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光伏行业现状和前景
供给——太阳能电池片产量逐年增加
2011年以来,我国太阳能电池片产量规模稳步提升。据中国光伏协会统计数据显示,2021年中国电池片产量为198GW,较2020年的135GW同比增长46.9%。2022年上半年,国内电池片产量约135.5GW,同比增长46.6%。
供给——光伏组件产量快速增长
单体太阳电池不能直接做电源使用,作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。太阳能电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。
得益于全球光伏需求增长的推动,国内企业在近年来持续加大组件环节的投资和技术革新,近10年来生产成本持续下降,自动化、数字化程度不断提升。据中国光伏协会统计数据显示,2021年,中国组件产量达到182GW,同比增长46.1%,以晶硅组件为主。2022年上半年,国内组件产量达到123.6GW,同比增长54.1%。
需求——中国光伏新增装机量波动扩大
据国家能源局统计数据显示,2017年,我国光伏发电新增装机容量为53.06GW,创历史新高。2018年,受光伏531新政影响,各地光伏发电新增项目有所下滑,全年新增装机容量为44.26GW,同比下降17%。受国家光伏行业补贴、金融扶持等政策影响,2020年及2021年光伏装机量大幅回升。2020年,中国光伏新增装机48.20GW,同比增长59%。2021年,中国光伏新增装机再创新高,达到54.88GW,同比增长14%。2022年1-9月,我国光伏累计新增装机52.60GW,同比增长106%。
需求——光伏累计并网容量达3.36亿千瓦
截至2022年第三季度,中国光伏发电累计并网容量达到3.58亿千瓦,其中集中式光伏电站21546.9万千瓦,分布式光伏14245.7万千瓦。
光伏发电占全社会用电量比重逐年上升
随着城镇化率和城乡居民电气化水平的持续提高,以及新一轮农网改造升级、居民取暖“煤改电”的大力推进,尤其在气温因素的作用下,冬季取暖和夏季降温负荷快速增长,带动了城乡居民生活用电快速增长。而光伏发电作为可再生清洁能源的一种,随着我国用电量的不断提升,发电需求也将不断增长,光伏发电需求量将逐渐扩大。2014-2022年,中国光伏发电量占全社会用电量比例逐年增长,2021年占比达到3.9%,2022年前三季度达到5.1%。未来,光伏发电有望成为推动我国实现能源变革的重要引擎之一。
—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国光伏发电行业市场需求与投资战略规划分析报告》
国家政策支持光伏行业发展吗?
行业主要上市公司:国内光伏产业上市公司主要有隆基股份(601012)、晶澳科技(002459)、晶科能源(688223)、通威股份(600438)、天合光能(688599)等。
本文核心内容:国家政策规划、发展目标、省市政策解读
1、政策历程图
光伏产业是推动我国能源变革的重要引擎,也是新能源的重要组成部分。根据我国国民经济“九五”计划至“十四五”规划,国家对光伏行业的支持政策经历了从“积极发展”到“重点发展”再到“大力提升”的变化。
“九五”计划(1996-2000年)至“十五”计划(2001-2005年)时期,国家层面仅从宏观角度提出积极发展新能源,但未具体提及光伏等新能源;从“十一五”规划开始,明确提及太阳能光伏发电建设,
“十二五”至“十三五”期间,将光伏产业列入战略性新兴产业,并重点规划推动能源结构优化升级路径。到“十四五”时期,根据《“十四五”规划和2035年远景目标刚要》,构建现代能源体系,大力提升光伏发电规模成为“十四五”时期的重要任务。
2、国家层面政策汇总及解读
——国家层面光伏行业政策汇总
我国于2006年1月1日起实施《中华人民共和国可再生能源法》,该法案将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,并推动增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,并且推动可再生能源市场的建立和发展。2006年以来,为鼓励和扶持光伏产业的发展,国家发改委、财政部、工信部、国家能源局、住房和城乡建设部等多部门密集出台支持和规范光伏产业发展的政策性文件,其范围包括了生产、销售、财税、补贴、土地政策等产业发展的各个相关方面。
——《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》解读
当前,随着光伏技术逐渐成熟、经济性逐渐提升,光伏产业正进入大发展的战略机遇期。以5G通信、人工智能、先进计算、工业互联网等为代表的新一代信息技术快速兴起,加快光伏产业与信息技术深度融合发展、推动智能光伏产业创新升级成为大势所趋。
工信部等五部门联合印发《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,旨在“十四五”期间有效引导行业智能升级,促进光伏产业健康发展,从而推动光伏发电的大规模应用,使我国保持全球光伏制造第一大国和装机应用第一大国地位。
——“碳达峰、碳中和”目标对光伏产业的影响解读
“3060碳达峰碳中和”是多重目标、多重约束的经济社会系统性变革,需要统筹处理好发展和减排、降碳和安全、整体和局部、短期和中长期、立和破、政府和市场、国内和国际等多方面多维度关系,是重塑我国经济结构、能源结构、转变生产方式、生活方式的历史性突破。“碳达峰、碳中和”目标的提出将会对我国光伏产业产生多维度的显著影响。
——国家层面光伏行业发展目标解读
国家能源局数据显示,截至2021年末,我国光伏发电累计装机容量达到3.07亿千瓦,2021年新增装机容量达到0.55亿千瓦。根据2022年5月底国家发改委及国家能源局发布的《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,旨在锚定2030年我国风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上的目标,加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。推动新能源在工业和建筑领域应用,到2025年,公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到50%。从国家层面来看,光伏行业是国家重点支持的朝阳产业,未来十年国家将通过大力提升光伏装机容量规模来促进行业发展,重塑能源体系。
3、各省市层面的政策汇总及解读
——31省市光伏行业政策汇总
目前,为响应国家能源结构升级调整的战略部署,大部分省市均出台了“十四五”期间能源发展规划,对构建新能源结构体系做出明确指示和要求。其中,光伏产业作为各省市重点发展的可再生能源产业受到极大重视,“十四五”期间将大力提升其装机规模。
——31省市光伏行业发展目标解读
“十四五”期间,我国各省市均提出了光伏行业的发展目标,大部分省份对光伏行业在十四五期间的光伏新增装机量及累计装机量均做出明确计划,具体发展目标如下所示:
以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏产业投资机会与投融资策略建议分析报告》。
光伏发电好不好???
当然好了,太阳能光伏发电发电过程简单,没有机械转动部件,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,无噪声、无污染;太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此,与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比,光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术,具有以下主要优点:
①太阳能资源取之不尽,用之不竭,照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
②太阳能资源随处可得,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失。
③光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。根据热力学分析,光伏发电具有很高的理论发电效率,可达80%以上,技术开发潜力巨大。
④光伏发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。
⑤光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合,构成光伏建筑一体化发电系统,不需要单独占地,可节省宝贵的土地资源。
⑥光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电,加之自动控制技术的广泛采用,基本上可实现无人值守,维护成本低。
⑦光伏发电系统工作性能稳定可靠,使用寿命长(30年以上),如1983年建设的10KW民用光伏电站,原址是在距离兰州市40公里左右的村庄,当时国内的光伏行业发展并不完善,在这个偏远地区建设光伏电站是因为该地区国家电网基础设施不完善,榆中地区很多偏远的乡村虽然用电量不大,但是还是没有通电,这个光伏电站为附近的村庄带去了光明。晶体硅太阳能电池寿命可长达20~35年。在光伏发电系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命也可长达10~15年。
⑧太阳能电池组件结构简单,体积小、重量轻,便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短,而且根据用电负荷容量可大可小,方便灵活,极易组合、扩容。
太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。太阳能光伏发电与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用电的独立太阳能发电系统,这些特点是其他电源无法比拟的。
欧洲电网、电价、光伏标准大家知道吗?
这个古瑞瓦特的文章里有解答过。欧洲电网电压和中国大陆一样,低压都是采用单相230V/三相400V,频率都是50Hz。欧洲中压并网的逆变器,交流输出电压一般为480V。和中国大陆不一样,欧洲居民用电比工业用电要贵很多,丹麦居民用电约为人民币2.32元/度,德国居民用电约为人民币2.25元/度,西班牙、葡萄牙、意大利居民用电约为人民币1.8元/度,英国、瑞典、瑞士、法国、挪威等国家电价在1.5-1.1元/度之间。安装分布式太阳能,如果自用比例高,一般5年都可以收回成本。工业电价一般为居民电价的60-80%之间。
全球实现碳中和,需要多少光伏厂?
专家认为,未来想要实现零碳排放,能源系统将主要依靠低成本太阳能发电。到2025年,全世界必须建成约100家太阳能电池板工厂,以便到2035年实现世界能源供应“去化石化”。如果没有以光伏为代表的可再生能源,通过技术进步实现的成本快速下降,那么实现“碳中和”目标将更加艰巨。
芬兰拉彭兰塔工业大学(LUT University)太阳能经济学教授克里斯蒂安·布雷耶的研究小组,对通往未来零排放能源系统的过渡转化途径进行了建模。他说:“世界必须尽快、安全且经济高效地实现零温室气体净排放,需要对能源系统进行去化石化,要做到这一点,需要为世界每个地区提供技术上可行、成本优化的能源系统转化的过渡途径。我们的计算对如何实现转化给出了答案。”
LUT的成本优化模型发布于2019年,模型展示了如何实现净零碳排放的全球能源系统。在该模型中,实现零排放的一年中,太阳能光伏板(PV)满足了所有用途的全球能源总需求的69%。其余的来自风能、生物质和废物、水力发电和地热能。
布雷耶强调,他的零排放情景不包括核电,因为它“太贵了”。光伏技术正变得越来越便宜;另一方面,核电站的建设成本却在上升。此外,安装和运行太阳能发电厂更容易、更快、风险更低。
LUT研究人员基于太阳能的模型提出了两个问题。
首先,如果要实现将全球变暖保持在1.5摄氏度(2.7 F)以下的国际公认目标,那么到什么时间点地球温室气体排放必须达到净零排放呢?
其次,如果要实现这一气候目标,必须建成多少座太阳能电池板制造厂呢?何时建成才能满足太阳能在所有能源生产中高达三分之二呢?
英国利兹大学的气候科学家Piers Forster说:到2021年初,要使全球变暖保持在1.5摄氏度以下,人类最多可以向空气中释放出1,950亿吨二氧化碳,而自工业革命开始以来,人类已经向大气排放了1,700亿吨二氧化碳。
仅在2019年,全球排放总量约为40亿吨二氧化碳。如果未来几年的排放量大致维持在2019年的水平(很有可能),则剩余的二氧化碳排放预算将在2025年底之前用完。在那之后,世界将处于碳超标状态,并可能导致气候变化更危险。
布雷耶说:“我们必须在2025年之后尽快实现零排放。目前零排放的政治目标年是2050年,为时已晚。”
为了避免危险的气候变化和长期海平面上升,现在释放到大气中的大部分碳都必须在未来几十年内收回,那将是非常昂贵的。布雷耶认为,更快地扩展可再生能源系统并尽快关闭燃煤发电厂将便宜得多。
原因如下:产生一兆瓦时的燃煤电力会导致大约1吨的二氧化碳排放。从长远来看,如果将二氧化碳永久存储起来,每吨成本可能约为100欧元。相比之下,到2020年,一兆瓦时的电力在德国的电力平均交换成本为33欧元。这意味着燃煤发电实际上比没有碳排放的光伏发电或风力发电厂的电价贵四倍。
布雷耶表示:“这还不包括燃煤发电厂排放的重金属的 健康 成本。公共卫生专家估算,仅在德国,这种污染每年就造成约5,000人过早死亡,而在亚洲,这一数字将近一百万。”
LUT模型估计,实现净零排放的地球,将有90%来自电力,而不是化石燃料,其中69%的电力将来自太阳能光伏。为了实现这一目标,需要多少个巨型光伏组件工厂呢?需要何时建成呢?
这取决于我们对世界仅剩的200亿吨二氧化碳碳预算的紧张程度。让我们想象一下到2035年完全由可再生能源驱动的全球系统,并假设新的光伏工厂将在2025年建成,因此它们可以在10年内完成工作。
迄今为止,全球最大的光伏组件工厂正在中国安徽省建设。根据开发商协鑫集成 科技 股份有限公司的公告,其年生产能力为60GW(GW或吉瓦,功率单位,1GW=10亿瓦),该项目总投资180亿元,其中固定资产总投资约120亿元,在2020年至2023年分四年四期投资建设。2020年全球光伏产能约为200GW,其中大部分在中国。
LUT模型预计,当全球实现碳中和,全球已安装的可再生能源发电量为78,000GW。其中包括63,400GW的太阳能PV,约8,800GW将在欧洲。
我们能否在2024年之前建成足够多的工厂,并到2035年生产所需数量的太阳能电池板呢?答案是:差远了!根据当前的行业计划,到2024年,将仅建立400GW的年PV生产能力,并且全球仅生产、安装了约1,500GW的PV。为了在2035年之前实现零排放且三分之二的能源来自太阳能,在2025至2035年之间生产、安装另外62,000GW的光伏,即每年6,200GW。
这意味着想要应对气候变化挑战,到2024年,我们将需要至少再建设100个与安徽60GW光伏组件工厂相同规模的超级工厂,以实现合计6,000 GW的年生产能力。如果欧洲要生产自己的光伏组件,而不是进口光伏组件,那么这100家巨型工厂中的15家必须设在欧洲。
这些数字告诉我们,作为全球净零排放竞赛的核心要素,可再生能源的快速扩张在技术上是可行的。毕竟,人类肯定有能力建造和经营100家巨型工厂。当前面临的关键问题是:我们是否会认真对待气候科学家的警告,撸起袖子加油干呢?
去年12月16日-18日召开的中央经济工作会议上,第一次将“做好碳达峰、碳中和工作”列入年度重点任务之一。也是第一次将碳达峰和碳中和目标,写入正在编制的经济和 社会 发展“五年”规划。
此前高层指出,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。(又称30.60目标)这是中国首次向全球明确实现碳中和的时间点,也是迄今为止各国中作出的最大减少全球变暖预期的气候承诺。
在高层明确任务之后,多部委也开始响应:
12月20日,发改委强调要部署开展碳达峰、碳中和相关工作;
12月21日,央行表示为了实现碳中和目标,会加大对新能源产业、能源高效利用产业的金融支持;
12月22日,生态环境部副部长透露,生态环境部正制定2030年前碳排放达峰行动计划、行动方案,支持有条件的地区率先达到碳排放峰值。
不过,我国碳排放强度依然很大。从行业看,电力行业碳排放占比达到41%,因此加速调整能源结构迫在眉睫。据《中国实现碳中和的路径建议》研究报告,实现“碳中和”目标的多种可行方案中,“加速可再生能源转型”是其中最有效的路径之一。即如果中国持续提升公路运输、建筑和工业领域的直接电气化程度,且通过普及零碳电力(太阳能等清洁能源发电)供应,构建规模更大、更清洁化的电力系统。那么,电力行业的碳排放量最快可于2024年达峰,此后将迅速下降。
国家能源局新能源司的最新预计是,到今年年底光伏发电装机规模将超过风电,成为全国第三大电源。根据国家能源局目前的测算情况,“十四五”新增光伏发电装机规模需求将远高于“十三五”。中国光伏行业协会也预计,中国年均光伏新增装机规模将在70GW到90GW之间,是当前年均新增装机量的两倍有余。
此外,用户光伏空间正在打开。华创证券指出,预计今年我国光伏新增装机量将会在35GW左右,如用户新增装机量达到10GW,占比将会超过28.5%,意味着光伏正在走向寻常百姓家。用户光伏潜在空间巨大,价值尚未被完全开发。按10%的渗透率和3.5元/W的单瓦价值计算,市场空间或达1.4万亿元。
据不完全统计,除目前已实现“碳中和”的苏里南和不丹两个国家外,瑞典、英国等6个国家已立法“碳中和”,欧盟作为整体和加拿大等5个国家地区处于“碳中和”立法状态(进程),中国、日本等14个国家发布了“碳中和”政策宣示文档。
全球范围“碳中和”目标的实现,都绕不开依赖于发展、利用以光伏为代表的可再生能源、清洁能源。2019年,中国硅料、硅片、电池片、组件占全球产量的比重分别达到了67%、98%、83%和77%,而中国生产的光伏产品,60%-70%出口到了全球各地。全球光伏组件出口商前十名中,绝大多数都是中国企业。作为全球最大的光伏生产基地,全球碳中和也意味着,全世界电力系统将更加依赖于中国光伏!