安徽光伏產(chǎn)業(yè)技術分析與發(fā)展建議

◎文/楊秀麗（安徽省科學技術情報研究所）

隨著環(huán)境污染日益嚴重、不可再生資源日趨枯竭，尋找一種可再生清潔能源已成為我國可持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的問題。作為太陽能應用的重要途徑，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)具有扶貧、解決鄉(xiāng)村用電、活躍民營資本、節(jié)約資源等多方面作用。在《安徽省科技發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要及2020年遠景展望》中，安徽省將光伏發(fā)電作為能源工業(yè)優(yōu)先發(fā)展領域。2009年，安徽省出臺了《關于加快新能源和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》，提出要積極支持太陽能光伏發(fā)電關鍵技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。“十二五”期間，安徽省圍繞科學發(fā)展和全面轉(zhuǎn)型，積極推進光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。《安徽省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》對光伏技術開發(fā)和應用做了細致規(guī)劃，提出到2020年全省累計并網(wǎng)光伏發(fā)電裝機容量超過8GW。

根據(jù)統(tǒng)計，2016年全省光伏產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)值388億元，較2015年增長28.2%，占全國產(chǎn)值11.5%。生產(chǎn)光伏電池片產(chǎn)量6.1GW，較上年增長32.3%，占全國產(chǎn)量7.9%，產(chǎn)量增速高于全國平均14.5個百分點。光伏逆變器產(chǎn)量11GW，較上年增長28%，出貨量連續(xù)兩年位居全球第一。

一、安徽光伏產(chǎn)業(yè)文獻計量分析

1.數(shù)據(jù)來源

太陽能光伏組成系統(tǒng)包括太陽能電池板、蓄電池、控制器、逆變器。其中，太陽能電池板又叫光伏組件，是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要、最核心的部分，一般由太陽能電池片組成。因此，除了主題詞“光伏”之外，對關鍵詞進行擴充，設定“太陽能光伏”“太陽能電池板”“光伏組件”“光伏元件”“光伏建筑一體化”“單晶硅太陽能電池”“多晶硅太陽能電池”等共計13個關鍵詞。

以中國知網(wǎng)CNKI為檢索平臺，檢索年限未定，檢索日期為2018年4月24日。關鍵詞結(jié)合專利分類號“ H01L31”或“ H02J3/38”，以 Soopat專利檢索系統(tǒng)為檢索平臺，檢索時間為2007—2017年，檢索日期為2018年5月15日。

2.基于CNKI文獻分析的發(fā)展態(tài)勢

圖1 有關安徽省光伏領域論文發(fā)表數(shù)量分布

根據(jù)檢索結(jié)果，知網(wǎng)收錄相關論文737篇，論文最早出現(xiàn)在1995年，2005年前論文年發(fā)表總數(shù)均沒有超過10篇，2009年后年論文發(fā)表數(shù)量呈快速上升態(tài)勢（見圖 1）。

圖2 機構發(fā)表論文數(shù)量排名

對論文發(fā)表數(shù)量前20名機構進行統(tǒng)計（見圖2），論文發(fā)表數(shù)量最多的前5名機構均為高等學校，其中，論文數(shù)量排名第1位的安徽理工大學是第5位安徽工程大學發(fā)表數(shù)量的近3倍。安徽省電力公司排名第6位，是論文發(fā)表數(shù)量最多的企業(yè)機構，論文數(shù)量為33篇。

對文獻關鍵詞進行分類，統(tǒng)計所屬關鍵詞論文數(shù)量并進行排名。“光伏發(fā)電”相關論文數(shù)量最多，達到98篇。在細分領域，“最大功率點跟蹤”（MPPT，一種太陽能控制器）相關論文87篇，“逆變器”相關論文38篇，“蓄電池”和“太陽能電池”相關論文總數(shù)達30篇（見圖3）。

圖3 論文關鍵詞排名

3.基于專利分析的發(fā)展態(tài)勢

圖4 相關安徽省光伏專利申請量與發(fā)明專利申請量

截至2018年5月17日，相關安徽光伏專利申請量和授權量共計5824件，其中有效發(fā)明609件，占10.5%（專利公開有一定延遲性，因此，2017—2018年數(shù)據(jù)僅供參考）。相關專利最早出現(xiàn)在1999年，此后6年一直處于停滯狀態(tài)，直到2006年相關專利進入穩(wěn)步增長狀態(tài)，尤其是2012年后，專利申請量和授權量快速上升（見圖4）。發(fā)明專利發(fā)展態(tài)勢與專利總體態(tài)勢一致。隨著時間變化，發(fā)明專利所占比例逐步增高，從2004年占比28.6%上升到2017年的60.6%。總體上看，相對于論文年發(fā)表量，專利年申請量與授權量有一定延遲性，這與專利具有實用性、市場性而論文更具有前沿性密不可分。將圖1和圖4進行對比可以發(fā)現(xiàn)，2005—2011年是安徽光伏技術發(fā)展的關鍵7年，在這一段時間，無論是論文數(shù)量還是專利數(shù)量較前期均有所突破，但與2012年以后數(shù)量快速增長態(tài)勢還存在較大差異。這一階段為承上啟下階段，與安徽相關產(chǎn)業(yè)政策密不可分。

對安徽省各地市相關專利數(shù)量排名（見圖5），合肥市在相關專利技術中具有絕對優(yōu)勢，專利數(shù)量達到2608件，占全省的44.7%。蕪湖市、蚌埠市專利數(shù)量分列位列第2、3位。合肥市、蕪湖市、蚌埠市、馬鞍山市、滁州市、淮南市合計專利數(shù)量占全省的81.3%，這表明安徽光伏技術集中度明顯，城市競爭差異很大。

圖5 安徽省各省市專利數(shù)量

對IPC分類號小組進行排名，獲得申請量排名（見圖6），根據(jù)國家知識產(chǎn)權局網(wǎng)IPC分類號釋義，安徽申請人在器件、設備以及網(wǎng)絡并聯(lián)饋電裝置（H01L31/18、H02J3/38）專利申請數(shù)量最多，總量達到963件，比第二梯隊充電和電池（F21S9/03、H02J7/35）相關專利多257件。此外，安徽在電能轉(zhuǎn)化裝置（H01L31/48）、供電裝置（H02J7/00）、電路元件（F21V23/00）等領域也申請了較多專利。

圖6 IPC小組號申請量排名

對專利申請數(shù)量排名，申請量前20名的申請人如圖7所示。與論文發(fā)表不同，前20名中，企業(yè)14家，占70%，專利申請總量1287件，占63.1%，平均擁有專利數(shù)91.9件。其中，陽光電源股份有限公司擁有絕對優(yōu)勢，專利申請總數(shù)達到456件。

圖7 申請量前20名申請人排名

根據(jù)IPC分類號小組分類，可以看出企業(yè)和高校在專利技術上的差異性。比較陽光電源股份有限公司和合肥工業(yè)大學，二者均在并聯(lián)饋電的裝置（H02J3/38）申請量最多。此外，陽光電源在發(fā)電、變電或配電（H02S40/32）、變換器（H02M7/483）等技術中申請專利較多；合肥工業(yè)大學在器件或部件設備或方法（ H01L31/18）、半導體器件（ H01L31/32）以及肖特基型勢壘控制調(diào)節(jié)（H01L31/108）等技術中申請專利較多。比較申請量最大的2家企業(yè)專利申請人，二者在專利申請數(shù)量上差距較大，陽光電源專利申請數(shù)量是合肥中南光電有限公司的2倍，但合肥中南光電具有自身優(yōu)勢，其在電纜制造（ H01B13/00）、導電材料（H01B1/22）等方面開展布局，而其他3家申請人均沒有大量布局。安徽理工大學在電池裝置（H02J7/00）、光敏電池（ H02J7/35）等方面布局數(shù)量較多。

二、安徽光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

安徽光伏相關產(chǎn)業(yè)研究開始較早但發(fā)展遲緩，近年來在政府大力支持下，呈現(xiàn)快速而有成效的發(fā)展態(tài)勢，尤其2000年后，隨著光伏發(fā)電技術的成熟，相關技術應用開發(fā)進入快速發(fā)展通道。高等學校在基礎研究中具有絕對的優(yōu)勢，在專利申請中偏向申請輔助、調(diào)節(jié)等光伏發(fā)電相關專利。以陽光電源為代表的企業(yè)重視對技術的開發(fā)和保護。企業(yè)之間的技術具有較大的互補性，如陽光電源在光伏發(fā)電、變電裝置中具有較多專利布局，合肥中南光電則在光纜制造、導電材料中具有明顯優(yōu)勢。從整體技術上看，安徽在光伏發(fā)電、并網(wǎng)以及相關裝置中具有較大的技術優(yōu)勢，但在太陽能電池開發(fā)等方面存在薄弱環(huán)節(jié)。

近年來，安徽很多城市均在建設光伏基地，如合肥定位打造“中國光伏應用第一城”，重點開展光伏逆變器、光伏電池、關鍵生產(chǎn)設備、關鍵原輔料等研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，形成“光伏電池—組件—應用—儲能”全鏈條產(chǎn)業(yè)鏈。蚌埠的定位是鑄造光伏產(chǎn)業(yè)新高地，依托國家和省創(chuàng)新平臺，積極攻關銅銦鎵硒電池、柔性薄膜太陽能電池、建筑一體化太陽能電池等關鍵技術，打造“硅砂加工—太陽能玻璃制造—鍍膜玻璃—薄膜電池組件—光伏工程”產(chǎn)業(yè)鏈。建議發(fā)揮全省一盤棋的優(yōu)勢，加強企業(yè)、地市之間的技術集成利用，在全省形成富有競爭力的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。

一是加強頂層設計，構建光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖。安徽光伏產(chǎn)業(yè)有很多指標在全國已經(jīng)處于領先水平，但在具體技術研究方面仍然存在短板，如技術集中程度高、異質(zhì)化不明顯等。前幾年光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩，正是這種同質(zhì)化發(fā)展的集中體現(xiàn)。因此，政府應該重視光伏技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，提高資源統(tǒng)籌性，明確各區(qū)域優(yōu)勢領域和技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，提高各地區(qū)核心競爭力，提升全省光伏產(chǎn)業(yè)效益。

二是提升光伏專利技術的創(chuàng)新性，加強核心技術突破研發(fā)。雖然安徽光伏專利數(shù)量已經(jīng)達到5824件，但有效發(fā)明專利僅為609件。這說明安徽光伏專利申請人雖然進行了大量研究開發(fā)，但是在突破性、創(chuàng)新性技術上仍然不足，從另一個層面也反應出安徽光伏技術存在同質(zhì)性問題。因此，企業(yè)、高校應加強核心技術、關鍵技術研發(fā)，注重自主創(chuàng)新，尋找新的技術突破口，獲得真正經(jīng)得起推敲、具有實用性的競爭技術。

三是鼓勵龍頭或技術優(yōu)勢企業(yè)開展技術合作。安徽光伏企業(yè)具有一定的技術互補性，如陽光電源、中南光電。蚌埠玻璃設計研究院雖然專利數(shù)量沒有進入前4名，但下屬子公司凱盛集團研發(fā)的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池具有較大國際競爭力。應鼓勵全省具有技術創(chuàng)新優(yōu)勢的企業(yè)突破核心技術，在高效低成本太陽能電池、新型薄膜電池、關鍵光伏材料等方面研發(fā)競爭性產(chǎn)品，以帶動完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈，深化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

四是注重產(chǎn)學研結(jié)合，提高高等學校對光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的貢獻度。高校具有其自身的特點，尤其在人才以及基礎性、關鍵性技術研發(fā)方面具有大量資源。應通過創(chuàng)新平臺、政府引導、自主搭橋等多種方式，加強產(chǎn)學研合作提高企業(yè)技術創(chuàng)新能力，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈體系，實現(xiàn)安徽光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

五是制定更加有利于光伏技術突破的配套政策，加大對光伏技術開發(fā)投入、稅收優(yōu)惠、人才引進與培養(yǎng)等方面的優(yōu)惠政策和補助，建立光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展專項資金，投入關鍵技術研發(fā)并鼓勵成果轉(zhuǎn)化。制定相關技術規(guī)范與標準，發(fā)揮光伏創(chuàng)新平臺或中心在技術研發(fā)、轉(zhuǎn)化、應用以及整個安徽光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展中的作用。