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刘译阳:光伏引领能源绿色发展

栏目:行业动态 发布时间:2022-12-08

党的十八大以来,党和国家高度重视新能源行业发展,出台了一系列政策、法规、标准,以促进光伏高质量发展。经过十年艰苦努力,我国光伏行业从制造、应用、技术“三头在外”发展至制造、装机量、发电量三项世界第一。如今,中国光伏行业产业规模稳步扩大、技术创新不断推进,已经成为新时代中国的一张亮丽名片。

一、我国光伏产业发展取得的成就

(一)光伏市场规模快速扩大

近年来,我国光伏发电装机规模持续扩大。目前,我国已成为全球最大的光伏应用市场,2012-2021年,年均复合增长率约为35.5%。2021年,我国新增光伏发电并网装机容量54.88吉瓦,连续9年稳居世界首位。截至2021年底,光伏发电并网装机容量达到3.06亿千瓦,突破3亿千瓦大关,连续7年稳居全球首位。2022年1-8月,我国新增光伏发电并网装机容量44.47吉瓦,同比增长101.6%。

(二)光伏发电比重持续上升

十年来,我国可再生能源发电量稳步增长。2021年,全国可再生能源发电量达2.48万亿千瓦时,占全社会用电量的29.8%,其中,光伏发电3259亿千瓦时,同比增长25.1%。全国光伏发电利用率98%,利用小时数1163小时,同比增加3小时。2021年,光伏发电占全社会用电量3.9%。2022年上半年,全国光伏发电量达到2142.3亿千瓦时,同比增长13.5%,占全部发电量比重达到5.4%。



 (数据来源:中国光伏行业协会)

图1 2013-2022年上半年我国光伏发电量情况


(三)光伏市场格局持续优化

国内应用市场快速扩大,已逐渐形成东、中、西部共同发展的格局。2021年光伏电站新增装机25.6吉瓦,分布式光伏新增29.28吉瓦,集中式与分布式光伏实现并举发展。“光伏+工业”“光伏+建筑”“光伏+交通”“光伏+通信”“光伏+生态治理”等各种产业融合发展模式不断创新,我国光伏行业已进入多元化、规模化发展新阶段。

(四)户用光伏成为支撑我国光伏发展的重要力量

2021年户用光伏新增装机21.5吉瓦,在全年新增装机中占比达到39%的历史新高,成为新增装机中至关重要的项目类型。2022年上半年,户用光伏新增装机8.91吉瓦,同比增长51.5%。户用光伏已经成为我国如期实现碳达峰、碳中和目标和落实乡村振兴战略的重要力量。

(五)光伏制造规模不断扩大

2021年,我国多晶硅产量50.6万吨,连续11年位居世界首位,占全球产量的78.8%,进口量11万吨,同比增长11.1%;国内硅片产量226.6吉瓦,占全球产量的97.3%,全年累计出口量约22.6吉瓦,约占我国硅片产量的10%;国内电池片产量约197.9吉瓦,同比增长46.8%,占全球产量的88.4%,全年累计电池片出口量约为10.3吉瓦,仅占我国电池片产量的5.2%;国内组件产量约181.8吉瓦,同比增长45.9%,占全球产量的82.3%,全年累计组件出口量约为98.5吉瓦,占我国组件产量的54.2%。

2022年上半年,多晶硅产量36.5万吨,同比增长53.4%;硅片产量约152.8吉瓦,同比增长45.5%;电池片产量约135.5吉瓦,同比增长46.6%;组件产量约123.6吉瓦,同比增长54.1%。2022年1-7月,光伏压延玻璃累计产量821.2万吨,同比增加50.8%,新增在产产能同比增长63.6%。整个光伏的主产业链,包括主要的辅材玻璃,增长速度都在45%以上。

制造能力方面,在四个主要生产环节产量对比中,我国企业均连续多年位居全球第一位,多晶硅产量连续11年位居全球首位,太阳能电池组件已连续15年位居全球首位。2021年,多晶硅环节产量前10名的企业中中国企业有7家,硅片环节产量前10名的企业中中国企业有10家,电池片环节产量前10名的企业中中国企业有9家,组件环节产量前10名的企业中中国企业有7家。2021年,生产规模超过1吉瓦的电池片企业有26家,生产规模超过2吉瓦的组件企业有18家。2017-2021年,中国大陆累计生产组件超过564吉瓦。

制造布局方面,响应国家“一带一路”重大战略部署,我国光伏企业自2012年便开始“走出去”。目前我国拥有海外产能的企业超过20家,海外产能已遍布全球五大洲,电池片海外产能达到30吉瓦,组件约37吉瓦,马来西亚、泰国、越南成为了海外主要生产基地。

生产成本方面,光伏行业十年来总体成本下降超过90%。2021年投产的万吨级多晶硅生产线设备投资成本为1.03亿元/千吨;2021年新投电池片生产线设备的投资已经下降至19.4万元/兆瓦,同比下降13.8%,降幅远超2020年预期;国内组件生产线设备主要包括焊接机、划片机、层压机、EL测试仪、IV测试仪、装框机、打胶机、上下载机械手等八种设备,已经全部实现国产化。2021年新投产线设备投资额为6.2万元/兆瓦。随着组件设备的性能、单台产能以及电池片效率不断提升,组件生产线投资成本将会进一步降低。

(六)光伏技术创新能力不断增强

在内外部环境的共同推动下,我国光伏企业加大工艺技术研发力度,生产工艺水平不断进步。骨干企业多晶硅生产能耗继续下降,行业平均综合电耗已降至63千瓦时/千克,每千克硅的平均综合能耗已降至9.5千克标准煤。2021年,规模化生产的p型单晶电池均采用PERC技术,平均转换效率达到23.1%;采用PERC技术的多晶黑硅电池片转换效率达到21.0%;常规多晶黑硅电池2021年转换效率约19.5%;铸锭单晶PERC电池平均转换效率为22.4%;n型TOPCon电池平均转换效率达到24%,异质结电池平均转换效率达到24.2%;IBC电池平均转换效率达到24.1%。今后随着技术发展,TBC、HBC等电池技术也将不断取得进步。未来随着生产成本的降低及良率的提升,n型电池将会是电池技术的主要发展方向之一。

据中国光伏行业协会统计,2017-2020年,我国企业、研究机构晶硅电池实验室效率共打破世界纪录23次;2021年,打破效率纪录11次;2022年上半年,刷新效率纪录7次。

目前,我国n型TOPCon、HJT、P型单晶TOPCon的实验室最高转换效率已经分别达到25.70%、26.50%、26.50%。

二、光伏产业所作出的经济和社会贡献

当前,在全球越来越多的国家及地区,光伏发电价格已经低于火电,成为最具竞争力的电力产品。除部分地区户用光伏还有一定补贴外,目前我国光伏行业已进入平价发展时代,给全社会带来了巨大的经济和社会效益。

(一)经济效益

十余年来,我国光伏行业谋新求变,实现了光伏制造业世界第一、发电装机量世界第一和发电量世界第一。

1.光伏主要制造环节GDP

据统计,2021年光伏主要制造环节GDP为7734.46亿元,比2020年增长3464.32亿元,同比增长81.13%,相比2012年的2370.29元增长了226.3%。

2.行业投资情况

截至2021年,主要光伏产品制造设备投资总额约为1589.7亿元,按设备投资占总投资的65%计算,则所有环节总投资额为2445.7亿元。应用环节,按2021年电站投资成本4.15元/瓦计算,2021年我国新增光伏装机量达到54.88吉瓦,则新增投资额为2277.5亿元。据统计,2012-2021年累计光伏装机投资总额高达17176.1亿元。

3.出口创汇情况

我国光伏产品(硅片、电池片、组件)已出口到全球200多个国家和地区,遍布全球五大洲。2021年光伏产品出口到各大洲市场均有不同程度的增长,欧洲成为光伏组件最主要出口市场,约占出口总额的39%,硅片、电池片则主要出口至亚洲地区。2022年1-8月,我国光伏产品(硅片、电池片、组件)出口总额约357.7亿美元,同比增长106.2%,其中硅片、电池片、组件出口额分别为31.3亿美元、23.8亿美元、302.6亿美元,出口额分别同比增长79.1%、168.4%、105.6%。2017-2021年,我国光伏产品累计出口额约996亿美元,组件出口量约为317吉瓦。

4.拉动就业情况

光伏行业涉及多晶硅、硅片、电池片、组件、逆变器主要环节的制造,还包括配套装备制造领域、原辅材料供应等制造领域,以及电站开发、设计、安装等应用领域。据国际可再生能源署(IRENA)统计,2021年全球光伏从业人员数量约535万人,2021年至2030年间光伏从业人员数量将保持高速增长,年均增长率预计达到13.7%,2030年全球光伏从业人员预计将达到1705万人。中国光伏产业处于全球领先地位,创造了大量就业岗位,2021年中国光伏从业人员总计246万人,其中直接从业人员约为41万人,预计2022-2025年间中国光伏从业人员需求将达到334.2万~400.8万人,累计新增需求达到88.2万~154.8万人。2022年新增从业人员需求超过26.4万人,并有较大可能达到79.2万人的高峰。

(二)社会效益

一是实现精准扶贫。据了解,截止到2019年底,我国光伏扶贫建设任务已经全面完成,累计建成光伏扶贫电站规模2636万千瓦,惠及415万户,大概每年可产生发电收益180亿元,相应安置公益岗位125万个。在光伏扶贫电站里面,村级电站是主体,约有8.3万座,覆盖了9.23万个村,其中有5.98万个村是建档立卡的贫困村。村级光伏扶贫电站除了能够解决贫困户脱贫问题,还有利于增加村集体收入,增强村集体的凝聚力。集中式光伏扶贫电站一般采用农光互补模式建设,不但帮助贫困户脱贫,还可以通过园区化、平台化经营,延伸农业产业链,扩大农民就业与致富空间,让农民获得租金收益、工资性收益等。

二是解决贫困地区用电问题。2013-2015年,我国共安排投资247.8亿元用于实施无电地区电网延伸和可再生能源供电工程建设,共解决273万无电人口用电问题。其中,安排电网投资计划206.8亿元,为154.5万无电人口通电;安排光伏独立供电工程建设投资计划41亿元,共建成光伏独立电站670余座、光伏户用系统35万余套,为118.5万无电人口通电。相比于电网延伸,独立光伏用总投资16.5%的资金解决了43.4%的无电人口用电问题。从人均投资来看,每3460元用于独立光伏的投资即可解决一人的用电;相比之下,投资电网却需要13385元,是独立光伏的3.87倍。

三是为西部大开发作出贡献。西部省份能源价格及人力成本低廉,吸引了许多光伏制造企业建厂。目前国内多晶硅产能分布较为集中,2021年我国多晶硅产量50.6万吨,新疆、内蒙古、四川三地集中了国内近80%的产能。加上西部地区太阳能及土地资源丰富,截至2021年底,内蒙古、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆等地区光伏累计安装量占全国总安装量的28%。光伏生产及应用均拉动了西部经济增长。

四是与其他行业耦合性强。随着我国改善能源结构建设进程不断加快,光伏发电与其他行业的耦合性显著增强。光伏发电与农业、渔业、沉陷区治理等非能源领域的综合利用结合越发紧密,有效提高了土地综合利用效率并对改善当地民生起到了显著作用。水光互补、风光综合利用、以光伏为主的微电网等多种能源综合利用形式多样化发展,有效发挥多种能源品种运行特性,提高了综合利用效率。

五是节能减排。截至2021年底,我国光伏发电累计并网容量30598.7万千瓦,其中集中式光伏电站19847.94万千瓦,分布式光伏10750.8万千瓦,累计节约标煤92561万吨。按照工业锅炉每燃烧一吨标准煤产生二氧化碳2620千克、二氧化硫8.5千克、氮氧化物7.4千克计算,累计减少二氧化碳排放24.3亿吨、二氧化硫786.8万吨、氮氧化物685.0万吨。

随着“双碳”目标的提出,光伏逐渐成为全球能源转型的重要支撑。在绿色低碳发展理念指引下,光伏将迎来更大发展机遇,将为“双碳”目标实现、促进经济社会发展全面绿色转型作出更大贡献。

(文章来源:中能传媒研究院)


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