云南硅光伏产业发展及对策研究
2023-01-06杨晶媛
杨晶媛 黄 洁
(云南省科学技术情报研究院,云南昆明 650051)
0 引言
2020年9月22日第七十五届联合国大会上,中国提出“双碳”目标——承诺在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”。为实现碳达峰碳中和,要求以能源绿色地毯发展为关键,加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式,坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路[1]。在“双碳”目标的刺激下,太阳能光伏电池由于其无排放和噪音、应用技术成熟、安全可靠等优点,未来发展空间巨大。目前,太阳能光伏电池主要以硅材料作为基底,可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜电池和非晶硅薄膜电池,其中晶硅太阳能电池占据市场主导地位[2]。
1 云南硅光伏产业发展的优势
1.1 资源优势
云南省作为全国硅资源和电力资源条件较好的地区,硅资源储量大[3],推测储量达3×109t,主要分布在玉溪、保山和昭通等地区。同时,云南省硅矿纯度高、杂质少,品质优良,特别是B、P含量较低,属高品位矿,具有发展硅光伏产业良好的资源优势和发展前景。
除矿产资源外,云南省境内分布金沙江、澜沧江、怒江和红河等六大流域,水能资源蕴藏丰富[4]。作为清洁可再生资源,云南省近年来清洁水电快速发展,据国家统计局数据,2020年云南省水力发电量达2959.99亿千瓦时,占全国水力发电量的21.84%,绿色能源资源得天独厚。
1.2 成本优势
云南省水电资源丰富价格低廉。根据国家统计局数据,云南省2021年的发电量为3434.3亿千瓦时,累计增长1.1%。其中水力发电量为2716.3亿千瓦时,占云南省发电量约79.09%。虽然随着近年来云南省电力供需持续偏紧,2021年云南发改委取消了工业硅行业的优惠电价,但即使如此,云南仍是全国电价最低的省份之一。参考隆基股份公司,调价后220千伏大工业用电平时段电价汛期、平期和枯期时分别为0.297/kwh、0.350/kwh、0.420 元 /kwh[5], 仍低于全国大多数省份电价。
除水电价格相较低廉且充沛之外,云南省人力资源成本也是发展硅光伏产业的重要优势。根据人社部最新公布全国各地区最低工资标准情况,截至2022年1月1日,云南省月最低工资标准为1350元,位列全国第29位;每小时最低工资标准为13元,位列全国第30位。
1.3 政策优势
2021年,国家发展改革委印发了《西部地区鼓励类产业目录(2020年本)》,其中云南省新增了“中西部地区唯一以‘绿色硅产业’生产、精深加工及其应用的全产业链”提法。云南省“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出“聚焦绿色铝硅材料,实施‘科技补短板强支撑’行动,打好关键核心技术攻坚战;聚焦产业链延伸,吸引绿色硅下游加工领域项目集聚落地、集群发展,建设以绿色硅等为重点的先进制造业集群,推动绿色能源和绿色制造产业链深度融合和高端跃升,将我省绿色能源优势转化为绿色制造优势”。与此同时,为加快水电清洁能源优势转化为经济优势,加快能源优势向产业优势转化,云南省委省政府提出了打造世界一流“绿色能源牌”的战略部署[6]。2022年,科技部等九部门联合印发了《“十四五”东西部科技合作实施方案》,提出“建设滇中清洁能源创新高地,深化‘水—风—光’多能互补、储能、智慧能源等清洁能源领域研究合作,开展稀贵金属、绿色铝硅等产业核心技术攻关,建设特色产业创新发展集聚区,支撑云南打造‘世界光伏之都’”,为云南省发展硅光伏产业提供了良好的政策基础。
2 云南省硅光伏产业发展现状
近年来,云南省全面淘汰落后产能、严禁新增产能,加快工业硅生产绿色化转型;同时,利用省内清洁水电优势,提高生产要素成本优势。云南省陆续引进了西安隆基、河北晶澳、锦州阳光等重点龙头企业,协调推进多晶硅、单晶硅及切片重点项目,着力推进现有晶硅企业延伸产业链,培育发展光伏配套产业,鼓励发展光伏应用产品,打造绿色光伏产品制造高地。截至2020年底,全省建成工业硅产能99万吨,单晶硅棒产能73GW,单晶硅片产能67GW[7]。云南省硅光伏产业“从无到有”,已经初步实现工业硅—多晶硅—单晶硅和切片—电池和组件—光伏发电的硅光伏全产业链,资源优势正逐步转化为经济优势。2020年,工业硅产量60万吨,单晶硅棒产量40GW,单晶硅片产量26GW,绿色硅材全产业链产值超400亿元[8]。
在创新平台方面,硅光伏产业先后建立云南省硅工业工程研究中心和云南省硅产业研究院(创新中心)两个省级科技创新平台,设立了院士专家工作站和水电硅材一体化发展专家委员会,联合高校、科研院所、专家及龙头企业,面向产业发展共性需求,采用市场化和政产学研协同创新结合机制,建设开放式、协同的水电硅材料产业链创新生态系统。
在关键技术突破方面,依托高校、科研院所和优势企业,云南省围绕“工业硅冶炼、多晶硅原料、单晶/电子级硅产品、电池和组件”四个主要环节开展了多项研究,在大容量矿热炉工业硅绿色生产技术、低成本多晶硅生产新技术、碳化硅单晶制备新技术等行业关键技术都有所突破。除此之外,云南省大力鼓励具有国际先进水平的绿色、高效率、智能化的硅产业重大装备产品和工艺技术研究,为硅产业进一步发展奠定良好的发展基础。
在应用方面,云南省加大对照明产品、居家出行产品、3C产品等的光伏应用产品研发设计力度,其中,照明产业如太阳能路灯和手电筒等产品,居家产品如太阳能帐篷、背包等产品,3C产品如太阳能充电桩及太阳能手环等产品。另外,云南省积极探索发展太阳能观光小火车、太阳能无人机等新产品,不断拓展应用层面,完善光伏产业链条。
3 云南省硅光伏产业发展面临的困难
3.1 产业体系构建体系不完整,产业创新能力不强
目前云南省尚未出台光伏产业发展规划,硅光伏产业的发展方向不明确。而在硅光伏产业链中,从研发到生产,基本每个环节都存在技术型人才不足,甚至出现人才流失情况。另外,云南省硅光伏产业上下游配套产业发展不足,未能形成完整的具有规模效应的产业链。
3.2 产品技术瓶颈制约产业发展
目前省内企业仍多利用较成熟的传统工艺生产,产品纯度不够高,生产产品也集中于工业硅和单晶硅棒/片,多晶硅、电池及电池组件刚刚起步,多出口低级硅产品和半成品,利润空间小。
3.3 市场开拓不足,国内外竞争压力大
虽然近年来光伏装机量不断增长,光伏产业应用市场也不断扩大,但针对光伏产业应用市场拓展不足,再加上省内企业尚未形成足够规模,受地理因素影响,光伏产品和原料运输成本远高于全国平均水平,燃油费、过路过桥费等支出占营业收入比重超过50%,拉低了光伏产品市场竞争力。另外,虽然目前全球光伏发电装机量仍维持高速增长,2021年全球光伏发电更是创下133GW装机容量记录[9],但自2019年新冠疫情以来,光伏产品除面临供应紧缺、货物交付风险之外,国际贸易形势严峻,美国和欧盟等国对我国工业产品征收高额反倾销税造成光伏产品出口成本增加。
3.4 生态环境保护要求日益提高
当前全球环保要求都日趋严格,我国提出的“双碳”目标对生态环境要求更高。硅光伏在生产过程中由于耗能、还原剂使用和产生粉尘、废水废气等问题给生态环境保护带来不小压力[10]。云南省近年来不断加强生态环境建设,大力落实“三屏两带一区多点”的生态安全格局,对硅光伏产业发展的能耗总量、环境影响提出了严格限制。
4 云南省硅光伏产业发展的建议
4.1 明确发展方向,构建自我更新的创新体系
产业发展离不开政策规划和创新资源的汇聚,应制定硅光伏产业发展规划和具体措施,明确产业发展方向,不断完善创新环境,加大研发经费投入,促进人才引进与培养,加强高校、企业与研发机构的联合,提高企业的创新能力,构建硅光伏产业创新体系,促进硅光伏产业高质量发展,并逐渐形成产业链自我更新升级的能力。
4.2 聚焦产业技术发展方向,加大科研力度,突破技术瓶颈
根据国内外硅光伏产业科技创新的发展趋势,确定云南省硅光伏产业重点布局技术、攻关热点,鼓励企业加大研发投入提升创新能力。面对当前光伏发电技术的迭代发展,云南省应在巩固原有第一代光伏发电的优势基础上,超前布局第二代、第三代光伏发电并加大技术储备,尤其是第三代光伏发电中“跟踪+低倍聚光+高效硅基聚光电池”技术,该技术采用晶体硅,云南省原料充足且符合已有硅光伏产业生产布局。此外,在引进先进技术促进产业更新的基础上,还应加大科研力度,加强产学研联合,突破关键技术瓶颈,研发具有国际影响力的原创性成果和自主产权的新技术。
4.3 加强高质量的人才队伍培养和引进
鼓励科研院所、高校、企业等用人主体,培养引进领域急需紧缺的高层次人才和团队,加大人才经费投入力度,解决研发人员短板问题。应打破传统引进机制,采用科学竞争方法和选拔标准,引进人才后为人才和所在企业按规定给予相应的补贴和配套经费支持。此外,可尝试组建具有特色的相关职业教育学院或学科专业,对企校合作以产学研合作方式开展的“订单式”专业人才培养,自主培养高技能人才,这样有利于使教学与生产、科研更好结合,使培养出来的人才企业能够留得住、用得上。
4.4 形成规模经济,加大光伏产品推广应用
整合优势资源,鼓励龙头企业带动上下游产业发展,形成具有整体优势的产业链;鼓励企业拓宽融资渠道,整合企业资产和资源逐渐扩大企业规模,形成规模经济优势,降低生产成本,提高产品竞争力。同时,促进光伏产品的供需对接,缩短开发应用周期,实现光伏材料与终端产品同步设计、系统验证,推动光伏企业研发成果的市场化应用。另外,加强与发达国家在技术资本、标准专利等领域多层次、多元化的交流合作,鼓励企业参与国家标准和国际标准的制修订,打破发达国家垄断,增强行业话语权,推动我国标准、技术和服务在南亚、东南亚国家的应用,进而助力云南省光伏产品走向世界。
4.5 注重生态环境保护
生态环境保护不容忽视,必须严格要求企业遵守环境保护规章制度,同时鼓励技术攻关降低能源消耗和资源利用,探索清洁生产技术,降低污染物的产生和排放,降低生态环境压力。 (文责自负)