基于光伏發(fā)電技術(shù)的光伏行業(yè)發(fā)展及投資風(fēng)險分析

Photovoltaic Industry Development and Investment Risk Analysis Based on

Photovoltaic Power Generation Technology

CHEN Wei-min

摘要：社會發(fā)展離不開能源的消耗，光伏發(fā)電具有清潔、高效、安全等優(yōu)點，被世界各國普遍關(guān)注并作為重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。本文主要就光伏行業(yè)的發(fā)展前景和投資風(fēng)險進行了分析研究。

Abstract： Social development is inseparable from the consumption of energy. Photovoltaic power generation has the advantages of being clean， efficient and safe， and has been widely regarded as a key development industry in the world. This paper mainly analyzes the development prospects and investment risks of the photovoltaic industry.

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;行業(yè)發(fā)展;投資風(fēng)險

Key words： photovoltaic power generation;industry development;investment risk

中圖分類號：TM615? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）32-0168-03

0? 引言

光伏，即太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，是指利用太陽能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽光輻射能轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)。

1? 光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景

隨著社會的快速發(fā)展，人類面臨著巨大的能源與環(huán)境壓力。雖然我國能源資源相對豐富，但由于人口眾多，人均能源量遠低于世界平均水平。因此，積極開發(fā)、利用可再生能源是解決能源短缺的有效方法之一。

太陽能光伏發(fā)電具有清潔、高效、安全等優(yōu)點，被世界各國普遍關(guān)注并作為重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。光伏發(fā)電不僅僅用于解決邊遠地區(qū)用電和特殊用電，更轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電和建筑結(jié)合供電的方向發(fā)展，很多發(fā)達國家都已制定了能源中長期發(fā)展規(guī)劃，重點發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)和技術(shù)。

最近幾年，我國光伏電池制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴展迅速，多晶硅冶煉技術(shù)逐步成熟，形成了完整的制造體系，包括硅材料、硅片、光伏電池、光伏組件、逆變器和控制設(shè)備等。

但是，全球光伏市場普遍出現(xiàn)了需求增速減緩、出口阻力增大、產(chǎn)業(yè)發(fā)展不協(xié)調(diào)等現(xiàn)狀。同時，我國光伏行業(yè)面臨產(chǎn)能過剩、市場開發(fā)不足、技術(shù)創(chuàng)新能力不強等問題，光伏企業(yè)經(jīng)營普遍存在一定的困難，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的形勢比較嚴峻。

光伏產(chǎn)業(yè)是全球可再生能源產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α．?dāng)前我國光伏產(chǎn)業(yè)面臨的問題，既是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)，也是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級的機遇。國家先后發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》、《財政部關(guān)于分布式光伏發(fā)電實行按照電量補貼政策等有關(guān)問題的通知》等文件，支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

目前，山東省電網(wǎng)電力生產(chǎn)方式仍以火電為主，以高耗能的火力發(fā)電為主的能源結(jié)構(gòu)難以滿足可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整刻不容緩。因此，積極開發(fā)利用太陽能、風(fēng)能等清潔能源迫在眉睫，以多元化的能源方式來滿足經(jīng)濟發(fā)展需求是解決目前能源危機的有效手段。

2? 行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

2.1 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈分析

從廣義上來說，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈主要包括光伏電站設(shè)備制造商——電站建設(shè)安裝承包商——電站發(fā)展商——電力輸送網(wǎng)絡(luò)提供商等幾個環(huán)節(jié)。

由于目前太陽能光伏電池80%以上是以單晶硅或多晶硅為原材料生產(chǎn)的，這里就以晶體硅太陽能光伏電池生產(chǎn)為主進行介紹，光伏制造產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)如圖1。

2.1.1 太陽能光伏產(chǎn)品

太陽能電池組件將太陽輻射光能轉(zhuǎn)換成電能，并向蓄電池充電，再將蓄電池中的電能釋放出來供給用電設(shè)備，整個過程由控制器根據(jù)設(shè)定的程序進行管理。

太陽能光伏產(chǎn)品最基本的元器件是太陽能電池（片），共有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等幾種。其中，最常見的是單晶硅和多晶硅電池。

2.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為獨立、并網(wǎng)和互補型光伏發(fā)電系統(tǒng)三類。光伏陣列、控制系統(tǒng)和電能變換器是必不可少的，在部分電能轉(zhuǎn)換和控制策略方面，三類系統(tǒng)具有通用性。

2.2 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)價值鏈分析

光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)按增加值所占比例，從大到小排序依次是組件、多晶硅、電池片、硅片。

從利潤來看，上游的硅料生產(chǎn)利潤率最高，下游電站收益受國家補貼影響也很可觀，而中游電池片和電池組件制造進入門檻較低，行業(yè)競爭較為激烈，利潤率也相對較低。

3? 主要工藝技術(shù)

3.1 光伏發(fā)電的工作原理

太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。

3.2 光伏組件生產(chǎn)流程

太陽能光伏主要產(chǎn)品包括硅材料、硅錠、硅棒、硅片、太陽能電池板、光伏逆變器、光伏電站、太陽能燈具等。國內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)有天合光能、阿特斯、尚德集團、力諾集團、賽維LDK等。

3.2.1 原料晶體硅

原料晶體硅的生產(chǎn)技術(shù)門檻高、投資大，具有較強的壟斷性，目前多集中在國外企業(yè)Hemlock、Wacker、Tokuyama、REC、MEMC、Misubishi和Sumitomo，這幾家企業(yè)占全球多晶硅產(chǎn)量95%以上。

多晶硅生產(chǎn)工藝為：高純石英（經(jīng)高溫焦碳還原）→工業(yè)硅（酸洗）→硅粉（加HCl）→SiHCl3（經(jīng)過粗餾精餾）→高純SiHCl3（和H2反應(yīng)CVD工藝）→高純多晶硅。

3.2.2 硅片生產(chǎn)

生產(chǎn)工藝流程主要包括裝料、烙化、長晶、上角凝固、鑄錠、破錠、切片等環(huán)節(jié)。

3.2.3 電池片制造

提高太陽能電池的電能轉(zhuǎn)換效率和降低生產(chǎn)成本是太陽能電池技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，晶體硅太陽能電池的制造工藝流程如圖3。

3.2.4 組件封裝成為電池板

封裝是太陽能電池生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，不僅可以保證電池的壽命，還可以增大電池的抗擊強度。沒有良好的封裝工藝，再好的電池也生產(chǎn)不出好的電池組件板。封裝工藝流程如圖4。

4? 當(dāng)前行業(yè)存在的問題

4.1 生產(chǎn)技術(shù)和裝備與國際先進水平相比存在差距

我國多晶硅生產(chǎn)工藝及裝備制造還處于起步階段，國產(chǎn)化程度較低，在成本、質(zhì)量等方面與國際先進水平存在較大差距，一些關(guān)鍵配套材料尚需依賴進口。晶體硅高效電池、新型電池及前沿技術(shù)方面，還未有所突破。關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備性能與國際先進水平存在差距，缺乏國產(chǎn)化整線集成解決方案，綜合利用方面缺少一定的經(jīng)驗。

4.2 發(fā)電成本較高，主要依賴政策支持

雖然，我國太陽能光伏發(fā)電成本已經(jīng)在逐年降低，但仍高于火力和風(fēng)力發(fā)電等常規(guī)項目，主要依靠國家補貼和政策扶持，在經(jīng)濟效益方面，不具備競爭力。目前，國家出臺的各項補貼政策只是暫時的，無法保證光伏發(fā)電項目長期穩(wěn)定運行，存在一定的隱患，導(dǎo)致投資者對市場信心不足，很多項目被擱淺。

4.3 缺乏科學(xué)的統(tǒng)一規(guī)劃

在國家出臺了一系列鼓勵可再生能源發(fā)展的政策激勵下，各地紛紛制定了光伏發(fā)電行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，加大產(chǎn)業(yè)發(fā)展力度，但與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟社會發(fā)展、太陽能資源及電網(wǎng)容量存在不協(xié)調(diào)的問題，局部存在“一窩蜂”現(xiàn)象。國家層面沒有對太陽能資源進行詳細普查，不能滿足太陽能資源開發(fā)利用的需求，缺乏科學(xué)的、具有實際可操作性行的行業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

5? 投資風(fēng)險分析

5.1 政策風(fēng)險

光伏發(fā)電項目受上網(wǎng)電價和國家補貼政策影響較大。光伏發(fā)達國家的政策正逐步增大補貼范圍、減小補貼額度，包括中國在內(nèi)的光伏新發(fā)展國家也在積極出臺刺激政策，在擴大市場需求的同時對企業(yè)的成本控制提出了更高的要求。企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注政策動向，控制生產(chǎn)成本，兼顧國內(nèi)外市場，開拓新需求。

5.2 技術(shù)風(fēng)險

制約光伏發(fā)電成本的技術(shù)難點主要有多晶硅生產(chǎn)、電池片硅耗、電池光電轉(zhuǎn)化率和使用壽命等。

多晶硅生產(chǎn)工藝的難點是閉環(huán)工藝，成本低且環(huán)保。國內(nèi)部分企業(yè)已實現(xiàn)閉環(huán)工藝，未來若缺乏技術(shù)更新?lián)Q代能力可能會受到一定影響。

切片厚度下降可以降低硅消耗，但卻導(dǎo)致下游電池加工設(shè)備損耗率上升，要想提高企業(yè)競爭力，需進一步改善下游設(shè)備。

提高電池光電轉(zhuǎn)化率、延長使用壽命對降低光伏電池成本有很大作用，但提高幅度有限，日后能否大幅提高不確定性較大。

企業(yè)應(yīng)時刻關(guān)注國內(nèi)外技術(shù)研發(fā)成果，做好戰(zhàn)略、產(chǎn)品、生產(chǎn)方式的調(diào)整，提高產(chǎn)品競爭力，拓展市場。

5.3 市場風(fēng)險

我國太陽能電池企業(yè)主要為出口外向型企業(yè)，但是由于國際市場變化和補貼政策的調(diào)整，市場需求減少，直接導(dǎo)致了我國太陽能電池制造企業(yè)銷售額下降。

5.4 產(chǎn)能過剩風(fēng)險

太陽能電池主要分為晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池兩大類。晶硅太陽能電池目前技術(shù)較成熟、應(yīng)用較廣泛，存在產(chǎn)能過剩傾向。下一步，隨著海外市場的進一步開拓和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)能過剩問題將得到一定程度的緩解。

因此，光伏企業(yè)應(yīng)努力提高技術(shù)研發(fā)水平，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，積極開拓市場，充分認識到各階段的潛在風(fēng)險并做好防范化解措施，才能穩(wěn)定收入，提高利潤。

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作者簡介：陳維敏（1986-），女，山東濰坊人，研究方向為自動化。