碳中和远景下中国光伏行业发展的回顾与展望

朱迁邦

（苏州科技大学 商学院，江苏 苏州 215009）

一、引言

过去几十年来，工业始终是各国国民经济的主导产业，而化石能源则是推动工业发展的重要动力。通过消耗大量廉价的化石能源，工业化国家的经济得到了迅猛的发展，然而在人民生活水平不断提升的同时，工业产业也因二氧化碳排放超标等原因给我们带来了温室效应、全球变暖等问题，这对人类生态环境造成了极大的破坏，严重影响了人类可持续发展。因此，为了减缓全球气候的恶化趋势，制定实施节能减排控温政策刻不容缓。

2020年9月，中国提出“碳达峰，碳中和”双碳战略目标，即二氧化碳排放力争于2030年达到顶峰、2060年实现碳中和。双碳战略的提出，本质是为了实现人类更高质量的可持续发展。全球化背景下，化石能源不仅仅只是推动国家经济发展的动力，同时也是二氧化碳排放的主要来源，是人类发展的双刃剑。因此，为实现双碳战略目标，我们需要多措并举，一方面我们需要不断提高化石能源的使用效率；另一方面需要促进使用清洁能源代替化石能源的能源改革。与能源改革相比，提升化石能源利用效率并未能能够从源头上解决碳排放问题，因此未来能源改革将会是实现双碳目标的重中之重。可再生能源，比如风能、水能、光能等，具有清洁、低碳、可再生等特点，被众多学者推崇为代替化石能源的重要选择。但是，由于受限于能源转换技术、生产成本、环境障碍等原因，这些清洁能源当前仍无法满足全国庞大的需求量。例如，风力具有间歇性、地域性，在不同的季节、不同的地区，风能供给不同且波动性较大；水能发电对地理环境要求较高，占地面积大，一般只能建造在水流湍急的区域。然而，与风能、水能等清洁新能源苛刻的环境限制相比，光伏发电具有应用范围广、使用场景多、成本快速降低等优势，因此常被认为是未来最有潜力代替化石燃料的清洁新能源。

过往十年，中国光伏产业跌宕起伏，经历了欧美“反倾销”、政策支持、光伏新政、新冠疫情等时期。百折之下，光伏并没有因此消匿，反而使光伏技术工艺得到了不断提升，逐渐摆脱对政策的依赖而趋于市场化。在碳中和远景下，中国光伏产业迎来了新的发展生机。本文主要对光伏产业的发展进行回顾与前景展望，通过分析产业发展的特点、未来发展的趋势、未来的挑战与机遇等，希望能够为相关政策制定者、企业管理者以及投资者提供分析思路。

二、光伏行业发展回顾

光伏，全称太阳能光伏发电系统，指通过利用具有光伏效应的太阳电池半导体器件，将太阳辐射直接转换为电能的一种新型发电系统，可分为集中式和分布式发电系统。集中式和分布式发电的特点不同，互有优缺。集中式光伏，发电规模大，但对地理环境要求较高，需要光能充足且土地成本低的场地，因此常建造于西北戈壁荒漠等地。分布式发电系统，常分布于厂房、房屋顶部，占地小、建造成本低，但发电量较小，难以满足大规模用电需求。光伏发电，主要利用半导体界面的光伏效应将光能转换为电能。同时，通过太阳电池组件、控制器和逆变器等元器部件将电能转化和储存起来。与风能、核能等其他对环境要求较高的可再生能源不同，光伏能源克服了季节周期和地理环境的限制约束，具有清洁可再生、应用范围广、使用场景多和成本快速降低等特点，因而常被认为是未来能源改革中市场需求最大、增长潜力较大的清洁新能源。

中国光伏产业发展大致可划分为政策驱动期、过渡期和经济性驱动期三个发展阶段。中国光伏行业起步较晚，在发展初期，火力发电在成本、效能等方面均优于光伏发电，这一阶段光伏发展主要依靠政府政策补贴为主。在政府授信和补贴的支持下，资本不断流入光伏发电行业，光伏产业规模迅速增长。然而，政策补贴并非永无止境，随着光伏产业初具规模、光伏技术不断提升、发电成本不断下降等，2018年“531新政”释放了取消光伏补贴政策的信号，中国光伏行业进入从政策驱动转为经济驱动的过渡时期。在过渡时期，光伏企业由于脱离了政策支持而发展缓慢，但同时倒逼行业加速光伏技术的变革以降低成本，例如硅片环节的单晶替代多晶、电池片环节的PERC技术等。2020年，国家主席首次在联合国大会上提出“碳中和”目标，以及在十四五期间进一步提出拓宽光伏应用场景，注重光伏和其他产业的融合，这些政策目标无疑对光伏产业产生重大利好。为了摆脱对政策补贴的依赖，寻求可持续发展，光伏产业逐步进入由经济驱动发展的时期，未来将走向光伏发电平价时期。

经过近20年的发展，光伏行业竞争格局趋于稳定。光伏新能源产业链主要包含硅料、切片、电池片、电池组件、应用系统等。产业上游主要包括晶硅原料的生产加工，中游包括晶硅电池片等，下游主要为光伏系统的产品及应用。光伏产业链呈现出金字塔分布格局，即从上游到下游企业数量增加、市场集中度降低、毛利率减少。在光伏产业上游，由于硅储量规模大、性价比高等原因作为光伏电池的主要原材料。中国硅原料储备居于全球首位，光伏原料的供应已不再是中国光伏产业发展的瓶颈。随着硅片切割技术的提升，单晶硅的效率和市场份额逐渐优于多晶硅。当前，光伏上游原料市场集中度较高，主要集中在隆基、中环股份、保利协鑫、通威股份等为代表企业中。在产业链中游，光伏晶硅电池片增量迅猛，2011—2020年中国光伏电池片产量从19.8GW增至134.8GW，“双碳”政策促进中游电池片市场进一步扩大。此外，光伏行业的发展也带动了光伏配件产业的进步，如以信义玻璃和福莱特为代表的双寡头格局的光伏玻璃等。光伏产业链下游百花齐放，主要包括光伏发电站，当前以国家电力投资集团和能源类国企或民企为主。值得注意的是，近年来分布式发电站发展迅猛，吸引越来越多的企业进入光伏发电行业，投资主体趋于多元化。

三、光伏行业前景分析

中国光伏行业起步较晚，相比于国外成熟完善的光伏产业仍存在诸多不足，比如发电成本相对较高且依赖政策支持、生产技术装备与国外先进水平相比仍存在差距、对光伏行业缺乏科学的规划等问题。随着双碳战略目标和十四五规划的推进，全球光伏产业发展需求将不断提升，有利于推进资本流入和光伏技术革新，从而进一步推动光伏产业发展。相较于当前光伏产业的发展，未来中国光伏新能源产业主要呈现光伏平价化、大尺寸单晶硅片、分布式电站、应用多元化智能化等特征。随着光伏技术逐渐成熟，发电成本逐渐下降，光电转换效率不断提升。自2008年以来，光伏电价下降10倍之多，随着平价上网的到来，中国逐渐摆脱政策补贴的影响，未来中国光伏装机量将迎来高速发展，光伏行业向市场化迈进。单晶硅片转换效率高且成本随拉切技术水平提升已经大幅降低，因而未来很有可能会取代多晶硅片。当前市场上单晶硅片的尺寸有很多，但是大尺寸单晶硅片才是未来主要的发展趋势，因为光伏系统度电成本能够随着硅片尺寸的提升而不断降低。集中式光伏发电站大多建在沙漠等地区，占地面积大，对环境要求苛刻。分布式电站应用场景相对自由，可以建在楼顶、厂房顶等常见地方。分布式光伏遵循因地制宜、就地利用的原则，在一定程度上能满足局地的用电紧张问题。因而，分布式电站发电量在光伏发电的占比中越来越高，是未来光伏电站的主流。此外，十四五规划提出要拓宽光伏应用场景，积极促进光伏应用不断向其他产业渗透。同时，基于大数据、云计算等新技术的光伏电站智能化运维方式，摆脱了传统人工巡检的不足，能够更及时准确动态地监控管理维护电站设备。当前，中国光伏电站开发与新能源汽车、农业、养殖业等产业融合已取得初步规模，未来将呈现更加多元化、更加智能化的发展趋势。

在“碳达峰、碳中和”背景下，以光伏为代表的能源改革浪潮席卷而来，中国光伏行业市场需求大、发展潜力大，同时政策支持、技术革新、经济背景都为光伏行业提供了良好的发展机会。然而，新形势下中国光伏行业的发展仍然存在一些风险与挑战。首先，光伏发电技术变革较快，企业需要加强自身研发投入，不断适应新形势下的发展要求。其次，光电行业规模不断扩张，企业不断投资扩产可能引起产能过剩的风险，应加强行业产业规划布局，适度投资。其次，在电力过剩背景下，光伏、风电与传统能源矛盾加剧，应妥善处理能源转型过程中存在的争议问题。最后，土地费用高、融资成本高、接网成本高是制约光伏成本的重要原因，应当提高资源利用效率，节约成本。

四、总结

近几十年来，由于人口激增、工业迅猛发展带来的碳排放过度超标，导致全球出现气候变暖、冰川融化、生态失衡等问题。为了实现人类全面可持续发展，中国提出“碳达峰、碳中和”双碳战略，努力实现在发展经济的同时，维护环境生态的平衡。解决碳排放超标问题，一方面可以提升传统资源利用率；另一方面可使用清洁可再生能源替代化石含碳能源。提升传统化石能源利用率，并未能够从源头上控制碳排放，故而能源改革逐渐成为实现双碳目标的必由之路。光伏发电因应用范围广、使用场景多、成本快速降低等优点，被认为是未来最有潜力代替当前化石能源的清洁能源。因此，本文主要对碳中和远景下中国的光伏行业发展进行回顾与展望。

中国光伏产业起步较晚但发展迅速，相较于初期主要依靠政策补助支持，现阶段正逐步趋于市场化，对政策的依赖度不断降低。经过十几年的发展，光伏行业竞争格局趋于稳定，且呈现金字塔分布。光伏产业链上游市场集中度较高，毛利率高，仅有少数企业经营。行业中游和下游，市场集中度相对较弱，百花齐放。

由于光电转换效率提升、行业趋于市场化、人工智能等技术的推广运用，在碳中和远景下，中国光伏行业将会主要呈现光伏平价化、大尺寸单晶硅片、分布式电站、应用多元化智能化等发展趋势。硅是光伏配件的主要原料，而中国是世界上硅矿产资源最丰富的国家。中国的光伏产业具有很大的发展潜力和广阔的市场需求。在面对发展机遇的同时，我们也应当考虑未来可能存在的风险与挑战，如技术革新快、资本投资存在扩张过度、能源转换争议、产业成本控制等问题。因此，我们应当加大自身研发创新力度，加强行业产业规划布局，提高资源利用效率以节约成本，不断适应新形势下中国光伏产业的发展需要。