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！
太阳能光伏发电是目前发展最为迅速、并且前景最为看好的可再生能源产业之一。自1990年以来，全球光伏组件年度产量从46兆瓦增加至2010年的23.5GW，20年期间增加了500倍以上，年均复合增长率[1]超过36.5%。截至2010年全球光伏发电累积装机容量达到了40GW，近5年的增长率超过了49%。这一增速使得光伏产业成为到目前为止增长最快的产业之一。展望未来，国际能源署预计到2020年光伏发电在许多地区能够实现电网平价，到2050年能够提供全球发电量的11%。
一、发展现状
2011年9月5日，欧盟联合研究中心能源与交通研究所发布了其年度统计分析报告《光伏现状报告2011》，对全球超过300家相关企业的调查结果进行总结和评估。根据报告，从光伏组件生产情况来看，过去数年经历了重大变化，中国大陆已成为全球主要的太阳能电池和组件制造中心，其后是中国台湾、德国和日本。全球前20位太阳能电池制造商中，有8家中国大陆企业、5家欧美企业、4家台湾企业、3家日本企业，中国大陆有6家企业进入前十位。而从光伏装机情况来看，欧盟凭借其累计装机容量超过29 GW，领先于其他国家和地区。截至2010年底，欧洲光伏装机占到全球光伏装机总量的70%以上。
在价格方面，受光伏市场从供应受限向需求驱动转变，以及光伏组件产能过剩的影响，过去3年内光伏组件价格大幅降低，降幅接近50%。未来光伏系统成本的降低将不仅取决于太阳能电池和组件的技术改进和规模扩大效益，还取决于系统组件成本以及整体安装、规划、运行、许可与融资成本的降低。预计，光伏技术领域的投资将从2010年的350～400亿欧元翻倍增长至2015年的700亿欧元，组件终端价格还将持续下降。
在技术发展方面，结晶硅太阳能电池仍是主流技术，2010年其市场份额约占85%，目前，该技术主要优势是能够在相对较短的时间内提供、组装和开工生产。但由于硅原料的阶段性短缺和为新进企业直接提供交钥匙生产线的出现，使得2005～2009年，薄膜太阳能电池的投资有大幅度的增加，目前该行业已有超过200家企业。此外，聚光光伏（CPV）是一个新兴市场，包括两种技术途径：一种是高聚光倍数，超过300个日照强度；另一种是中低聚光倍数，聚光系数在2～300之间。目前CPV的市场份额还很低，但有越来越多的企业开始关注该领域。2008年CPV产量约为10兆瓦，2010年预计在10～20兆瓦之间，到2011年有望达到100～200兆瓦。此外，受到光伏市场整体增长驱动，染料敏化太阳能电池也已准备进入市场，此种电池主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成，欧、美、日等发达国家已投入大量资金对其进行研发。
二、竞争力
2011年9月6日，欧洲光伏产业协会（EPIA）发布了最新光伏竞争力分析报告《太阳能光伏在能源部门的竞争在竞争的道路上》，全面分析了5个太阳能光伏产业主要市场，包括法国、德国、意大利、西班牙和英国。分析结果表明，一些国家最早于2013年可实现光伏产业竞争力，到2020年可在更广泛的市场实现竞争力。近年来已证明在合适的监管框架下，太阳能光伏发电技术可以成为达到欧盟2020年能源目标的一个主要贡献力量。
报告主要结论包括：在未来10年内，所有国家和各细分市场的光伏发电系统价格将下降36%～51%；考虑到光伏发电效率的提高、规模经济和光伏市场的发展成熟，以及所有电力来源发电成本的增长趋势，2020年前光伏可在欧盟5个最大的电力市场中具有竞争力；鉴于多数欧盟大国从南到北的太阳能辐射水平不同，以及不同的细分市场，欧洲各地不会在同一时间实现光伏技术的竞争力；整个欧洲范围光伏竞争力的实现将需要监管框架的政治承诺，支持技术发展，并消除市场畸变。
三、制约因素
如同其他任何新兴产业一样，光伏产业也存在着若干不容忽视的问题，将会制约其进一步发展。国际社会对光伏产业发展的制约因素也有着不同声音：
新兴的市场，比如中国、日本、印度、新加坡，将来，在中国的带动下，亚洲将是光伏的主要市场。
再来看我国，中国具有市场规模优势，这是我国发展战略性新兴产业的优势所在，因此，我国要从多角度加大我国战略性新兴产业市场的培育力度。
首先，采取对生产者补贴、对消费者补贴等多种政策激励手段，鼓励企业和个人购买和使用新能源、节能环保、新材料等新型产业产品。
其次，通过行政指导、行政意见等方式，充分发挥政策的宣传和导向作用，引导相关消费行为向战略性新兴产业领域倾斜，刺激消费需求。
再次，借助电视、广播、网络、报纸等各种媒体，宣传新兴产业产品的先进性、优越性，引导公众消费意识，推动全社会的生产、生活方式和消费观念的转变，使消费者形成热爱绿色能源，支持高科技环保产品的自觉性。
光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以,光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。
中国光伏装备产业已具有一定的规模和水平，可为产业的发展提供强有力的支撑。随着国家对新型可再生能源发展的重视，中国光伏装备将随着产业的发展 而不断发展壮大。
2014年初， 国家电网已经发布，鼓励家庭安装光伏发电，允许太阳能光伏发电并入电网，不够用的电网补充，用不完的卖给电网。这项政策的具体实施，会掀起家庭安装光伏发电的高潮。
太阳能光伏发电装置，各地都有经销商，安装、调试、维修等一条龙服务，目前成本约1万元1KW。
我国光伏发电应用的情况
目前，我国光伏发电的应用市场处于起步阶段。2010年，我国新增光伏发电装机约500MW，累计达800MW。但与我国飞速发展的光伏制造业相比，在光伏应用领域的前进步伐明显滞后于我国光伏制造业。2000年，我国太阳能电池产量仅为3MW，到2007年年底达到1088MW，超过欧洲（1062.8MW）和日本（920MW），跃居世界第一位。2010年，我国太阳能电池产量达到8GW，约占全球光伏电池产量的一半。中国要达到国际能源署技术路线图中提出的光伏发电比例的全球平均水平，累计光伏安装量在2020年前需要达到60GW 光伏，2030年达270GW。当前我国光伏发电应用项目有以下三类：
1. 太阳能光电建筑应用示范项目
2009年3月财政部印发了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的通知，推动太阳能光电建筑应用示范项目的发展。主要内容包括：
（1）建材型、构件型项目：补贴不超过20元/瓦；
（2）安装型项目：补贴不超过15元/瓦；
（3）单项工程应用装机容量不小于50kW；
（4）转换效率要求：单晶硅组件超过16%，多晶硅超过14%，非晶硅超过6%。
在该通知下发后，2009年9月下达首批项目，预算12.7亿元，91兆瓦，111个项目。2010年第二批项目，预算11.95亿元，90.2MW, 99个项目。
2.金太阳示范工程
2009年7月16日，财政部、科技部和国家能源局下发了《关于实施金太阳示范工程的通知》，支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化。主要内容包括：
（1）2009-2011年，原则上每省总规模不超过20MW；
（2）单个项目装机容量不低于300kW；
（3）业主总资产不少于1亿元；
（4）主要设备通过认证
（5）并网项目补50%，独立光伏项目补70%
2009年11月公布了294个项目，装机容量达642MW，总投资200亿元。但是，由于种种原因，后来实际批准的只有200兆瓦。
在金太阳示范工程和太阳光电建筑应用示范工程实施一段时间后，针对实施过程中出现的问题，财政部、科技部、住房城乡建设部和国家能源局于2010年9月发布了《关于加强金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管理的通知》，重新规定了关键设备统一招标、示范项目选择和调整和补贴标准的相关细则。
我国光伏发电的应用前景
我国的光伏制造业在技术上和成本上都具备了领先优势，随着光伏产品制造成本的不断降低和光电转换效率等技术指标的不断提升，光伏发电产业必然会在不远的将来具备与传统能源电力竞争的优势。结合我国的地域和经济特性，可以从以下几个方面推动光伏发电在各个领域的规模化应用。
1.在城市比较集中的东、中部地区，应优先发展与建筑物相结合的屋顶光伏系统和光电建筑一体化。我国东部和中部地区，人口密集，城镇化程度较高，土地资源相对紧张，屋顶光伏系统和光电建筑一体化能使能源供应系统与建筑物完美结合，不占用土地资源。另外，东部和中部地区电价较高，发展屋顶光伏系统和光电建筑一体化经济条件也更为优越。
2.在西部太阳能资源丰富的地区推动大型并网光伏电站的建设。我国西部地区太阳能资源丰富，地广人稀，在荒漠等不适宜种植农作物的区域发展大型并网光伏电站，能充分利用土地资源，所发电力还能在促进当地经济发展中发挥巨大作用。
3.在电网覆盖不到的边远地区，加强离网光伏电站的建设。建设离网光伏电站不仅能节省架设电网线路的高额费用，而且能解决无电地区的用电问题，因此也是当前我国政府主推的光伏发电应用方式之一。
4.在已建成风电场的周边地区，有光照资源保障的，大力发展风光互补型项目。随着我国风电的快速发展，风电装机规模实现了跳跃式的发展，但局限于目前的技术条件和风电的特性，“弃风”的现象比较严重。光伏发电和风力发电能很好的结合，形成时间上的互补，保证上网电力的稳定性。在有条件的风电场周边建设光伏电站，在解决风电上网的问题的同时也推动了光伏发电产业的发展。
5.试点推行直流光伏住宅等光伏与节能相结合的项目。光伏发电产生的直流电需要通过逆变器转变成交流电才能使用，然而，在直流变交流的过程中会产生能量损失，直接使用光伏发电产生的直流电不仅是提高光伏发电使用效率的有效途径，同时也降低了发电系统的成本。通过前期论证，冰箱、彩电和空调等家用电器直接使用低压直流电在成本和技术上均可行，发展直流光伏住宅项目也是今后光伏发电应用的一个重要方向。
产能产量占全球九成以上
光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它是由低铁玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线组成，将太阳能电池片通过胶片密封在一片低铁玻璃和一片背面玻璃的中间，是一种最新颖的建筑用高 科技 玻璃产品。
作为太阳能电池组件之一，根据SOLARZOOM数据，光伏玻璃在组件成本占比为6%-7%左右。其中，光伏玻璃在常规组件中成本占比7%，在单晶PERC组件中成本占比6%，是最占比最高的光伏辅材之一。
与其他玻璃相比，光伏玻璃产品性能要求更高。如普通玻璃的铁含量一般在0.2%以上，而光伏玻璃的含铁量根据国家标准必须低于0.015%；按照相关标准的规定，光伏玻璃的光伏透射比≥91.5%，而相同厚度的普通玻璃只有88-89%左右；为具备对风压、积雪、冰雹、投掷石子等外力和热应力的较高机械强度，光伏玻璃通常采用钢化玻璃；光伏玻璃对雨水和环境中的有害气体具有一定的耐腐蚀性能，耐高温，热膨胀系数必须与结构材料相匹配等。
正因此，2006年以前，由于进入门槛较高和市场需求量少，国内光伏玻璃产品尚未实现产业化，当时的光伏玻璃市场基本由法国圣戈班、英国皮尔金顿(后被板硝子收购)、日本旭硝子、日本板硝子四家外国公司垄断，国内光伏组件企业完全依赖进口的光伏玻璃进行生产，光伏玻璃的进口价格高达80元/平方米以上。
2006年之后，随着光伏行业的快速发展，在市场需求和利润进一步扩大的带动下，国内光伏玻璃行业开始发展，以福莱特（601865）玻璃为代表的玻璃企业进行技术研发和引进，投建光伏玻璃生产线，实现光伏玻璃国产化。
到2016年前后，国内光伏玻璃行业通过十年左右的时间，完成了从依赖进口到替代进口的转变。国内大型玻璃企业开始海外建厂，如信义光能建立马来西亚生产基地，福莱特玻璃也已开始在越南建设生产线；旭硝子等国外企业则纷纷退出光伏玻璃市场，圣戈班等公司只剩一些产能较小的窑炉仍在生产。
发展到目前，我国已成为全球最大的光伏玻璃生产国，截至2018年，中国光伏玻璃产能及产量均占到全球的90%以上。同时，中国也已成为全球最大的光伏玻璃出口国，主要出口地包括美国、日本、东南亚等国家和地区。
将受益于光伏装机量增长
受国内政策变动影响，2018年国内装机有所下滑，新增装机容量43GW，同比下降18%。虽然新增装机下滑，但我国仍是全球最大的新增光伏装机国家。2018年，中国新增光伏装机占全球比重达40%。
按照目前发展形势，乐观估计，2020年后新增光伏装机量将稳步回升，2025年有望达到70GW。保守情况下，2019-2025年期间，新增光伏装机量可能不会触及2017年的水平，但会保持小幅增长
受益于下游光伏装机量增长，光伏玻璃行业前景向好，市场空间广阔。同时，作为全球最大的光伏玻璃生产国，我国光伏玻璃产品除满足国内市场需求外，出口量也迅速增长，特别是欧洲市场。
2018年9月，欧盟对华光伏产品反倾销和反补贴措施已于到期后终止，中欧光伏贸易恢复到正常市场状态。此举有利增加国内组件对欧盟的出货量，进而带动光伏玻璃需求。此外，据欧委会资料显示，欧盟直接针对中国光伏玻璃进口的反倾销措施也将在2019年5月到期，届时将进一步刺激国产光伏玻璃对欧盟的直接出口。
以上数据及分析来源参考前瞻产业研究院发布的《中国光伏玻璃行业市场前瞻与投资规划分析报告》。
光伏(Photovoltaic)：是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。
同时，太阳能光伏发电系统分类，一种是集中式，如大型西北地面光伏发电系统一种是分布式(以>6MW为分界)，如工商企业厂房屋顶光伏发电系统，民居屋顶光伏发电系统。
截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW，新增装机量为48.2GW。2020年我国光伏新增装机中集中式装机32.7GW，我国光伏市场并网装机主要集中在Q4，2020年Q4并网装机为29.4GW。
截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW，新增装机量为48.2GW
截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW，2020年新增装机量为48.2GW，同比增长60%。2020年我国光伏发电量为2605 kWh，同比增长16.2%，占总发电量比重3.5%。
2020年我国光伏新增装机中集中式装机32.7GW
2020年我国光伏新增装机容量为48.2GW，其中集中式装机32.7GW，分布式装机15.5GW。
我国光伏市场并网装机主要集中在Q4，2020年Q4并网装机为29.4GW
2019-2020年期间我国光伏市场并网装机主要集中在Q4，2020年Q4我国光伏市场并网装机为29.4GW，远大于Q1-3装机容量。
2020年1-11月我国户用光伏市场装机量总体呈逐月增长态势，装机容量集中在Q4。2020年11月我国户用光伏市场装机量为3497MW，远高于其他月份。
2020年我国光伏制造端中国多晶硅产量为39.2万吨，电池片产量为134.8GW，硅片产量为161.3GW，组件产量为124.6万吨。
—— 以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国光伏发电行业市场需求与投资战略规划分析报告》。
