未來光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)與市場(chǎng)趨勢(shì)

賽迪智庫電子信息產(chǎn)業(yè)研究所 ■ 江華

1 技術(shù)趨勢(shì)

1.1 多晶硅生產(chǎn)技術(shù)改良西門子法與硅烷法共存

目前，國際上主流的多晶硅生產(chǎn)技術(shù)以改良西門子法為主，該方法生產(chǎn)的多晶硅純度較高、產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定，并且經(jīng)過多年發(fā)展，技術(shù)已相對(duì)成熟。硅烷流化床法生產(chǎn)技術(shù)則主要掌握在MEMC與REC這兩家企業(yè)手中，雖然硅烷法生產(chǎn)的多晶硅純度沒有改良西門子法高，但電耗相對(duì)更小、成本也相對(duì)較低。從目前發(fā)展趨勢(shì)看，硅烷流化床法有技術(shù)向外擴(kuò)散的趨勢(shì)。三星正與MEMC在韓國合資修建一座10000 t級(jí)硅烷法多晶硅工廠；我國陜西天宏引入REC的技術(shù)，即將在榆林建設(shè)硅烷法多晶硅生產(chǎn)項(xiàng)目；江蘇中能、六九硅業(yè)等企業(yè)也在進(jìn)行硅烷法的嘗試。一旦這些項(xiàng)目順利實(shí)施，硅烷法多晶硅的產(chǎn)量將會(huì)增長，占多晶硅市場(chǎng)的份額也會(huì)得到一定提升。

1.2 硅片技術(shù)將呈現(xiàn)低成本高效化

高效多晶硅片在延續(xù)原有多晶硅片生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過熱場(chǎng)等改進(jìn)，可得到大顆粒多晶或晶格更有序的小顆粒多晶，使用普通的電池片制作工藝，高效多晶硅片轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到18%以上。而準(zhǔn)單晶硅片由于兼具“潛在”的多晶生產(chǎn)成本和單晶的轉(zhuǎn)換效率，將在未來市場(chǎng)中扮演重要角色。

此外，目前的砂漿切技術(shù)已比較成熟，業(yè)界正在探索具有切割速度快、環(huán)境友好、成本低等特點(diǎn)的金剛石線切割技術(shù)。目前該方法已在日本90%以上的用戶普及，在歐美有20%以上用戶使用。我國一些單晶硅企業(yè)如隆基等也已開始小規(guī)模應(yīng)用，多晶硅硅片企業(yè)也已中試成功，預(yù)計(jì)很快即可規(guī)模化推廣應(yīng)用。

1.3 晶體硅電池仍將處于主流

晶體硅電池具有技術(shù)成熟、性價(jià)比高、產(chǎn)業(yè)配套好等優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)在未來十年內(nèi)仍將占據(jù)主流地位。多晶硅和單晶硅電池量產(chǎn)的光電轉(zhuǎn)換效率將很快從17.8%和19%向19%和21%邁進(jìn)。n型電池將是未來發(fā)展的主要方向，其中異質(zhì)結(jié)(HIT)電池、背結(jié)(IBC)電池預(yù)計(jì)將在“十三五”初期在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率有望達(dá)到22%以上。在高效電池技術(shù)推動(dòng)下，晶體硅電池產(chǎn)業(yè)鏈配套的材料、設(shè)備等也將獲得較大的發(fā)展空間。雖然高效電池未來的市場(chǎng)份額會(huì)不斷提升，但預(yù)計(jì)也只能在細(xì)分領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)，在其他領(lǐng)域仍將以技術(shù)成熟的p型電池為主。

1.4 薄膜電池等新型電池將快速崛起

薄膜電池和新型電池做為第二代和第三代電池，在弱光性、可柔性和批量生產(chǎn)等方面具有比較優(yōu)勢(shì)，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｊ苤朴诩夹g(shù)和成本等因素，目前薄膜電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受到一定限制，尤其是硅基電池，由于其轉(zhuǎn)換效率低、衰減高等原因，很多生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)備企業(yè)退出該領(lǐng)域。但CIGS等薄膜電池在技術(shù)上則不斷實(shí)現(xiàn)突破，實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率屢創(chuàng)新高，目前CIGS電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率已高于多晶硅電池，量產(chǎn)光電轉(zhuǎn)換效率也已接近多晶硅電池。預(yù)計(jì)隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，薄膜電池的市場(chǎng)份額將會(huì)逐步提高，市場(chǎng)發(fā)展空間不斷擴(kuò)大。一些新型電池如聚光電池、染料敏化電池技術(shù)也將不斷實(shí)現(xiàn)突破，發(fā)展速度加快。

1.5 光伏組件逐步實(shí)用化

光伏產(chǎn)品發(fā)展正朝著精細(xì)化、差異化等方向邁進(jìn)。為適應(yīng)不同區(qū)域氣候、日照、海拔等的光伏電站需求，組件、原材料等生產(chǎn)技術(shù)也在發(fā)生變化，產(chǎn)品定制化將是未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。如在高海拔地區(qū)，紫外線較強(qiáng)，要求產(chǎn)品擁有較強(qiáng)的抗紫外輻射能力；在臨海地區(qū)則要求產(chǎn)品具有一定抗腐蝕性。光伏技術(shù)發(fā)展由以往實(shí)驗(yàn)室和成本的二維驅(qū)動(dòng)，逐步過渡到市場(chǎng)需求、成本和實(shí)驗(yàn)室的三維驅(qū)動(dòng)，未來光伏技術(shù)將呈現(xiàn)實(shí)用化發(fā)展趨勢(shì)。

2 市場(chǎng)趨勢(shì)

2.1 光伏市場(chǎng)前景仍很廣闊

從全球來看，截至2013年底，全球累計(jì)光伏裝機(jī)容量接近140 GW，過去十年年復(fù)合增長率達(dá)到47.9%。據(jù)EPIA預(yù)測(cè)，2020年全球光伏累計(jì)裝機(jī)容量將會(huì)達(dá)到345 GW，而到2030年全球光伏累計(jì)裝機(jī)量有望達(dá)到1000 GW。

從我國來看，2013年，我國新增光伏裝機(jī)容量為12.9 GW，自2009年以來年復(fù)合增長率達(dá)到180%，并一舉躍居為全球最大光伏應(yīng)用市場(chǎng)，累計(jì)光伏裝機(jī)量達(dá)到19.4 GW。隨著光伏產(chǎn)品價(jià)格的不斷下滑、光伏發(fā)電成本的不斷下降與政策環(huán)境的逐步完善，我國光伏發(fā)電市場(chǎng)將會(huì)保持快速增長。能源局將“十二五”末光伏裝機(jī)目標(biāo)定為35 GW，如按此增速，2020年新增光伏裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到100 GW。IEA預(yù)測(cè)，2030年光伏發(fā)電占全球總電力的比例升至4.6%，若中國實(shí)現(xiàn)此比例，至2030年總光伏裝機(jī)量將達(dá)到269 GW。

2.2 全球光伏市場(chǎng)逐漸向中日美及新興市場(chǎng)轉(zhuǎn)移

由于歐債危機(jī)的持續(xù)深化，主要裝機(jī)大國，如德國、意大利等紛紛下調(diào)光伏補(bǔ)貼費(fèi)率甚至取消光伏補(bǔ)貼，而中國、美國、日本等新興市場(chǎng)的發(fā)展受政策利好的刺激逐步擴(kuò)大，光伏應(yīng)用市場(chǎng)逐步向中美日等新興市場(chǎng)轉(zhuǎn)移。2013年，中國、美國、日本新增光伏裝機(jī)容量分別達(dá)到12.9 GW、4.8 GW、6.8 GW，總和超過市場(chǎng)占比60%，而歐洲市場(chǎng)占比大幅下滑至27%。預(yù)計(jì)未來，光伏市場(chǎng)將繼續(xù)向亞洲地區(qū)，以及東盟、非洲及拉美地區(qū)等新興市場(chǎng)轉(zhuǎn)移。

2.3 部分國家進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代

隨著太陽能光伏發(fā)電規(guī)模、轉(zhuǎn)換效率和工藝水平的提高，全產(chǎn)業(yè)鏈的成本快速下降。光伏電池組件價(jià)格已經(jīng)從2000 年的4.5美元/W下降到2013年的0.7美元/W以下，太陽能光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性明顯提高，部分國家或地區(qū)已達(dá)到用戶側(cè)平價(jià)上網(wǎng)。與此同時(shí)，傳統(tǒng)光伏國家大力削減補(bǔ)貼或給光伏裝機(jī)設(shè)限，政策驅(qū)動(dòng)作用逐步削弱，光伏應(yīng)用市場(chǎng)正由過去單純由補(bǔ)貼政策拉動(dòng)過渡到由政策和市場(chǎng)共同拉動(dòng)。

根據(jù)國家發(fā)改委能源研究所2011年發(fā)布的《中國光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)路線圖》預(yù)測(cè)，到2015年我國部分地區(qū)可實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的平價(jià)上網(wǎng)。

圖1 光伏發(fā)電達(dá)到“平價(jià)上網(wǎng)”路線

2.4 貿(mào)易保護(hù)措施成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展不確定因素

歐美相繼對(duì)我國發(fā)動(dòng)了“雙反”調(diào)查，致使我國對(duì)歐出口額急劇下滑，2013年我國太陽電池對(duì)歐出口份額由2012年的67%下降至30%。而對(duì)美出口由于可通過購買中國臺(tái)灣地區(qū)的電池片加以規(guī)避，因此出口額未出現(xiàn)下滑，出口量位居我國對(duì)外出口第三位。但近日美國又發(fā)動(dòng)了一次針對(duì)我國光伏產(chǎn)品的“雙反”調(diào)查，并將中國臺(tái)灣地區(qū)的電池片納入調(diào)查范圍，如若成行，也將對(duì)我國光伏產(chǎn)品出口造成重要影響。此外，日本已經(jīng)成為我國第一大太陽電池出口市場(chǎng)，如果日本仿效歐美跟進(jìn)類似貿(mào)易保護(hù)措施，對(duì)我國光伏出口影響將更為深遠(yuǎn)。另外，隨著我國對(duì)新興光伏市場(chǎng)的開拓力度逐步加大，也不排除這些國家會(huì)出臺(tái)貿(mào)易保護(hù)措施，如印度、泰國等。

2.5 分布式光伏將會(huì)得到大力支持

截至2013年，我國約80%的光伏裝機(jī)量仍為大型地面電站，但預(yù)計(jì)分布式光伏發(fā)電將會(huì)取得較大發(fā)展。國家大力推進(jìn)分布式發(fā)電建設(shè)，能源局在制定2014年新增14 GW的光伏裝機(jī)目標(biāo)時(shí)，安排給分布式光伏8 GW，占了近70%。分布式光伏發(fā)展面臨的體制和機(jī)制性問題，如電費(fèi)結(jié)算、補(bǔ)貼資金的申請(qǐng)和撥付流程等也逐步得到解決。國家開發(fā)銀行等金融服務(wù)機(jī)構(gòu)正通過創(chuàng)新金融服務(wù)等手段，積極支持分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目融資。部分機(jī)構(gòu)也在探索分布式發(fā)電經(jīng)營模式創(chuàng)新，如合同能源管理模式或微電網(wǎng)運(yùn)營模式。

2.6 光伏應(yīng)用產(chǎn)品將呈多樣化

光伏產(chǎn)業(yè)正與其他行業(yè)加速融合，應(yīng)用產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化發(fā)展趨勢(shì)。

1)光伏產(chǎn)品與建筑材料融合產(chǎn)生的建材產(chǎn)品，可直接作為建材部件應(yīng)用于建筑中，如光伏瓦、光伏窗戶、中空玻璃等已開始涌現(xiàn)，并逐漸被市場(chǎng)所接受。

2)光伏與消費(fèi)品的結(jié)合，以內(nèi)置的形式嵌入到消費(fèi)品中，如遙控玩具、手機(jī)、充電寶等便攜設(shè)備，部分柔性光伏產(chǎn)品甚至已融合到衣服、帳篷等戶外消費(fèi)品中，備受戶外愛好者歡迎。

3)光伏產(chǎn)品在基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用，如光伏樹、光伏LED路燈、光熱光伏加熱器等。

光伏產(chǎn)品的應(yīng)用形式正在逐步被市場(chǎng)挖掘，未來光伏將會(huì)在光伏電站之外的應(yīng)用中，發(fā)揮更多作用。