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分布式光伏发电的前景如何?
12月5日,国家能源局表示2013年全国光伏发电装机新增1000万千瓦,其中光伏电站新增700万千瓦左右,分布式光伏发电新增约300万千瓦;明年相关政策将更多向分布式电站倾斜,预计分布式光伏发电将占新增装机规模的60%左右。
一、光伏分布式发电是主要发展方向
近年来,我国西部地区大力发展光伏发电,但是随着集中式光伏电站的大规模建设,一些问题已经有所显现。部分地区用电量低,已经无法完全消纳这些电量,并且受到电力系统接纳能力限制无法大规模发展。因此,鼓励东、中部地区发展分陆哪布式发电,鼓励自发自用,成为光伏发电的发展方向。
前瞻产业研究院铅斗《中国分布式能源行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》资料显示,分布式发电通常是指利用分散式资源,装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统,它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。分布式光伏发电特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。
今年7月份以来,国家出台一系列促进光伏产业发展的政策措施,尤其重点支持分布式光伏发电发展。
11月份密集出台的《关于征求2013、2014年光伏发电建设规模意见函》、《分布式光伏发电项目管理暂行办法》、《光伏发电运营监管暂行办法》、《关于分布式光伏发电有关问题的通知》等政策,预示着我国分布式光伏发电政策体系逐渐完善,为我国分布式光伏大规模建设奠定了决定性基础。
政府政策的支持是分布式光伏发电发展的重槐悉磨要推动力,但是也需看到目前分布式发电由在中国刚刚兴起,难免会出现各种障碍。前瞻产业研究院《2013-2017年中国分布式能源行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》分析认为,从政府的各项举措来看,其发展分布式光伏发电的决心已定,如果未来在发展过程中还出现其他障碍,相信政策会持续加码。
在政策引导下,分布式光伏建设前景已经凸显。分布式式光伏将在2014年开始成为光伏建设的主要发展方向,也成为市场需求持续增长的主要推动力。根据《关于征求2013、2014年光伏发电建设规模意见的函》,2014年光伏发电的建设规模提高两成,达到12GW,其中分布式光伏8GW。前瞻产业研究院分析认为,在政府的大力支持下,这一目标有望实现
光伏发电行业现状和未来发展趋势?
2022年被称为光伏行业“魔幻”的一年,产业链价格一路水涨船高屡屡刷新纪录。在被价格困扰两年多的时间里,光伏电站投资企业不仅仅要苦苦挣扎于成本与收益率的边界线上,要应对被新能源热度“炒”起来的坐地起价,还要在此起彼伏的疫情管控政策中抢项目进度。
光伏产业发展现状及发展趋势分析
迈入“十四五”之后,在碳达峰碳中和目标的支撑下,新能源迎来的全速发展的新周期,国家政策、地方规划密集出台,国有企业强势加入,直接推动光伏电站投资进入白热化。
大力发展光伏已经成为实现碳达峰碳中和的必然选择,以及国家促投资、扩内需、稳增长的重要政策工具。继2022年交出新增装机87.41GW创历史新高的成绩单后,2023年光伏装机有望进一步攀高,刷新世界纪录。
据不完全统计,2022年以来,已有69家公司跨界到光伏行业。从余碧卜密度上来看,几乎每月都有企业宣布进军光伏领域,其中2月达到高峰,共有14家企业先后宣布进入光伏;4月、5月先后有10家企业向光伏领域聚集;除了9月仅有1家以外,其他月份宣布跨界光伏的企业均在3家及以上。
据中研普华产业院研究报告《2023-2028年版光伏能源产业政府战略管理与区域发展战略研究咨询报告》分析
从"受制于人"到"全球领先",经过不断的技术创新和产能扩张,中国光伏已发展成为全球最具竞争力的产业之一,多晶硅、硅片、电池和组件占全球产量的70%以上。
从政策端来看,2022年以来,国内多部门都持续出台政策,大力支持包括光伏在内的可再生能源的开发与利用,政策利好之下,国内光伏装机量仍然维持在高水平增长。
按照行业装机趋势,到2022年底光伏发电装机有望突破3.9亿千瓦,叠加2023年普遍预期的超过100GW年度新增装机,到2023年底光伏发电装机或将突破5亿千瓦,大概率超越水电(含抽蓄)成为全国第二大电源。
从光伏行业未来的走势来看,仍然围绕着供求的因素博弈。同时,对于光伏产业而言,技术是主导产业降本增效最主要的因素,因此围绕着先进技术产能的投产以及落后技术产能的淘汰,新技术也将长期成为影响光伏长期走势的最重要因素之一。
光伏装机市场前景向好,以及产业链垂直一体化时代来临,加快了行业新老玩家扩产的步伐。
此前,国家能源局在2023年能源工作会议上设立新能源发展目标。国家能源局表示,2023年,风电装机规模达4.3亿千瓦左右、太阳能发电装机规模达4.9亿千瓦左右。两者累计装机达9.2亿千瓦,其中新增装机将达1.6亿千瓦,同比增长超33%。
截至目前,我国已有30个省市区明确了“十四五”期间的风光装机规划。根据目前公开信息显示,其中26个省市区光伏新增装机规模将超4.06亿千瓦,这意味着未来4年将新增3.55亿千瓦。中国光伏前景无限。慧雀
在业内人士看来,光伏巨头的扩产与行业的高景气度密不可分。根据国家能源局发布的统计数据,2022年,全国太阳能新增装机规模约87GW,较2021年度大幅增长58.53%,创下历史新高。根据集邦咨询的预测,2023年全球光伏装机量将在330GW-360GW之间。
光伏市场需求趋势分析
光伏有点像半导体,就像CPU算力的价格会越来越便宜,越来越便宜的光伏能源价格,会激发出越来越多的应用场景,光伏也会出现自己的英特尔和AMD。
业内人士分析称,2023年,在全球能源供需矛盾依然比较突出的情况下,随着光伏产品价格的下行,光伏发电在各类电力来源中的成本优势将得到进一步的凸显。预计2023年全球光伏市场需求将延续高速增长的景气趋势。
2023年光伏发电的前景如何
展望2023年,首先是终端需求爆发可期,其次价格战是不可避免的,更激烈的竞争即将到来,但“剩者为王”的逻辑永不过时。此外,利润的再分配和技术的进步同样会催生不可忽视的机遇。
综合国家发改委、国家能源局两大部委首次连续表态,光伏风电将成为新增装机的主体,结合2022年光伏风电新增装机占比78%这一数据,光伏成为新增装机和新增发电量主体的地位已经夯实。两部委这一表态,不仅明确了未来光伏产业的发展方向竖穗,也极大增强了市场信心,为2023年光伏大发展打下了良好铺垫。
我国光伏产业现状及前景?
行业主要上市公司:隆基股份(601012);晶澳科技(002459);晶科能源(688223);通威股份(600438);天合光能(688599)等
本文核心数据:光伏发电板块上市公司研发费用;光伏发电相关论文发表数量
全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar
photovoltaic”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
光伏发电行业技术概况
1、技术原理及类型
(1)光伏发电行业技术原理
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,其发电原理如下。
(2)光伏发电种类
光伏发电一般分为两类:集中式发电和分布式发电,集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。
2、技术全景图:主要为光伏电池技术路线
光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成,其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同,光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。
晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术,按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池,其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池,而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。
薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池,以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。
叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。
光伏发电行业技术发展历程:电池技术路线演变拉动
光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的,从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代哗升圆光伏电池,如今光伏电池技术已发展至第三代,第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等,具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。
光伏发电行业技术政策背景:政策加持技术水平提升
近年来,我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策,通过政策指导,行业加快光伏发电技术的推广和革新,促进光伏发电产业的快速发展。
光伏发电行业技术发展现状
1、光伏发电行业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。
注:2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股笑兆上市企业研发费用
光伏发电行业经过多年发展,产品相对成熟,但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。
2、光伏发电技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从光伏发电相关论文发表数量来看,2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势乱塌,可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词,其中,光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多,说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。
(3)专利聚焦领域
从光伏发电专利聚焦的领域看,目前光伏发电专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。
主要光伏电池技术对比分析
从技术水平来看,硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣,直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。
注:平均转换效率均只记正面效率。
光伏发电行业技术发展痛点及突破
1、光伏发电行业技术发展痛点
(1)硅基光伏电池:P型电池转换效率低
由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益,因此光伏电池的光电转换效率十分重要,光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段,晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题,尤其是P型电池。
据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH),PERC电池的理论极限效率为24.5%,PERC产线的量产效率已经达到23%,逐步逼近理论极限效率。
(2)薄膜电池量产转换效率低
薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点,但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题,性价比较低。
2、光伏发电行业技术发展突破
(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率
相较于P型电池,N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小,转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限,N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA),2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。
(2)钙钛矿电池可实现高转换效率
钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池,钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料,因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率,钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。
光伏发电行业技术发展方向及趋势:降本增效
2022年8月,工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》,提出通过5-8年时间,在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术,包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化,开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。
可见,未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展,一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率,因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向;另一方面,光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低,是降低光伏电站建设成本,并最终降低光伏发电成本的关键因素。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。