2023光伏行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析
產(chǎn)業(yè)趨勢 2023-10-31 06:15:27 中金普華產(chǎn)業(yè)研究院
光伏行業(yè)是利用太陽能將光能轉(zhuǎn)化為電能的新興產(chǎn)業(yè)，近年來在全球范圍內(nèi)得到了快速發(fā)展，成為推動能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化的重要力量。本文旨在分析2023年光伏行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景，主要從以下幾個方面進行探討：
- 全球光伏市場需求
- 中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
- 光伏技術(shù)創(chuàng)新與成本降低
- 光伏政策支持與市場驅(qū)動
- 光伏應(yīng)用多元化與融合
## 全球光伏市場需求
根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，全球新增光伏裝機容量從2011年的30.2GW增長至2022年的230GW，年復(fù)合增長率達到20.27%。2022年全球光伏累計裝機容量突破1,100GW，光伏裝機量大幅上升。預(yù)計2023年全球光伏新增裝機容量將達到259GW，累計裝機容量將達到1,359GW。
全球光伏市場的快速增長主要受到以下幾個因素的影響：
- 能源轉(zhuǎn)型的全球共識。隨著全球氣候變暖和化石能源日益枯竭的壓力，各國紛紛提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標，發(fā)展以光伏為代表的可再生能源已成為全球共識。根據(jù)國際能源署（IEA）的《可再生能源市場更新》報告，2023年可再生能源將占全球電力總產(chǎn)量的30%，其中太陽能和風(fēng)能將貢獻近90%。
- 光伏發(fā)電成本的持續(xù)下降。隨著光伏技術(shù)的不斷進步和規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，光伏發(fā)電成本持續(xù)下降，使得光伏發(fā)電在越來越多的國家和地區(qū)具有價格優(yōu)勢。根據(jù)國際可再生能源署（IRENA）的《可再生能源電力成本》報告，2020年全球平均太陽能光伏電力成本為0.039美元/千瓦時，比2019年下降了7%，比2010年下降了81%。
- 光伏應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展。除了傳統(tǒng)的集中式和分布式光伏電站外，光伏應(yīng)用也逐漸涵蓋了農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、交通、建筑、工業(yè)等多個領(lǐng)域，形成了多樣化的“光伏+”模式。例如，“光伏+農(nóng)業(yè)”可以實現(xiàn)土地雙重利用，提高農(nóng)民收入；“光伏+漁業(yè)”可以實現(xiàn)水面雙重利用，保護水資源；“光伏+交通”可以實現(xiàn)道路雙重利用，提高道路安全；“光伏+建筑”可以實現(xiàn)建筑雙重利用，提高建筑美觀；“光伏+工業(yè)”可以實現(xiàn)工業(yè)雙重利用，降低工業(yè)能耗。
## 中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
中國是全球最大的光伏產(chǎn)品制造國和消費國，擁有從硅料、硅片、電池片、組件、設(shè)備、輔材、系統(tǒng)集成到光伏應(yīng)用的完整而成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，2022年中國光伏累計裝機容量達到392.61GW，同比增長28.07%。預(yù)計2023年中國光伏新增裝機容量超過95GW，累計裝機容量超過487.6GW。
中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展主要受到以下幾個因素的影響：
- 產(chǎn)能擴張與集中度提升。隨著國內(nèi)外市場需求的增長，中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)都在加大產(chǎn)能擴張，同時也在加快產(chǎn)業(yè)集中度的提升，形成了一批具有規(guī)模優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢的龍頭企業(yè)。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2022年中國多晶硅、硅片、電池片、組件四個環(huán)節(jié)的CR5分別為87.1%、66%、56.3%、61.4%，顯示出較高的市場集中度。
- 大尺寸硅片與高效電池的普及。為了降低非硅成本和提高轉(zhuǎn)換效率，中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈正在向大尺寸硅片和高效電池方向發(fā)展。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2022年182mm和210mm的大尺寸硅片的市場份額由2021年的45%迅速增長至82.8%，預(yù)計2023年將達到90%以上。在電池技術(shù)方面，除了傳統(tǒng)的P型PERC電池外，也出現(xiàn)了TOPCon、HJT、IBC等新型高效電池技術(shù)，預(yù)計2023年這些新型電池技術(shù)的市場份額將達到20%左右。
- 供需平衡與價格穩(wěn)定。由于上游原料緊缺和下游需求旺盛，2022年中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的價格出現(xiàn)了較大幅度的波動，給行業(yè)帶來了一定的壓力和挑戰(zhàn)。然而，隨著上游產(chǎn)能逐漸釋放和下游市場逐步消化，預(yù)計2023年中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈將逐步恢復(fù)供需平衡和價格穩(wěn)定，為行業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造有利條件。
## 光伏技術(shù)創(chuàng)新與成本降低
光伏技術(shù)是光伏行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力，隨著科技的不斷進步和創(chuàng)新，光伏技術(shù)水平不斷提高，光伏發(fā)電成本不斷降低，使得光伏發(fā)電在更多領(lǐng)域具有競爭力。本節(jié)主要從以下幾個方面介紹光伏技術(shù)創(chuàng)新與成本降低的情況：
- 硅基太陽能電池技術(shù)。硅基太陽能電池是目前最主流的太陽能電池技術(shù)，占據(jù)了全球太陽能電池市場的絕大部分份額。硅基太陽能電池主要分為P型和N型兩種類型，其中P型電池以PERC技術(shù)為主流，N型電池則有TOPCon、HJT、IBC等多種技術(shù)路徑。隨著P型電池轉(zhuǎn)換效率逼近理論極限，N型電池技術(shù)逐漸受到關(guān)注。目前，N型電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過P型電池，達到了25%以上的水平。其中，TOPCon技術(shù)是由中國電科院提出的一種鈍化接觸技術(shù)，可以實現(xiàn)高效、低成本、高可靠性的N型電池制造。HJT技術(shù)是由日本夏普公司首先開發(fā)的一種異質(zhì)結(jié)技術(shù)，可以實現(xiàn)高效、低溫、薄膜的N型電池制造。IBC技術(shù)是由美國太陽能公司首先開發(fā)的一種背接觸技術(shù)，可以實現(xiàn)高效、無損、緊湊的N型電池制造。這些N型電池技術(shù)都有各自的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，未來將在市場上形成競爭和合作。
- 非硅基太陽能電池技術(shù)。非硅基太陽能電池是指除了硅以外的其他材料制成的太陽能電池，主要包括薄膜太陽能電池、有機太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池等。這些非硅基太陽能電池具有輕薄、柔性、透明等特點，可以應(yīng)用于建筑一體化、可穿戴設(shè)備、智能窗戶等領(lǐng)域。然而，這些非硅基太陽能電池目前還存在轉(zhuǎn)換效率低、穩(wěn)定性差、成本高等問題，需要進一步的研發(fā)和優(yōu)化。目前，薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高為23.4%，由美國第一太陽公司開發(fā)的鎘銦鎵硒（CIGS）電池實現(xiàn)；有機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高為18.2%，由中國中科院長春應(yīng)化所開發(fā)的雙受體有機太陽能電池實現(xiàn)；鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高為25.6%，由韓國延世大學(xué)開發(fā)的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池實現(xiàn)。
- 光伏系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)。光伏系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)是指將光伏組件與逆變器、儲能設(shè)備、智能控制器等其他設(shè)備相結(jié)合，形成一個完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)，并通過優(yōu)化設(shè)計和運行管理，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。光伏系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)主要包括以下幾個方面：
- 光伏組件與逆變器匹配技術(shù)。光伏組件與逆變器匹配技術(shù)是指根據(jù)光伏組件的輸出特性和逆變器的輸入特性，選擇合適的組件數(shù)量和連接方式，使得逆變器能夠在最大功率點工作，提高系統(tǒng)的發(fā)電效率。目前，常用的匹配技術(shù)有串聯(lián)匹配、并聯(lián)匹配、混聯(lián)匹配等。
- 光伏儲能集成技術(shù)。光伏儲能集成技術(shù)是指將儲能設(shè)備與光伏系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)光伏發(fā)電與負荷之間的平衡，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。目前，常用的儲能設(shè)備有鋰離子電池、釩液流電池、超級電容器等。
- 光伏智能控制技術(shù)。光伏智能控制技術(shù)是指利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，實現(xiàn)對光伏系統(tǒng)的遠程監(jiān)測、故障診斷、性能預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度等功能，提高系統(tǒng)的智能化和自動化水平。目前，常用的智能控制技術(shù)有最大功率點跟蹤（MPPT）技術(shù)、機器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)、深度學(xué)習(xí)（DL）技術(shù)等。
## 光伏政策支持與市場驅(qū)動
光伏政策是光伏行業(yè)發(fā)展的重要保障和引導(dǎo)，隨著光伏發(fā)電成本的降低和市場的成熟，光伏政策也在不斷調(diào)整和優(yōu)化，從補貼導(dǎo)向向市場導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，從單一形式向多元形式發(fā)展，從國家層面向地方層面下沉。本節(jié)主要從以下幾個方面介紹光伏政策支持與市場驅(qū)動的情況：
- 光伏補貼政策。光伏補貼政策是指國家或地方政府對光伏發(fā)電項目給予的一定程度的財政支持，以降低光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價，提高光伏發(fā)電的競爭力。目前，全球多數(shù)國家都實施了不同形式和程度的光伏補貼政策，主要包括固定上網(wǎng)電價（FIT）、綠色證書（REC）、可再生能源組合標準（RPS）、稅收優(yōu)惠（TAX）等。然而，隨著光伏發(fā)電成本的下降和市場規(guī)模的擴大，光伏補貼政策也面臨著財政壓力和效率問題，因此，許多國家都在逐步退出或降低光伏補貼水平，推動光伏發(fā)電實現(xiàn)平價上網(wǎng)或市場競爭。例如，中國自2019年起開始實施競價補貼機制，2022年起取消了所有地面電站的補貼；歐盟自2020年起開始實施可再生能源指令（RED II），要求各成員國在2030年前將可再生能源占比提高至32%，并鼓勵采用招標、拍賣等市場化機制。
- 光伏分布式政策。光伏分布式政策是指針對分布式光伏發(fā)電項目給予的一系列優(yōu)惠和便利措施，以促進分布式光伏發(fā)電的普及和發(fā)展。分布式光伏發(fā)電是指在用戶側(cè)或配電網(wǎng)側(cè)安裝的小型或中型的光伏發(fā)電系統(tǒng)，具有就近消納、節(jié)省輸配損耗、提高供需靈活性等優(yōu)點。目前，全球多數(shù)國家都出臺了不同形式和程度的光伏分布式政策，主要包括凈計量（NEM）、自發(fā)自用余額上網(wǎng)（SUSG）、獨立供電（OSG）、綠色金融（GF）等。例如，美國自1996年起開始實施凈計量制度，鼓勵用戶將自用電量與上網(wǎng)電量進行抵消，并按照零售電價或時價進行結(jié)算；德國自2012年起開始實施自發(fā)自用余額上網(wǎng)制度，鼓勵用戶優(yōu)先自用光伏發(fā)電，并按照固定電價或市場電價進行結(jié)算；印度自2015年起開始實施獨立供電制度，鼓勵用戶在偏遠地區(qū)或無電地區(qū)建設(shè)光伏微電網(wǎng)或獨立光伏系統(tǒng)，提供可靠的電力服務(wù)；中國自2018年起開始實施綠色金融制度，鼓勵金融機構(gòu)為分布式光伏項目提供低息貸款、擔保、保險等支持。
- 光伏并網(wǎng)政策。光伏并網(wǎng)政策是指規(guī)范和促進光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的連接和交易的一系列規(guī)則和措施，以保障光伏發(fā)電的安全和穩(wěn)定，并提高光伏發(fā)電的收益和效益。目前，全球多數(shù)國家都制定了不同形式和程度的光伏并網(wǎng)政策，主要包括并網(wǎng)標準（GS）、并網(wǎng)優(yōu)先（GP）、并網(wǎng)管理（GM）、并網(wǎng)價格（GP）等。例如，日本自1992年起開始實施并網(wǎng)標準制度，規(guī)定了光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的技術(shù)要求和檢測方法；英國自2009年起開始實施并網(wǎng)優(yōu)先制度，規(guī)定了光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的優(yōu)先級和接入順序；澳大利亞自2010年起開始實施并網(wǎng)管理制度，規(guī)定了光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制和調(diào)度方式；中國自2019年起開始實施并網(wǎng)價格制度，規(guī)定了光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的交易價格和結(jié)算方式。
## 光伏應(yīng)用多元化與融合
光伏應(yīng)用是光伏行業(yè)發(fā)展的終端和目標，隨著光伏技術(shù)的不斷創(chuàng)新和成本的不斷降低，光伏應(yīng)用也在不斷拓展和多元化，從單一的發(fā)電功能向綜合的能源服務(wù)轉(zhuǎn)變，從孤立的能源系統(tǒng)向融合的能源網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，從傳統(tǒng)的能源領(lǐng)域向新興的能源場景延伸。本節(jié)主要從以下幾個方面介紹光伏應(yīng)用多元化與融合的情況：
- 光伏+儲能。光伏+儲能是指將儲能設(shè)備與光伏系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)光伏發(fā)電與負荷之間的平衡，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。儲能設(shè)備可以緩解光伏發(fā)電的間歇性和波動性，提高系統(tǒng)的可調(diào)度性和靈活性。儲能設(shè)備也可以提高系統(tǒng)的自給率和自足率，降低系統(tǒng)對外部電網(wǎng)的依賴性。儲能設(shè)備還可以參與輔助服務(wù)市場，提供頻率調(diào)節(jié)、峰谷填補、備用容量等服務(wù)，增加系統(tǒng)的收入來源。目前，全球多個國家和地區(qū)都在積極推進光伏+儲能項目的建設(shè)和運營，例如美國加州、德國巴登-符騰堡州、澳大利亞南澳州等。
- 光伏+交通。光伏+交通是指將光伏系統(tǒng)與交通設(shè)施相結(jié)合，實現(xiàn)道路雙重利用，提高道路安全和效率。光伏系統(tǒng)可以為交通設(shè)施提供清潔的電力，降低交通能耗和排放。光伏系統(tǒng)也可以為電動汽車提供便捷的充電服務(wù)，促進電動汽車按照當?shù)氐碾妰r進行結(jié)算，并享受一定的稅收優(yōu)惠；德國自2000年起開始實施自發(fā)自用余額上網(wǎng)制度，鼓勵用戶優(yōu)先自用光伏發(fā)電，并按照市場電價或固定電價將余電上網(wǎng)，并享受一定的補貼；印度自2015年起開始實施獨立供電制度，鼓勵用戶在偏遠地區(qū)或無電地區(qū)建設(shè)光伏微電網(wǎng)，實現(xiàn)能源普惠和社會效益；中國自2014年起開始實施綠色金融制度，鼓勵金融機構(gòu)為分布式光伏項目提供低息貸款、擔保、保險等服務(wù)，降低融資成本和風(fēng)險。
- 光伏市場化機制。光伏市場化機制是指通過市場競爭和價格信號，實現(xiàn)光伏發(fā)電的有效配置和優(yōu)化利用，提高光伏發(fā)電的市場參與度和盈利能力。目前，全球多數(shù)國家都在探索和推進光伏市場化機制的建立和完善，主要包括招標、拍賣、綠色證書、碳交易等。例如，中國自2019年起開始實施競價補貼機制，通過招標、拍賣等方式確定光伏項目的補貼水平，促進光伏項目的降本增效；歐盟自2005年起開始實施碳交易機制，通過限制和交易溫室氣體排放權(quán)，為光伏發(fā)電提供了一個碳減排的收益來源；美國自1997年起開始實施綠色證書機制，通過發(fā)行和交易可再生能源證書（REC），為光伏發(fā)電提供了一個額外的收入來源。
## 光伏應(yīng)用多元化與融合
- 光伏溫室。光伏溫室是指在溫室頂部安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為溫室提供部分遮陽和發(fā)電功能，又可以為作物提供適宜的生長環(huán)境。
- 光伏大棚。光伏大棚是指在大棚頂部安裝適量的不透明或半透明的光伏組件，既可以為大棚提供完全遮陽和發(fā)電功能，又可以為作物提供防雨、防雪、防風(fēng)等保護功能。
- 光伏魚塘。光伏魚塘是指在魚塘水面上安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為魚塘提供部分遮陽和發(fā)電功能，又可以為水生物提供適宜的生存環(huán)境。
- 光伏網(wǎng)箱。光伏網(wǎng)箱是指在網(wǎng)箱水面上安裝適量的不透明或半透明的光伏組件，既可以為網(wǎng)箱提供完全遮陽和發(fā)電功能，又可以為水生物提供防鳥、防藻、防污染等保護功能。
- 光伏海洋牧場。光伏海洋牧場是指在海洋牧場水面上安裝適量的不透明或半透明的光伏組件，既可以為海洋牧場提供完全遮陽和發(fā)電功能，又可以為海洋生態(tài)系統(tǒng)提供修復(fù)和增強功能。
- 光伏+交通。光伏+交通是指將光伏發(fā)電與交通運輸相結(jié)合，實現(xiàn)道路雙重利用，提高道路安全。光伏+交通主要有以下幾種形式：
- 光伏公路。光伏公路是指在公路表面鋪設(shè)適量的耐壓、耐磨、防滑的光伏組件，既可以為公路提供發(fā)電和照明功能，又可以為車輛提供導(dǎo)航、智能化、無線充電等功能。
- 光伏橋梁。光伏橋梁是指在橋梁表面或側(cè)面安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為橋梁提供發(fā)電和照明功能，又可以為橋梁提供美化、防腐、防冰等功能。
- 光伏高鐵。光伏高鐵是指在高鐵沿線或車頂安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為高鐵提供發(fā)電和照明功能，又可以為高鐵提供降噪、降溫、增穩(wěn)等功能。
- 光伏+建筑。光伏+建筑是指將光伏發(fā)電與建筑設(shè)計相結(jié)合，實現(xiàn)建筑雙重利用，提高建筑美觀。光伏+建筑主要有以下幾種形式：
- 建筑一體化光伏（BIPV）。建筑一體化光伏是指將具有美觀和結(jié)構(gòu)功能的光伏組件與建筑物相融合，既可以為建筑物提供發(fā)電和節(jié)能功能，又可以為建筑物提供遮陽、隔熱、隔音等功能。
- 建筑附加式光伏（BAPV）。建筑附加式光伏是指將具有靈活性和輕便性的光伏組件與建筑物相附加，既可以為建筑物提供發(fā)電和節(jié)能功能，又可以為建筑物提供提供遮陽、隔熱、隔音等功能。
- 光伏+工業(yè)。光伏+工業(yè)是指將光伏發(fā)電與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，實現(xiàn)工業(yè)雙重利用，降低工業(yè)能耗。光伏+工業(yè)主要有以下幾種形式：
- 光伏工廠。光伏工廠是指在工廠屋頂或周邊空地安裝適量的光伏組件，既可以為工廠提供發(fā)電和節(jié)能功能，又可以為工廠提供減排、增效、增收等功能。
- 光伏園區(qū)。光伏園區(qū)是指在工業(yè)園區(qū)內(nèi)部或外部安裝適量的光伏組件，既可以為園區(qū)提供發(fā)電和節(jié)能功能，又可以為園區(qū)提供綠化、美化、品牌等功能。
- 光伏產(chǎn)業(yè)鏈。光伏產(chǎn)業(yè)鏈是指將光伏發(fā)電與光伏制造或應(yīng)用相結(jié)合，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈雙重利用，提高產(chǎn)業(yè)鏈競爭力。例如，將光伏發(fā)電與光伏玻璃、光伏設(shè)備、光伏材料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，形成一個完整的光伏產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
綜上所述，光伏行業(yè)在2023年呈現(xiàn)出了快速增長、技術(shù)創(chuàng)新、政策轉(zhuǎn)型、應(yīng)用多元的發(fā)展態(tài)勢，展現(xiàn)出了廣闊的前景和潛力。未來，光伏行業(yè)將繼續(xù)推動能源轉(zhuǎn)型和氣候行動，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。
- 全球光伏市場需求
- 中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
- 光伏技術(shù)創(chuàng)新與成本降低
- 光伏政策支持與市場驅(qū)動
- 光伏應(yīng)用多元化與融合
## 全球光伏市場需求
根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，全球新增光伏裝機容量從2011年的30.2GW增長至2022年的230GW，年復(fù)合增長率達到20.27%。2022年全球光伏累計裝機容量突破1,100GW，光伏裝機量大幅上升。預(yù)計2023年全球光伏新增裝機容量將達到259GW，累計裝機容量將達到1,359GW。
全球光伏市場的快速增長主要受到以下幾個因素的影響：
- 能源轉(zhuǎn)型的全球共識。隨著全球氣候變暖和化石能源日益枯竭的壓力，各國紛紛提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標，發(fā)展以光伏為代表的可再生能源已成為全球共識。根據(jù)國際能源署（IEA）的《可再生能源市場更新》報告，2023年可再生能源將占全球電力總產(chǎn)量的30%，其中太陽能和風(fēng)能將貢獻近90%。
- 光伏發(fā)電成本的持續(xù)下降。隨著光伏技術(shù)的不斷進步和規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，光伏發(fā)電成本持續(xù)下降，使得光伏發(fā)電在越來越多的國家和地區(qū)具有價格優(yōu)勢。根據(jù)國際可再生能源署（IRENA）的《可再生能源電力成本》報告，2020年全球平均太陽能光伏電力成本為0.039美元/千瓦時，比2019年下降了7%，比2010年下降了81%。
- 光伏應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展。除了傳統(tǒng)的集中式和分布式光伏電站外，光伏應(yīng)用也逐漸涵蓋了農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、交通、建筑、工業(yè)等多個領(lǐng)域，形成了多樣化的“光伏+”模式。例如，“光伏+農(nóng)業(yè)”可以實現(xiàn)土地雙重利用，提高農(nóng)民收入；“光伏+漁業(yè)”可以實現(xiàn)水面雙重利用，保護水資源；“光伏+交通”可以實現(xiàn)道路雙重利用，提高道路安全；“光伏+建筑”可以實現(xiàn)建筑雙重利用，提高建筑美觀；“光伏+工業(yè)”可以實現(xiàn)工業(yè)雙重利用，降低工業(yè)能耗。
## 中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
中國是全球最大的光伏產(chǎn)品制造國和消費國，擁有從硅料、硅片、電池片、組件、設(shè)備、輔材、系統(tǒng)集成到光伏應(yīng)用的完整而成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，2022年中國光伏累計裝機容量達到392.61GW，同比增長28.07%。預(yù)計2023年中國光伏新增裝機容量超過95GW，累計裝機容量超過487.6GW。
中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展主要受到以下幾個因素的影響：
- 產(chǎn)能擴張與集中度提升。隨著國內(nèi)外市場需求的增長，中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)都在加大產(chǎn)能擴張，同時也在加快產(chǎn)業(yè)集中度的提升，形成了一批具有規(guī)模優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢的龍頭企業(yè)。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2022年中國多晶硅、硅片、電池片、組件四個環(huán)節(jié)的CR5分別為87.1%、66%、56.3%、61.4%，顯示出較高的市場集中度。
- 大尺寸硅片與高效電池的普及。為了降低非硅成本和提高轉(zhuǎn)換效率，中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈正在向大尺寸硅片和高效電池方向發(fā)展。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2022年182mm和210mm的大尺寸硅片的市場份額由2021年的45%迅速增長至82.8%，預(yù)計2023年將達到90%以上。在電池技術(shù)方面，除了傳統(tǒng)的P型PERC電池外，也出現(xiàn)了TOPCon、HJT、IBC等新型高效電池技術(shù)，預(yù)計2023年這些新型電池技術(shù)的市場份額將達到20%左右。
- 供需平衡與價格穩(wěn)定。由于上游原料緊缺和下游需求旺盛，2022年中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的價格出現(xiàn)了較大幅度的波動，給行業(yè)帶來了一定的壓力和挑戰(zhàn)。然而，隨著上游產(chǎn)能逐漸釋放和下游市場逐步消化，預(yù)計2023年中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈將逐步恢復(fù)供需平衡和價格穩(wěn)定，為行業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造有利條件。
## 光伏技術(shù)創(chuàng)新與成本降低
光伏技術(shù)是光伏行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力，隨著科技的不斷進步和創(chuàng)新，光伏技術(shù)水平不斷提高，光伏發(fā)電成本不斷降低，使得光伏發(fā)電在更多領(lǐng)域具有競爭力。本節(jié)主要從以下幾個方面介紹光伏技術(shù)創(chuàng)新與成本降低的情況：
- 硅基太陽能電池技術(shù)。硅基太陽能電池是目前最主流的太陽能電池技術(shù)，占據(jù)了全球太陽能電池市場的絕大部分份額。硅基太陽能電池主要分為P型和N型兩種類型，其中P型電池以PERC技術(shù)為主流，N型電池則有TOPCon、HJT、IBC等多種技術(shù)路徑。隨著P型電池轉(zhuǎn)換效率逼近理論極限，N型電池技術(shù)逐漸受到關(guān)注。目前，N型電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過P型電池，達到了25%以上的水平。其中，TOPCon技術(shù)是由中國電科院提出的一種鈍化接觸技術(shù)，可以實現(xiàn)高效、低成本、高可靠性的N型電池制造。HJT技術(shù)是由日本夏普公司首先開發(fā)的一種異質(zhì)結(jié)技術(shù)，可以實現(xiàn)高效、低溫、薄膜的N型電池制造。IBC技術(shù)是由美國太陽能公司首先開發(fā)的一種背接觸技術(shù)，可以實現(xiàn)高效、無損、緊湊的N型電池制造。這些N型電池技術(shù)都有各自的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，未來將在市場上形成競爭和合作。
- 非硅基太陽能電池技術(shù)。非硅基太陽能電池是指除了硅以外的其他材料制成的太陽能電池，主要包括薄膜太陽能電池、有機太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池等。這些非硅基太陽能電池具有輕薄、柔性、透明等特點，可以應(yīng)用于建筑一體化、可穿戴設(shè)備、智能窗戶等領(lǐng)域。然而，這些非硅基太陽能電池目前還存在轉(zhuǎn)換效率低、穩(wěn)定性差、成本高等問題，需要進一步的研發(fā)和優(yōu)化。目前，薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高為23.4%，由美國第一太陽公司開發(fā)的鎘銦鎵硒（CIGS）電池實現(xiàn)；有機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高為18.2%，由中國中科院長春應(yīng)化所開發(fā)的雙受體有機太陽能電池實現(xiàn)；鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高為25.6%，由韓國延世大學(xué)開發(fā)的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池實現(xiàn)。
- 光伏系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)。光伏系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)是指將光伏組件與逆變器、儲能設(shè)備、智能控制器等其他設(shè)備相結(jié)合，形成一個完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)，并通過優(yōu)化設(shè)計和運行管理，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。光伏系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)主要包括以下幾個方面：
- 光伏組件與逆變器匹配技術(shù)。光伏組件與逆變器匹配技術(shù)是指根據(jù)光伏組件的輸出特性和逆變器的輸入特性，選擇合適的組件數(shù)量和連接方式，使得逆變器能夠在最大功率點工作，提高系統(tǒng)的發(fā)電效率。目前，常用的匹配技術(shù)有串聯(lián)匹配、并聯(lián)匹配、混聯(lián)匹配等。
- 光伏儲能集成技術(shù)。光伏儲能集成技術(shù)是指將儲能設(shè)備與光伏系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)光伏發(fā)電與負荷之間的平衡，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。目前，常用的儲能設(shè)備有鋰離子電池、釩液流電池、超級電容器等。
- 光伏智能控制技術(shù)。光伏智能控制技術(shù)是指利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，實現(xiàn)對光伏系統(tǒng)的遠程監(jiān)測、故障診斷、性能預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度等功能，提高系統(tǒng)的智能化和自動化水平。目前，常用的智能控制技術(shù)有最大功率點跟蹤（MPPT）技術(shù)、機器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)、深度學(xué)習(xí)（DL）技術(shù)等。
## 光伏政策支持與市場驅(qū)動
光伏政策是光伏行業(yè)發(fā)展的重要保障和引導(dǎo)，隨著光伏發(fā)電成本的降低和市場的成熟，光伏政策也在不斷調(diào)整和優(yōu)化，從補貼導(dǎo)向向市場導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，從單一形式向多元形式發(fā)展，從國家層面向地方層面下沉。本節(jié)主要從以下幾個方面介紹光伏政策支持與市場驅(qū)動的情況：
- 光伏補貼政策。光伏補貼政策是指國家或地方政府對光伏發(fā)電項目給予的一定程度的財政支持，以降低光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價，提高光伏發(fā)電的競爭力。目前，全球多數(shù)國家都實施了不同形式和程度的光伏補貼政策，主要包括固定上網(wǎng)電價（FIT）、綠色證書（REC）、可再生能源組合標準（RPS）、稅收優(yōu)惠（TAX）等。然而，隨著光伏發(fā)電成本的下降和市場規(guī)模的擴大，光伏補貼政策也面臨著財政壓力和效率問題，因此，許多國家都在逐步退出或降低光伏補貼水平，推動光伏發(fā)電實現(xiàn)平價上網(wǎng)或市場競爭。例如，中國自2019年起開始實施競價補貼機制，2022年起取消了所有地面電站的補貼；歐盟自2020年起開始實施可再生能源指令（RED II），要求各成員國在2030年前將可再生能源占比提高至32%，并鼓勵采用招標、拍賣等市場化機制。
- 光伏分布式政策。光伏分布式政策是指針對分布式光伏發(fā)電項目給予的一系列優(yōu)惠和便利措施，以促進分布式光伏發(fā)電的普及和發(fā)展。分布式光伏發(fā)電是指在用戶側(cè)或配電網(wǎng)側(cè)安裝的小型或中型的光伏發(fā)電系統(tǒng)，具有就近消納、節(jié)省輸配損耗、提高供需靈活性等優(yōu)點。目前，全球多數(shù)國家都出臺了不同形式和程度的光伏分布式政策，主要包括凈計量（NEM）、自發(fā)自用余額上網(wǎng)（SUSG）、獨立供電（OSG）、綠色金融（GF）等。例如，美國自1996年起開始實施凈計量制度，鼓勵用戶將自用電量與上網(wǎng)電量進行抵消，并按照零售電價或時價進行結(jié)算；德國自2012年起開始實施自發(fā)自用余額上網(wǎng)制度，鼓勵用戶優(yōu)先自用光伏發(fā)電，并按照固定電價或市場電價進行結(jié)算；印度自2015年起開始實施獨立供電制度，鼓勵用戶在偏遠地區(qū)或無電地區(qū)建設(shè)光伏微電網(wǎng)或獨立光伏系統(tǒng)，提供可靠的電力服務(wù)；中國自2018年起開始實施綠色金融制度，鼓勵金融機構(gòu)為分布式光伏項目提供低息貸款、擔保、保險等支持。
- 光伏并網(wǎng)政策。光伏并網(wǎng)政策是指規(guī)范和促進光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的連接和交易的一系列規(guī)則和措施，以保障光伏發(fā)電的安全和穩(wěn)定，并提高光伏發(fā)電的收益和效益。目前，全球多數(shù)國家都制定了不同形式和程度的光伏并網(wǎng)政策，主要包括并網(wǎng)標準（GS）、并網(wǎng)優(yōu)先（GP）、并網(wǎng)管理（GM）、并網(wǎng)價格（GP）等。例如，日本自1992年起開始實施并網(wǎng)標準制度，規(guī)定了光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的技術(shù)要求和檢測方法；英國自2009年起開始實施并網(wǎng)優(yōu)先制度，規(guī)定了光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的優(yōu)先級和接入順序；澳大利亞自2010年起開始實施并網(wǎng)管理制度，規(guī)定了光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制和調(diào)度方式；中國自2019年起開始實施并網(wǎng)價格制度，規(guī)定了光伏發(fā)電項目與電網(wǎng)的交易價格和結(jié)算方式。
## 光伏應(yīng)用多元化與融合
光伏應(yīng)用是光伏行業(yè)發(fā)展的終端和目標，隨著光伏技術(shù)的不斷創(chuàng)新和成本的不斷降低，光伏應(yīng)用也在不斷拓展和多元化，從單一的發(fā)電功能向綜合的能源服務(wù)轉(zhuǎn)變，從孤立的能源系統(tǒng)向融合的能源網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，從傳統(tǒng)的能源領(lǐng)域向新興的能源場景延伸。本節(jié)主要從以下幾個方面介紹光伏應(yīng)用多元化與融合的情況：
- 光伏+儲能。光伏+儲能是指將儲能設(shè)備與光伏系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)光伏發(fā)電與負荷之間的平衡，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。儲能設(shè)備可以緩解光伏發(fā)電的間歇性和波動性，提高系統(tǒng)的可調(diào)度性和靈活性。儲能設(shè)備也可以提高系統(tǒng)的自給率和自足率，降低系統(tǒng)對外部電網(wǎng)的依賴性。儲能設(shè)備還可以參與輔助服務(wù)市場，提供頻率調(diào)節(jié)、峰谷填補、備用容量等服務(wù)，增加系統(tǒng)的收入來源。目前，全球多個國家和地區(qū)都在積極推進光伏+儲能項目的建設(shè)和運營，例如美國加州、德國巴登-符騰堡州、澳大利亞南澳州等。
- 光伏+交通。光伏+交通是指將光伏系統(tǒng)與交通設(shè)施相結(jié)合，實現(xiàn)道路雙重利用，提高道路安全和效率。光伏系統(tǒng)可以為交通設(shè)施提供清潔的電力，降低交通能耗和排放。光伏系統(tǒng)也可以為電動汽車提供便捷的充電服務(wù)，促進電動汽車按照當?shù)氐碾妰r進行結(jié)算，并享受一定的稅收優(yōu)惠；德國自2000年起開始實施自發(fā)自用余額上網(wǎng)制度，鼓勵用戶優(yōu)先自用光伏發(fā)電，并按照市場電價或固定電價將余電上網(wǎng)，并享受一定的補貼；印度自2015年起開始實施獨立供電制度，鼓勵用戶在偏遠地區(qū)或無電地區(qū)建設(shè)光伏微電網(wǎng)，實現(xiàn)能源普惠和社會效益；中國自2014年起開始實施綠色金融制度，鼓勵金融機構(gòu)為分布式光伏項目提供低息貸款、擔保、保險等服務(wù)，降低融資成本和風(fēng)險。
- 光伏市場化機制。光伏市場化機制是指通過市場競爭和價格信號，實現(xiàn)光伏發(fā)電的有效配置和優(yōu)化利用，提高光伏發(fā)電的市場參與度和盈利能力。目前，全球多數(shù)國家都在探索和推進光伏市場化機制的建立和完善，主要包括招標、拍賣、綠色證書、碳交易等。例如，中國自2019年起開始實施競價補貼機制，通過招標、拍賣等方式確定光伏項目的補貼水平，促進光伏項目的降本增效；歐盟自2005年起開始實施碳交易機制，通過限制和交易溫室氣體排放權(quán)，為光伏發(fā)電提供了一個碳減排的收益來源；美國自1997年起開始實施綠色證書機制，通過發(fā)行和交易可再生能源證書（REC），為光伏發(fā)電提供了一個額外的收入來源。
## 光伏應(yīng)用多元化與融合
光伏應(yīng)用是光伏行業(yè)發(fā)展的重要表現(xiàn)和目標，隨著光伏技術(shù)的不斷創(chuàng)新和成本的持續(xù)降低，光伏應(yīng)用也在不斷多元化和融合，形成了多種新型的“光伏+”模式，為各個領(lǐng)域帶來了新的價值和機遇。本節(jié)主要從以下幾個方面介紹光伏應(yīng)用多元化與融合的情況：
- 光伏溫室。光伏溫室是指在溫室頂部安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為溫室提供部分遮陽和發(fā)電功能，又可以為作物提供適宜的生長環(huán)境。
- 光伏大棚。光伏大棚是指在大棚頂部安裝適量的不透明或半透明的光伏組件，既可以為大棚提供完全遮陽和發(fā)電功能，又可以為作物提供防雨、防雪、防風(fēng)等保護功能。
- 光伏農(nóng)田。光伏農(nóng)田是指在農(nóng)田中安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為農(nóng)田提供部分遮陽和發(fā)電功能，又可以為作物提供適宜的光照和溫度條件。
- 光伏魚塘。光伏魚塘是指在魚塘水面上安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為魚塘提供部分遮陽和發(fā)電功能，又可以為水生物提供適宜的生存環(huán)境。
- 光伏網(wǎng)箱。光伏網(wǎng)箱是指在網(wǎng)箱水面上安裝適量的不透明或半透明的光伏組件，既可以為網(wǎng)箱提供完全遮陽和發(fā)電功能，又可以為水生物提供防鳥、防藻、防污染等保護功能。
- 光伏海洋牧場。光伏海洋牧場是指在海洋牧場水面上安裝適量的不透明或半透明的光伏組件，既可以為海洋牧場提供完全遮陽和發(fā)電功能，又可以為海洋生態(tài)系統(tǒng)提供修復(fù)和增強功能。
- 光伏+交通。光伏+交通是指將光伏發(fā)電與交通運輸相結(jié)合，實現(xiàn)道路雙重利用，提高道路安全。光伏+交通主要有以下幾種形式：
- 光伏公路。光伏公路是指在公路表面鋪設(shè)適量的耐壓、耐磨、防滑的光伏組件，既可以為公路提供發(fā)電和照明功能，又可以為車輛提供導(dǎo)航、智能化、無線充電等功能。
- 光伏橋梁。光伏橋梁是指在橋梁表面或側(cè)面安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為橋梁提供發(fā)電和照明功能，又可以為橋梁提供美化、防腐、防冰等功能。
- 光伏高鐵。光伏高鐵是指在高鐵沿線或車頂安裝適量的半透明或透明的光伏組件，既可以為高鐵提供發(fā)電和照明功能，又可以為高鐵提供降噪、降溫、增穩(wěn)等功能。
- 光伏+建筑。光伏+建筑是指將光伏發(fā)電與建筑設(shè)計相結(jié)合，實現(xiàn)建筑雙重利用，提高建筑美觀。光伏+建筑主要有以下幾種形式：
- 建筑一體化光伏（BIPV）。建筑一體化光伏是指將具有美觀和結(jié)構(gòu)功能的光伏組件與建筑物相融合，既可以為建筑物提供發(fā)電和節(jié)能功能，又可以為建筑物提供遮陽、隔熱、隔音等功能。
- 建筑附加式光伏（BAPV）。建筑附加式光伏是指將具有靈活性和輕便性的光伏組件與建筑物相附加，既可以為建筑物提供發(fā)電和節(jié)能功能，又可以為建筑物提供提供遮陽、隔熱、隔音等功能。
- 光伏+工業(yè)。光伏+工業(yè)是指將光伏發(fā)電與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，實現(xiàn)工業(yè)雙重利用，降低工業(yè)能耗。光伏+工業(yè)主要有以下幾種形式：
- 光伏工廠。光伏工廠是指在工廠屋頂或周邊空地安裝適量的光伏組件，既可以為工廠提供發(fā)電和節(jié)能功能，又可以為工廠提供減排、增效、增收等功能。
- 光伏園區(qū)。光伏園區(qū)是指在工業(yè)園區(qū)內(nèi)部或外部安裝適量的光伏組件，既可以為園區(qū)提供發(fā)電和節(jié)能功能，又可以為園區(qū)提供綠化、美化、品牌等功能。
- 光伏產(chǎn)業(yè)鏈。光伏產(chǎn)業(yè)鏈是指將光伏發(fā)電與光伏制造或應(yīng)用相結(jié)合，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈雙重利用，提高產(chǎn)業(yè)鏈競爭力。例如，將光伏發(fā)電與光伏玻璃、光伏設(shè)備、光伏材料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，形成一個完整的光伏產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
綜上所述，光伏行業(yè)在2023年呈現(xiàn)出了快速增長、技術(shù)創(chuàng)新、政策轉(zhuǎn)型、應(yīng)用多元的發(fā)展態(tài)勢，展現(xiàn)出了廣闊的前景和潛力。未來，光伏行業(yè)將繼續(xù)推動能源轉(zhuǎn)型和氣候行動，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。
免責(zé)聲明：
1、本站部分文章為轉(zhuǎn)載，其目的在于傳遞更多信息，我們不對其準確性、完整性、及時性、有效性和適用性等作任何的陳述和保證。本文僅代表作者本人觀點，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責(zé)。
2、中金普華產(chǎn)業(yè)研究院一貫高度重視知識產(chǎn)權(quán)保護并遵守中國各項知識產(chǎn)權(quán)法律。如涉及文章內(nèi)容、版權(quán)等問題，我們將及時溝通與處理。
相關(guān)文章
