聚類視角下的江蘇光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量分析研究

劉穎佳?郭寧?李玥?郭靖冬?朱一鳴?朱志遠(yuǎn)?王卿

摘要：發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)有助于推動(dòng)我國綠色低碳轉(zhuǎn)型以及“雙碳”目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)。本文綜述了江蘇光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，并構(gòu)建了包括光伏標(biāo)準(zhǔn)制定、專利授權(quán)、產(chǎn)品入選情況等在內(nèi)的評價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用聚類分析方法，分析研究江蘇13個(gè)設(shè)區(qū)市光伏產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展質(zhì)量的特點(diǎn)和水平，從“領(lǐng)航標(biāo)準(zhǔn)”研制等方面，提出江蘇光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量提升的對策建議，為構(gòu)建高效安全的清潔能源新體系提供參考。

關(guān)鍵詞：光伏產(chǎn)業(yè) 聚類分析 標(biāo)準(zhǔn)化 發(fā)展質(zhì)量

Cluster Analysis on the Development Quality of Photovoltaic Industry in Jiangsu

Liu Yingjia， Guo Ning， Li Yue， Guo Jingdong， Zhu Yiming， Zhu Zhiyuan， Wang Qing

（Jiangsu Institute of Quality and Standardization）

Abstract：? The development of photovoltaic industry can promote the green and low-carbon transformation and early realization of the “dual-carbon” goal in China. This work reviews the state-of art quato of the photovoltaic industry in Jiangsu， and designed the evaluation indexes including the photovoltaic standards， authorized patents， products quality， and so on. The development quality characteristics of photovoltaic industry in its 13 cities were analyzed using the cluster analysis method. Helpful suggestions including advanced standards development， etc. are also provided for further development of photovoltaic industry in Jiangsu.

Key words：? photovoltaic industry， cluster analysis， standardization， development quality

1 江蘇光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰 碳中和”目標(biāo)，發(fā)展可再生能源是關(guān)鍵著力點(diǎn)。光伏產(chǎn)業(yè)作為市場空間巨大的可再生能源產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展水平關(guān)系到我國的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量。盡管起步較晚，但我國目前已成為全球光伏產(chǎn)業(yè)影響力最大的國家。江蘇經(jīng)過多年發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，成長為全國乃至全球重要的光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)和制造基地，技術(shù)水平在全國處于領(lǐng)先地位。

1.1 江蘇光伏產(chǎn)業(yè)概況

自2013年走出低谷期以來，江蘇積極推進(jìn)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，著力構(gòu)建綠色低碳、清潔高效的能源生產(chǎn)體系，能源生產(chǎn)發(fā)展呈現(xiàn)新局面。2020年，江蘇光伏電池等新產(chǎn)品產(chǎn)量比上年增長16.5%。光伏新能源裝機(jī)規(guī)模位居全國前列。根據(jù)2021年前三季度全國光伏發(fā)電建設(shè)運(yùn)行情況，江蘇累計(jì)光伏裝機(jī)1812.3萬千瓦，位列全國第三。國家能源局公布《整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)名單》，其中江蘇試點(diǎn)地區(qū)59個(gè)，數(shù)量位居全國第三。

江蘇已發(fā)展形成較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，并被列入江蘇省重點(diǎn)推進(jìn)的30條優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈之一。從單晶硅、多晶硅等原材料生產(chǎn)，到單晶提拉與多晶鑄錠、硅片分割、晶硅電池制造、電池組件封裝以及光伏電站建設(shè)安裝、光伏裝備制造等產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)，江蘇生產(chǎn)規(guī)模世界占比超過50%，連續(xù)數(shù)年位居全球第一。江蘇光伏產(chǎn)業(yè)逐漸顯現(xiàn)出國際競爭優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)端到端自主可控，江蘇的硅片、晶硅電池、晶硅組件等產(chǎn)量均約占全國產(chǎn)量的40%，具有率先成為高質(zhì)量發(fā)展典范的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的潛力[1]。

同時(shí)，江蘇還擁有光伏產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。光伏全球排名前10的領(lǐng)軍企業(yè)中，就有4家江蘇企業(yè)，以天合光能、協(xié)鑫集團(tuán)、阿特斯等為代表。其中，天合光能擁有光伏科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，已連續(xù)二十多次在晶硅電池組件領(lǐng)域打破世界紀(jì)錄，其P型單晶硅PERC電池組件窗口效率達(dá)23.03%。協(xié)鑫集團(tuán)光伏原材料產(chǎn)能全球第一，原創(chuàng)GCL西門子法，成功打破國外壟斷。領(lǐng)軍企業(yè)進(jìn)一步形成產(chǎn)業(yè)集聚。依托創(chuàng)新主體建設(shè)的光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)約占新能源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新平臺(tái)總數(shù)的70%[2]。全省光伏制造企業(yè)已有600多家，近20家企業(yè)年產(chǎn)值超10億元，光伏從業(yè)人員累計(jì)11萬人。其中，蘇南地區(qū)的光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占據(jù)全省比重60%以上[3]。江蘇光伏產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)出區(qū)域集群化的發(fā)展趨勢。產(chǎn)業(yè)集群對推動(dòng)企業(yè)專業(yè)化分工協(xié)作、有效配置生產(chǎn)要素、降低創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成本、節(jié)約社會(huì)資源、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展都具有重要意義。

1.2 符合《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)分析

為引導(dǎo)光伏企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)優(yōu)化布局，工信部從2013年起制定實(shí)施《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》，從生產(chǎn)布局與項(xiàng)目設(shè)立、工藝技術(shù)、資源綜合利用及能耗、智能制造和綠色制造、環(huán)境保護(hù)、質(zhì)量管理、安全、衛(wèi)生和社會(huì)責(zé)任等方面提出要求。《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》是“光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃”的核心內(nèi)容，已更新發(fā)布四個(gè)版本，標(biāo)準(zhǔn)要求不斷提高，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理。至今已發(fā)布9批符合條件的企業(yè)名單。結(jié)合入選和撤銷的企業(yè)情況，全國累計(jì)有184家符合規(guī)范條件的光伏企業(yè)，其中江蘇企業(yè)57家，占比31%，數(shù)量位居全國第一（見圖1）。盡管符合條件的江蘇企業(yè)占全省光伏企業(yè)總數(shù)近10%，但這批企業(yè)都是江蘇主流光伏企業(yè)，具有代表意義。

江蘇根據(jù)地理位置一般劃分為蘇南、蘇中和蘇北三類地區(qū)（其中，蘇南包括南京、無錫、常州、蘇州和鎮(zhèn)江；蘇中包括南通、揚(yáng)州和泰州；蘇北包括徐州、連云港、淮安、鹽城和宿遷）。蘇南、蘇中和蘇北地區(qū)符合《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)的入選數(shù)量、入選產(chǎn)品類型數(shù)、平均授權(quán)專利數(shù)量等信息如圖2所示。可見，蘇南地區(qū)的入選企業(yè)數(shù)量占據(jù)全省的70%以上，其中入選產(chǎn)品類型數(shù)量和平均授權(quán)專利數(shù)量均顯著高于蘇中和蘇北地區(qū)水平。蘇中和蘇北地區(qū)入選企業(yè)數(shù)量和入選產(chǎn)品類型數(shù)量差別并不大。因此，為進(jìn)一步掌握江蘇光伏產(chǎn)業(yè)區(qū)域集群化和發(fā)展質(zhì)量情況，本文以江蘇13個(gè)設(shè)區(qū)市為切入點(diǎn)，基于各市符合《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》的光伏企業(yè)的各類特征數(shù)據(jù)，開展聚類分析，研究不同區(qū)域光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量特點(diǎn)和趨勢，探索江蘇光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的對策和路徑，助推產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

2 研究模型與數(shù)據(jù)來源

2.1 聚類分析模型

聚類分析是對樣品或指標(biāo)進(jìn)行分類的多元統(tǒng)計(jì)分析方法，通過給定樣本特征的相似性或距離，使不同組間的相似性或距離最大，同一組內(nèi)樣本的相似性或者距離最小。聚類分析方法主要有系統(tǒng)聚類法、動(dòng)態(tài)聚類法、模糊聚類法等。本文采用系統(tǒng)聚類法中的離差平方和法，樣本間的距離使用歐氏距離函數(shù)。基本思想是：先將每個(gè)設(shè)區(qū)市各作為一組，每次通過合并減少一組；離差平方和逐步增大，選擇使類內(nèi)離差平方和增加最小的兩組合并，直到所用的設(shè)區(qū)市合并為一類為止。

2.2 指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)來源

本文選取江蘇13個(gè)設(shè)區(qū)市作為區(qū)域研究對象，為客觀評價(jià)各設(shè)區(qū)市符合《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè)特征，以科學(xué)性、可比性、可操作性為原則，選取5個(gè)指標(biāo)，分別是入選企業(yè)數(shù)、企業(yè)成立時(shí)長、入選產(chǎn)品類型數(shù)、企業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)、企業(yè)授權(quán)專利數(shù)。其中，入選企業(yè)數(shù)、入選產(chǎn)品類型數(shù)的信息來源于工信部發(fā)布的第一至第九批《符合〈光伏制造行業(yè)規(guī)范條件〉企業(yè)名單》（不計(jì)入撤銷信息）；入選企業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和授權(quán)專利數(shù)據(jù)分別來自于全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)和國家知識產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫，標(biāo)準(zhǔn)和專利數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)時(shí)間截至2021年11月。

3 江蘇光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量聚類結(jié)果分析

使用SPSS軟件對江蘇13個(gè)設(shè)區(qū)市光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量情況進(jìn)行聚類分析，可以分為3類（見表1）。其中，第一類概括為“引領(lǐng)型城市”，包括無錫、常州和蘇州，處于蘇南的核心地區(qū)。第二類為“潛力型城市”，包括徐州，位于蘇北地區(qū)。第三類概括為“發(fā)展型城市”，包括南京、南通、連云港、淮安、鹽城、揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、泰州、宿遷等9個(gè)設(shè)區(qū)市，主要分布于蘇中和蘇北地區(qū)。為詳細(xì)探討不同類型的設(shè)區(qū)市光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，對以上3類設(shè)區(qū)市進(jìn)行光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量特征分析，特征分析圖見圖3。

3.1 引領(lǐng)型設(shè)區(qū)市

第一類為引領(lǐng)型設(shè)區(qū)市，以無錫、常州和蘇州三個(gè)城市為代表。根據(jù)圖3可以看出，這類設(shè)區(qū)市的入選企業(yè)數(shù)、入選產(chǎn)品類型數(shù)、授權(quán)專利數(shù)都顯著高于其他兩類設(shè)區(qū)市。這一結(jié)果與“蘇南光伏產(chǎn)業(yè)以蘇州、無錫、常州作為三大支柱”相一致[4]。無錫、常州和蘇州的2020年地區(qū)生產(chǎn)總值和常住人口數(shù)位居全省前四，在研發(fā)投入、技術(shù)創(chuàng)新、企業(yè)發(fā)展政策、高科技人才等方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢。從產(chǎn)業(yè)集群來看，無錫在新吳區(qū)、惠山、江陰等地建立“研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、系統(tǒng)集成、應(yīng)用示范”于一體的產(chǎn)業(yè)基地，培育了一批龍頭企業(yè)，2020年底無錫分布式光伏裝機(jī)容量（125.1萬千瓦）位居全省第一；常州2020年底擁有光伏企業(yè)140余家，其中晶硅產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)上企業(yè)49家，分布在新北、武進(jìn)、金壇三個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值635.95億元，同比增長9%；蘇州以阿特斯、中利騰輝等企業(yè)為主導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)集約化優(yōu)勢明顯，在常熟、昆山、吳中等地建立了光伏產(chǎn)業(yè)基地。

3.2 潛力型設(shè)區(qū)市

第二類為潛力型設(shè)區(qū)市，以徐州為代表。徐州處于蘇北地區(qū)，但其2020年地區(qū)生產(chǎn)總值和常住人口數(shù)均位列全省第六。目前已匯聚中能硅業(yè)、協(xié)鑫硅材料等十幾家行業(yè)龍頭型制造企業(yè)，擁有全球最大的高純多晶硅和晶體硅方錠制造廠。光伏產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為當(dāng)?shù)貎?yōu)勢新能源產(chǎn)業(yè)，形成了從多晶硅材料到太陽能電站的完整光伏產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)競爭力不斷增強(qiáng)。徐州的入選產(chǎn)品類型數(shù)量高于第三類設(shè)區(qū)市。需要特別關(guān)注的是，徐州地區(qū)制定的光伏標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量顯著高于其他兩類設(shè)區(qū)市，體現(xiàn)了其對標(biāo)準(zhǔn)化工作的重視，通過有效標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，掌握先進(jìn)光伏技術(shù)話語權(quán)，進(jìn)一步確立其在硅材料制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，發(fā)展質(zhì)量具有后勁潛力。

3.3 發(fā)展型設(shè)區(qū)市

第三類為發(fā)展型設(shè)區(qū)市，主要包括江蘇大部分城市，主要位于蘇中和蘇北地區(qū)。這類設(shè)區(qū)市的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模效應(yīng)沒有前兩類設(shè)區(qū)市高，但發(fā)展質(zhì)量各具特色。例如，揚(yáng)州現(xiàn)有光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)上企業(yè)69家，其中晶澳太陽能是全球單體產(chǎn)能最大的電池片企業(yè)。在高郵、寶應(yīng)、儀征等地設(shè)有產(chǎn)業(yè)布局，并將光伏產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢配套嫁接到燈具、儲(chǔ)能等應(yīng)用市場，培育光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)，形成特色優(yōu)勢。鎮(zhèn)江形成了以電池及組件、光伏輔材為特色的產(chǎn)業(yè)鏈。其中，集聚了中節(jié)能、大成等30多家企業(yè)的鎮(zhèn)江新區(qū)，成為全國為數(shù)不多的“新能源+分布式光伏發(fā)電應(yīng)用”疊加示范區(qū)。泰州在海陵區(qū)建有新能源產(chǎn)業(yè)園，是國家火炬計(jì)劃新能源光伏產(chǎn)業(yè)基地，產(chǎn)業(yè)鏈完備率達(dá)95%以上。目前新能源產(chǎn)業(yè)園正在推進(jìn)“光伏+”發(fā)展模式，實(shí)施園區(qū)及所在鎮(zhèn)分布式屋頂光伏發(fā)電，打造“太陽城”示范園區(qū)（鎮(zhèn)）。南通利用地理區(qū)位優(yōu)勢，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏發(fā)電技術(shù)同步發(fā)展。

4 對策建議

基于本文聚類結(jié)果分析，江蘇光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量提升應(yīng)根據(jù)設(shè)區(qū)市類型特征具有不同的側(cè)重點(diǎn)。

4.1 強(qiáng)化創(chuàng)新示范引領(lǐng)

對于人口規(guī)模大、經(jīng)濟(jì)體量大的引領(lǐng)型設(shè)區(qū)市，建議進(jìn)一步發(fā)展具有國際競爭力的龍頭企業(yè)，集聚人才和資源優(yōu)勢，加大光伏前沿技術(shù)研發(fā)投入，提高自主創(chuàng)新能力，形成技術(shù)、人才、產(chǎn)能溢出效應(yīng)，通過對上下游企業(yè)實(shí)施兼并重組，提高全產(chǎn)業(yè)鏈盈利能力。積極鼓勵(lì)天合光能、阿特斯等龍頭企業(yè)以碳中和為目標(biāo)探索零碳示范園區(qū)建設(shè)，進(jìn)一步開展光伏細(xì)分領(lǐng)域的“領(lǐng)航標(biāo)準(zhǔn)”研制，及時(shí)將先進(jìn)成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮創(chuàng)新發(fā)展引領(lǐng)作用。

4.2 深耕綠色環(huán)保發(fā)展

對于工業(yè)化程度較高、經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的潛力型設(shè)區(qū)市，作為重要的硅產(chǎn)業(yè)基地，建議其充分發(fā)揮當(dāng)?shù)仄髽I(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量、科技研發(fā)、運(yùn)營管理等方面的質(zhì)量管理優(yōu)勢，引領(lǐng)更多企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。在清潔化生產(chǎn)關(guān)鍵核心技術(shù)突破方面，應(yīng)大力開展質(zhì)量提升行動(dòng)。企業(yè)對易造成環(huán)境污染的硅料合成、多晶硅、硅片等生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造升級，與專業(yè)第三方企業(yè)開展合作，加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢料的監(jiān)控、回收和處理，構(gòu)建閉環(huán)供應(yīng)鏈。同時(shí)建議企業(yè)提高節(jié)能降耗法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，走綠色低碳的發(fā)展路徑。

4.3 推進(jìn)融合發(fā)展模式

對于廣大發(fā)展型城市，建議積極引導(dǎo)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)運(yùn)用先進(jìn)質(zhì)量管理和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，加大光伏生產(chǎn)設(shè)備、逆變器、光伏玻璃、背板等上下游產(chǎn)品的研發(fā)創(chuàng)新，培育一批“專精特新”、單項(xiàng)冠軍企業(yè)。建議加強(qiáng)區(qū)域間光伏企業(yè)聯(lián)系，促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同，促使產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行的創(chuàng)新效益提高。同時(shí)，企業(yè)利用好區(qū)位優(yōu)勢，貫徹落實(shí)好《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021—2025年）》《江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃（2021—2025年）》等政策，加大“漁業(yè)+光伏”“光伏+農(nóng)業(yè)”“光伏+儲(chǔ)能”“光伏+交通”“光伏+建筑”等跨產(chǎn)業(yè)融合，推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用。

建議江蘇各地加強(qiáng)合作，共同促進(jìn)創(chuàng)新鏈和光伏產(chǎn)業(yè)鏈深度結(jié)合，穩(wěn)定供應(yīng)鏈，提升價(jià)值鏈，建設(shè)全球領(lǐng)先的光伏先進(jìn)制造業(yè)集群，打造自主可控、綠色清潔的現(xiàn)代光伏產(chǎn)業(yè)體系。

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