太阳能光伏行业的前景
现阶段,我国光伏电站的应用与农业、养殖业、矿业、生态治理结合在一起,呈现出来多元化发展趋势,开创了多种与光伏行业结合的新模式,比如光伏水泵、光伏路灯、光伏树和光伏消费品等光伏应用产品。
我国在“碳中和”成为全球命题的背景下,于2021年开启双碳元年。
自21世纪初至今,我国的光伏行业共经历了起步、发展、衰退、回暖四个阶段后,进入了稳步增长期,目前已成为了光伏发电新增装机容量世界排名第一的国家。我国光伏产业实现从无到有、从有到强的跨越式发展。
光伏是太阳能光伏发电系统的简称,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。 太阳能光伏效应,简称光伏(PV),又称为光生伏特效应(Photovoltaic),是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。
光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换,即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板,利用光照产生直流电,比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。
光伏技术具备很多优势:比如没有任何机械运转部件除了日照外,不需其它任何"燃料",在太阳光直射和斜射情况下都可以工作而且从站址的选择来说,也十分方便灵活,城市中的楼顶、空地都可以被应用。自1958年起,太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日,小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板,大至面积广阔的太阳能发电中心,其在发电领域的应用已经遍及全球。
太阳能是一种快速增长的能源形式,太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料,按年均太阳能系统装机容量计算,全球太阳能市场复合年均增长率达47.4%,从
2003 年的598MW
增长至2007年的2826MW。预测到2012年,年均太阳能系统装机容量可能进一步增至9917MW,而整个太阳能行业的销售额可能从2007年的
172亿美元增长至2012年的395亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。
在世界的一些主要国家中,尤其是德国、意大利、西班牙、美国、法国和韩国,联邦政府、州政府和地方政府机构纷纷以退税、税收抵免和其他激励措施的形式向太阳能产品的最终用户、经销商、系统集成商和制造商提供补贴和经济鼓励,以促进太阳能在并网应用中的使用,降低对其他能源的依赖。然而拥有巨大政治游说能力的传统公共电力企业也可能试图改变所在市场的相关立法,这也可能对太阳能的发展和商业应用造成相对不利的影响。
但总体来说,由于全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性,多国政府都在采取积极措施,以减少对国外能源的依赖。太阳能提供了一种极具吸引力的发电方案,而且不会对国外能源形成严重的依赖性。除此之外,日益突出的环境问题和与矿物燃料发电相关的气候变化风险形成政治动因,促使政府实施旨在减少二氧化碳及其他气体排放量的温室气体减排战略。太阳能及其他可再生能源有助于这些环境问题的解决。
世界各国政府实施了多种激励政策,以促进太阳能及其他可再生能源的开发和应用。许多欧洲国家、一些亚洲国家、澳大利亚、加拿大和美国的多个州省以及一些拉美国家都颁布了可再生能源政策。以客户为中心的财务激励措施包括资本成本退税、强制光伏上网电价和税收抵免。资本成本退税政策提供一笔资金,用于冲抵消费者在太阳能系统中的前期投资。强制光伏上网电价政策要求,公用电力公司依据产生的千瓦时数向用户支付他们通过太阳能系统产生的电力,而价格在一定时期内是有保障的。这些都鼓励了光伏产业的发展。
而在我国,长期困扰我国光伏产业发展的瓶颈问题,即产业链结构中原材料和市场均在海外的问题也得到了政策扶助。上半年由于欧洲各国,尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生重大转变,引起全球光伏市场急剧萎缩,进而导致全球光伏企业一季度的经营状况普遍不理想。为了扭转这种境地,我国下决心上马一大批光伏发电项目,解决了"销售市场"的问题,在很大程度上稳定了光伏产业的内需,理性的产量预期逐渐形成。前段时间财政部也制定了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。《意见》对太阳能产业形成了两大积极信息,一是产业政策的扶持,不仅仅中央财政安排专门资金,对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助,以部分弥补光电应用的初始投入。而且出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。二是"太阳能屋顶计划"对于下游需求的刺激等或将形成相对乐观的预期,即拓展了太阳能产业的发展空间,下游需求必将有所改善。
在1839年,光伏就被发现了,当时19岁的法国贝克勒尔做物理实验时,发现在导电液中的两种金属电极用光照射时,电流会加强,从而发年了“光生伏打效应”。到了1930年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池”,使太阳能变成电能。
到了1954年5月,没过贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池,这是世界上第一个有实用价值的太阳能电池。
光伏发展到今天,已经逐渐成为生活生产中的主力能源,包括独立光伏发电系统、并网光伏发电系统以及分布式光伏发电系统。
夏季开始以来席卷欧洲的酷热和热浪开始影响欧洲能源系统。来自俄罗斯的天然气供应危机和法国核电站反复出现的技术问题对电力生产造成了严重威胁,所有这些都受到水力、风能、核能以及天然气和煤电厂的影响。水电满足欧盟 15% 的电力需求,这一比例要高得多。早在夏季开始之前问题就出现了,但 6 月和 7 月的热浪加剧了干旱,尤其是在南欧。在西班牙和意大利,上半年水力发电量比去年同期下降了40%。
高温对其他类型电站的影响更为间接。核电厂、天然气电厂和燃煤电厂都使用冷却系统,冷却系统的运行受高温影响。南欧许多国家可再生能源发电和发电份额增加的原因之一是该地区的天气条件较好。根据市场研究机构Solargis的数据,西班牙年均太阳辐射量在1400-1800千瓦时/平方米之间,高于欧盟900-1300千瓦时/平方米的水平。 4月17日,该国太阳能发电量因日照过多而达到近13.5吉瓦的峰值,成为西班牙首次削减光伏发电量。
西班牙的风速较高,该国首都马德里本月平均风速为 19.9 公里/小时,比风速最低的 9 月高出近 11.6%。许多欧洲国家的电价已升至 200 欧元/MWh 左右。但与此同时,荷兰和比利时在几个周末都出现了负电价,西班牙和葡萄牙的电价也达到了1欧元/MWh左右的极低价格。由于欧洲现货电力市场采用边际定价方式,边际成本较低的电源优先接入电网。可再生能源,尤其是光伏和风能,具有波动性。在风电和光伏发电量高的时期,实际发电量高于用电需求,降低了市场电价,甚至出现负电价。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展,这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。
2006年的光伏行业调查表明,到2010年,光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。
据预测,太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
2015年7月初,浙江省东阳市横店东磁20.7兆瓦屋顶光伏电站项目通过了国家发改委的验收,作为温室气体自愿减排项目予以备案,今后可参与温室气体排放量的交易。
位于陕西科技大学教学楼顶的屋顶光伏电站,是目前国内高校装机容量最大的屋顶光伏电站,自2012年11月起开始建设至2013年2月正式并网发电,迄今已累计发电150多万度,累计减排二氧化碳1500多吨,年均发电量60多万度。
2015年12月2日,联合光伏公布,将收购总装机容量约20兆瓦的两个光伏电站项目,这两个光伏电站分别来自新疆维吾尔自治区五家渠市和河北省唐山市,预期分别于12月底及2016年第一季实现并网并投产。总金额不超过3.56亿人民币,将以内部资源及外部融资拨付。
随着多晶硅和光伏组件价格大幅下降,光伏发电成本也在大幅下降。按照目前的成本水平和政府补贴,在德国和意大利,光伏电站项目回报率已经达到15%以上。政府之手逐渐退位后,市场之手的作用逐渐显现,成为光伏产业迎来更快发展的主要动力。据报道,因为有利可图,德国、意大利和西班牙等光伏市场大国的运营商都在争相安装光伏电站。因为一旦到了10月份,天气寒冷将不利于光伏电站的安装。这也是6月以来中国光伏厂商订单不断增加的原因。国证券也认为,在光伏发电成本逐渐逼近当地上网平价的推动下,2011 -2015年光伏行业将迎来第二个大周期。在这个前提下,未来几年光伏装机量将会有巨大的增长。金证券预测,到2020年,光伏发电将取代全球发电量的5%,光伏年装机容量将是目前水平的十倍以上。
EVA是光伏组件必须用到的胶膜,和面积直接相关,一块组件1.63平米,EVA需要对电池片正反封装,且面积会比组件面积略小,所以一块组件所使用到的EVA面积为1.6 2=3.2平方米;
由于生产过程中会有一定面积的损耗,每块组件生产下来损耗的面积介于0.2~03平米之间,所以一片60型标准组件实际使用到的EVA的面积为3.2+0.2=3.4 。
EVA行业高度垄断集中,龙头公司福斯特一家占据全球48%的市场份额,去年出货量达到了5.77亿 ;
龙二为斯威克,去年产量1.56亿 ;第三是海优威,去年出货量约1.3亿 ,三家公司市场格局稳定,去年合计出货量8.63亿 ,如果折算成60型标准组件,对应8.63 3.4=2.538亿块;按照去年每块60型组件平均功率278W计算,对应总功率2.538 278=705亿瓦=70.5GW。
去年全球扣除薄膜组件后的总的组件出货量达到了101GW,上述三家公司的市场占有率恰好70%。
EVA和面积相关,所以电池技术进步带来的功率提升不会给EVA数据造成干扰。
EVA用量一定,产业内各家损耗差异很小,各家每片60型标准组件用量均为3.4平米左右,好记好算,容易寻找出确定性的衡量计算标准。EVA产线开停灵活,淡季来了不会为了囤积库存而盲目生产,库存因素扰动小;
EVA高度垄断集中,我们只需要追踪三家公司的产销数据便可覆盖全行业70%的出货情况,而且竞争格局稳定,我们只需要把三家数据除以0.7便可推算全行业的整体需求,简便快速地对行业冷暖有一个清晰认知。
其次,怎么去看光伏未来的投资机会?老规矩,要看未来,先回顾过去。
过去10年,光伏行业发生过三次大变革,第一次是尚德英利成立兆瓦级光伏组件生产线,第二次是保利协鑫突破冷氢化工艺占领硅料市场,第三次是隆基股份推动单晶硅片降本替代多晶硅片。
这三次分别对应光伏产业链三个环节组件、硅片和硅料的大幅度降本,实现大规模制造推动发电成本迈向平价。
而这背后,是光伏行业过去10年呈现明显的周期加成长的特征:行业总体在成长,但是周期波动剧烈,主流厂商经常被颠覆,曾经的领先者都是非主流的外来者,光伏行业不断重复穷鬼到首富再到破产的故事。
比如,在尚德英利突破组件工艺之前,是名不见经传的贸易商,保利协鑫突破硅料工艺之前,只是香港上市的二线热电厂,而现在的隆基在爆发之前,只是尚德三线供应商,火热的通威股份,还在生产饲料。
主流厂商不断被颠覆,因为上一波投资的巨量沉没成本捆住了他们难以动弹,拥抱新工艺左右为难,所以规模越大的死的越快。
具体来说。2008年金融危机之后,全球财政货币政策刺激,尤其德国西班牙等欧洲国家大力补贴光伏。
当时的产业链瓶颈在硅料供给,硅料价格暴涨到接近200美元,薄膜路线的性价比凸显,应用材料等半导体公司纷纷推出turnkey生产线,正泰光伏、新奥能源等企业大手笔买入,还有金属硅和废硅回收冶炼等非主流路线。
彼时,保利协鑫发现硅料的制备工艺其实是中等难度的化工流程,所以独辟蹊径招聘一批东北化工厂的工程师,自己设计还原炉和反应釜摸索工艺。2009年,保利协鑫的冷氢化工艺成功落地,震惊全球光伏届,股价也一飞冲天涨了10倍。
汹涌而来的资金推动保利协的产能从5000吨干到了6万吨,与此同时,硅料价格如坠机一样从200美元跌到20美元,从应用材料到正泰、新奥等薄膜企业黯然退场,汉能光伏却在高点接盘了薄膜的故事今天也没有结束,至于金属硅和废硅回收再无提及。
2010-2011年欧债危机消灭德国西班牙的补贴,疯狂扩产的多晶产业链遇到光伏 历史 上最惨烈的供需双杀,当时相对小众的单晶硅片企业降价反应迟钝,单价市占率被挤压至不到20%。
2011年上市的隆基股份手握10亿资金心有余悸,董秘感叹行业这么惨隆基应该能生存下去。
2012年底一个偶然机会,我们坐在钟总身边,在无聊的会议上钟总随手给我们划了一个2013-2017年的单晶降本路线图,并且拆分了新工艺的边际贡献,非常有说服力。
2013-2015年小小的隆基股份在强大的协鑫压力下埋头 探索 这些工艺,直到2015年第一次增发隆基股份成功获得20亿子弹启动单晶硅片第一次大规模扩产。
5GW、10GW、20GW直到65GW的过程像极保利协鑫,50倍的股价涨幅远远超越保利协鑫成为A股当之无愧的行业龙头。
硅料的技术迭代稳定硅料行业的竞争格局。今年以来海外硅料厂纷纷停产,通威、大全和协鑫等等厂商的市场集中度超过70%,硅料价格的波动率显著下降。硅片的技术迭代正在稳定硅片行业的竞争格局。
今年多晶硅片的市占率降到20%以下,随着隆基股份、中环股份和上机数控等厂商产能的大规模释放,前几位单晶硅片厂商的市占率接近70%。
4月以来单晶硅片价格暴跌,此次产能周期拐点引发暴跌的价格将在今年下半年接近硅片的长期价格中枢2.3RMB左右,以后随着波动率的收敛,硅片价格将缓慢下降
复盘来看,组件、硅料和硅片都发生了技术迭代,最后一个领域电池片依然悄然无息。正是这种悄然无息导致电池片的行业依然分散,面对硅片的产业链博弈始终没有话语权。
从货值计算,电池片的市场容量接近硅片两倍,单位利润率水平不及硅片的1/3,这是非常不正常的现象。
从十年前美国国家实验室的技术演进图来看,光伏的效率排序:异质结(multijunction)›单质结(single-junction)›多晶电池(crystalline si)›薄膜电池(thin-film)。产业层面的两次跳跃间断点完美体现这个效率路线。
市场认为光伏新技术层出不穷,难以辨识真伪。根据第一性原理,这个效率路线图是无可争辩的,背后是材料学的科学逻辑。
上帝早已安排光伏技术的未来,即异质结技术,独有的复合材料结构以及可观的效率潜力。
硅料替代薄膜和单晶硅片替代多晶硅片的过程为异质结替代单质结做好了产业铺垫,因为异质结电池的硅片基底是N型单晶硅片,P型单晶制备工艺可以转化为N型工艺(这并不是跳跃间断点),所以当P型单晶硅片全面替代P型多晶硅片的时候,宣告N型结构替代P型结构的开始。
光伏发电的最后目标是为了上网,但电网不是慈善机构,不会因为企业 社会 责任无限制地接纳光伏。
当光储系统达到发电侧平价,电网就有商业动机接纳光伏,火电被终结。
电网改革放开调频调峰等配售电领域辅助服务市场空间,储能运营商有了稳定收入来源。电网的并网压力倒逼储能需求的启动,电网的改革压力倒逼储能盈利模式的启动。
光伏是光储系统的一级火箭。
储能刺激锂电池下一个超级需求,储能需求和动力需求共同推动锂电池降本增效,反过来加速储能应用,这是光储系统的二级火箭,因此光储系统替代火电的时间或许比大家预期得更快,这个市场空间是两个千亿级市场的叠加,可能在万级别。
总结一下,异质结和储能将是未来光伏10倍股甚至百倍股的诞生之处。
最后的最后,讲一下对周期的理解。在讲周期的时候,从短及长,分为了库存周期、产能周期和经济周期。
库存周期引起利润表的变化,产能周期引起资产负债表变化,经济周期引起技术变化。
再进一步推演下去:
1)引起利润表变化的是营业收入。营业收入由价格和销量决定,价格受制于供需,销量来自于产销率和产能利用率,而产能是来自于资产负债表,所以利润表是资产负债表在当前时点的折现值;
2)当库存周期的价格波动引起利润表变化的时候,企业资产负债表尤其固定资产没有变化。当价格下跌的时候,落后企业的固定成本无法承受冲击,导致落后企业破产,全行业产能收缩,推动产能周期向上;
3)当技术淘汰来临,领先企业的固定成本无法承受冲击,全行业破产。企业固定资产(固定成本)能否承受冲击是区分三种周期级别的标准。
无论是落后还领先企业,本质都是通过折旧收回固定资产投资,所以再漂亮的利润表也无法掩饰虚弱的资产负债表和现金流。
在产能周期级别,落后企业被淘汰,领先企业集中度上升,行业越来越稳定,最后产生垄断。垄断是超额利润的来源,这一点对于任何行业都成立,问题在于行业稳定性的持续时间。
对于商业模式和技术进步层出不穷的行业,垄断是个伪命题,美国50年代军方需求孕育了半导体行业,过去50年以来半导体的数轮周期埋葬了无数的半导体领先公司。
当晶圆技术稳定之后才出现了上涨20年的台积电,身后的三星和英特尔进进出出依然动荡,摩尔定律在扩大台积电的护城河,即使在这个领域台积电赚钱依然幸苦。
称霸了CPU领域十几年的INTEL的市场份额被AMD在数年内赶上,新的构架依然在冲击领先者。
更进一步来说,在商业模式和技术进步层出不穷的行业里,企业阶段性的领先甚至会埋藏失败的起因,这就是著名的”创新者的窘境“。
领先者呕心沥血积累起来的庞大固定资产反而成为新一轮技术竞赛的包袱,地位越领先规模越庞大,被抛弃的可能性越大,因为提前计提资产减值就是主动破产,维持产能利用率又加速自我负循环,进退两难。
光伏行业从硅料技术变革到硅片变革再看未来的电池变革,从龙头到落后,从首富到破产,比比皆是。造成这样的局面,
1)技术变革太快所以固定资产淘汰太快;
2)效率溢价不足所以成本属性多于技术属性;
3)成本差异小所以重复性建设经常造成产能过剩。
不过,在经济周期级别,所有的库存周期和产能周期都是不值得一提的。
每一轮经济周期的尾声技术红利消失,增长乏力伴随着危机四起,比如战争、瘟疫或者金融危机,新兴产业完全替代落后产业,国家兴衰亦然,20年代美国超越英国靠的是第二次技术革命驱动的电力和 汽车 等行业,80年代美国超越日本靠的是第三次技术革命驱动的计算机互联网等行业,并不是新教伦理的白人文化也不是美联储滔滔不绝的流动性泡沫。
人、企业和国家一样,周期轮回都依赖于穿越牛熊的伟大产业,核心是基于固定资产的资产负债表。
太阳能光伏效应,简称光伏(PV),又称为光生伏特效应(Photovoltaic),是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。
光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换,即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板,利用光照产生直流电,比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。
光伏技术具备很多优势:比如没有任何机械运转部件;除了日照外,不需其它任何"燃料",在太阳光直射和斜射情况下都可以工作;而且从站址的选择来说,也十分方便灵活,城市中的楼顶、空地都可以被应用。自1958年起,太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日,小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板,大至面积广阔的太阳能发电中心,其在发电领域的应用已经遍及全球。
太阳能是一种快速增长的能源形式,太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料,按年均太阳能系统装机容量计算,全球太阳能市场复合年均增长率达47.4%,从 2003 年的598MW 增长至2007年的2826MW。预测到2012年,年均太阳能系统装机容量可能进一步增至9917MW,而整个太阳能行业的销售额可能从2007年的 172亿美元增长至2012年的395亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。
在世界的一些主要国家中,尤其是德国、意大利、西班牙、美国、法国和韩国,联邦政府、州政府和地方政府机构纷纷以退税、税收抵免和其他激励措施的形式向太阳能产品的最终用户、经销商、系统集成商和制造商提供补贴和经济鼓励,以促进太阳能在并网应用中的使用,降低对其他能源的依赖。然而拥有巨大政治游说能力的传统公共电力企业也可能试图改变所在市场的相关立法,这也可能对太阳能的发展和商业应用造成相对不利的影响。
但总体来说,由于全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性,多国政府都在采取积极措施,以减少对国外能源的依赖。太阳能提供了一种极具吸引力的发电方案,而且不会对国外能源形成严重的依赖性。除此之外,日益突出的环境问题和与矿物燃料发电相关的气候变化风险形成政治动因,促使政府实施旨在减少二氧化碳及其他气体排放量的温室气体减排战略。太阳能及其他可再生能源有助于这些环境问题的解决。
世界各国政府实施了多种激励政策,以促进太阳能及其他可再生能源的开发和应用。许多欧洲国家、一些亚洲国家、澳大利亚、加拿大和美国的多个州省以及一些拉美国家都颁布了可再生能源政策。以客户为中心的财务激励措施包括资本成本退税、强制光伏上网电价和税收抵免。资本成本退税政策提供一笔资金,用于冲抵消费者在太阳能系统中的前期投资。强制光伏上网电价政策要求,公用电力公司依据产生的千瓦时数向用户支付他们通过太阳能系统产生的电力,而价格在一定时期内是有保障的。这些都鼓励了光伏产业的发展。
而在我国,长期困扰我国光伏产业发展的瓶颈问题,即产业链结构中原材料和市场均在海外的问题也得到了政策扶助。上半年由于欧洲各国,尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生重大转变,引起全球光伏市场急剧萎缩,进而导致全球光伏企业一季度的经营状况普遍不理想。为了扭转这种境地,我国下决心上马一大批光伏发电项目,解决了"销售市场"的问题,在很大程度上稳定了光伏产业的内需,理性的产量预期逐渐形成。前段时间财政部也制定了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。《意见》对太阳能产业形成了两大积极信息,一是产业政策的扶持,不仅仅中央财政安排专门资金,对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助,以部分弥补光电应用的初始投入。而且出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。二是"太阳能屋顶计划"对于下游需求的刺激等或将形成相对乐观的预期,即拓展了太阳能产业的发展空间,下游需求必将有所改善。
太阳能发电是新兴的可再生能源技术,已实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光伏发电具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点,是太阳能发电应用最多的技术。太阳能光热发电通过聚光集热系统加热介质,再利用传统蒸汽发电设备发电,近年来产业化示范项目开始增多。
中国政府持续出台支持光伏产业发展的政策,尤其是在受到美国和欧盟的双反挤压之际,相应的扩大了国内的装机市场,保护国内产业的可持续发展。
针对大型光伏发电标杆上网电价,《意见稿》针对四类地区给出了四个不同的上网电价,分别为0.75、0.85、0.95、1元/千瓦时。
我国2012 年新增光伏装机5.04GW,累计建设容量达7.97GW,其中大型光伏电站4.19GW,分布式光伏系统3.78GW。目前我们判断2013 年新增装机可能在8.5GW左右。
中国太阳能光伏建案的备案量随着年底的到来而激增。2015年11、12月间,中国河北、山西、山东等三个华北地区省份新增的光伏备案量达到2GW,共有约120个专案申请,多是分布式或农业光伏专案,且有部分与扶贫政策结合。[2]
光伏发电
近10年来,全球太阳能光伏电池年产量增长约6倍,年均增长50%以上。2010年,全球太阳能光伏电池年产量1600万千瓦,其中我国年产量1000万千瓦。并网光伏电站和与建筑结合的分布式并网光伏发电系统是光伏发电的主要利用方式。2010年,全球光伏发电总装机容量接近4000万千瓦,主要应用市场在德国、西班牙、日本、意大利,其中德国2010年新增装机容量700万千瓦。随着太阳能光伏发电规模、转换效率和工艺水平的提高,全产业链的成本快速下降。太阳能光伏电池组件价格已经从2000 年每瓦4.5美元下降到2010年的1.5美元以下,太阳能光伏发电的经济性明显提高。
光热发电
光热发电也称太阳能热发电,尚未实现大规模发展,但经过较长时间的试验运行,开始进入规模化商业应用。美国、西班牙、德国、法国、阿联酋、印度等国已经建成或在建多座光热电站。到2010年底,全球已实现并网运行的光热电站总装机容量为110万千瓦,在建项目总装机容量约1200万千瓦。
到2007年年底,全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦(100MW),从事太阳能电池生产的企业达到50余家,太阳能电池生产能力达到290万千瓦(2900MW),太阳能电池年产量达到1188MW,超过日本和欧洲,并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链,特别是多晶硅材料生产取得了重大进展,突破了年产千吨大关,冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约,为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。2007年是我国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能产业的长期利好,整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
根据《可再生能源发展“十二五”规划》,到2015年,我国力争使太阳能发电装机容量达到21GW(百万千瓦)预计,到2050年,中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%,其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年,我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。
国家能源局发布《太阳能发电发展“十二五”规划》称,“到2015年底,太阳能发电装机容量达到2100万千瓦(即21GW)以上,年发电量达到250 亿千瓦时。”
根据《规划》,“十二五”时期新增太阳能光伏电站装机容量约1000万千瓦,太阳能光热发电装机容量100万千瓦,分布式光伏发电系统约1000万千瓦,光伏电站投资按平均每千瓦1万元测算,分布式光伏系统按每千瓦1.5万元测算,总投资需求约2500亿元。
光伏扶贫
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2015年以来,安徽省肥东县累计争取、投入财政资金855万元实施光伏扶贫,为全县5个贫困村、225户贫困户以及80户“三无”特困户新建集体(家庭)分布式光伏发电站310座。
优点
①无枯竭危险;
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对环保(无公害);
③不受资源分布地域的限制,安装在建筑屋面同时美观的优势;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高(目前实验室最高转化率已经达到47%以上);
⑥使用者从感情上容易接受且非常喜爱;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短;
⑧从国家安全角度讲,光伏发电可以实现家庭自己供给,避免战争带来的毁灭打击。
缺点
①太阳能的利用设备必须具有相当大的面积。
②太阳能的应用受气候、昼夜的影响。
③技术限制,导致能源利用率不高,效率低下,且设备投资较高。
④使用太阳能蓄电的蓄电池也会带来很大污染。