一、光伏能源战略

一、光伏能源战略

太阳能光伏是指利用光伏半导体材料的光生伏打效应而将太阳能转化为直流电能的设施。一般是以硅材料的应用开发形成的光电转换产业链条称之为“光伏产业”。由于近年来各国都在积极推动可再生能源的应用,光伏产业的发展十分迅速。光伏系统可以大规模安装在地表上成为光伏电站,也可以置于建筑物的房顶或外墙上,形成光伏建筑一体化。至2030年,太阳能光伏全球装机容将达到2 840吉瓦(GW),太阳能光伏发电成本约为34—40美元/兆瓦时(MWh),在过去10年里,太阳能光伏发电成本下降了近90%。

由于太阳能光伏发电的技术和成本等优势,世界各国普遍将其定位为未来电力系统的支柱。美国重返《巴黎协定》,虽然联邦政府没有专门的太阳能战略,但拜登政府已经把清洁能源制造作为优先事项,并在太阳能研究方面投入巨资。欧盟认为欧洲是太阳能行业的领导者,欧洲太阳能行业在设备、逆变器、原材料和加工材料的研发和制造方面处于领先地位。欧盟认为,太阳能光伏将为欧盟公民和企业提供负担得起、安全和清洁的电力供应,以重振欧洲工业和推动绿色发展。英国能源和气候变化部的计划表明,英国政府改变了发展太阳能发电的重点,从之前开发大型太阳能发电场,转变到利用大型建筑物屋顶安装太阳能光伏面板,这项计划将使英国在发展太阳能发电方面取得世界领先地位。日本经济产业省公布的《2050年碳中和绿色增长战略》显示,电力行业仍然较多地依靠传统的燃煤燃气发电,为按时兑现减排目标,重心将转向以太阳能为首的可再生能源。

光伏产业作为半导体技术与新能源需求相结合的衍生产业,是世界主要国家都极为重视的战略性新兴产业之一。在可控核聚变技术成熟之前,光伏也是所有能源品种中最理想的,是未来30年全球实现净零目标的希望之光。因此,世界各国的光伏能源战略目标几乎都是促进电力绿色转型。美国提出要完善国内基础设施建设,促进本国太阳能产业产能的整体回流,达到创造更多工作岗位的效果,尤其是企图转移在中国经营的太阳能公司的供应链,缩减中国相关企业对美太阳能产品出口。日本政府公布的第6版《能源基本计划》首次提出“最优先”发展可再生能源,提出到2030年可再生能源发电量的占比将达到36%—38%,除扩大太阳能光伏发电的规模、增加其用地以外,更重要的是依靠科技力量不断提高太阳能光伏发电的能效。同时,日本经济产业省发布了《绿色增长战略》,光伏被纳入下一代住宅、商业建筑和太阳能产业,发展目标是到2050年实现住宅和商业建筑的净零排放。英国太阳能贸易协会呼吁政府大幅增加太阳能装机容量。继承诺到2030年达到40 GW 和2035年达到54 GW 的目标之后,英国政府在《能源安全白皮书》中提出:到2030年,英国的太阳能发电装机容量要从目前的14.9 GW 增加到50 GW,增幅超过235%,未来9年将实现年均增长3.9 GW。欧盟委员会发布了备受期待的RePower EU 通讯,旨在解决欧洲目前面临的能源安全和价格挑战,这项计划提出,通过加速发展可实现2030年1 000 GW 太阳能装机目标。提案还强调了屋顶太阳能在欧盟国家电力供应上的作用,目标是在2022年底之前安装15 TWh的太阳能屋顶。包括屋顶太阳能目标在内,RePower欧盟战略计划到2030年欧盟新增420 GW 的太阳能,使欧盟的太阳能总装机容量达到565 GW。

光伏产业链包括上游硅料、铸锭(硅棒)、硅片,中游电池片、电池组件、薄膜光伏组件以及下游应用系统(包括发电系统、运维监测系统、逆变器)等六个环节。从利润结构来看,上游的硅料生产获利最高,而下游电站收益由于国家补贴收益也很稳定,而中游电池片和电池组件由于进入门槛较低,导致竞争激烈,收益相对较低。《美国太阳能制造法案》建议重点推动薄膜和晶硅光伏产业链的国内制造,而美国参议院财政委员会发布的《重建更好未来法案》草案提到重点发展太阳能光伏逆变器和跟踪器,以及此前提及的重点发展太阳能光伏电池、组件产业链。日本经济产业省发布的《绿色增长战略》中提到,加快包括钙钛矿太阳电池在内的具有发展前景的下一代太阳电池技术研发、示范和部署;加大太阳能建筑的部署规模,推进太阳能建筑一体化发展。英国在集热器制造、测试、安装、培训和咨询等领域具有专长,在光伏发电材料研发领域居世界领先水平,近期重点发展领域聚焦“太阳能+储能”。其他大部分国家发展太阳能光伏的重点基本落在增加装机量,以替代传统化石能源的发电需求。