影响加纳光伏电站市场发展的关键因素是什么?
1. 资金(到目前为止光伏电站成本还是很高,非洲的整体经济还没有那么发达,目前除南非以外,很多地方的光伏项目还都是独立光伏系统,而且是用其他国家的贷款来支持的)
2. 电网(非洲国家的智能电网建设相对滞后,电站的管理和调度是一个大的问题)
3. 气候(加纳,我没记错的话应该在赤道区域,每年有固定的雨季,光照资源时间分布可能不是特别合理)
4. 管理水平
5. ...
以上供参考
题记:在30·60的号角下,中国正进入一个全新的且富有绝对想象空间的新能源大时代,这其中既有浮沉十年走向平价的光伏,也有逐步大放异彩的锂电池、储能以及被寄予厚望的氢能,它们将共同推动中国走向碳中和的星辰大海。
同样是新能源,上述几个行业,既有共性与融合,也有其独特的发展路径与特点。本文作者试图从技术路线、发展路径、潜力空间、数据测算等多个维度就新能源涉及的多个行业进行剖析。
2021年宁德时代(CATL)的全球市场份额将进一步攀升,比亚迪刀片电池批量供应,刀片一出安天下。预计前五大:宁德时代(CATL)、LG、松下、比亚迪、三星会占据全球市场份额的85%以上,前十名占据95%的份额。锂电池行业既是资金密集型行业,又是技术密集型行业。
锂电池行业竞争比光伏更加惨烈,光伏设备投资也会面临技术路线和成本之争,但是一般不会清零。而锂电如果没有合适的客户和过硬的产品,极有可能面临设备投资打水漂,这方面已经有案例出现。
本质上光伏产品及组件相对标准化同质化,一线品牌和一般产品差异不大,很难卖出产品溢价;而锂电池涉及到电化学,易学难精,一线产品往往比一般产品溢价5%以上,有些细分产品甚至会更极端;导致有效优质产能严重不够,差的产品即使低价也无人问津。
关于磷酸铁锂和三元:宁德时代董事长曾毓群认为,磷酸铁锂电池的增长速度会非常快,因为它比较便宜。随着充电桩越来越多,电动 汽车 的续航里程就不需要那么长。“没开过电动车的人比较焦虑,真正开过的人就不大焦虑,所以应该来说磷酸铁锂比例会逐渐的增加,三元占比会减少。”
随着磷酸铁锂占有率提高,现阶段再布局锂电池首先得明确产品定位,确保产品有市场机会,市场得精准细分,专注做好一款磷酸铁锂动力电芯兼顾储能可能有大的市场机会。
磷酸铁锂的巨大想象空间不仅体现在对续航要求较低的乘用车上,更大空间在对寿命要求更高的商用车领域,储能领域。
电池是能源的储存介质,大能源领域本质是成本为王,效率优先;光伏、锂电概莫如是。
像早年的光伏领域,2016年前都是成本更低的多晶硅片电池占据主流,一度市占率超过85%。在光伏巨头隆基持续产业投入的影响下,金刚线切割硅片工艺异军突起,彻底打破单晶硅片成本瓶颈,2020年单晶市占率超过85%。在下一代大硅片,薄片化工艺趋势下,N型单晶topcon工艺将引领下一代光伏技术变革,单晶将淘汰掉多晶硅片;N型topcon电池与HJT电池之争,同样基于成本考虑,topcon将成为下一代光伏电池主流;
主要考虑以下三方面因素:1、即使量产情况下,设备投资HJT是topcon的2倍左右,而且老产线没有办法改造,所有产线得重置,这是所有巨头们最头疼的;2、HJT及topcon效率相当,在叠加钙钛矿方面机会均等(钙钛矿市场机会尚未出现),需处决于钙钛矿的成本和方案;3、耗材成本HJT的银浆远远高于topcon,topcon浆料未来有可能全面使用更低成本浆料,成本差距会更加巨大。
电动车领域的电池情况稍微温和些,三元和铁锂,不存在谁淘汰谁,基于用户多元化选择。
三元能量密度更高,体积更小,低温性能更好,将在部分高端车型始终占据一席之地。而磷酸铁锂以低成本长寿命等特性快速抢占其他其他市场,尤其以电动重卡,工程机械,储能领域最为瞩目。
2021年将是大力出奇迹的一年,电动车及动力电池领域将迎来未来十年增长最快的一年,也是行业巨擘疯狂布局奠定江湖地位的一年;之前的各种预测都有可能出现极大偏差。半年前笔者曾做过一个预测,回头看行业已经发生重大变化,新能源替代的脚步,正以大家难以估量的速度在加速替代;我们通常会高估1-2年的变化,而低估未来10年的变化,确实替代的速度将更加猛烈。
2021年动力电池出货量,全球大概率超过350gwh,比2020年增长150%,全球电动车2021年出货量达到600万辆以上,中国市场有机会成倍增长到250万台,发展势不可挡。笔者之前调研到部分厂家出货量甚至增长3-500%,磷酸铁锂用量接近60%,这种惊人的发展速度可能持续一段时间。锂电前5名,甚至前10名都在疯狂布局产能。
2025年,全球电动车占有率超过35%,达到3000万辆,按平均60度/车计算,电池用量达到1800gwh,C公司产能可能达到1000gwh,巨头正式步入TWH时代。储能及商用车领域用量估计超过500gwh,三元与磷酸铁锂的比例可能接近35:65,磷酸铁锂将占据市场绝对主流。
展望2030年,全球电动车出货量会整体超过90% ,达到9000万辆,动力电池用量超过6000gwh,0.6元/kwh,则动力电池市场为3.6万亿人民币,燃油车无限接近禁售,算上储能市场锂电池的出货量极有可能接近1万亿美元。
2030年,以光伏+储能为代表的新能源将颠覆整个传统能源生产的格局!
全面颠覆传统能源需要解决的问题?实现低成本光伏+低成本储能,综合成本低于火电。光伏的系统成本已经降到3元/W,部分分布式电站已经降到2.35元/W的成本,遥想2007年系统成本达到60元/W,13年时间,成本降到5%;很快磷酸铁锂储能系统降到1元/wh以下,充放次数可以达到10000次。
2025年光伏系统成本到2元/W,摊到25年折旧加财务成本,1500小时/年发电小时数,度电成本0.1元每度电以内;储能系统成本低于1元/WH,充放次数10000次,按15年折旧,度电存储成本低于0.1元每度,;光伏+储能系统成本0.2元/kw,2030年成本有望降到0.15元每度电以内,成本远低于化石能源。
2020年全球用电量约30万亿度,随着电动化的迅速发展,则2030年全 社会 用电量将达到50万亿度。2030年大概率发生事件,光伏+储能可以占领全球电力市场30%,约15万亿度电。按全球范围发电条件来看,平均1250小时的年发电量可以期待,1GW(100万千瓦)装机量约12.5亿度电。
则15万亿度电,需要总装机量12000GW,地面装机占地面积约12万平方公里。预测光伏地面系统成本2025年2元/W(组件1元/W);2030年1.8元/W(组件0.8元/W),光伏市场未来需求10年需求,12000*18-=216000亿,21.6万亿人民币。
2040年全球电力需求将达到70万亿度,2040年占领全球电力市场60%,约42万亿度电,需要总装机量33600GW,2030-2040年得新增21600GW光伏装机量,地面装机新增土地面积21万平方公里。
成本方面,2035年1.6元/W(组件0.7元/W),2040年1.5元/W(组件0.6元/W),整体光伏市场21600*15=32.4万亿人民币,进入平稳发展期。
2021-2030将是光伏行业的白金十年。
2030年,15万亿度电约需要60%储能,9万亿度电储能,平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要7.5万亿kwh储能,需要250亿kwh储能装机量,约25000GWH。
储能市场按照均价0.8元/kwh计算,市场总量20万亿,跟光伏市场相当并驾齐驱。
2040年,42万亿度电约需要60%储能,25.2万亿度电储能。平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要21万亿kwh储能,需要700亿kwh储能装机量,约70000GWH;新增45000gwh。
储能市场按照均价0.65元/kwh计算,市场总量29.25万亿,跟光伏市场体量相当。
未来十年毫无疑问是光伏和储能最为辉煌的十年,诞生的机会不可估量。
隆基股份与朱雀投资布局氢燃料,光伏龙头布局氢燃料,给了大家很多想象空间,光伏+氢能战略浮出水面,利用越来越廉价的光伏发电来制备储存氢气,既解决了光伏发展的天花板,也生产出大量可替代石油的清洁能源。日本最近投产了全球最大的光伏制氢项目,国内领先企业阳光电源,隆基抓紧产业布局。中石油,中石化等传统能源企业同样在加快光伏+储能+制氢的产业布局。
实际上最近中东的光伏招标电价以及达到1.04美分/kwh,真是没有最低只有更低,技术的迅速发展大大超过我们的想象,中东地区的光伏+储能有可能在2025年达到2美分/kwh,那中国鄂尔多斯高原,青海格尔木地区2025年光伏+储能成本将达到2.5美分/kwh,折合0.1625元/kwh,光储联合制氢将大行其道,电解水制氢的直接能源成本将低于10元/KG。
氢能市场将异军突起,氢能来源广泛,燃烧性能好且零排放,有望成为碳中和战略中的核心一环。氢是宇宙中分布最广泛的物质,约占宇宙质量的 75%。氢气燃烧性能良好,且安全无毒。氢气空气混合时可燃范围大,具有良好的燃烧性能,而且燃烧速度快。
同时氢气燃烧时主要生成水和少量氨气,不会产生诸如一氧化碳、碳氢化合物等,与其他燃料相比更清洁。同时氢气导热性能、发热值高。氢气的导热系数高出一般气体导热系数的10倍左右,是良好的传热载体。
氢的发热值 142,351kJ/kg,是汽油发热值的 3 倍,远高于化石燃料、化工燃料和生物燃料的发热值。氢的获取途径多、热值高、燃烧性能好、清洁低碳,更重要的是反应后生成的水,又可在一定条件下分解出氢,实现循环再生可持续发展。
作为燃料广泛应用于交通运输行业,用于氢燃料电池或者直接燃烧;供热:钢铁水泥造纸氨气应用或者建筑行业直接供热;作为冶金及钢铁行业还原剂还有石化行业的原材料。水泥行业燃烧大量的天然气和煤炭,为了碳减排,需要氢气来中和二氧化碳生产甲醇。
现阶段大量氢气来源于煤制氢及天然气制氢,即所谓的灰氢,随着风光发电成本进一步下降以及电解水制氢设备成本的快速下降,未来2-3年,绿氢的制备成本可以到10元每公斤,不用储存加压,纯化直接用于石化行业作为原料,水泥行业,冶金钢铁等行业,需求将暴增。
煤制氢成本约7元每公斤,天然气制氢约10元每公斤,则绿氢的制备成本接近天然气制氢,考虑到未来的碳税和碳交易收益,绿氢将极大的替代现有的煤制氢以及天然气制氢。
2500万吨的氢气存量空间将形成一定替代,新增场景体现在陆地交通运输场景,海上货运、邮轮、飞机、水泥、冶金等领域将全面采用氢气。
氢气用途展望:低成本氢气除氢燃料电池车辆使用,石油化工,炼钢等都将得到更大规模使用。
工业副产氢的热值价值相当于12元/KG,理论上氢气终端销售价格在当下这个是底线价格,按氢燃料电池用于交通行业,16度电/kg氢气的水平,则氢气转化为电能的价格为每度电0.75元,这个是极限假设的价格。
如果绿氢的价格可以低于12元/Kg,需要考虑制氢设备的折旧和效率,需要光伏风电的价格低于0.15元/kwh,则氢气可以掺杂在天然气管道中,掺杂比例在5-10%,对管道的影响会比较少。可以考虑在天然气管道的周边建设大规模的风光互补电站来来联合制氢。
这个场景12元/公斤的氢气如果用在电动车上,通过储能、运输、加注到车端成本则可能接近30元每公斤,成本偏高。而直接用于石化,钢铁则减少了大量中间环节。也可以考虑用在水泥行业碳捕捉,将二氧化碳+氢气,制取甲醇。石化,钢铁,水泥行业如果大规模推广氢气应用,需求量将不低于1亿吨,二氧化碳的减排量更是惊人,极大加快推动碳中和。
按照现阶段城市氢气补贴后的价格一般高于30元/KG,换算成度电成本接近2元/度电,远远高于现在的工业电价:谷电约0.3元/度电,平电约0.6元/度电,峰值约电价1.2元/度。氢燃料电池的使用成本会一直高于锂电,乘用车用氢燃料电池的必要性大打折扣。
那么,氢燃料电池在交通运输的使用应该在广阔的长途运输,商用大卡车,远洋货轮,该场景需要能量密度较高的氢燃料。
以商用车领域为例:然而续航超过300公里的49吨牵引车,配置6组氢瓶+110kw燃料电池系统+130kwh锂电,整个系统约2.5吨,比传统天然气车及柴油车的质量多1吨左右。解决方案是氢瓶减重,用全氢燃料电池系统。氢燃料的大规模使用,最终必须满足成本低于化石能源,才有机会普及。目前来看任重道远,而跟纯电动拼使用成本尚不具备优势,只能拼场景;如果能够得到15元/KG的绿色氢气,长途货运,远洋货轮,炼钢这些场景则可以大规模应用氢气。
光照条件充足的中东地区,可利用光伏+储能+制氢,考虑到光伏和储能成本接近2美分/kwh,在中东地区制氢将变得实际可行。
用高能量密度氢气来储存新能源以替代石油资源,将是沙特及中东地区最大的机会。如果沙特建设庞大的光伏电站约3000GW,占地面积3万平方公里,年发电量可以达到6.3万亿度,考虑到全天候制氢,则60%需要通过锂电储能,其中6万亿度电用来电解水制取氢气,产生1亿吨氢气,10元每公斤的氢气通过海运将占领全球市场,每年收入1万亿人民币,与沙特现阶段的石油规模相当。
电解海水制氢还可得到副产品氘氚,又是人类终极能源核聚变的主要原材料,实现商用航天的关键。
全球大规模光伏发电成本最低为沙特等中东地区,沙特土地面积超过190万平方公里,有大量的土地建设光伏系统。传统石油巨头可全面转型为新能源巨头,以提供高能量密度的氢气为主,2025年沙特光伏成本降到0.8美分/kwh,折合人民币约5.2分/kwh。沙特氢气能源成本低于5元人民币每公斤,全部成本将低于7元/KG,运往全球价格约12元/KG,全球终端销售价格约12-15元人民币每公斤。
低于15元/KG的氢气,在长途货运,远洋航海,炼钢,石化,建材等都将占有一席之地。考虑沙特得天独厚的地理位置,亚非欧板块中心,从红海通过苏伊士运河运往欧美,马六甲海峡运往亚太地区都将具有成本优势。
笔者2018年造访日本,曾与软银孙正义的高参岛聪先生交流,岛聪提及:孙正义曾经构想在沙特建设全球最大的光伏基地,再找中国最好的光伏及锂电技术去沙特联合设厂,打造光伏+锂电的黄金能源组合。生产全世界最便宜的电力通过中国的特高压技术建设涵盖中亚、东北亚的电力网络,经过伊朗,中亚,中国,将清洁的电力输送给日本,因为日本的平均电价超过0.2美金/kwh。不得不佩服孙的雄才伟略,异想天开。
光伏电站易建,不过经过这么多国家建电力网络难度就大了,而光伏储能制氢则就变得更容易实现了,然后通过远洋运输更有可落地性。
很多人会问,中国会成为新能源领域的沙特吗?中国不一定成为新能源领域的沙特,倒可以成为产业输出方;沙特源于独到的地理位置,如果和中国联手有机会在未来的五十年,仍然成为全球的新能源中心。
在于中国目前是全球最大的光伏生产基地,光伏技术领先全球,光伏技术具有标准化,可复制的特点。而且形成了独立的装备能力和材料开发能力,行业内又有普遍后进入者优势,可后发制人。
那么就可以在中东地区发展光伏+锂电储能产业,低成本足以改变全球能源格局,同样中国的锂电技术具有跟光伏类似的特点。沙特可以和中国强强联手共同发展光伏及锂电储能产业,中国通过技术输出在沙特建设全球最大的光伏基地和光伏储能电站,沙特利用强大的资本实力实现从石油到新能源的转型。
沙特的光伏产品可以行销全球,光伏产生的电可以销售到欧洲及非洲、印度等亚洲缺电国家。光伏制氢可以远销亚洲,欧美,沙特有机会成为新的全球能源中心。
阿联酋三个国有实体组成了阿布扎比氢能联盟,将富含化石燃料的酋长国定位于未来绿氢气的主要出口国,海湾国家已经认识到了这种替代燃料的重要性,氢能的开发在下一步是至关重要的。从最大的石油输出国成为最大的氢气出口国,这样的机会将刺激沙特阿拉伯以及阿联酋,沙特王国已经计划在特大未来城市中建造世界上最大的由光伏和风能联合制氢工厂,整个城市将是绿色电力,沙特也想实现氢气出口国的伟大的计划,他们认为沙特将成为氢气的全球领导者,给沙特下一个50年机会。
当然全世界其他的地方,尤其是光照和风电特别发达的地区,例如澳大利亚也在计划发展氢气,宣布要投资1500亿美金用于绿色氢气的制造;中国的西北地区正在大力发展光伏风电联合制氢。沙特有全球最好的光伏资源,全球的光照时间最长,最长时间甚至可以达到一年2800个小时;如果可以全力以赴的发展绿色的氢气,将有机会成为全球最大的绿色氢气的制造基地,同时成本可以做到全球最低。
总之,平价的新能源将在下个十年惠及全球,实现大部分国家的能源独立、自由和平。
作者简介:陈方明,易津资本&博雷顿 科技 创始人,博雷顿 科技 正成为电动工程机械、重卡及相关领域配套储能的领军企业。作为有超过十年风险投资经验的专家,在新能源、新材料领域做了深厚布局。
他着眼于高精尖技术,聚焦新能源领域的硬 科技 ,投资过常州聚和、拉普拉斯、凯世通、南通天盛、杭州瞩日及量孚等一大批新能源企业。其中量孚作为磷酸铁锂正极材料公司,其利用独特工艺,一步法合成磷酸铁锂,有望将磷酸铁锂正极材料成本降低20%。
陈方明是上海市五一劳动奖章获得者,他创立的博雷顿获得了高新技术企业、高新技术成果转化、市重点人工智能示范项目、高端装备首台套、交通部国家级行业研究中心、上海市专精特新项目等一系列名号和荣誉。
目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与新能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据预测研究,在未来30年能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
世界可再生能源发展的现状
从20世纪70年代开始,尤其是近年来,新能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模,逐渐成为常规能源的一种替代能源,世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。国际能源机构(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自新能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的新能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%,在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。2002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤,约相当于全球一次能源消费总量的1/3,其中传统可再生能源约占85%,新的可再生能源约占15%。在新的可再生能源中,风力发电是发展最快的。在过去的6年里,风电的年平均增长率达到了22%,2004年新增装机797.6万千瓦,全球累计风电装机达到4731.7万千瓦。欧洲是世界风电发展最快的地区,2004年全球新增风电装机的72.4%在欧洲,15.9%在亚洲,6.4%在北美。2003年,欧洲风力发电量达到600亿千瓦时(相当于欧盟15国2.4%的电力),满足1400万户家庭的电力需求。太阳能发电也发展很快。2004年,全球光伏电池的生产首次超过了100万千瓦,比2003年增长了60%。太阳能热水器是完全商业化了的可再生能源技术,我国是世界上最大的太阳能热水器生产国者和消费国。国际能源机构(IEA)的一项研究提供的2001年统计数据表明,太阳能集热器的全球总计安装面积为1亿平方米,排在前位的国家是中国(3200万平方米)、美国(2340万平方米)、日本(1210万平方米)和欧洲(1120万平方米)。无论是光伏发电还是太阳能热水器产业,未来的主流趋势是发展太阳能一体化建筑技术。
生物质资源是多样化的,在全世界应用广泛。2002年底全球生物质能源发电装机超过5000万千瓦,生物液体燃料超过2000万吨。德国在利用厌氧发酵(沼气工程)处理废弃物发电技术方面走在了世界的前列,目前已建成1900个沼气工程,2004年沼气发电装机27万千瓦。与此同时,地热能和海洋能的开发利用也都取得新的进展,为进一步发展奠定了基础。
世界可再生能源发展的趋势
纵观世界可再生能源发展,有以下几大趋势:
(1)技术水平不断提高,成本持续下降。以风力发电为例,自20世纪80年代初以来,风力发电的单机容量从10千瓦,上升到几千千瓦。2003年世界安装的风机平均单机容量已经达到1300千瓦,风电成本从80年代初的每千瓦时20美分,下降到目前的每千瓦时5美分,其中自20世纪90年代以来,成本就下降了50%。据预测,2000至2010年风电成本还可以下降30%。届时,风电成本基本上可以和常规能源发电相当。
(2)发展速度加快,市场份额增加。进入20世纪90年代,以欧盟为代表的地区集团,大力开发利用可再生能源,取得了积极的成果,连续十多年来,可再生能源的年增长速度在15%以上。近年来,以德国、西班牙等国为代表,一些国家通过立法等方式,进一步加快了可再生能源的发展步伐,1999年以来年均增长速度达到30%以上。发展较快的西班牙,2002年风力发电占到全国电力供应量的4.5%,德国在过去的11年间,风力发电增长了21倍,2003年占全国发电量的4%;瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中的比例高达15%以上;巴西生物液体燃料替代了50%的石油进口。
(3)可再生能源已成为各国实施可持续发展的重要选择。可再生能源,由于其清洁、无污染、可再生,符合可持续发展的要求而受到发达国家的青睐。世界各发达国家都制定并实施了一系列宏大的计划和工程。欧盟是世界可再生能源发展最快的地区,也是受益最多的地区。北欧部分国家甚至提出了利用风力发电和生物质发电逐步替代核电的战略目标。
(4)可再生能源是一种朝阳产业,孕育着巨大的潜在经济利益。当今世界上,新能源作为新兴产业在国民经济中的作用和影响已越来越大。据欧洲风能协会统计,2002年全世界风电市场产值在70亿欧元,开发出的电力可以满足4000万人的需求;预计2020年全世界风机规模将达到12亿千瓦,年营业额在670亿欧元。光伏发电市场发展前景也很广阔,据欧盟估计,全球光伏市场到2020年将增加到7000万千瓦,光伏发电将解决非洲30%、经合组织(OECD)国家10%的电力需求。澳大利亚在新世纪能源规划中,提出2010年前建立年销售额40亿美元的可再生能源市场;美国进一步加强了光伏发电技术开发与制造,估计到2020年美国将占领全球太阳光伏电池的一半。另外,全世界生物质能源的商业化利用将达到1亿吨油当量,并形成千万吨级规模的生物液体燃料的生产能力。根据欧洲太阳能协会的预测,到2020年,全球可能拥有14多亿平方米的宏大市场。欧盟计划到2015年安装大约1.9亿平方米的太阳能热水器,相当于提供3700万千瓦和930亿千瓦时的电力和电量。
可再生能源不仅拥有良好的经济前景,而且,随其产业化的发展,将提供越来越多的就业机会。美国学者认为,投资于能源效率和太阳能等技术所创造的就业机会大约是石油、天然气的2倍。在欧洲已经形成了相当数量的可再生能源方面的就业人口。据欧盟的估计,当2010年欧洲风力发电达到约4000万千瓦、光伏发电300万千瓦、生物质能发电1000万千瓦和太阳能集热器1亿平方米时,总计可提供约150万个就业机会,而且这还不包括每年可能有170亿欧元商业出口所创造的、额外的潜在35万个就业机会。由此可见,可再生能源产业对经济发展的潜在影响和作用是巨大的。
不可再生能源的开采和利用在近代社会经济高速发展的进程中扮演了十分重要角色的同时,也为我们带来了无法回避的难题。
第一(能源的短缺。石油将在41年后枯竭、天然气将在67年后耗尽、核能还以用80年、煤矿还可以开采192年。
第二(对环境的巨大破坏。不可再生能源的开采和利用的过程中,排放了大量的二氧化碳,是温室效应的最大元凶。70年代,上海平均夏天每年75天,到目前为止,平均夏天每年142天。
当无节制地耗尽这些能源后,我们赖以生存的环境将会变成什么样的情景,我们的后代是否还可以在未来的环境中生存下去,
一、光伏产业发展的历史基点及未来前景
以上说法虽然有些渲染的基调,但绝非耸人听闻。其实,能源短缺已不是今天才发生的事情,具有远见的国家例如日本、德国,已经在上世纪90年代意识到了该问题,并开始寻找摆脱传统能源的途径。太阳能就是在此背景下应运而生,并取得了迅猛的发展。
2001年开始,得益于日本、德国等国家先进的光伏产业技术和快速增长的市场需求,我国出现了像无锡尚德、天合光电、天威英利、赛维LDK、上海晶澳、江苏林洋等一批优秀的企业。特别是在2005年后,中央和地方政府予以优惠政策进行扶持和引导,在多晶硅原料、硅棒和硅锭、切片、电池片以及组件片各个环节涌入了大量的投资资本,光伏产业在一夜之间像神话一样迅速扩充。如今,中国的太阳能电池片生产数量已经占据全球的60%。
欧洲众多国家如德国、西班牙、法国、意大利、希腊是传统的电池片需求大国,预计在2020年,平均实现太阳能在能源比例中的20%;美国和日本正在规划太阳能刺激性政策;中国预计到2020年实现20GW的太阳能需求市场,并将可再生能源比例提高至15%,是光伏产业发展速度最为强劲的国家;印度、中东、东南亚和非洲是光伏产业未来主要的新兴市场。目前,太阳能在全球能源使用的比例中不到1%,而到2050年,将实现30%的比例,本世纪末,将实现70%的占有比。过去的10年中,太阳能电池生产和需求量年平均增长率为50%左右,那么,对照全球太阳能发展规划战略,我们能否设想(今后太阳能市场将以什么样的速度增长,未来的景象将会是什么样,特别是在太阳能发电成本随着技术创新日益降低和化石燃料发电成本日益提高的前提下。所以说,我们的事业才刚刚起步。
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二、光伏企业在供需曲折交错市场环境下的整合发展
每个文章都要峰回路转一下,我也难以免俗,下面就是峰回路转的部分!
光伏行业的未来前景是光明的,却绝非一帆风顺。后天很美好,但很可能有很多人会在明天晚上倒下,看不到后天的太阳。之所以这样说,主要基于对以下四点的担忧(
1,经过国内光伏产业链的各个环节之后的产品,即电池片和组件片,近95%销往欧美,严重依赖于国外市场。
这种产业链结构布局是由本世纪初国外市场的巨大需求以及国外对中国产业链技术封锁造成的,本身结构的不合理难以抵御国外经济体系和政治政策的变化。例如2008-2009年金融危机的爆发使得对电池片和组件片需求的极度萎缩、价格迅速下降,中国光伏产业各个链条严重受损,下游近2/3企业破产倒闭、中上游企业全线减产和裁员;在2007年以前,欧洲大部分国家都会在第一季度和第三季度出台关于进一步激励太阳能产业的政策,刺激市场,从而形成了光伏产业传统的需求旺季。从2007年开始,出现恰恰相反的情况,由激励转变为降低补贴的趋势,致使淡旺季出现了转换。
2,我国对光伏产业扶持政策的机制漏洞,使得下游光伏企业疲于奔命去却无利可图、政府和企业忙的不亦乐乎却让真正的终端市场消费者——老百姓对太阳能发电知之甚少,难以普及。
2009年耗资100多亿的“太阳能屋顶计划”和“金太阳工程”针对光伏企业优惠政策虽然补贴力度较大——20元/瓦。但是,每个省份申报不得高于20MW,对于实力严重不均衡的众多光伏企业而言就是“狼多肉少”。中小企业为了中标,不得不相互压价,为了有利可图,又不得不偷工减料,以次充好。即便最后中标,企业要先垫巨资开动相应工程,财政补贴下发的程序冗杂,效率低下也为相应工程能否顺利实施带来巨大疑问。另外,光伏上网定价到目前为止还没有明晰。到最后,光伏发出的电不知道卖给谁、谁来买单、付费多少。严格来说,补贴政策本身的机制漏洞对中小企业就是鸡肋——食之无味、弃之可惜
至2005年底,已有大约75万套家用太阳能光伏发电系统进入用户家庭。在这些用户之中,大多数都是牧区的牧民家庭,这些家庭的通电水平还比较低,一般只能满足基本的照明需要。除此以外,还有林区和农区的农户和养蜂户以及无电的公路道班、学校、商店等小单位以在使用家用太阳能光伏发电系统,还有一些缺电地区的城镇居民,也成为家用太阳能光伏发电系统的用户。如果这些家用太阳能光伏发电系统的保有量按80%计,加上国家光明工程和送电到乡工程的光伏电站,中国目前至少有100万户家庭主要依靠光伏发电系统解决基本的生活照明用电。
到2005年底,中国的光伏发电市场累计安装量达到70MW,其中约43%为农村电力建设方面的应用,而全国大约还有300万无电户,估计其中至少还有150万户需要在今后的十年内采用光伏或风光互补发电系统来解决。由于居住条件的限制,他们中的大多数只能采用分散的供电方式,即采用家用太阳能光伏发电系统。而许多已经用上光伏系统的用户也将升级换代,提高用电水平。因此,中国的光伏市场潜力仍然很大。
在人口稠密的都市中,光伏发电系统也正起着越来越重要的作用。2006年,《上海市10万个太阳能屋顶计划》可行性调研完成初稿。根据计划,未来上海10万个屋顶有望安装太阳能发电系统,每年至少发电4.3亿度。对于处在电荒中的上海,这当然是好消息。“中国缺能,我们不能辜负头顶的大好阳光。”这是《上海市10万个太阳能屋顶计划》的主持者,上海交通大学太阳能研究所所长崔容强教授的呼吁。面对迫在眉睫的能源危机,太阳能因其清洁、高效和永不衰竭的特点受到了世界各国能源专家的青睐,并被业内人士称为“黄金电”。没有油田煤矿的上海拥有两亿平方米的屋顶,每天只要有阳光,每个屋顶将会是一个小型的绿色发电厂;把上海的大小屋顶、建筑立面联合起来,可建成一座巨型“发电厂”。以上海现有两亿平方米平屋顶的1.5%,即十万个屋顶(约300万平方米),为其安装“太阳能并网屋顶光伏发电系统”,每年至少能发电4.3亿度,这将很大缓解上海的用电紧张。
但中国光伏产业早期的发展并不是一帆风顺的,中国第一代和第二代光伏企业经历了很多波折,才一步步完成产业升级,打破欧美的技术封锁和资本围堵,最终在全球光伏市场拥有了话语权,主导全球光伏产业链。
今天我们从中国光伏产业发展史切入,谈谈中国光伏企业是如何在欧美的围追堵截中,生存下来,并且完成产业逆袭,打造出另一张中国产业名片的?
三次石油危机推动全球太阳能产业发展
20世纪70年代,阿拉伯国家禁运石油,油价疯涨,全球爆发石油危机,美国开始扶持新能源产业发展,投入资金研发太阳能光伏技术,并且对光伏产业进行补贴,成为了首批发展光伏产业的国家。
在80年代初美国就拥有了全球85%以上的光伏产业市场份额,但那个时候光伏产业的市场还很小,而且随着油价回落,美国新能源发展计划被搁浅了,传统能源寡头势力崛起。
在电力行业发展的早期,电网还无法覆盖西北和边远地区,而中西部地区拥有丰富的风光资源,中国看到了光伏发电在解决西部和农村地区缺电问题方面的价值,开始大力发展光伏产业。光明工程让电网无法覆盖的西北地区用上了太阳能。
2001年,中国第一家光伏企业无锡尚德在无锡国联发展集团和五家地方国企的支持下诞生了,第一代光伏企业从解决西部农村用电开始,随后赶上了全球光伏产业的第一次发展红利。
2004年全球环保理念爆发,可再生能源兴起,欧美发达经济体开始大力发展太阳能产业,市场需求大幅增长,中国第一代光伏企业崛起,凭借低成本优势,获得了欧美市场大量光伏组件的订单,并且实现海外扩张。
中国光伏企业纷纷出海上市,一度占据欧美光伏上市企业的半壁江山,其中施正荣的无锡尚德,彭小峰的江西赛维,苗连生的英利集团成为了中国第一代光伏企业的三大巨头。三家光伏巨头的创始人也相继成为中国光伏首富,登上福布斯财富榜。
但中国第一代光伏企业的疯狂扩张也埋下了隐患,海外上市的光伏企业属于“三头在外”的发展模式,简单来说就是多晶硅材料定价权,光伏产业技术,光伏需求市场都掌握在欧美手中,而中国光伏企业只参与了中间环节的光伏组件和产品的加工,利润很薄。
华尔街资本和欧洲的多晶硅材料供应商看到了中国第一代光伏企业的弱点,开始围猎中国第一代光伏企业,操控多晶硅材料价格上涨。
欧美多晶硅材料供应商先在期货市场制造光伏材料价格上涨的市场预期,多晶硅材料从每公斤40美元炒作到每公斤500美元,让中国光伏企业产生对光伏原料价格上涨产生担忧,于是国内很多光伏企业提前与欧美光伏材料供应商签订长期订单合同,锁定所谓的低价多晶硅原料。
举个例子无锡尚德在美国上市之后,施正荣成为中国首富,他认为未来10年光伏产业会持续增长,多晶硅材料价格会越来越高,一下子与美国的MEMC签订10年订单合同,并且与美国的HOKU签订6.7亿美金的多晶硅供货合同。
结果多晶硅材料价格出现大涨大跌的过山车走势,加上08年次贷危机发生,欧美光伏需求市场萎缩,多晶硅价格继续大幅下跌,出现了白菜价,提前签订的多晶硅低价合同,变成了天价合同,而第一个顶不住的就是尚德,施正荣只能选择支付2亿多的巨额违约金,终止部分天价多晶硅合同。
而彼时中国第一代光伏企业借助资本市场产能增长了10多倍,面临产能过剩和次贷危机的双重压力,天价多晶硅材料合同更是让国内光伏企业雪上加霜,负债累累,陷入破产边缘。
2008年金融危机之前,中国有超过400家光伏企业,成为全球规模最大的光伏制造商,而金融危机之后,只剩下不到50家,损失惨重。
中国第一代光伏企业在短暂的辉煌之后,折戟海外市场,成为了欧美资本的猎物,最终不得不退回国内市场。
无锡尚德在2013年破产重整,次年从纽交所退市,这也是第一代光伏产业发展的缩影,但中国光伏产业并没有从此一蹶不振。
中国光伏企业再次崛起,实现国产化替代
中国第一代光伏企业折戟海外市场之后,中国光伏产业迎来了新的发展契机,以隆基股份和保利协鑫为代表的中国第二代光伏企业崛起,完成了中国光伏产业的国产化替代。
次贷危机和欧债危机让欧美经济衰退,欧美光伏产业也受到巨大冲击,产业市场大幅萎缩,而美国和欧盟的光伏巨头也失去了补贴和产业扶持,开始走下坡路,甚至破产倒闭。
而这个时候中国光伏企业回到了中西部光伏产业的基地,在西藏和新疆等地区继续发展光伏产业,不仅解决了西部地区缺电问题,而且光伏发电成本不断降低,开启了西电东送模式,用西部新能源支持东部城市和产业经济区发展,也为西部地区带来了新能源产业的回报。
在第一代民营光伏企业败走海外市场之后,扎根西部新能源基地的国企比如中电投和中国华陆公司等并没有放弃,10年磨一剑,以西部地区为光伏产业基地,东部沿海城市实现产业技术迭代,着手解决中国光伏产业“三头在外”的产业问题,打开了光伏产业在国内的市场需求,开启了内循环模式,不在依托海外市场。
这个过程中,金太阳工程和江苏计划为中国光伏产业在国内发展提供了市场支撑,在中国西部推动光伏风电产业发展的中电投,转战东部沿海地区,与中国硅王之称的保利协鑫达成合作,开辟了中国光伏产业的第二战线,完成了市场和产业技术的迭代升级,解决了市场和技术两头在外的问题。
而在多晶硅材料领域,第一代光伏企业尚德借着欧美太阳能产业扩张的风口,一度成为全球最大的多晶硅制造商,但实际上欧美掌握了多晶硅材料的定价权,我们在光伏原材料领域进口依赖超过90%。
中国华陆公司的一个工程师陈维平带领团队,不到一年时间突破了多晶硅领域的冷氢化核心技术,并且创造了多个世界第一,打破了欧美多晶硅技术的垄断,最终这项技术被广泛应用到民营光伏企业和市场,光伏产业成本进一步降低,同时解决了多晶硅材料对外依赖的问题。
在单晶硅领域,一直低调的隆基股份,没有盲目扩张,躲过了海外资本围猎,成为中国早期光伏企业的幸存者,并且选择了不被看好的单晶硅材料市场,最终在单晶硅原料和技术领域取得了新突破,进一步降低了中国光伏发电的度电成本。
至此,中国用3年时间完成了光伏产业的国产替代,中国掌握了市场,技术,原料的主动权,2011年也成为了中美光伏产业的一个分界点,中国光伏产业的市场份额和技术优势,开始主导全球光伏产业链。
而经历了08年金融危机和欧债危机之后,欧美光伏企业一直没有缓过来,错过了全球光伏产业的第二次扩张红利,并且开始深度依赖中国光伏企业提供技术和产品,欧洲一半以上的光伏产品和组件需要从中国进口。
另外在光伏电池板领域,逆变器这一关键产品,中国也逐步占据主导地位,华为的光伏逆变器占了全球市场份额的23%,连续多年稳居市场第一位置。
当中国第二代光伏企业再次席卷欧美市场的时候,欧美产业资本不愿失去光伏市场的主动权和利润,再次围猎中国二代光伏企业,但他们发现行不通了,无论是产业技术,还是多晶硅原料,中国都领先欧美了。
最后在自由竞争比不过中国光伏企业的时候,欧盟和美国商务部联合起来,对中国光伏发起了双反调查,认为中国光伏低价冲击了欧美市场,通过贸易保护的形式,再次把中国企业赶出欧美市场。
美国和欧盟制造贸易壁垒的方式,来打压第二代光伏企业,成功了吗?
中西部新能源经济崛起,中国光伏主导全球光伏产业链
中国二代光伏企业再次退出欧美市场,但已经完成国产化替代的二代光伏企业并没有退缩,而是以国内市场为依托,提高国内光伏产业集中度,并且继续中国光伏产业的全球扩张,打开了亚洲和非洲市场,光伏产业的市场份额再次增长,夯实中国光伏在全球光伏产业的主导地位。
在一带一路战略下,中西部新能源经济崛起,以光伏风电为代表的新能源产业,为西部未来发展奠定了基础,这也意味着中国西部地区未来有望成为中国的新能源中心,甚至是亚洲的新能源中心,对全球新能源经济产业产业重大影响。
在全球能源碳中和趋势下,太阳能产业再次迎来高增长,光伏风电等清洁能源产业可以优化我们的能源结构,减少对煤电的依赖,而在水电发展空间有限的情况下,未来中国要提升新能源发电量,提升可再生能源发电比例,光伏风电将是关键。
中东有石油,中国有沙漠,如果能够充分利用西部地区风光资源,提高沙漠戈壁地区的光伏发电装机量,我们的能源安全和可持续发展问题将会得到解决,甚至可以完全摆脱煤电。
比亚迪的王传福认为中国1%的沙漠铺满光伏太阳能电池板,就可以解决全国人民用电问题。
当然我们也不能忽略光伏发电的不稳定性问题,还需要配套的新型电力系统,解决绿色电力并网发电问题,发展储能产业,形成源网负荷一体化的现代能源体系。
今年中国非化石能源发电装机量突破11亿千瓦,超过了煤电装机容量,光伏发电比例进一步提升,在全球光伏发电装机量中,中国连续多年保持第一,美国次之,而光伏发电成本也远远低于欧美经济体。
在全球光伏供应链体系中,硅片几乎都来自中国市场,中国新疆已经成为全球多晶硅材料的供应基地,目前全球太阳能电池工厂销售和使用的硅片97%来自中国。
第二代光伏企业打开了东南亚市场,如今东南亚乃至全球的光伏制造商都离不开中国生产的晶圆和多晶硅,全球太阳能行业需要的多晶硅74%都是中国生产的。
美国太阳能一直高度依赖进口,国内光伏制造商产能无法满足需求,其中85%以上的进口太阳能电池板都来自东南亚地区,而这个地区的光伏供应链体系也是中国光伏企业占据主导地位。
这也是为何今年美国商务部启动对东南亚光伏产业调查,结果不到一个月取消调查,给予关税豁免的原因,无论是制裁中国新疆,还是对东南亚光伏产业双反调查,都会冲击全球光伏产业链,最终冲击美国自身的光伏产业,欧美已经无法摆脱对中国光伏产业的依赖了。
中国已经是欧洲最大贸易伙伴,欧洲深陷能源危机,开始了激进的清洁能源产业转型计划,提高可再生能源发电比例,这意味着中欧未来的光伏产品贸易比重会大幅提升,欧洲需要中国的光伏产品和技术体系,来完成欧洲的能源转型计划。
在双碳经济时代,全球能源经济的增量市场在新能源领域,而光伏太阳能产业将是新能源产业的支柱,中国光伏将成为新的世界名片,帮助中国赢得未来新能源经济的话语权,主导全球新能源经济的发展。
我国对太阳能电池的研究开发工作高度重视,早在“七五”期间,非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题;“八五”和“九五”期间,我国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面。
2003年10月,国家改革和发展委员会、科学技术部制订了太阳能资源开发计划,国家改革和发展委员会“光明工程”筹资100亿元用于推进太阳能发电技术的应用,计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容量达到300MW,我国已成为全球光伏产品最大制造国。
2011年,国家改革和发展委员会制订的《新能源振兴规划》指出,我国光伏发电的装机容量规划到2020年达到20GW,是原来《可再生能源中长期规划》中1.8GW的10多倍。
2002年,国家有关部委启动了《西部省区无电乡通电计划》,通过太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。这一项目的启动大大刺激了太阳能发电产业,国内建起了几条太阳能电池的封装线,使太阳能电池的年生产量迅速增加。目前我国光伏市场需求量为每年10MW以上,从2011年开始,我国光伏市场年需求量将大于20MW。
目前国内太阳能硅生产企业主要有河南洛阳单晶硅厂、河北宁晋单晶硅基地和四川峨眉半导体材料厂等,其中河北宁晋单晶硅基地是世界最大的太阳能单晶硅生产基地,占世界太阳能单晶硅市场份额的25%左右。
2011年,国内生产太阳能电池的企业总计年产能已经达到20GW以上。
中国高度重视对非清洁能源合作,已成为非洲清洁能源发展的主要合作伙伴之一,也是推动非洲绿色发展的重要力量。目前,非洲的大部分能源来自生物质能和化石燃料。中国正在利用其在清洁能源方面的技术优势,帮助非洲国家增加可再生能源的供应,促进疫情下非洲的经济复苏和发展。在埃塞俄比亚,从丘陵地区的阿达玛风电场到沙漠地区的艾沙风力发电站,中国企业在当地发挥了积极作用。
在南非,由中国龙源电力集团南非公司运营的德阿尔风电项目拥有两个风电场和163台风力发电机,总装机容量为24.45万千瓦。项目年发电量超过7.5亿千瓦时,相当于节约标准煤约20万吨,减少二氧化碳排放70万吨。
在乌干达中西部基里扬省东格,中国水利水电建设集团公司的工人们正忙着完成尼罗河沿岸卡鲁马水电站的最后阶段。这座装机容量60万千瓦的水电站建成后将成为乌干达最大的发电设施。
在肯尼亚,中国江西国际经济技术合作公司建设的加里萨光伏电站装机容量50兆瓦,是东非最大的光伏电站。肯尼亚总统肯雅塔表示,加里萨的光伏电站使肯尼亚走上了绿色能源自给自足的道路,提升了肯尼亚作为非洲绿色能源生产中心的形象。
非洲是最易受气候变化影响的地区之一,发展清洁能源是非洲实现可持续发展的必然选择。
对非洲来说,与中国合作不仅可以开发非洲丰富的绿色能源资源,还可以通过成功的经验分享,让非洲国家学习中国大力发展清洁能源的经验。