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全球光伏發(fā)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)水平特點(diǎn)
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-03-30

能源作為人類社會(huì)賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。相較于煤炭、石油、天然氣、泥炭等化石燃料，太陽能有著普遍、無害、巨大和長久的特點(diǎn)。太陽能的主要利用形式有光電轉(zhuǎn)換、光熱轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種方式，而光伏發(fā)電作為人類利用太陽能資源的手段之一，主要是利用光伏板組件的光伏效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

（1）行業(yè)技術(shù)水平及特點(diǎn)

①技術(shù)水平

光伏發(fā)電的技術(shù)最早可以追溯到 1839 年，法國科學(xué)家貝克雷爾發(fā)現(xiàn)液體的光生伏特效應(yīng)，即“光伏效應(yīng)”。1954 年，美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽能電池。

基于前人大量的基礎(chǔ)研究，和業(yè)內(nèi)人員的不斷努力，逐步發(fā)展成了今天的光伏產(chǎn)業(yè)。隨著國內(nèi)對光伏發(fā)電領(lǐng)域研究的不斷深入，光伏電池的轉(zhuǎn)換效率逐步提高，這將進(jìn)一步提高光伏電站的發(fā)電量。

根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)披露的數(shù)據(jù)，以 TOPCon 單晶電池為例，其轉(zhuǎn)換效率從 2018年的 21.50%提升至 2021 年的 24.00%。除光伏電池外，光伏產(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節(jié)，如硅片、組件和逆變器等均取得了不同程度的技術(shù)進(jìn)步，進(jìn)而降低了光伏電站的投資成本，為平價(jià)上網(wǎng)提供了可能性。

②太陽能電站

可根據(jù)并網(wǎng)方式的不同分為集中式光伏電站、分布式光伏電站和離網(wǎng)式光伏電站。

目前國內(nèi)的太陽能電站主要以集中式光伏電站和分布式光伏電站為主，兩者在安裝位置、并網(wǎng)電壓等級和傳輸距離等方面存在區(qū)別。根據(jù)國家能源局公布的 2022 年光伏發(fā)電建設(shè)運(yùn)行情況，截至 2022 年底全國光伏發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)容量 392.04GW，其中集中式光伏電站 234.42GW，分布式光伏電站 157.62GW。

三種光伏電站的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示：

（2）全球光伏發(fā)電行業(yè)概況

①光伏發(fā)電行業(yè)發(fā)展歷程

自 2004 年起，全球光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展歷程可以大致劃分為以下四個(gè)階段：

②全球光伏裝機(jī)規(guī)模不斷提高

2011 年以后，除美國和德國等歐美國家為代表的傳統(tǒng)光伏市場外，以中國和印度為代表的新興光伏市場也逐步崛起，全球光伏發(fā)電行業(yè)整體保持著快速增長的態(tài)勢，2013-2021 年度內(nèi)，各年的累計(jì)裝機(jī)增長率雖呈下降趨勢，但每年的增長率均超過 20%，且復(fù)合增長率達(dá) 28.30%。截至 2021年末，全球光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量約 942GW，新增約 175GW 較上年增加 22.82%。根據(jù)國際能源署（IEA）預(yù)測，到2030年全球光伏累計(jì)裝機(jī)量有望達(dá)到 1721GW，到2050年將進(jìn)一步增加到 4670GW。

③全球光伏發(fā)電市場分布存在差異，中國處于領(lǐng)先地位

因各國家及地區(qū)太陽能資源分布、光伏產(chǎn)業(yè)起步時(shí)間、政策支持力度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等方面存在較大差異，進(jìn)而導(dǎo)致光伏市場在全球的分布存在一定差異。亞太地區(qū)、北美地區(qū)和歐洲地區(qū)為目前全球光伏發(fā)電的主要市場。

中國在全球光伏發(fā)電市場處于領(lǐng)先地位，截至 2021 年末，中國當(dāng)年新增光伏裝機(jī)規(guī)模和累計(jì)光伏裝機(jī)規(guī)模均位列全球第一，其中當(dāng)年新增光伏裝機(jī)規(guī)模 54.9GW，占全球新增光伏裝機(jī)總量的31.37%，累計(jì)光伏裝機(jī)量達(dá) 308.5GW，占全球累計(jì)光伏裝機(jī)總量的 32.75%。

（3）我國光伏發(fā)電行業(yè)概況

①光伏發(fā)電市場規(guī)模

自 2013 年國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》開始，中國光伏發(fā)電行業(yè)步入快速發(fā)展階段，逐漸成為全球光伏裝機(jī)容量增長的主要貢獻(xiàn)者。中國全國光伏裝機(jī)容量從 2013年的 1,942 萬千瓦增長至 2022 年的 39,261 萬千瓦,年均復(fù)合增長率達(dá)到 39.66%。

2023年1-8月，中國光伏發(fā)電裝機(jī)容量50541萬千瓦，同比增長44.4%。光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量11316萬千瓦，同比增加6869萬千瓦。

全國光伏發(fā)電總量由 2013 年的 90 億千瓦時(shí)增長至 2022 年的 4272.7 億千瓦時(shí)。年均復(fù)合增長率高達(dá) 53.56%。2022 年全國可再生能源發(fā)電量 2.7 萬億千瓦時(shí)，占全國發(fā)電量的 31.3%。其中光伏發(fā)電平均利用率 98.3%，持續(xù)保持高利用率水平。

②政策支持

從 2013 年開始，政府陸續(xù)出臺(tái)國補(bǔ)、省補(bǔ)等各級光伏補(bǔ)貼政策，鼓勵(lì)光伏發(fā)電行業(yè)快速發(fā)展。2018 年開始，光伏補(bǔ)貼逐漸退坡，行業(yè)進(jìn)入降本增效階段。2021 年，國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于 2021年新能源上網(wǎng)電價(jià)政策有關(guān)事項(xiàng)的通知》規(guī)定，對新備案的集中式、分布式光伏電站政府不再給予財(cái)政補(bǔ)貼，實(shí)現(xiàn)無補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)，助力光伏發(fā)電行業(yè)由政策驅(qū)動(dòng)發(fā)展轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動(dòng)發(fā)展。但針對之前已取得補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)的光伏發(fā)電項(xiàng)目，2013 年國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于發(fā)揮價(jià)格杠桿作用促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》中明確指出：“光伏發(fā)電項(xiàng)目自投入運(yùn)營起執(zhí)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)或電價(jià)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，期限原則上為 20 年”。

2021 年 10 月，國務(wù)院發(fā)布《2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，指出要全面推進(jìn)風(fēng)電、太陽能發(fā)電大規(guī)模開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展，堅(jiān)持集中式與分布式并舉，加快建設(shè)風(fēng)電和光伏發(fā)電基地，加快智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級和特色應(yīng)用，創(chuàng)新“光伏+”模式，推進(jìn)光伏發(fā)電多元布局，到 2030 年，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到 12 億千瓦以上。

2022 年 5 月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》，在新能源的開發(fā)利用模式、加快構(gòu)建適應(yīng)新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)、完善新能源項(xiàng)目建設(shè)管理、保障新能源發(fā)展用地用海需求和財(cái)政金融手段支持新能源發(fā)展等方面做出了全面指引。為光伏發(fā)電行業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。

③技術(shù)進(jìn)步助力光伏行業(yè)降本增效

光伏行業(yè)的發(fā)展與政策及科技水平息息相關(guān)。隨著政策引導(dǎo)和相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，中國光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入降本增效的發(fā)展階段。在上游產(chǎn)能擴(kuò)張和技術(shù)革新的推動(dòng)下，光伏電站的建設(shè)成本大幅下降，發(fā)電效率逐步提升。根據(jù)中國光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2022 年我國工商業(yè)分布式光伏系統(tǒng)初始投資成本為 3.74 元/W，較 2018 年下降 10.53%發(fā)電效率方面，隨著國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展革新，光伏電池片的轉(zhuǎn)換效率逐年提升。2022 年，規(guī)?；a(chǎn)的 p 型單晶電池均采用 PERC 技術(shù)，平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 23.2%，采用 PERC 技術(shù)的黑硅多晶電池片轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 21.1%。

④分布式光伏電站規(guī)?？焖僭鲩L

相較集中式光伏電站，分布式光伏電站具有土地占用率低、輸配電損耗低、建設(shè)安裝成本低、調(diào)峰性能好和輸出功率靈活等優(yōu)勢。2013 年國務(wù)院《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》第三條提出，大力開拓分布式光伏發(fā)電市場。鼓勵(lì)各類電力用戶按照“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)，電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的方式建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。國家發(fā)改委、財(cái)政部、國家能源局于 2018 年發(fā)布的《關(guān)于 2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》中明確指出，2018 年“安排 1,000 萬千瓦左右規(guī)模用于支持分布式光伏項(xiàng)目建設(shè)”。

2022 年 8 月，國家能源局印發(fā)《國家能源局 2022 年深化“放管服”改革優(yōu)化營商環(huán)境重點(diǎn)任務(wù)分工方案》的通知，其中提出“完善市場交易機(jī)制，支持分布式發(fā)電就近參與市場交易，推動(dòng)分布式發(fā)電參與綠色電力交易”。2021 年，大型地面電站新增裝機(jī)容量占比為 46.6%，分布式電站新增裝機(jī)容量占比為 53.4%，分布式占比首次超過集中式，其中工商業(yè)光伏占分布式市場的 16.2%。

2022 年，大型地面電站新增裝機(jī)容量占比為 41.5%，分布式電站新增裝機(jī)容量占比為 58.5%，其中工商業(yè)分布式光伏占分布式市場的 50.6%。2015 年至 2022 年，分布式光伏裝機(jī)總?cè)萘坑?606 萬千瓦增長至 15762 萬千瓦，占總裝機(jī)容量的比例由 14.03%增長至 40.21%，呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。