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2009-2030:光伏二十年回顾与展望

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-01-07  来源:索比光伏网  浏览次数:320
核心提示:2020年,对于光伏产业是个特殊的年份,不仅有着“技术大年”、“平价之年”的称号,同时也是2009年-2030年的时间中线。

2020年,对于光伏产业是个特殊的年份,不仅有着“技术大年”、“平价之年”的称号,同时也是2009年-2030年的时间中线。

以光伏历史人物为鉴,可知兴替得失;以产业脉络向后推演,可知未来方向。

往前回顾十年,中国光伏产业砥砺前行,成就非凡

向后展望十年,中国光伏前路灿烂,星辰大洋

12月12日,习近平主席提出,到2030年中国实现碳达峰,2060年碳中和的目标,并指出2030年光伏风电总装机超过12亿千瓦(1200GW)。

这是继2013年能源局出台光伏电价后,中国光伏产业的第二次“强推动力”,将给产业带来深刻的变革,并打破原有的一些桎梏。

且看在第二个“强推动力”的带动下下,光伏产业将作出怎样的腾飞?

第一部分:盘点中国光伏十年得失

光伏跻身汽车、电子、半导体等最顶尖制造行业

十年来,光伏产业用高质量的产品为“中国制造”赢得了口碑,但故事的开始却并不让人愉快。

光伏产业的爆发有历史发展的必然,也有机缘巧合的偶然。1997年,时任美国总统克林顿提出“百万屋顶”计划,国外多晶硅企业纷纷扩产,虽然那几年多晶硅出现过剩,价格跌入谷底,但为了后续光伏爆发提供了原料基础。

再早一些的1973年石油危机后,各国开始有意识寻求替代能源,太阳能技术进入快速发展期,大部分的光伏技术奠定都是在那个时代,一直到半个世纪后,光伏技术仍然在当时的框架体系中发展。以马丁格林为代表的学者薪火相传,培养了一大批包括施正荣、赵建华、张凤鸣、杨怀进这样的知名学者,为中国光伏发展埋下伏笔。

但德国施罗德政府2004年颁布的《可再生能源法》则是偶然出现的“强推动力”,如同催化剂一般,将上述的几项条件聚集在一起,发生了迅猛的反应。

这让光伏产业开启了长达十六年的高速发展,但光伏产业在条件并不是很充分的情况下突然爆发,产业各环节制造与管理能力极不均衡,既有被国外封锁技术的多晶硅提纯这样的高科技环节,也有雇佣工人去挖硅废料的情况。

其实并不只是中国的技术,国外也有很多不成熟的地方,同样也伴随着欺骗,除了假组件,部分组件厂家还买到过国外的假硅料。那个时间很奇怪的现状是一方面光伏产业头顶着高科技的光环,另一方面却是与之不匹配的制造规范。

“我们西装革履,我们满面风尘;草根英雄崛起,财富神话破灭;时而城头变幻,时而柳暗花明;我们合纵连横,我们荣辱与共。”

这是TÜV 南德意志集团智慧能源副总裁许海亮2018年写于TÜV 南德国内光伏业务十周年的一段话。在南德刚进入中国光伏市场之时,甚至发现过操作工人把劳保手套封装到组件里面的情况,业内也有以假组件欺骗客户的事情。

莱茵、南德、北德以及鉴衡认证和CTC等认证机构在质量过程中起到了类似“铁轨”一样的规范作用,使光伏这列高速行驶的列车不致因为质量问题失控。更与此同时,更多地改变在制造行业,在这个快速发展,快速洗牌的行业,市场快速完成了洗牌,优秀的光伏产业用数年时间发展出了先进完备的光伏制造体系,到2015年之后,中国光伏制造能力已经全面领先。

专注人工智能机器视觉的科创板上市公司天准科技董事长徐一华指出:“进军光伏产业的原因就是因为以前精密的机器视觉设备以前只是每个行业的实验室买几台,极为分散。但光伏是如同半导体、汽车、手机等高端制造业一样,少有的率先将抽检变为全检的行业。”

2013年8月30日,国家能源局出台标杆电价,正式拉开中国光伏发展大幕,借着市场与制造端的紧密结合,各环节技术指标突飞猛进,随后领跑者项目出台,彻底奠定了中国光伏产业的领先地位。组件、逆变器、辅材、设备,都实现了国产化,赛伍、捷佳伟创、迈为等一大批设备和辅材企业上市,而随着帝科的成功上市,意味着最难的国产银浆也经受住了市场和资本的检验。

到现在,中国光伏不止全面领先,随着下一代210和异质结等技术的发展对行业提出的新要求,光伏半导体化的趋势尤为明显,生产环境、设备、精密度和管控迈入新的阶段。

产业于政企博弈中成熟

政企博弈,一直贯穿着光伏过去十五年的发展,而且即使在光伏实现平价之后,也将在储能、火电替代、电网友好等领域持续进行下去。

大力推行光伏的各国几乎都出现过政策反复的情况,德国、西班牙、意大利、捷克、中国、越南等国均是如此。

■ 如何以尽可能小的代价获得清洁能源■ 如何让需要补贴的光伏行业中的企业快速平稳发展却不至暴利■ 如何平衡光伏风电等新兴能源和化石能源的关系

这三点始终贯穿着各国政府的新能源策略。

光伏政策之所以难以“把控”,关键还是因为发展过快。十五年时间,光伏组件价格下降了95%,光伏逆变器价格下降90%,度电成本下降90%以上,超出任何一个分析机构和政府当年最大胆的想象。如同《三体》中的黑暗森林法则一般:你无法预料何时出现“技术爆炸”或“价格跳水”。其中博弈非常复杂,有纳什均衡,也有囚徒困境。所以既可以看到光伏产业在渡过低潮期后越做越强,也会发现一方面外界批评行业盲目扩产的同时却感慨只有疯狂扩产的企业才有机会得以生存壮大。

另一方面,政策对光伏项目的影响有滞后性,电价、容量调整措施往往需要半年甚至到年底才能看到结果,这时往往会超出政府预期。于是政府部门很容易理所当然地认为:首先光伏行业仍然存在暴利;其次成本可以无限下降。

以德国为例,一开始每年下调一次光伏电价,2008年金融危机后,多晶硅价格下降了90%,而德国的补贴电价并没有变,于是2009年光伏下半年光伏出现大爆发,2010年光伏产业迎来最辉煌时刻,但随后德国半年调整一次电价,进而三个月调整一次,数次之后,整个光伏产业迎来寒冬。

此外还有国家如西班牙、捷克等国,在制定政策时简单的套用了他国政策,同时没有评估自身的经济实力,最后导致市场暴涨暴跌甚至企业起诉政府。

相较而言,中国在光伏发展上做得非常不错,市场发展平稳,技术快速进步,从2013年出台电价到2018年“531”,光伏产业“市场增长、技术进步、成本下降”的三驾马车一直并驾齐驱。

调控手段也经历了“电价、技术、市场”等有所侧重的阶段,可以看到政府部门也随着光伏企业一样,在一个新的产业中逐步成熟,得心应手。以分布式为例,在2013到2016年间,由于没有考虑B2C行业中的渠道成本分布式光伏发展缓慢,但此后分布式光伏的一系列政策都充分体现了政策的连贯性和平稳性,2020年户用光伏有望冲击10GW,这背后与能源局的推动分不开。

“531”可以理解为能源政策部门从原本自己背负压力转为释放一部分到产业中去,原本光伏产业规模较小,补贴拖欠问题也没有那么严重,但随着产业发展,矛盾逐步激化,现在能源主管部门与企业共同承担降本、未来增加储能以及能源替代等压力,从另一方面来说也为未来产业发展定下基调,同时我们也看到随后的光伏政策更加重视也尊重市场,“由市场中来,回到市场中去。”为光伏产业成年礼做了铺垫。

但笔者始终坚持认为,如无强力部门干预,在当时是有机会寻求一种更温和的手段来过渡到更市场化的机制的。只需要将步子迈小一点,中国光伏企业就不用在2018年让利给海外百亿。

此外,过快地追求光伏平价也带来了许多问题。2020年光伏产业链供需异动表层原因是由于供需关系失衡,但最核心的原因还是国内外不同价,国内价格比国外低变成“鸡肋”市场导致的:即使放弃中国市场,并不意味着影响销量,仍然有体量足够,利润相对较好的海外市场支撑,这也是部分企业涨价的底气所在。

光伏发电早已成为一种全球化的商品,也是为数不多的几乎可以做到全球同价的商品,目前光伏产业呈现多点开花的局面,未来十年可能中国光伏所占的比重逐步降低,如果中国的光伏电价过低,可能会影响到2030目标的实现。

因此,下一步政策的关键点应聚焦在推动平价之余,如何为光伏企业减负。很难想象,有朝一日,废地利用,荒漠变良田,改造者还被当地政府收取高额的赋税和土地使用税。

但无论如何,中国十年来的光伏政策“有传承,可持续,可成长”,从2009年敦煌特许权招标起,政府始终以一个审慎且积极的态度去发展光伏产业,助力中国实现光伏生产与应用双项第一,是全球各国应当学习的典范,而光伏产业的政策,也非常值得其它部门在主政时为之借鉴。

产业回归制造业

笔者认为,光伏产业在不同时刻将呈现不同的特性,如何符合其特性,是决定过去和未来企业成败的关键因素之一。如在野蛮生长的时代不扩张,在产业回归制造业时没有精细化管理能力,在科技创新为王的时候缺少技术领军人物,都会让企业举步维艰。

经过十年发展,光伏产业已经过渡到典型的制造行业,企业需要在科技、质量、供应链、销售等全方位进行比拼,但也正因为如此,将高科技行业拉入制造行业的中国光伏企业,才最终傲视全球。

少人化完成自动化和数字化

无论是从制造端还是电站端,智能化与自动化在十年间得到了飞速的提升,制造端发展出全球领先的黑灯工厂,而电站端发展了少人无人值守和专家诊断现场排除的运维模式,单个工人所创造与管理的单瓦数与价值数十甚至上百倍提升。

光伏“体感”更加紧密

从西部戈壁的大型地面电站,光伏产业在行业外带动的是金融投资者、业务转型企业等;

分布式光伏得到发展后,光伏产业影响了诸多用能企业,地方项目公司;

户用光伏则将光伏带入了居民日常投资和生活中间。

十年间,光伏业务模式也从单纯售电模式发展出打折让利、零售等,并在今年随着众多逆变器企业增加储能业务后,24小时绿电等能源管理业务开始初具雏形。

同时,光伏企业从海外上市,墙里开花墙外香到回归A股,众多上市公司,市值超过2万亿。光伏板块也成为2020年股民心中的“优等生”。

第二部分:2030-未来十年展望:30%风光新能源发电及实现路径

光伏装机有望超过20亿千瓦

笔者认为:到2030年,中国风光总装机将超过20亿千瓦,远超政府12亿千瓦的发展预期。

截止2019年底,全国光伏总装机规模204.68GW,据此推算,预计2020年光伏总装机规模约为240GW。而根据“十四五”每年60GW至100GW的光伏装机预期,到2025年,光伏装机将达到600GW左右的规模, 届时风光装机就会超过10亿千瓦。

2020年10月,国务院发展研究中心资源与环境政策研究所发布《中国能源革命进展报告(2020)》,其中在展望2030年光伏发展部分时指出:2030年风电和光伏发电装机总规模达10亿千瓦以上,同时推动太阳能多元化发展以及分布式能源普及利用,推动风光储深度融合发展。

政府对前景的判断往往是基于现有行业发展水平做出的相对稳健的判断,同时对光伏产业的认知也不断发展,时隔两月,国家将风光装机目标预期上调了20%,也证明了这点。

风光总装机如果达到20亿千瓦,按光伏13亿千瓦,每瓦平均年发电1.2千瓦时,风电7亿千瓦,光伏风电每瓦年发电2千瓦时计算,合计2.96万亿千瓦时。根据能源局发布数据,2019年中国全社会用电量7.2万亿千瓦时,而随着经济发展和能源消费水平提高,这一数字会逐步攀升,同时石油、煤炭形式的能源消费逐步被电力所取代,笔者找到了2018年中国工程院院士,华北电力大学校长刘吉臻的观点:他认为2030年全社会用电量将达到10万亿千瓦时,并且是保守数字。

同时他也提出了和笔者观点几乎相同的风光装机目标,他预计2030年光伏和风电提供发电量为2.65万亿千瓦时,占全社会用电量的26.5%。则是刘院士在2018年的预测,相信在今年政府接连的利好政策下,刘院士的预期会更加乐观,甚至超过笔者的预估。

而随着风电光伏技术进一步发展,其单瓦发电能力也随之提高,2030年风光发电超过3万亿千瓦时值得期待。

中央经济工作会议明确了2021年八大重点任务,包括强化国家战略科技力量、增强产业链供应链自主可控能力、坚持扩大内需这个战略基点、全面推进改革开放、解决好种子和耕地问题、强化反垄断和防止资本无序扩张、解决好大城市住房突出问题、做好碳达峰、碳中和工作。

对此,中国能源研究会副理事长、原国家能源局副局长 向笔者表示,落实“3060”目标,需要全社会共同努力,意义可以媲美国内脱贫攻坚,其影响更加广泛,是构建人类命运共同体的具体行动,将加速全球碳减排进程。

那么,这个目标的具体实现路径是什么?

笔者认为,十年间促进光伏产业继续加速的,有几点利好因素:

◆ 光伏行业技术进步与规模降本空间仍然巨大。

异质结、PERC+、TOPCon、IBC、HBC这些电池技术将在未来五到十年内一决高下,无论谁是最终胜利者,但胜利的条件一定是提供更低的千瓦时电成本解决方案。同时,叠层电池在下一个十年的发展也是可以确信的。

未来十年,210技术会在制造端完成全面替代,生产效率更高的同时也带来:更低成本、更大规模、更高的自动化。

在逆变器技术领域,±1500V,8.8MW超级子阵将在2021年推出;更能灵活适应不同配比需求和差异化的组件;光储融合程度将逐步提高,在未来真正实现“1+1>2”,目前光储仍然存在部分部件重复投资,直流超配损失未利用,难以解决光伏瞬时波动性等问题,这些将随着技术发展和应用增多,有大幅提升,为未来高比例新能源接入提供准备。

同时,未来逆变器的集中和组串概念很可能会很模糊:集中式跟踪颗粒度越来越细,而组串式则保持颗粒度优势的同时,越做越大。而逆变器也会承载着更多的任务:将电站各环节连接在一起,通过智能管理系统联结,而在多场景应用中,这些智能系统将是一体化的。

此外,颗粒硅技术、铜浆、超薄光伏玻璃、跟踪支架、智能清洗机器人、自动化安装等技术也会在下个产业阶段有着长足的发展。

◆ “三座大山”问题得到解决

历来困扰着中国光伏的“补贴、土地、限电”问题有望在未来十年得到解决。

光伏产业在2021年步入平价时代,新项目不再欠补,光伏收益得到保障。

而目前光伏用地,尤其是西部用地,大多为荒漠、戈壁、沉陷区等废地,政府原本每年需要花费一定资金去进行治理,因为发展光伏,而将废地租出高价,却阻碍了光伏发电成本进一步降低,这种不合理的情况相信未来十年一定会在中央政府有计划的统筹下,得到转变。

土地降价→千瓦时电成本下降→大面积废地利用和改造荒漠,目前我们可以看到,国家电网正在积极布局西部输电问题,解决限电问题的同时,也给了一个明确的信号:相信未来政策推动下土地成本问题会得以解决。

届时,沙特爆出的1美分以下的光伏电价,也有望在中国的西北实现,甚至价格更低。

◆ 多场景光伏综合利用——光伏“近零成本”时代

如果将光伏发电的生态贡献计算在内,如减少相同的碳排需要多少的治理费用和环境改善费用,那么光伏的成本远比火电要低,但由于这些属于隐性贡献,因此需要在不考虑减排贡献的情况下,来思考如何通过综合规划、综合利用来实现光伏的多功能性,以进一步降低光伏发电成本,提升竞争力。

在“3060”目标提出以后,能源主管部门光伏工作与其它部门之间的协同性会大大提高,光伏治沙、BIPV(光伏建筑一体化)、渔光互补、光伏畜牧、光储离网等应用方式,会在未来十年步入成熟的商业化市场。同时如扶贫一样,实现跨多个部门管理与推动。

除电费之外,光伏能够给这些项目提供的收益还有:

可作为结构材料的铝材、钢支架、玻璃等;

可提供阴影遮挡过强的阳光、风雪,也可保温;

为农牧渔业和建筑提供电力;

偏远地区相比接入大电网更省钱,也更灵活,可移动,可搬运。

如未来光伏组件完全满足建筑需要,以其庞大的生产规模和中国光伏领先的制造能力,可能组件价格会低于普通玻璃幕墙;而在沙漠地带用光伏项目结合植被,也可能单纯的固沙种草效果更高,甚至达到同样效果更省钱,这就实现了光伏的零成本和近零成本。

而未来随着新技术的出现,同时进一步减少钢材、银浆等使用量,足够便宜的光伏组件甚至可以平铺,届时发电量的重要性反而有可能被功能性和低成本能力所取代。

光伏发电的本质是将太阳能转化为电能并进行存储和转移。在未来,足够规模的光伏电站将能够应用于改变气候:未来20%-30%的太阳辐照转化为电能,能够大幅减少干旱地带的水分蒸发,同时可以将电力输送至用电地区和寒冷地带。

◆ 主动型的政府和市场将爆发巨大能量

在绿证实施初期,笔者曾提出,应该给购买绿证的高耗能企业配置产能等措施,使市场因利益而非情怀来主动拥抱绿证市场。而随着光伏迈入平价时代以及政府的政策导向下,未来十年规模化企业安装光伏应是必然配置。

国家的“3060”目标提出后,得到了各个部委的积极响应,可以说此次目标提出,更重大的意义是为可再生能源发展定下了政府基调,未来四十年都将作为重点工作来做,各级政府也势必转变以往多是被动接受的情况,更加积极拥抱新能源。

这样的好处有如下几点:

首先大量因为产权、城管等问题而无法安装光伏、被浪费的屋顶,将得到合理利用。政府统筹民生工作早有先例,近期河北农村为了解决去煤化后的取暖问题,给农民统一安装了光热取暖装置,北京、上海等经济较好的城市也完全可以统一将屋顶利用起来。

其次各省为完成碳减排目标,可能会由省里组织废地考察,对于沉陷区、荒漠等闲置土地的政府,将会更有压力和动力来引进光伏投资,不会有现在这么多苛刻条件。

光伏电站流程更简单透明,周期缩短。光伏平价之后,主管部门只需考虑电网接入能力和全局目标即可,光伏电站申报与建设周期大大缩短。

同时我们也看到绿色金融等辅助措施也在积极推动,可以说未来的优质光伏项目是不缺资金支持的。

◆ 光伏将成为越来越多国家和地区的刚需

在很多地区,光伏已经成为最经济的能源形式,同时配合储能,成为无电和缺电地区第一选择,这些市场的快速发展与应用形式的拓展,都会使新技术、新产品更快速发展成熟,市场更加稳健。

◆ 电力改革将更利好新能源消纳能力提升

我们看到,近年电网改革方向正在逐步利好新能源产业发展。12月28日,国家电网有限公司总经理、党组副书记辛保安主持召开专题会议,研究“碳达峰、碳中和”行动方案。

辛保安表示,国家电网公司作为全球最大的公用事业企业和国有能源骨干企业,要充分发挥“大国重器”和“顶梁柱”作用,勇于担当、积极作为,自觉肩负起推动能源转型和绿色发展的历史使命,推动构建清洁低碳、安全高效能源体系,为破解气候环境危机、实现可持续发展作出国网贡献。

辛保安提出国家电网将:

一要推动电源结构和布局优化,构建多元化清洁能源供应体系。最大限度开发利用新能源,积极支持水电、核电等清洁能源发展,持续提升系统调节能力。

二要加快电网向能源互联网转型升级,打造清洁能源优化配置平台。建设坚强智能电网,加大跨区输送清洁能源力度,推进国际领先的能源互联网发展。

三要推动全社会节能提效,提升终端电气化水平。拓展电能替代广度深度,推动提高能源利用效率,挖掘需求侧响应潜力。

四要推进电力系统技术装备创新,提升系统安全和效率水平。加强基础创新研究,深化关键技术研究,加快核心装备研发。

五要推动健全市场机制和政策体系,保障清洁能源安全高效利用。打造能源数字经济平台,完善电力市场机制,推动出台相关支持政策。

可以看到,新能源的消纳将是未来十年国家电网的最重要工作,因此笔者对于未来消纳问题也持乐观态度。

能源安全与贸易争端问题加剧

虽然新能源光明前景非常确定,但在未来仍然存在一些需要面临的挑战。

首先是光伏竞争过于激烈导致内卷化,目前据了解中国户用市场上,逆变器企业已经几乎无利可图,明年随着组件产能大量释放,很有可能在2022年被国外买家压价,甚至如印度政府这样趁火打劫,收取高额关税。

在此,笔者再次建议政府主管部门在未来将光伏作为石油这样的战略资源看待,引导产业向更健康发展的同时,能够破除掉各国政府不合理的设限,让市场的供需双方都能够以合理的价格交易。例如在贸易争端国和地区采取限价的策略等。

此外,我国为了保障石油供应做了大量的努力,说明了能源安全对于一个国家的重要性。各大国都希望实现能源自足和能源安全,因此产业重要性进一步提升,容忍超过95%的光伏产品都来自中国,这是个未知数,需要在未来十年逐步验证。

 

 
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