光伏產業：政策重要還是基礎研究重要？

[摘 要]近年來，光伏產業因其成長軌跡大幅波動，產業發展面臨國內外諸多困境等問題而備受關注。文章從光伏產業研究文獻綜述的視角出發，探討了這種困境出現的原因，即目前對政策的多少和力度過度關注，而對產業整理發展的研究，支持政策的科學性和合理性研究等較為缺乏。在對產業基本屬性，發展基本特征等問題都尚未研究明確的情況下，斷然認為產業發展需要不斷增加政策支持力度的觀點是不夠科學的，光伏產業諸多問題的妥善解決無疑還需要更加深入的研究。

[關鍵詞]光伏產業；產業發展；產業政策；評述

[中圖分類號]F26 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0461（2013）03-0015-08

至今，距離世界上第一個硅電池的成功發明已經有70多年的時間，硅電池在50多年前就已實現了商業化利用。從整個光伏產業來看，早在20世紀80年代就已經發展到標準化產品階段，但是產業的發展依然持續不息，生產工藝呈現多樣化特征，電池漸趨清潔、高效、廉價（Green，2000）。雖然光伏產業的發展歷史已經不短，但該產業為大家所共知還是近幾年來的事。究其原因，不僅僅是因為前幾年該產業的大幅擴張造就了不少億萬富翁，還因為這兩年該產業的發展遇到了諸多困境。例如，經濟危機的外部沖擊導致外部需求驟降，多晶硅從供不應求急速轉入供過于求，美國率先對我國光伏產品發起“雙反”調查，歐洲于今年跟進，等等。可以說，目前我國光伏產業的發展面臨四面楚歌的局面，國內需求啟而不動，國際需求不可避免地面臨被動萎縮。這些問題的出現，大多數人都將其歸咎于國內支持政策的“不力”，但是卻少有人關注政策本身是否“有理”。

本文帶著光伏產業支持政策重要，還是研究如何更好地提出政策支持的問題出發，從文獻綜述的視角收集整理了國內外光伏產業相關的經濟學研究文獻，分析了近年來對光伏產業研究的領域和存在的問題，這對未來產業發展所需的研究支持、政策制定都具有十分重要的借鑒作用。

一、光伏產業鏈與產業升級

產業鏈是產業經濟學中的一個重要概念，是一個產業從原材料到最終產品之間各個環節基于分工和專業化而形成的技術經濟聯系，產業鏈上下游企業具有投入和產出之間的供求銜接關系。在研究文獻中，產業鏈較多地以價值鏈的形式表達。目前涉及光伏產業鏈的研究文獻不少，但并沒有形成統一的劃分方法，較多地將光伏產業鏈初略地劃分為上游、中游和下游三個環節，其中上游包括硅料提純與硅片制造，中游為電池片與組件制造，下游則為系統集成與應用。但是，光伏產業鏈條的這類劃分實際上僅僅包括了產業的主原料鏈條，而并沒有將產業的裝備、輔助原料和輔助服務鏈條涵蓋其中。對此，史珺較完整地描述了光伏的產業鏈條，將其劃分為主原料鏈、輔料鏈、裝備鏈和產業服務鏈四部分，其中主原料鏈對應一般所稱的光伏產業鏈，其僅僅是整個完整光伏產業鏈的一部分（史珺，2010）。此外，Kirkegaard等將四類鏈條糅合到一起，雖然同樣將光伏產業鏈劃分為上游、中游和下游三個環節，但其中上游包括研發、多晶硅和其他材料生產，中游制造環節包括晶圓、電池、組件和BOS部件制造，下游則包括系統設計和集成、項目開發、融資、系統安裝和建設，以及運營與維護（Kirkegaard et al.，2010），這一產業鏈劃分方法既考慮到了主原料鏈條之外的其他相關產業環節，同時又構建起了一條單一的產業鏈條（見表1）。

雖然對光伏產業鏈存在這不同的劃分方式，但大多數研究實際上僅僅針對主原料鏈條上各個環節之間的特征和問題。研究表明，光伏產業鏈不同環節具有不同的特征，整個產業鏈涵蓋了能源密集型、技術密集型、資金密集型等生產特征（鄭天航，2006），而且從晶硅電池的原料提純到組件封裝的不同環節，技術難度逐漸降低，組織結構逐漸從壟斷向競爭轉變，發展模式則從自主創新向國際合作和全球外包轉變（耿亞新等，2010）。同時，在對國內光伏產業鏈的研究中，我國眾多學者已經意識到各環節之間的不平衡發展問題，雖然電池產量規模占據世界重要位置，但并不具有絕對優勢，產業上游落后的原料制備技術嚴重影響下游產業的成本下降空間和整個產業的發展，原材料的高度進口依賴使得國內產業發展風險大增，制約了全行業的健康持續發展（周四清等，2007；王曉寧，2009；李園紅等，2010；耿亞新等，2010）。

對光伏產業鏈條的環境效益、投資經濟性和社會效益分析表明，光伏產業的快速發展具有多維優點，但是我國光伏產業鏈條各環節存在不少問題（鄭天航，2006）。過去，我國光伏企業主要通過以下兩條路徑獲取光伏產業發展所需資源：一是直接在國際競爭市場上購買完整的生產線，二是從國內光伏先驅企業中挖掘技術管理人才。這樣的發展路徑使得我國光伏企業得以迅速切入國際光伏產業鏈條的電池生產和組件裝配等產業鏈的下游環節（這些環節的進入壁壘很低，競爭激烈而利潤較薄），但是由于缺乏關鍵裝備技術能力和技術創新能力，導致國內光伏產業難以實現產業升級，西方國家繼續壟斷上游多晶硅提純、鑄錠和晶圓鑄造等環節（De La Tour et al.，2011）。同時，我國光伏企業也因上游環節的制約而難以實現有效的成本和風險控制，最終也在很大程度上限制了光伏產品的成本和價格，以及市場的進一步拓展（Grau et al.，2011）。根據Hum Phrey Schmitz的研究，產業升級可分為四個層次：過程升級、產品升級、功能升級和鏈條升級（Humphrey and Schmitz，2002），我國光伏產業的發展以制造環節為主，國內市場尚處于起步階段，要實現從過程升級到功能升級的轉變，必須要同時重視市場和技術“兩條腿”，從企業、產業和政府三個層次共同推進（王發明，2009）。

二、產業成長影響因素分析

光伏電池的發明到產品實現標準化已經有較長的時間，但整個產業從2000年以后才逐漸呈現快速發展勢頭。現實中，光伏產業不同環節在不同國家和地區呈現出不同的發展速度，這引起了不少學者的關注，因此自光伏產業在全球不同區域之間，以及不同產業鏈環節的不平衡發展以來，產業發展的影響因素探討成為光伏產業研究的重點內容之一。根據現有的研究文獻，本文把光伏產業成長中的主要影響因素歸納核心技術、開發成本、人才、資源特性、政策力度、替代產業、市場需求和環境外部性等8個方面（如圖1所示），每個因素之下還涉及到其他具體的子因素，例如光伏產業的開發成本具有典型的學習曲線效應，一般認為主要是通過技術創新、工藝改善和規模經濟等方式實現。

就光伏產業的發展而言，以上所有這些影響因素都被提及，但是不同學者對不同因素的重要性和作用機理的看法并不一致。例如，在政策的重要性與作用機理方面，在狄亞新提出的光伏產業單一發展模式中，強調了政府政策推進產業發展和升級的重要作用，將政府的政策激勵作為光伏產業發展的動力源泉（耿亞新等，2010），同樣，李曉華也突出強調了政府政策的作用，但也認為如市場需求、技術水平和經濟（發展成本）等其他方面的因素也對產業的發展有重要影響（李曉華，2011） ，Pandey等對印度拉賈斯坦邦與其他具有相似環境條件區域的光伏產業發展狀況比較研究表明，拉賈斯坦邦太陽能光伏應用得以快速發展的原因在于，地方政府的政策、基礎設施、簡易管制等措施，而其中《拉賈斯坦邦太陽能政策2011》起到了關鍵的助推作用（Pandey et al.，2012）。與此不同，徐蕾等認為市場需求才是光伏產業發展的根本動因，政策僅僅是通過對技術、資金等要素的影響來改變市場參與主體的行為特征（徐蕾等，2010）；張嵎喆構建了分析我國光伏產業發展影響因素的波特鉆石模型框架，認為生產要素、需求條件、相關產業及支持產業的發展情況、企業戰略與結構和同業對手的競爭都是影響產業發展的重要因素，而政府政策和市場機遇一樣僅僅是兩項輔助影響因素（張嵎喆等，2011）。柳卸林等則從產業發展推動主體的角度將企業和政府的共同作用放在同等重要的位置，即把光伏產業的發展模式歸納為企業和政府的合力推進，政府（中央、地方）在推動技術平臺的打造，以及培育產業集群和產業鏈條方面功不可沒（柳卸林等，2012）。

在光伏產業發展的成本方面，學者們所共同接受的事實是，目前光伏產業的發展成本還較高，光伏發電成本始終制約著光伏產業的廣泛應用，要實現光伏產業的可持續發展就必須降低光伏發電成本（Lesourd，2001）。但是，是否將成本因素作為產業發展的重大影響因素則是有所爭議的。一方面，相對于傳統化石能源成熟的技術和穩定的低發電成本而言，光伏發電面臨著技術和成本等一系列問題，成本差異繼而導致的收益差異在很大程度上形成了發電技術的路徑依賴或技術鎖定效應，更進一步地形成了碳鎖定效應（Shum and Watanabe，2007）。另一方面，光伏產業的發展和應用中存在著典型的“學習效應”，目前成本已經有了大幅下降，因技術創新、工藝改善和規模經濟等因素的影響，大家熟知的光伏組件成本在1968年～1998年間隨著裝機容量的翻倍而以20.2%的平均速率下降，同時平衡系統成本則隨系統集成，設計與安裝經驗的累積，以及客戶定制化模式和下游的功能化發展，以及應用過程的本地化組織等而下降，未來成本還將因標準化和預裝的發展而進一步下降（Harmon，2000；Shum and Watanabe，2008）。此外，一般認為光伏發電的間歇性特征導致了電網接納成本的上升，進而被視為光伏產業本身存在的重大技術障礙。但Sovacool的研究表明傳統能源也具有波動性和可靠性問題，僅僅是程度不同而已。因此，光伏等可再生能源的問題并不是波動性和間歇性問題本身，而是如何最好地管理和預測，并盡可能地降低波動性和間歇性，光伏應用不僅不會增加能源系統的波動性，反而會使得整個系統更加穩定（Sovacool，2009）。

與成本問題直接對應的是企業利潤，在市場可接受價格固定的情況下，成本和利潤就是一對此消彼長的關系。因此，也有學者將利潤視為光伏產業發展的重要影響因素。例如，Pinkse和 Van Den Buuse從傳統油氣企業光伏產業發展戰略的角度研究了能源轉型中遇到的問題，他們研究發現油氣企業難以將光伏技術納入其傳統的能源供應鏈中，以致以BP和殼牌為主的傳統油氣能源企業放棄光伏，進行“再碳化”商業活動的趨勢，但最終是否完全放棄光伏產業則取決于能夠在多大程度上從該產業的發展中獲得利潤（Pinkse and Van Den Buuse，2010）。

在對我國光伏產業發展的影響因素分析中，除了全球光伏產業發展所共同面臨的高成本、波動性和技術等問題外，學者們還提出了國內市場小、研發經費少、資金壓力大、原材料缺乏、技術缺乏、政策不完善、技術裝備、標準規范、并網和人才等多方面的問題（劉高峽等，2009） （黃為一等，2008） （張偉波等，2011）。例如，趙玉文認為產業上游高純度晶硅材料是制約我國光伏產業發展的重大因素，電池轉換效率、光伏發電配套技術等核心技術的不完善，以及產業化的滯后是我國光伏產業健康發展必須要跨越的門檻（趙玉文，2009），而Chen 和Pang進一步認為我國光伏產業技術落后的重要原因在于缺乏適當的知識管理戰略和模式（Chen and Pang，2010）。

此外，Van den Heuvel和van den Bergh （2009）從演化經濟學的視角分析了光伏產業，他們認為創新和選擇是推動光伏產業發展的重要力量，提出國家、技術、應用和企業四個層次的多樣化測算指標，他們的經驗研究表明企業層次的多樣化趨勢顯著，而其他三個層次則呈相反趨勢 （van den Heuvel and van den Bergh，2009）；Liu等研究發現光伏專利申請量與原油價格等環境因素有直接關系，實證結果顯示光伏專利增長率與原油價格增長率之間具有長期的穩定關系，認為平抑石油價格的波動性能夠促使光伏產業的健康平穩發展（Liu et al.，2011）。

三、產業發展效應分析

太陽能的使用具有多方好處：降低傳統能源消費，進而降低有害溫室氣體排放；獲得先進燃料，并隨著成本的降低而緩解能源安全問題；綠色技術和產業能夠促進經濟發展和國際競爭力的增強，并提供新的商業和就業機會等（Algieri et al.，2011）。從光伏產業的低碳特征與發展的實際效果來看，產業的發展效應可以具體歸納為社會、技術、經濟、環境和政治等5個方面，這些影響構成了評估光伏產業發展效應的核心指標（Sheikh and Kocaoglu，2011；張悅等，2009；馬勝紅等，2004）。但是，這些指標僅僅是一級指標，每個指標之下還涉及到諸多細節性的內容。例如，社會效應指標對應著就業效應、教育需求等，經濟效應指標則包括了收入效應、分配效應、消費需求效應等，環境效應則包括對氣候、水文、動植物等外部環境的影響，等等。盡管光伏產業的發展實際效應可能多種多樣，但學術界關注的焦點主要集中在環境、經濟和社會3方面，其中又以環境為重。

在論及光伏產業發展的重要性時，研究文獻往往將環境效益放在突出位置，但是對光伏產業發展環境效應進行細致深入的研究文獻則屈指可數。其中，值得注意的是Turney和Fthenakis的研究，他們將光伏產業發展的環境效應進行了細致的分析，從土地使用強度、人類健康和福利、動植物、水文資源和氣候變遷等5個方面歸結了光伏產業發展導致的32類影響，結果表明光伏產業發展所帶來的影響絕大部分是有利的。在數量級上，全生命周期內，同等發電量規模的光伏電站比煤電的土地利用量相同或更小，其減排效果也比煤電廠要好得多（Turney and Fthenakis，2011）。從光伏產業鏈整體來看，雖然與傳統能源相比固體廢物產量更少，能源消耗更低，其綠色低碳特征毋庸置疑，尤其是其產品應用環節具有無排放、無污染等環境友好型特征，但并非每個產業鏈環節都是低碳無污染的。對企業而言，光伏廢棄物的回收處理成本較高，在沒有經濟政策刺激的條件下，企業沒有動力回收廢棄物。從政策角度看，一方面要強調企業的環境責任，另一方面則要實行一定的經濟刺激政策（McDonald and Pearce，2010）。從循環經濟角度看，光伏電池的生產和制造環節是存在污染和排放的，尤其是光伏產業的上游多晶硅原料提純屬于高耗能、高污染環節，太陽能級多晶硅的生產和鑄錠、切片所需的能源消耗大，環境影響也較大。對于我國主要集中于電池制造環節的廣泛產業而言，我國尚未掌握產業清潔發展技術，目前采用的主流技術的產品能耗和環境影響都遠大于最優技術水平，資源利用效率低、能源消耗大、環境污染等問題突出（例如，采用改良西門子法生產多晶硅時排放的四氯化硅難以妥善回收，環境污染嚴重（葉安珊，2011；王茂洋等，2010））。因此，要實現我國光伏產業的真正綠色發展還需從各方面推進技術進步和結構調整，著重改進多晶硅的生產技術，提高硅片的切割效率（徐睿，2007；刁周瑋等，2011）。

除環境效應的研究外，對光伏產業發展的其他效應的研究散見于其他文獻中。Wenham等研究了光伏產業快速發展所引致的研發需求和教育需求，澳大利亞政府和高校及時跟進這一需求，設立了光伏研究的研究生教育體系（該學位教育已從2000年開始運行）（Wenham et al.，2001）；Bahaj則強調了光伏發電對解決落后偏遠地區無電狀況的重要作用，認為目前光伏產業已經發展到了可以勝任這一任務的階段，主張通過發達國家、聯合國、NGO等主體共同推進光伏產品在偏遠無電地區的應用（Bahaj，2009）。這些研究實際上都屬于對光伏產業社會效應的分析，前文從產業關聯效應的角度分析了光伏產業發展所引致的其他社會需求，而后文則光伏產品視為解決偏遠落后地區社會發展的重要手段。此外，聯合國環境規劃署、國際勞工組織、國際雇主組織和國際工會聯盟對光伏產業的就業效應分析表明，在所有電力能源產業中，光伏產業的就業效應最大，達到6.96人/MW～11.01人/MW，比傳統電力的就業效應要高出5.96人/MW～10.01人/MW左右，其中制造、建設和安裝環節為5.76人/MW～6.21人/MW，運營維護/燃料處理環節為1.20人/MW～4.80人/MW（UNEP et al.，2008）。Kirkegaard的研究表明，光伏產業鏈中，工作創造主要集中在系統集成、安裝、運營和維護環節，總體來看，超過50%的工作崗位是由光伏安裝創造的（Kirkegaard et al.，2010）。

四、產業發展戰略與政策效果分析

許多學者分析預測了光伏產業未來的發展趨勢，在此基礎上提出政策建議。趙玉文較早地研究了光伏產業的發展戰略問題，認為世界及我國光伏產業發展前景光明，但我國遠落后與西方發達國家，只有在政策上給予大力支持，加快產業發展速度，才能在一定時間內趕超國際先進水平（趙玉文，2001；趙玉文，2010）。此外，李曉剛集中研究我國光伏產業發展的集群發展戰略和國家戰略問題，構建了光伏發展戰略的技術、企業、產業和國家4層框架（李曉剛，2007）。

產業發展戰略最終需要落實在具體的產業政策上，通過政策的支持和引導為產業創造良好的外部環境，進而促進光伏產業創新能力與競爭能力的提升。理論探討與實踐經驗均表明，過去光伏產業的快速成長主要是由政府支持政策推動的，這一點可以從執行長期政策支持機制的德國、西班牙、日本和美國的部分州中看出（Kirkegaard et al.，2010）。與國際經驗類似，我國光伏產業的創新成績同樣是在政府政策的強力刺激下推動的，這體現在中國多晶硅、鑄錠和晶圓相關技術專利主要由公共研究機構完成上，這表明通過政策為光伏產業技術轉移創造一個具有吸引力的投資和外貿環境是至關重要的（De La Tour et al.，2011）。我國光伏產業優勢主要集中在設備制造環節，而產品的國內應用市場則發展緩慢，其關鍵原因就在于缺乏應有的政策支持和引導。雖然自2011年7月開始我國出臺了光伏上網電價政策，但是我國幅員遼闊，區域光伏資源特征差異顯著，而該政策并沒有考慮到區域間的差異。Rigter和Vidican使用光伏成本方程對我國不同區域間最優上網電價的測算表明，我國光伏發電的最優上網電價在不同的省區之間差異很大（Rigter and Vidican，2010）。另一方面，從光伏發電項目的投資補貼和固定電價兩種政策手段來看，輸送條件好、太陽能資源豐富的西部地區大型光伏電站更加適合于固定電價補貼政策，而東部建設的自發自用的用戶側光伏發電項目更適合于采用投資補貼政策（謝秉鑫，2011）。

此外，產業的健康發展和競爭優勢的不斷提升，除了需要政策支持外，更為重要的還是企業自身競爭優勢的培養。Chen和Pang通過對中國光伏企業組織模式的研究，采用模糊評價方法對網絡組織模式競爭優勢的分析，認為光伏產業組織模式可以采取知識管理的網絡組織模式以提高產業的競爭優勢（Chen et al.，2010）。

五、市場狀況與投資分析

Rogol Fisher早在2005年時的分析就認為光伏產業會持續快速的盈利性增長，但是行業的發展同時面臨著晶硅供應短缺、德國光伏市場政策變遷、利率上升、油價下跌，以及太陽能發電間歇性等5方面的重要風險，報告分析建議通過投資組合的方式來平衡風險（Rogol and Fisher，2005）。此外，以Solarbuzz和EPIA等機構和光伏產業協會為主的研究機構常年跟蹤光伏產業的市場狀態，對光伏產業的未來發展趨勢進行預測分析。例如，EPIA基于對全球光伏產業2011年市場狀況的分析認為，歐洲市場的快速增長趨勢將不復存在，而快速的產業擴張將促使光伏產業進入轉折年，這可能意味著未來光伏產業的發展方向將轉向產能大國的本國市場，或者拓展新興市場，又或者是不斷呼吁市場開放和公平競爭（Rogol et al.，2005）（EPIA，2012）。王雪峰分析了2008年光伏產業的發展趨勢，認為單一國家政策變化對光伏產業的需求影響程度在降低，但是組件生產將持續向中國轉移，并且多晶硅價格的降低會促使光伏發電成本的下降，該效應將由終端環節向整條產業鏈傳導（王雪峰，2008）。

與傳統的化石能源電力項目不同，光伏項目具有極高的初始投資成本和很低的運營成本，因而電力市場的融資狀況非常敏感，同時也具有非常高的學習率。因此，支持光伏產業快速發展的政策都應著力于降低產業的投資風險，而這一風險的有效降低還有賴于產業鏈各環節中市場參與主體對信息的有效傳遞（Szab O et al.，2010）。

六、總結與評述

隨著產業的快速發展，有關光伏的研究文獻也層出不窮，Shalav和Shrestha曾將2009年有關光伏產業的近百篇主要研究文獻歸納為從基本原理到新材料等11個類別，但是其中的10種均屬于從工程、自然科學角度開展的研究，僅有第10類的“政策、經濟、教育、健康、環境和光伏資源”中個別文獻屬于經濟學的研究范疇，可見總體來看對光伏產業的經濟研究還較少（Shalav and Shrestha，2009）。本文收集整理了有關光伏產業發展方面的經濟類研究文獻，主要可以得出以下幾方面的結論：

（1）目前有關光伏產業的經濟研究文獻主要集中在產業鏈與產業升級、成長因素、發展效應、發展戰略、政策效果和市場投資等幾個方面。其中，國內研究文獻主要集中在產業的現狀分析和對策建議上，且在分析方法上以簡單的事實描述為主。縱觀目前國內的研究進展，只有李曉剛、陳曉燕、朱震宇和耿亞新等4人的博士論文分別在光伏產業的發展戰略、國際競爭力、投資風險和產業鏈的垂直一體化等方面進行了相對比較系統和深入的研究，總體而言光伏產業發展的相關很多方面均需進一步的深入分析，例如產業發展的規律、發展的基本特征、產業政策的合理性等。

（2）對于光伏產業發展的關鍵影響因素分析及其作用機理，目前并沒有一致的觀點。例如，政策因素究竟對光伏產業的發展起到什么樣的作用？間歇性問題對光伏產業的發展有多大影響？等等。一方面這是由于目前光伏產業相關統計數據較少，使得對不同因素影響及其程度的檢驗比較困難，簡單的模型構建和定性討論難以令人信服。另一方面，這些問題需要在不同的維度中進一步考察，筆者認為這些不同影響因素在很大程度上可以在時間、空間和市場主體三個維度中有效糅合在一起，進而增強對產業發展的解釋力。

（3）對光伏產業發展的效果評估，以及政策效果執行評價內容和方法均有待進一步完善。目前，對光伏產業發展所帶來的各類效應評價以環境效應和社會效應為主，技術、經濟和政治等其他相關效應的評價還較少。在政策效果評價方面，目前還缺乏一個能被大家所共同接受的評價方法和體系，制約了光伏產業融資資信水平，增加了光伏項目的開發風險和成本。

（4）受制于統計數據的缺乏，國內外采用數量方面研究的文獻還極少，概念與理論模型相對較多。這一點將隨著光伏產業的進一步發展，以及相關數據的逐漸完善將有所緩解。

光伏產業的發展有“歷久彌新”之態，目前對產業的研究明顯滯后于產業的發展，這對合理政策的制定和實施，以及政策效果的科學評價都形成很大的制約。從產業發展的生命周期來看，目前光伏產業尚處于成長期，未來發展路途遙遠，如何走出一條健康、可持續的發展路徑，是國內外學者需要共同探討的問題。對于國內光伏產業的發展，目前依然處于發展的初級階段，完全脫離政策的支持無疑難以存活，但究竟應該在產業的哪個環節實施多大力度的支持政策，需要在深入研究產業發展現狀、特征和規律的基礎上進行深入研究。