未来5年光伏行业的发展前景怎么样？
行业主要上市公司:国内光伏行业上市公司主要有隆基股份(601012)、金高科技(002459)、晶科能源(688223)、通威股份(600438)、天合光能(688599)等。
本文核心数据:产能利用率、装机容量、弃光率、光伏发电量、系统建设成本。
行业概况
1.定义
光伏产业，简称PV(光伏)，主要指硅材料应用开发形成的光电转换产业链，包括高纯多晶硅原料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备制造和光伏发电应用。随着二氧化碳排放峰值碳中和国家目标的推进，以新能源为主体的新型电力体系建设正在加快推进。光伏与复兴号高铁、国产商用飞机、新一代运载火箭一起获得了中共十九大纪念邮票。光伏产业地位显著提升，迎来历史性发展机遇。
光伏产业的下游应用主要是光伏发电，根据建设规划定位可分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。集中式光伏发电系统，如大型西北地面光伏发电系统；分布式光伏发电系统(以>6MW为界)，如工商企业和住宅建筑的屋顶光伏发电系统。
2.产业链分析:产业链长。
随着光伏发电在能源供应体系中发挥越来越重要的作用，光伏相关产业也日益壮大，形成了从高纯硅材料、硅锭/棒/片、电池/组件、光伏辅助材料和配件、光伏生产设备到光伏产品的系统集成和应用的完整产业链。
光伏产业链的上游主要是与光伏电池相关的原材料，包括构成电池的单晶硅和多晶硅。上游单晶硅和多晶硅生产商主要有保利协鑫、隆基、通威、中环。然而，硅片生产企业已呈现双寡头格局，中国的太阳能硅片占据了全球大部分市场份额。在中国市场，主流厂商主要有隆基和中环，产能格局依然高度集中。在硅片对外销售规模中，中环股份和隆基股份占据绝对领先地位。
中游主要是电池芯片和电池模组制造商以及系统集成企业。电池芯片和模组的中游厂商主要有通威、隆基、晶澳等。光伏发电系统中的逆变器厂商主要有阳光电源等企业；系统集成包括亿晶光电、正泰电气等。一些企业如隆基，已经基本形成了从单晶硅到组件再到电站光伏运营的完整光伏发电产业链。是下游光伏发电应用领域，包括分布式光伏发电和集中式电站。
行业发展过程:行业处于快速发展阶段。
在欧洲市场需求的推动下，中国的光伏产业从2005年左右开始起步。十几年来，实现了跨越式的大发展，建立了完整的市场环境和配套环境。成为国内为数不多的能够同时参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业。也成为中国工业经济发展的全新名片，推动中国能源改革的重要引擎。目前，我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展和产业体系建设等方面均居世界前列，具备了坚实的智能光伏基础。中国光伏产业经历了以下几个历史阶段:
行业背景:政策加持，光伏产业加速发展
我国自2006年1月1日起实施《中华人民共和国可再生能源法》。该法将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，促进增加能源供给，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会可持续发展，建立和发展可再生能源市场。自2006年以来，为鼓励和支持光伏产业发展，国家发改委、财政部、工信部、国家能源局、住建部等部门密集出台政策文件，支持和规范光伏产业发展，涵盖了生产、销售、财税、补贴、土地政策等产业发展的各个相关方面。
工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局联合发布《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》，旨在“十五”期间有效引导产业智能化升级，促进光伏产业健康发展，从而推动光伏发电规模化应用，保持我国作为世界光伏制造和装机应用第一大国的地位。
“3060年二氧化碳排放峰值碳中和”是一项具有多重目标和约束的系统性经济和社会变革。重塑中国经济结构、能源结构，改变生产方式和生活方式是历史性的突破，需要处理好发展与减排、减碳与安全、整体与局部、短期与中期、建立与破除、政府与市场、国内与国际等多维关系。“二氧化碳排放峰值，碳中和”的目标将对中国光伏产业产生显著的多维影响。
行业发展状况
1.光伏产品市场供应能力较强，产能利用率有待提高。
根据光伏行业市场重点公司光伏产品产量和产能利用率，2021年中国光伏产品市场供给能力较强，隆基绿能光伏产品产量遥遥领先其他公司，单晶硅片产量达到69.96GW，单晶组件产量达到38.69GW，从产能利用率来看，2021年光伏市场公司产能利用率不高，仍有较大提升空间。
2.光伏新增装机再创新高，累计装机超过300 GW。
我国太阳能光伏产业虽然起步较晚，但发展迅速。特别是2013年以来，在国家和地区政策的推动下，太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。据国家能源局统计，2017年，我国光伏发电新增装机53.06GW，创历史新高。2018年，受光伏531新政影响，各地光伏发电新开工项目下降，全年新增装机受国家光伏行业补贴、财政扶持等政策影响，2020年和2021年光伏装机大幅上升。2020年，中国光伏装机容量增加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%。
据国家能源局统计，2013年以来，我国光伏发电累计装机容量快速增长。2013年，我国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW，到2019年已经增长到204.58GW。2013-2019年，中国光伏发电累计装机容量增长超过10倍。到2021年，全国光伏发电累计装机容量306.56GW，同比增长21%。
3.光伏弃光率明显下降，光伏发电量稳步增长。
随着光伏发电的快速发展，一些地方也存在严重的弃光问题。国家能源局数据显示，2015-2018年，新疆和甘肃最高弃光率超过30%。2019-2021年，新疆和甘肃轻弃率明显下降，2021年新疆轻弃率降至1.7%，甘肃降至1.5%。弃光率的大幅下降主要是因为光伏发电的并网运行，促进了资源的利用水平。
据国家能源局统计，2013年以来，我国光伏发电量快速增长。2013年全国光伏发电量仅为91亿千瓦时。到2021年，全国光伏发电量3259亿千瓦时，同比增长25%。预计2021年，我国光伏发电量将占全社会用电量的3.92%。
4.光伏发电系统建设成本呈下降趋势，光伏上网进入平价。
我国地面光伏系统初期总投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、一次设备和二次设备等关键设备费用，以及土地费用、电网接入、建设安装和管理费用构成。其中，一次设备包括箱式变压器、主变压器、开关柜、升压站(50MW、110kV)等设备，二次设备包括监控和通信设备。土地成本包括全生命周期地租、植被恢复费或相关补偿费；电网的接入成本只包括50MW、110kV、10km的反向改造；管理费用包括前期管理、勘测、设计和招标。建筑安装费用主要是人工费、土方工程费、常规钢筋混凝土费等。，且未来下跌空间不大。随着技术进步和规模效益，组件、逆变器等关键设备的成本仍有一定下降空间。网络连接、土地、项目前期开发费用等。都是非技术成本，不同地区和项目差异很大。降低非技术成本，有助于加速光伏发电低价上网推广。
2021年中国地面光伏系统初始总投资成本约为4.15元/w，比2020年上涨0.16元/W，涨幅为4%。其中，组件约占投资成本的46%，比2020年提高了7%。非技术成本约占14.1%(不含融资成本)，比2020年下降3.2个百分点。预计2022年，随着产业链各环节新增产能的逐步释放，组件价格将回归合理水平，光伏系统初期总投资成本将降至3.93元/w。
中国工商业分布式光伏系统初期总投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、安装费用、并网、屋顶租赁、屋顶加固、一次设备和二次设备构成。一次设备包括箱式变压器、开关箱和预制舱。根据中国光伏产业发展路线图，2020年和2021年中国工业和商业分布式光伏系统的初始投资成本分别为3.38元/W和3.74元/W，预计2022年将降至3.53元/W。
2020年中国光伏上网电价补贴政策结束，平价逼近:中国上网电价政策经历了标杆电价、竞价上网、平价上网三个阶段。2020年招标项目规模26GW，增长14%。同时，2020年也将是光伏并网平价年，平价项目33GW，增长124%，首次超过招标项目规模。平价将至，2021年将是中国光伏上网全面平价元年。
2022年光伏补贴最新政策为市级财政按项目实际发电量给予补贴。每个项目的补贴有一定的年限，补贴对象为法人单位或个人。了鼓励新能源对光伏发电用户给予一定的补贴，国家出台了很多光伏发电补贴政策。光伏集中发电指导价将连续制定，纳入国家财政补贴范围的一至三类资源区新建光伏集中发电厂，新增集中光伏电站上网电价原则上由市场竞争决定，不得超过资源区指导价。对纳税人销售自产的利用太阳能生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。文到之日前，已征的按本通知规定应予退还的增值税，可抵减纳税人以后月份应缴纳的增值税或予以退还。国家能源局将加强可再生能源电力消纳责任权重落实情况监测评估，引导和促进风电、光伏发电开发建设。各派出机构要加强对辖区内风电、光伏发电规划落实、项目竞争性配置、电网送出工程建设、项目并网消纳等事项的监管，按要求组织开展清洁能源消纳情况综合监管，保障风电、光伏发电开发建设运行规范有序。坚持目标导向，完善发展机制，释放消纳空间，优化发展环境，发挥地方主导作用，调动投资主体积极性，推动风电、光伏发电高质陪派樱量跃升发展。
什么是光伏发电？
分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、清羡简洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。
分芦丛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。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。
法律依据：《中华人民共和国可再生能源法》第十七条国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。国务院建设行政主管部门会同国务院有关部门制定太阳能利用系统与建筑结合的技术经济政策和技术规范。房地产开发企业应当根据前款规定的技术规范，在建筑物的设计和施工中，为太阳能利用提供必备条件。对已建成的建筑物，住户可以在不影响其质量与安全的前提下安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统；但是，当事人另有约定的除外。
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在“双碳”目标背景下，光伏是一座城市优化能源结构，推动“双碳”建设的重要抓手。
太阳能光伏产业在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。未来的能源互联网将在现有电网基础上，通过先进的电力电子技术和信息技术，实现能量和信息双向流动的电力互联共享网络。
随着光伏发电等波动性电源比例的提高，要求电源侧具备更大的调节能力，分布式储能将得到普及，主动式配电网也将应运而生。太阳能发电和其他可再生能源、储能互补发电，并与负荷一起形成既可并网、又可孤网运行的微型电网，将是太阳能发电的一种新应用形式，既适用于边远农牧区、海岛供电，也适合联网运行作为电网可控发电单元。
光伏产业的不断深入发展，各行业也借助了光伏的自身优势开展应用，如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。
从数字化角度阐述下光伏行业未来发展模式：
实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测，电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害，实现无人值守的室外光伏电站新形势。
通过现场取景、卫星图等方式，进行场景搭建，人工摆放向日镜模型，向日镜从发电塔向外扩散排布，真实还原装机分布效果，场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵，场景中心为发电塔，镜子作为反射太阳光的媒介，发电塔相当于一个大型的热量吸收器，一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换，推动汽轮发动机发电。通过图扑引擎的渲染功能，真实还原发电塔吸收热量的效果。
光热电站信息监测
通过点击交互场景中的发电塔模型，以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息，与后台数据进行联动，接入真实数据，展示发电塔发电情况与发动机运行状态，做到实时监测管理。
光伏电站信息监测
通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱（包括母线电压、机箱温度、电流）数据，当出现告警时，可对模型进行染红闪烁显示，方便运维人员快速定位排查问题，足不出户即可实时查看设备相关指标，可结合算法实现数据分析，短时间内若出现数据异常变化的情况，提前进行告警，提醒相关人员及时做出决策。
同时接入了箱变（包括箱变油温、电压和电流）、逆变器（包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率）、升压站相关数据，全面监测电站运行状况，由于场景比较大，做了点击设备模型视角拉近处理，可更直观的查看设备相关信息。
以往以节能降碳为主的理念，应该转变为多使用可再生能源。不少太阳能光伏企业已经在发展光储充一体化系统，这和互联网等科技企业的写字楼、车棚、电动汽车的使用等可以有机结合。科技企业还可以参与到与碳中和相关的数字化平台、物联网设备的建设、运营、管理和维护。
加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划。太阳能屋顶就是在房屋顶部装设太阳能发电装置，利用太阳能光电技术在城乡建筑领域进行发电，以达到节能减排目标。
采用轻量化三维建模技术， 1：1 高仿真还原光伏工业园区。3D场景将 BIM 楼宇数据叠加到地图场景中，实现 BIM + GIS 的结合展示。
2D 数据面板数字化展现园区内各区域的运行情况、安全配备、周边动态环境等情况。还支持渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。Hightopo实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。
光伏行业发展趋势是：
1、产业规模持续扩大：由于光伏发电技术革新不断涌现、光伏产品成本持续降低，平价上网在全球绝大多数国家和地区指日可待，光伏发电成为各国重要的能源结构改革方向，包括中国、印度、美国、欧盟主要国家和沙特等能源大国纷纷宣布了大规模的新能源规划。
2、产品性能持续提升：技术进步仍将是光伏产业发展主题。2019年底，产业化生产的主流高效多晶硅电池转换效率将超过20%，单晶硅电池有望达到22.5%-23%，主流组件产品功率将分别达到285W和320W。单晶连续投料生产工艺和大容量铸锭技术持续进步；多晶硅片金刚线切割应用范围将会进一步扩大到30%，单晶硅片将完成金刚线切割的替代。
3、分布式光伏快速发展：分布式光伏具有安装灵活、投入少、方便就近消纳的优点，有利于解决我国发电与负荷不一致的问题，同时大幅降低传输损失，减少对大电网的依赖，并缓解电网的投资压力。
4、单晶硅电池市场逐步增大：随着光伏市场的不断发展，高效电池将逐渐占据市场的主导地位。根据中国光伏行业协会的预测，未来几年单晶硅电池市场份额逐步增大，2018年单晶硅片市场份额已经超过40%，2019年将超过一半，其中N型单晶硅片的市场规模也将逐年提升。
5、平价上网加速到来：随着政策支持和技术进步，我国光伏发电产业成长迅速，成本下降和产品更新换代速度不断加快，目前，用电侧在部分地区已可以实现平价，2019年1月，国家发改委、国家能源局联合发布的《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》，推进风电、光伏发电平价上网项目和低价上网试点项目建设。
光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳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，但不涉及机械部件。
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。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。
光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益，是最优质的绿色能源之一。根据世界自然基金会(WWF)研究结果：从减排二氧化碳效果而言，安装1平米光伏发电系统相当于植树造林100平米。目前，发展光伏发电等可再生能源将是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一。
在我国平均日照条件下，安装1千瓦光伏发电系统，1年可发出1200度电，可减少煤炭(标准煤)使用量约1度吨。据测算，在我国平均日照条件下，光伏发电系统全寿命周期内能量回报超过其能源消耗的15倍以上。
在北京以最佳倾角安装的1千瓦屋顶光伏并网系统的能量回收期为1.5-2年，远低于光伏系统的实用寿命期。也就是说，该光伏系统前1.5-2年发出的电量是用来抵消其生产等过程消耗的能量，1.5-2年之后发出的能量都是纯产出的能量。
光伏发电的优点主要体现于：
1、无枯竭危险。
2、安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）。
3、不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区。
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。
6、使用者从感情上容易接受。
7、建设周期短，获取能源花费的时间短。
在第二章主要任务中，确定了山东省“十四五”期间能源发展主要任务。其中重点论述了实施可再生能源倍增行动，到2025年,可再生能源发电装机规模达到8000万千瓦以上，力争达到9000万千瓦左右。
2020年底山东省可再生能源总装机为5003万千瓦，其中风电、光伏、核电装机分别为1795万千瓦、2273万千瓦、570万千瓦。
根据规划至2025年风电装机容量达到2500万千瓦，总量是2020年的1.4倍，年均计划新增装机141万千瓦，较2019年降低约30%。风电发展在山东省的进入了较低强度，主要受制于建设条件、风电造价、并网受限等。“十四五”期间，近海风电成为山东风电发展的重点。
根据规划至2025光伏发电装机容量达到5700万千瓦，总量是2020年的2.51倍，年均计划新增装机685万千瓦，较2020年高出5%，山东省的光伏发电进入了更快的发展阶段，分布式光伏发电建设规模更是一骑绝尘，领跑全国。
根据规划绘制了“十四五”山东省风电和光伏发电年度装机构想图，如下：
规划中还确定积极有序开发利用核能行动，核电在建在运装机将由2020年的570万千瓦发展至2025年的1300万千瓦，核能也将迎来较大发展。
目前风电、光伏项目均进入了平价发展时代。光伏项目技术进步快，成本得到进一步降低，建设规模灵活，逐渐成为山东省可再生能源发展的主力。
以县城为载体的就地城镇化是我国城镇化的重要特点。农村劳动力和外来务工人员在县城安家落户的需求与日俱增，改善县城的建设水平，提升农村整体的服务水平，是推动农村“以人为本”的新型城市化、乡村振兴战略的关键。改革开放后，县城建设成绩斐然，县城面貌发生了翻天覆地的改变，但县城规模布局、密度、基础设施、公共服务能力、人居环境质量等方面尚存在不少问题和短板，迫切需要改变照搬城市的开发建设方式，推进县城建设绿色低碳发展。强化县城建设，是实现新发展理念，推动县城高品质发展的必由之路，是推动新型城镇化建设和统筹城乡融合发展的关键环节，是补齐县城市建设短板，满足人民日益提高的生活需求的一项重大措施。要在新发展的历史时期，全面落实新发展理念，加快推进新发展新发展模式，以人民为核心，统筹考虑全县经济需要、生活需要、生态需要、安全需要，推动县城提质增效，提升县城承载力和公共服务水平，增强县城综合服务能力，以绿色低碳理念引领县城高质量发展，推动形成绿色生产方式和生活方式，促进实现碳达峰、碳中和目标。
作为负责任大国，兑现碳减排承诺是义不容辞的责任，除此之外，绿色低碳化对经济、就业、产业转型升级等意义也很明显。
首先，低碳化能够促进能源投资和经济发展。低碳化要求风电、光伏等可再生能源开发需进一步加大力度，而这些增量投资能显著带动经济发展。根据测算，为使煤炭消费在2050年降低到27%，石油消费降低到16%，天然气降至15%，非化石能源消费达到40%以上，需要能源领域到2030年时新增投资109471亿元，2030至2050年间能源领域新增投资162875亿元。从中长期看，能源领域投资总计272346亿元，将有效拉动经济增长。
其次，低碳化发展可以促进就业。在促进就业总量方面，如前所述，数十万亿级的低碳投资会创造许多新的就业机会。分能源类别看，可再生能源的就业创造能力显著高于传统化石能源，以美国一次能源创造的就业岗位数据为例，每发电一兆瓦，煤电每年可以创造就业0.8人，天然气每年可以创造就业0.35人，可再生能源中的风电每年可以创造就业0.85人，其他可再生能源大多每年可创造就业6人以上。此外，生态扶贫、光伏扶贫等已被实践证明是行之有效的增加偏远地区就业和收入的重要手段。
再次，低碳经济对各产业尤其是重工业来说意义重大。低碳化客观上会倒逼产业转型升级，低碳化发展会促使交通运输业的传统燃油车被电动汽车逐步替代，也会促使建筑工程领域的燃油锅炉被电热泵逐步替代，还会促使炼钢工艺的电弧炉被大量应用等。这些产业内部的技术变迁，本身就是产业转型升级和高质量发展的重要体现。
