光伏電池及光伏行業新產品開發與管理分析

摘 要：太陽能光伏技術是利用半導體材料的光電效應將太陽能直接轉化為電能的一種技術形式，是太陽能利用的一種重要形式。根據目前世界能源形勢走向，光伏能源在未來將扮演舉足輕重之角色。論文介紹了光伏行業的發展情況及光伏電池新產品的評價指標，最后通過兩個案例分別分析了新產品上市成敗的關鍵因素：準確市場預測、政府政策支持、產業鏈支撐等。最后提出了我國光伏行業新產品開發、管理與盈利需要重點關注的因素。

關鍵詞：太陽能光伏，評價標準，新產品

1光伏行業市場發展概況

太陽能光伏技術是利用半導體材料的光電效應將太陽能直接轉化為電能的一種技術形式。按目前的發展趨勢，煤、石油和天然氣等化石能源包括核電站所用鈾材料在100-200年終將消耗殆盡，2030年光伏發電將占到世界能源供給的10%左右，2050將占到25%，2050年以后逐步成為最主要能源形式，由補充能源轉變為主力能源。

中國光伏市場迅速發展。全球光伏市場（按交付使用的總裝機容量）在2005-2009年實現了復合年增長率45%的高成長，全球光伏發電的總裝機容量由1460MW增長到6430MW。在中國，光伏行業也迅速發展，光伏行業作為“綠色GDP”受到各地政府的追捧，在貸款、土地等方面取得了政府支持，各地紛紛上項。根據我國可再生能源中長期發展規劃給出的數據，同樣看出中國未來的能源和電力來源也必然是太陽能。

2005年起，我國已經逐步形成了以太陽電池生產較完整的光伏產業鏈，從上游到下游依次包括：多晶硅原材料制造、硅錠/硅片生產、太陽電池制造、組件封裝和光伏系統集成應用等。中國光伏產業在2005-2008年每年以200%的速度增長，2008年上半年已經成為世界第一大太陽電池生產國，年產值2000億元，就業人數20萬，然而98%的產品銷往國外，國內安裝量僅占2%。2008年下半年，金融危機風暴席卷全球，光伏發電市場也迅速下滑，中國的光伏產業受到極大沖擊。中國光伏行業卻仍增長了58%，遠高于世界平均水平45%。目前，中國已經成為世界第一大光伏產品制造國。

2光伏電池新產品主要評價指標

（1）光伏電池新產品可用程度評價指標

能量回收期定義：光伏系統幾年內能把自己壽命期內消耗的能量回收回來。顯然，回收期愈短愈好。能量回收期越快表示在太陽能電池使用地電池可用程度。按照測算結果，商業化薄膜太陽電池的能量回收期大約只有1年。產品完全可以利用光伏發電來使用光伏電池。

TP = EP / ES

式中：TP（年）為光伏電池能量回收期；EP為制造光伏系統所消耗的能量；ES為陽光下光伏發電系統的發電量；EP與所采用的光伏電池種類，光電轉換效率，生產這種電池所采用的工藝技術路線，以及光伏電池、光伏組件、光伏系統（含配套部件）的所有制造過程的能耗緊密相關。ES與當地的陽光資源，系統設計的合理性，所采用的上網控制逆變器的DC/AC轉換效率有關。能量回收期TP（年）與EP成正比，而與ES成反比。

（2）光伏電池新產品光電轉換效率評價指標

光伏電池的光電轉換率表示入射的太陽光能量有多少能轉換為有效的電能。

η=（光伏電池的輸出功率/入射的太陽光功率）*100% = （Vop *lop/Pin* S）*100%其中Pin是入射光的能量密度，S為太陽能電池的面積，當S是整個太陽能電池面積時，η稱為實際轉換效率。Vop *lop為輸出功率（產品會標識該指標）。

光伏電池轉換率將決定哪家企業成為競爭中的優勝者。各種技術的成本均有大幅下降空間，且隨成本下降其對總成本影響邊際效應減弱，不如通過提高轉換率技術的杠桿效應大，各種技術的轉換率將在未來成為主要的競爭因素。

3決定光伏電池新產品成敗的關鍵：經典案例分析

新產品經歷開發、基于過程的管理、市場導入、試銷等環節后最終需要通過市場銷售與盈利情況來評價新產品的成敗。以下以光伏行業巨頭無錫尚德電力的新產品成功和失敗的案例，分析探討決定光伏電池新產品成敗的關鍵決定因素。

3.1準確的市場預測與政府政策支持使得新產品迅速獲利

2000年前中國市場沒有高品質多晶硅光伏電池，相對于中國市場而言是新產品。2000年，尚德尚未成立，學習太陽能留學歸來的施正榮博士在沿海各地宣講為創業以籌集資金，并召集一批人作為尚德電力早期的創始人。無錫尚德電力創始人施正榮、楊懷進、張鳳鳴和泰德等人認為光伏技術具有巨大的市場潛力，預測判斷以下因素將繼續驅動光伏工業的發展，同時這些因素也將使光伏產品的需求量將上升：

（1）日益增長的能源需求與化石能源的價格不斷升高；

（2）環保意識的增強與化石能源的限制使用；

（3）中國政府將支持綠色環保的太陽能產業發展；

（4）相比于傳統能源及其他形式的可再生能源；

（5）使用太陽能與常規能源成本差距逐漸縮小。

于是，他們開始創建研發中心，招聘培訓技術人員。作為新興產業項目，多方投資者質疑其太陽能光伏技術投產的可行性，無錫尚德經歷了艱難的初創時期。在這種情況下，經過創始人施正榮與無錫政府多次談判最終通過了項目，并召開了投資者的會議。同時，從無錫市政府處取得了部分標準廠房的無償使用權，尚德電力的前身無錫尚德于2001年正式成立。

2002 年8月，無錫尚德引用德國先進技術完成了國內最先進的多晶硅太陽能電池生產線的安裝，生產出當時中國光伏高端市場上的新產品——多晶硅光伏太陽能電池。無錫尚德管理層認為自身的先進技術能夠通過擴建產能產生的規模效益發揮優勢。隨著技術投入、產能規模的提高，原材料利用效率也會提高，進而降低單位產品的生產成本。如表所示，2002-2005年，無錫尚德預計技術市場前景下，為追求規模效益而不斷擴建光伏電池產能。

準確的市場預測與德國政府政策出臺為新產品光伏電池打開了銷路。剛剛度過初創時期的無錫尚德擺脫了資金短缺的困境，產品銷售情況也逐漸好轉。第一條生產線投產兩年后，歐洲太陽能市場尤其是德國市場的銷售收入大幅度增長。原因在于德國修訂《可再生能源法》，對太陽能出臺了新一輪補貼計劃。德國在全球光伏行業政策引導中具有示范效應，對全球光伏的發展影響較大。受此影響，2004年德國市場需求膨脹，并對全球光伏市場需求增長有促進作用。在此背景下，國內的光伏產業企業中尚德技術優勢明顯有能力拿到更多的德國市場的訂單進行生產。2004年德國市場銷量收入同比增長了23倍，占總銷量的比重上升至72.1%，成為無錫尚德產品第一大市場。

準確的市場預測與政府政策支持使得新產品迅速獲利。受主要市場德國需求增長的影響，無錫尚德收入增速顯著提升，僅三年時間收入從13.9百萬美元增長至226百萬美元，增長15倍。收入增長的同時，無錫尚德產品結構發生改變，光伏組件替代光伏電池成為主導產品。在需求膨脹以及收入迅速增長的作用下，2002年仍然虧損的無錫尚德在2003年扭虧為盈，并且在接下來的兩年時間無錫尚德利潤迅速增長，2005年便實現高達30.6百萬美元的凈利潤取得行業領先地位。

其于2004年被PHOTON International評為全球前十位太陽電池制造商，已經建成了國內最大、最先進的光伏產品生產線。經過短短幾年的大發展，尚德公司的產品技術和質量水平已完全達到國際光伏行業先進水平。作為核心資產，無錫尚德集中尚德電力95%以上產能。施正榮整合股權后，高盛、英聯等海外資本順利入股，尚德電力轉制為外資企業，公司于2005年12月14日在紐約證券交易所上市，并成為第一個在紐約證券交易市場成功上市的中國民營企業，尚德電力是上市殼公司，無錫尚德為實體企業。

3.2缺乏產業鏈支撐與低價替代品導致新產品虧損

光伏電池發電技術可以大致分為晶硅電池技術和薄膜電池技術兩大類。目前，晶硅電池技術在光伏發電領域是占據著絕對優勢的主流技術。晶硅電池技術主流下也不乏有反例，全球市值最大的太陽能上市公司美國First Solar并非使用主流的晶硅電池技術，而是薄膜電池技術的典型代表。較之多晶硅光伏電池，薄膜電池的光電轉化率偏低，但其材料消耗量、生產成本、制造能耗和平均售價都比前者低出很多。在生產成本和產品毛利率上明顯優于采用晶硅電池技術的生產廠商。同時，薄膜電池的市場前景看好，市場潛力巨大。薄膜電池具有成本優勢與良好市場前景。

薄膜電池專業博士出身的無錫尚德電力總裁施正榮曾對其頗為重視。2007年5月，無錫尚德宣布將投資3億美元發展薄膜電池，并計劃在2010年形成400MW的產能。然而，2010年8月初，無錫尚德電力卻突然停止了在上海的虧損的薄膜太陽能電池新產品生產，轉型晶硅電池生產。是什么原因導致新產品薄膜電池非但沒有發揮其成本優勢與良好市場優勢，反而給尚德電力帶來巨額虧損？

原因一：替代品成本降低。無論是晶硅電池還是薄膜電池，其產品使用效果是一樣的。金融危機以后，多晶硅價格從400美元/公斤一路下滑到了50美元/公斤上下，這讓多晶硅從占據電池總成本的50%降到了25%。而與之相比，薄膜電池同期成本僅下降了10%。晶硅太陽能電池板的成本驟降，晶硅板僅售每瓦特1.85美元時，作為薄膜電池的替代品其競爭力越來越強。替代品成本下降導致生產薄膜電池的成本優勢喪失。

原因二：國內沒有產業鏈支持。為推出新產品薄膜電池，無錫尚德電力建立三條薄膜太陽能生產線。國內市場上沒有完整的薄膜電池產業鏈，搭建新產品生產線的成本較高。例如：支持系統需要從國外采購，無錫尚德電力購買了美國應用材料公司的SunFab系統，來制造薄膜電池板，使得生產的薄膜電池板成本較高。一條薄膜電池生產線價格是晶硅電池的3倍左右，配套的相關設施價格也是晶硅電池數倍以上。國內沒有成熟的產業鏈支撐，新產品開發的企業需要自己承擔更高的引進與安裝成本。

另一個由于缺乏產業鏈支持新產品開發的失敗例子就是無錫尚德的新產品——冥王星電池。太陽能光伏電池領域最頂尖的技術叫做Pluto（冥王星）技術，全球只有中美兩家公司研發。并且只有中國的無錫尚德研發成功。尚德與新南威爾士大學之間合作研究冥王星高效電池技術，通過進一步完善已經將該電池效率提高到了20.3%的世界紀錄，標志著尚德冥王星系列高效電池的一個飛躍，將其原有的19.6%的轉化效率提升到太陽能電池效率的一個新高點。然而，就是這樣一個領先于世界的新產品卻因國內產業環境與產業鏈不支持導致無法量產。

4光伏電池與光伏行業新產品分析的總結

光伏電池與光伏行業新產品開發、管理與盈利需要重點關注以下幾點：

（1）光伏電池與光伏行業新產品開發的政府政策、市場環境與技術環境不穩定。受政府補貼政策和經濟周期影響，光伏電池與行業市場并不穩定（例如：2009年西班牙降低光伏電價補貼，西班牙的市場迅速下降52%）。光伏行業還是一個未完全市場化的、受政策影響較大的行業。國內沒有成熟的產業鏈技術支撐，國內企業新產品開發需要自己承擔更高的引進與安裝成本。

（2）我國光伏電池“兩頭在外”的商業模式使得新產品市場風險加大。長期以來我國光伏行業形成了“兩頭在外”的商業模式，即晶硅原材料的供應主要由海外控制，光伏產品的終端市場也主要由海外提供。我國光伏行業的高對外依存度使得喪失主動權。

（3）新產品開發需要警惕企業經營與財務風險。全球光伏電池市場的供需關系在2009年發生逆轉。市場下滑和產品過剩導致激烈的競爭和價格大幅下降和全球范圍內的產業洗牌。很多沒有融資能力、降價能力和創新能力的企業都面臨被兼并或破產的危險。行業老大尚德電力于2013年已經因產品生產線投資過度和財務危機破產重組。

光伏行業新產品開發投資機會與風險并存，需要在把握機會與控制潛在風險之間進行權衡。一方面，如果不進行新產品開發投資或是投入較少，一旦未來市場發展較好，企業就會因前期未及時投資而失去機會，進而無法取得投資收益；另一方面，企業進行新產品開發投產并且為滿足融資需求而背負大量債務。未來市場出現萎縮導致投資不能取得預期回報，同時隨著債務償還壓力加大，財務流動性風險也進一步加大。

光伏產業新產品技術發展及趨勢如下：（1）商業化電池效率不斷提高；（2）太陽電池組件成本大幅度降低；（3）薄膜電池的產業化進程加快；

參考文獻：

[1]關于抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展若干意見的通知（國發〔2009〕38號）.

[2]尚德電力（STP）招股說明書及年度報告（2000-2012）.

[3]無錫尚德：科技創新讓“中國的太陽”照亮世界[N]，新華網，2009.06.07.

[4]中國光伏行業發展報告，2005-2013，中國可再生能源發展項目辦公室.

[5]朱晉偉，吳媛媛等.尚德太陽能電力公司考察[M]，北京：經濟管理出版社，2013.

作者簡介：

陳旭，出生年月：1990.8.18，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：寧夏回族自治區銀川市，當前職務：科長，學歷：大學本科