隨著光伏發(fā)電“平價時代”的來臨，清潔能源替代加速，整個光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。
2019年，光伏發(fā)電占全球發(fā)電量約2.7%，因最終產(chǎn)品具備高度同質(zhì)性，所以其核心競爭力在于經(jīng)濟性。光伏技術的不斷進步帶動裝機成本的持續(xù)下降，如圖1所示，整個光伏行業(yè)將進入對傳統(tǒng)能源存量替代的爆發(fā)階段。
受全球新冠肺炎疫情影響，光伏行業(yè)短期或有些許波動，但從中長期發(fā)展趨勢來看前景廣闊。各國“碳中和”時間表陸續(xù)推出，能源轉(zhuǎn)型是重中之重，未來占比路線圖以及多家能源研究機構預測，在未來的10年、20年、30年間，全球光伏發(fā)電滲透率將分別達到15%、20%、40%，“光伏平價+碳中和”所帶來的全球能源格局轉(zhuǎn)型大勢已定。
光伏技術發(fā)展現(xiàn)狀和國際競爭格局
光伏電池的基本原理是利用半導體器件的光電效應，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。然而，不同材料特性各異，因此效能也不盡相同。
光伏電池大致包括晶體硅電池、薄膜電池和復合電池三代，從第一代、第二代到第三代光伏技術范式的轉(zhuǎn)變，為光伏產(chǎn)業(yè)光伏發(fā)電作為最靈活、最具成本優(yōu)勢的清潔能源，發(fā)展速度和發(fā)展空間將大幅提升。據(jù)各國清潔能源發(fā)展提供了巨大的增長潛力。
晶體硅光伏電池是當前全球光伏市場的絕對主流。晶體硅電池可分為單晶硅電池和多晶硅電池，2019年全球晶體硅光伏電池產(chǎn)量占比95.37%，是目前最為成熟的光伏電池技術(見圖2)。
圖2 2019年全球光伏電池細分產(chǎn)品結構產(chǎn)量占比
在能量轉(zhuǎn)換效率、使用壽命等綜合性能以及組件價格方面，晶體硅電池明顯優(yōu)于非晶硅電池。
目前，晶體硅普通組件價格已降到1.8元/瓦左右，光電轉(zhuǎn)換效率在17%左右。
曾經(jīng)的全球晶體硅光伏霸主——美國SunEdison公司于2016年被中國保利協(xié)鑫能源公司收購，目前產(chǎn)能主要集中在中國。
薄膜光伏電池有望成為光伏市場新的增長點。碲化鎘薄膜電池(CdTe)是典型的薄膜電池技術，占全部薄膜電池產(chǎn)量的85.5%。
薄膜電池雖然在轉(zhuǎn)換效率和成本上沒有優(yōu)勢，但應用場景廣泛。通過激光打掉薄膜電池中的膜層，犧牲部分轉(zhuǎn)換效率可實現(xiàn)更高的透光性能，加上纖薄的結構，薄膜電池可敷設于建筑墻面或為新一代光伏汽車供能。
碲化鎘薄膜電池技術壁壘較高，目前實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的公司僅有3家，其中，美國FirstSolar公司是絕對霸主，不僅保持實驗室效率紀錄，而且產(chǎn)量也占全球總產(chǎn)量的95%左右。
復合光伏電池正從實驗室逐步走向成熟。鈣鈦礦電池技術是復合光伏電池的典型代表。鈣鈦礦作為新興光伏材料，具有良好的物理特性，且生產(chǎn)高效、成本低廉，擁有巨大的市場潛力。
鈣鈦礦與薄膜電池技術結合可形成薄膜鈣鈦礦光伏電池，其實驗室光電轉(zhuǎn)換效率為25.2％。
鈣鈦礦也可與常規(guī)晶體硅電池結合，形成“硅-鈣鈦礦”串聯(lián)電池，光電轉(zhuǎn)換效率為29.1％，超過常規(guī)硅電池27％的光電轉(zhuǎn)換效率，未來可能成為傳統(tǒng)晶體硅光伏電池的替代品。從專利授權數(shù)量來看，中國、美國和日本成三足鼎立之勢。
目前，鈣鈦礦電池技術已被全球數(shù)十家公司商業(yè)化，中國的纖納光電、協(xié)鑫納米以及英國的牛津光伏等公司正在積極嘗試生產(chǎn)規(guī)?；?。
中美兩國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展對比
中國憑借低成本和規(guī)?；瘎?chuàng)新優(yōu)勢，在全球光伏產(chǎn)業(yè)中占據(jù)絕對領先地位。在2004年至2011年以歐洲為代表的第一輪光伏需求爆發(fā)中，中國通過勞動力等成本優(yōu)勢完成了原始積累。
自2011年起，中國推行光伏標桿上網(wǎng)電價補貼政策，助力國內(nèi)光伏市場快速擴容，規(guī)模效應釋放加速了國內(nèi)供應鏈的建立。隨后，補貼退坡倒逼產(chǎn)業(yè)鏈降本增效，技術研發(fā)迭代加快。
目前，中國已建立起由光伏上游硅材料及設備、中游電池組件到下游發(fā)電系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈，年產(chǎn)值超5000億元，占全球年產(chǎn)值七成以上。
截至2020年，中國光伏發(fā)電新增裝機量已連續(xù)8年位居全球第一，累計裝機量連續(xù)6年位居全球第一，光伏產(chǎn)品出口額達到197.5億美元，海外市場仍在不斷擴大。
美國雖然是光伏技術的起源地，但是幾經(jīng)波折后早已處于落后地位。一是美國的人工成本、設備及基礎建設投資顯著高于我國。
以多晶硅行業(yè)為例，2016年瓦克公司在美國田納西州項目投資達12億美元/萬噸，而我國同期投產(chǎn)的新疆大全3A項目投資約12億元/萬噸。目前，我國新項目投資已降至8億~10億元/萬噸。
二是美國光伏貿(mào)易保護政策引發(fā)了一系列負面效應。過去4年間，美國對華光伏產(chǎn)品實行“雙反”(反傾銷和反補貼)政策，阻礙中國產(chǎn)品流入，這反而導致美國國內(nèi)光伏產(chǎn)品價格整體偏高，與傳統(tǒng)能源相比競爭力不足，大批中下游企業(yè)破產(chǎn)，就業(yè)崗位不斷減少，對海外的依賴度不降反增。三是美國長期實行“去工業(yè)化”政策，導致產(chǎn)業(yè)布局嚴重偏科。
鑒于美國在過去幾十年內(nèi)重點發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)、金融等虛擬經(jīng)濟，2020年其國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)中第二產(chǎn)業(yè)占比不足20%，遠低于中國的37.8%，空心化嚴重，供應鏈極其薄弱，短期內(nèi)推動制造業(yè)回流和復蘇的難度不小。
2020年全球光伏企業(yè)排名前10位中有8家是中國企業(yè)，而美國只有FirstSolar一家企業(yè)上榜，在除組件外的產(chǎn)業(yè)鏈上游幾乎所有環(huán)節(jié)中國都牢牢掌握著絕對的話語權。因此，中國的光伏產(chǎn)業(yè)競爭力已經(jīng)全面碾壓美國。
來源：全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展及中美兩國對比
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