光伏新趨勢：從零到強

杜婕

中國光伏產(chǎn)業(yè)從零開始，發(fā)展到世界第一大國，歷經(jīng)3個階段，即示范化、產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化。截至2017年年底，中國光伏發(fā)電新增裝機已連續(xù)五年全球第一，累計裝機規(guī)模連續(xù)三年全球第一。

2007年之前，中國光伏產(chǎn)業(yè)處于初期示范階段，通過建立示范工程向全社會推廣光伏。第一個示范工程是2002年國家計委啟動“西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計劃”，通過光伏和小型風(fēng)力發(fā)電解決西部七省區(qū)（西藏、新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙古、陜西和四川）700多個無電鄉(xiāng)的用電問題。截至2005年，共建成721座光伏和風(fēng)光互補電站，光伏用量達到15.5MWp（15.5MWp即峰值輸出功率15.5兆瓦，下同）。

第二個著名的示范工程是“建筑并網(wǎng)光伏發(fā)電嘗試——深圳園博園光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)”，這是一個1 MWp并網(wǎng)光伏電站，于2004年8月建成發(fā)電，總投資6600萬元。該電站是國內(nèi)首座、亞洲最大的兆瓦級并網(wǎng)光伏電站，填補了中國在兆瓦級并網(wǎng)光伏項目設(shè)計和建設(shè)上的空白，對今后太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑上的應(yīng)用，以及設(shè)計、建設(shè)大型并網(wǎng)光伏電站具有借鑒和參考意義，是中國并網(wǎng)太陽能發(fā)電的里程碑。

2005年8月，第三個具有歷史意義的示范工程——中國第一座直接與高壓并網(wǎng)的100kWp（100kWp即峰值輸出功率100千瓦，下同）光伏發(fā)電站在西藏羊八井建成并一次并網(wǎng)成功，順利投入運行，開創(chuàng)了發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)高壓并網(wǎng)的先河。

經(jīng)過示范工程的推廣，中國光伏行業(yè)迅速進入產(chǎn)業(yè)化的階段，從2007年至2010年，中國光伏裝機容量保持每年100%以上的增長率，呈現(xiàn)爆發(fā)態(tài)勢。

這個迅速推廣的階段中，“金太陽示范工程”和“光伏建筑一體化”不得不提。2009年7月21日，財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于實施金太陽示范工程的通知》，決定綜合采取財政補助、科技支持和市場拉動方式，加快國內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展。三部委計劃在2至3年內(nèi)，采取財政補助方式支持不低于500兆瓦的光伏發(fā)電示范項目。據(jù)估算，國家將為此投入約100億元財政資金?！敖鹛柺痉豆こ獭笔菄?009年開始實施的支持國內(nèi)促進光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步和規(guī)模化發(fā)展，培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的一項政策，是繼中國政府出臺對光電建筑每瓦補貼20元政策之后的又一重大財政政策，推動了中國光伏發(fā)電項目的發(fā)展。

光伏建筑一體化，是應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種新概念，簡單地講，就是將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護結(jié)構(gòu)外表面來提供電力。光伏建筑一體化可分為兩大類：一類是光伏方陣與建筑的結(jié)合，另一類是光伏方陣與建筑的集成。如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)?。在這兩種方式中，光伏方陣與建筑的結(jié)合是一種常用的形式，特別是與建筑屋面的結(jié)合。

“金太陽示范工程”和光伏建筑一體化大大推動了中國分布式光伏市場的發(fā)展。

與此同時，光伏項目的類別也發(fā)生了根本性的變化，并網(wǎng)項目成為主流，占比由2006年的5.1%增加至2010年底的80%。明確的核準電價和兩期特許權(quán)招標，讓荒漠并網(wǎng)電站火熱起來。上網(wǎng)電價的明確，為未來地面電站的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2011年至2014年，中國的光伏產(chǎn)業(yè)進入了規(guī)模化穩(wěn)定發(fā)展階段。2011年以后，并網(wǎng)型光伏項目已經(jīng)成為主流，離網(wǎng)型光伏項目逐漸被淘汰。隨著各項利好政策的推出，國內(nèi)光伏裝機總量和增長速率都保持快速狀態(tài)，世界每年新增的裝機量中，中國所占的比例越來越大，中國逐漸成為光伏發(fā)電大國。

到2017年，中國誕生了一個工業(yè)傳奇——中國的光伏產(chǎn)業(yè)成為了一個世界級的巨無霸。中國光伏產(chǎn)業(yè)具備了全球競爭力，中國牢牢掌控了65%的光伏產(chǎn)能和60%的全球市場份額，并且擁有自主品牌，在世界前10家組件制造商中，中國大陸占據(jù)7家。隆基、協(xié)鑫、愛康、中電科、東方日升、中利騰暉、海潤光伏、天合光能、正泰新能源、十一科技等都是光伏產(chǎn)業(yè)品牌中的佼佼者。值得注意的是，光伏產(chǎn)能企業(yè)以民企居多，或者說，中國光伏產(chǎn)業(yè)的進步有賴于民間投資的推動。

在全球光伏發(fā)電市場的帶動下，中國光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，已經(jīng)形成了從硅材料、器件、生產(chǎn)設(shè)備到應(yīng)用系統(tǒng)等較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。光伏電池轉(zhuǎn)換效率不斷提高，制造能力迅速擴大。無論是裝備制造還是配套的輔料制造，國產(chǎn)化進程都在加速。在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，中國有實際產(chǎn)能的多晶硅生產(chǎn)商20至30家，硅片企業(yè)60多家，電池企業(yè)60多家，組件企業(yè)330多家。國內(nèi)已有在海外上市的光伏產(chǎn)品制造公司16家，在國內(nèi)上市的光伏產(chǎn)品制造公司16家，行業(yè)年產(chǎn)值超過3000億元，進出口額220億美元，就業(yè)人數(shù)近百萬人。

中國多晶硅產(chǎn)業(yè)技術(shù)與國際先進水平的差距在縮小。少數(shù)企業(yè)還實現(xiàn)了四氯化硅閉環(huán)工藝，綜合能耗和生產(chǎn)成本大大降低，并徹底解決了四氯化硅的排放和環(huán)境污染的問題。已有2家多晶硅生產(chǎn)商的能耗與成本接近國外同行先進水平，多晶硅能耗水平達到每千克耗電40kWh（千瓦時），成本下降到每千克20美元以下。

光伏設(shè)備制造業(yè)逐漸形成規(guī)模，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強大的支撐。在晶體硅太陽能電池生產(chǎn)線的十幾種主要設(shè)備中，8種以上國產(chǎn)設(shè)備已在國內(nèi)生產(chǎn)線中占據(jù)主導(dǎo)地位。其中單晶爐、擴散爐、等離子刻蝕機、清洗制絨設(shè)備、組件層壓機、太陽模擬儀等已達到或接近國際先進水平，性價比優(yōu)勢十分明顯。多晶硅鑄錠爐、多線切割機等設(shè)備制造技術(shù)取得重大進步，打破國外產(chǎn)品的壟斷，有些設(shè)備開始出口，如擴散爐、層壓機等。

中國已經(jīng)掌握了產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵技術(shù)，并在不斷地創(chuàng)新和發(fā)展，如電池技術(shù)、多晶硅制造技術(shù)等。多晶硅電池的平均出廠效率達到16%，尚德的冥王星技術(shù)將單晶硅太陽電池的有效面積轉(zhuǎn)化效率提高到了18.8%，多晶硅達到17.2%。英利、天合、阿特斯、晶澳、韓華、南京中電等國際化公司也都持有自己的專有技術(shù)，電池的轉(zhuǎn)換效率均達到世界一流水平，平均每瓦太陽能電池的高純硅材料的用量從世界平均水平9g/W（克每瓦）下降到6g/W（克每瓦），大大降低了制造成本，使得我國光伏組件在世界上具有很強的價格競爭力。

正是由于中國光伏產(chǎn)業(yè)的崛起，全球光伏產(chǎn)品成本快速下降，從原先的每瓦6美元，下降到每瓦1美元，平價上網(wǎng)的目標正在逼近現(xiàn)實。在某些電價較高的地區(qū)，比如德國，在其居民光伏應(yīng)用上已經(jīng)率先實現(xiàn)了平價上網(wǎng)。中國光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展，讓世界光伏發(fā)電平價上網(wǎng)提前了至少5年，這就是中國光伏行業(yè)對世界新能源的巨大貢獻。