、內(nèi)蒙古、四川和江蘇，截至2021年年底分別占比55%、14%、11%和9%，四省合計產(chǎn)量占比89%，呈現(xiàn)生產(chǎn)地域較集中的特點，主要原因是當?shù)仉妰r較低，同時與其原料工業(yè)硅產(chǎn)地靠近。多晶硅企業(yè)集中度極強，從企業(yè)分布來看，產(chǎn)量排名前5的企業(yè)合計產(chǎn)量達國內(nèi)總產(chǎn)量的86.7%，2021年產(chǎn)量達萬噸級以上的企業(yè)有8家。硅片產(chǎn)業(yè)2021年我國硅片產(chǎn)能400GW，硅片產(chǎn)量227GW，出口量為22.6GW，產(chǎn)量排名前5的企業(yè)合計產(chǎn)量達國內(nèi)總產(chǎn)量的84%，2021年產(chǎn)量達5GW以上的企業(yè)有7家。我國硅片在全球范圍內(nèi)占據(jù)主導地位，2021年單晶硅片出口51071噸，進口5010噸，凈出口46061噸；多晶硅片2021年市場占有率低于7%，占比較小。2018年以前多晶硅片生產(chǎn)成本相比單晶硅生產(chǎn)成本低，市場硅片主要以多晶硅片為主，占比50%以上。從2019年開始，隨著單晶硅片生產(chǎn)成本不斷下降，單晶硅太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率高于多晶硅太陽電池，因而單晶硅片市場份額占比不斷提高，2010—2022年全國硅片產(chǎn)量情況如圖1-15所示。預計2025年單晶硅片市場份額占比將到達97%，2030年單晶硅片市場份額占比有望提升至98%以上?！鴪D1-142010—2022年全國多晶硅產(chǎn)量圖1-152010—2022年全國硅片產(chǎn)量情況當前光伏硅片主流尺寸有166mm（M6）、182mm（M10）、210mm（G12）。光伏硅片尺寸變大，不僅能大幅降低硅材料的制造費用，也能夠全面降低切片、電池、組件的單位面積制造成本，對減少硅片、電池的制造成本，提升產(chǎn)能、材料利用率和生產(chǎn)效率有重要意義。硅片厚度對降低硅片含硅成本影響較大。目前，p型單晶硅片平均厚度為170～1