
中国光伏市场安装量的基数较低,但近年来发展势头很猛,如果能够保持年平均增长51.2%,2015年累计装机将达到10~15GW,2020年累计装机将会达到50GW。
中国是能源需求大国,随着经济的快速增长,对能源需求也在快速上升。从2000年开始,中国能源消费年平均增长速度接近10%,2010年能源消费总量超过了32亿t标准煤,经济增长方式转变和能源供应结构调整是必须面对和解决的问题。根据中国提出国家减排目标,到2020年单位GDP的碳强度要比2005年降低40%~50%,非化石能源在全部能源消费的比重要提高到15%,因此发展包括光伏电力在内的可再生能源就变得尤为重要。
国家可再生能源政策
为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,中国2006年1月1日开始实施《中国可再生能源法》,支持可再生能源发展的核心办法是“强制上网、全额收购、分类电价、全网分摊”。经过一段时间的实践,在2009年12月,全国人大又对《可再生能源法》进行了修订,除了进一步完善,主要解决了其中一些地方的可操作性问题。
修订案明确了规划制定和审批权的集中:国务院能源主管部门会同国家电力监管机构和国家财政部门,按照全国可再生能源开发利用规划,确定规划期内应当达到的可再生能源发电量占全部发电量的比重,制定电网企业优先调度和全额收购可再生能源发电的具体办法,并由国务院能源主管部门会同国家电力监管机构在年度中督促落实;各地人民政府依据全国规划和本区域中长期目标编制,报国务院能源管理主管部门和国家电力监管机构备案。并组织实施;强调技术发展,明确了资金来源:国家设立政府基金性质的可再生能源发展基金,来源包括国家财政年度安排专项资金和征收可再生能源电价附加等,改全额收购为“全额保障性收购”。

保障性的含义明确了电网企业、发电企业、政府三方的责任和义务:政府制定规划和做出行政许可,发电企业按规划、取得许可或备案、供应符合标准的电能并配合电网保障安全,电网企业按规划及许可全额收购、加强电网建设。
因此《可再生能源法》及其修订建立起了中国可再生能源的基本制度框架,包括总量目标制度:要求政府制定发展规划和提出总量目标;固定电价和费用分摊制度:要求实行政府定价和招标电价相结合,全部用户分摊额外成本;财政补贴制度:中央和地方两级财政均可给予补贴,中央建立可再生能源发展基金,若干地方政府也建立了可再生能源发展基金,税收优惠制度:增值税和所得税优惠等。
2007年和2008年,国家发改委分两次核准了4个1MW以下光伏电站项目,包括上海2个项目、内蒙古和宁夏各1个项目, 实行4元/kWh的上网电价,高出当地脱硫燃煤机组标杆电价的部分纳入全国分摊。
2008年底,国能局综函[2008]70号《国家能源局关于建设甘肃敦煌10MW光伏并网发电示范2009年6月工程的复函》,启动了该项目的招标工作,13家投标单位的平均报价为1.42元/kWh,2009年6月批准的2个10MW光伏电站中标上网电价为RMB1.0928元/kWh。2010年8月,第2批280MWp共13个项目地面光伏电站特许权招标,中标上网电价为RMB0.7288~0.9791元/kWh之间。同期北方地区其它行政许可项目上网电价为RMB1.12元~1.15元/kWh。2011年4月青海“930项目”通知采用1.15元/ kWh上网电价。
2011年7月国家发改委发出《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》,决定实行全国统一的光伏发电上网标杆电价,规定在2011年7月1日以前核准建设并能够在2011年12月31日前建成投产的光伏发电项目实行 1.15元/ kWh的上网电价,不满足以上条件的,除西藏外将实行1元/ kWh的上网电价,该通知还明确了通过特许权招标确定业主的光伏发电项目按中标电价执行,且中标价格不得高于以上标杆电价。与此同时,支持光伏发电示范项目,对其初始投资进行财政补贴的激励措施也在中国启动,包括:
2009年3月23日,财政部印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》明确中央财政从可再生能源专项资金中安排部分资金,支持太阳能光电在城乡建筑领域应用的示范推广。
2009年7月16日,财政部、科技部和国家能源局联合印发《关于实施金太阳示范工程的通知》,明确中央财政从可再生能源专项资金中安排一定资金,支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化。

我国光伏产业现状
由于光伏发电的成本远远高出目前中国水电、火电的电网收购价格(0.35元~0.45元/kWh),也高于风电的发电成本(0.5~0.6元/kWh),所以在《可再生能源法》实施以后,中国对光伏的具体政策的制定与实施滞后于风力发电和生物质能发电等,处于“一事一议”的状况。
2000年,德国率先实施“固定上网电价法”,带动了许多国家,特别是欧盟光伏市场快速发展,至2010年,欧盟光伏装机约占到全球80%的份额,其中德国约占50%。我国光伏组件从2004年开始大量出口,至2010年,我国光伏组件的年发货量已经接近全球的50%,但国内安装比例只占到全球大约2.9%。光伏上网电价、“光电建筑示范”、“金太阳示范工程”等具体政策实施带动了我国光伏更大规模应用,2010新增装机达到了530MWp。2011年初步统计已超过2.5GW,约占我国当年发货量的18%,光伏组件产品依赖国外市场的局面开始有所改变。
我国光伏产业链所需装备制造业的发展
光伏产业中的相关装备制造业应该分为以晶体硅太阳电池为核心的光伏产业链生产装备和薄膜太阳电池生产工艺设备两个方面。
以晶体硅太阳电池为核心的光伏产业链生产装备相关制造设备主要包括产业链各生产环节的制造设备。如多晶硅材料制造环节的SiHCl3合成设备及精馏塔、SiHCl3还原炉、氢化炉、尾气回收设备等,晶硅锭/硅片制造环节的单晶炉、多晶铸锭炉、切片机等,电池制造环节的清洗机、扩散炉、PECVD机、丝网印刷机、烘干炉、烧结炉、分选机等,组件封装环节的层压机、激光划片机、组件测试仪等。在我国发展的已经相对成熟,除个别环节外,大部分装备我国已经能够实现国产化生产,有些设备已经达到国际先进水平。
多晶硅材料制造设备包括工业硅冶炼装备,主要设备是电弧冶炼炉,利用硅矿石与碳在电弧炉中冶炼提纯到98%生成工业硅,目前已经国产化,但耗能指标等有待提升。多晶硅生产装备有电解制氢装置、HCl合成炉(配干燥装置)、三氯氢硅沸腾床加压合成炉、三氯氢硅水解凝胶处理系统、粗馏/精馏塔、硅芯还原炉、磷检炉、尾气干法回收装置、硅料清洗设备等。
我国已能够生产SiHCl3合成设备和分馏塔,SiHCl3还原炉,作为改进西门子法封闭循环的关键设备之一尾气回收设备-热氢化炉也已研发成功并投入使用。
晶硅锭/硅片生产设备包括单晶硅片生产主要设备单晶炉、内园/外园切割机、磨床、多线切割机、硅料/硅片清洗机等。多晶硅片生产设备多晶铸锭炉(含辅助坩埚烧结炉、喷涂机)、线切方机、多线切割机、磨床、倒角机、硅料/硅片清洗机等。
我国已是太阳能级单晶炉的绝对大国,不但可以满足国内市场需求,而且实现了批量出口。 多晶硅铸造炉国产化步伐在加快,已经有多家企业开发多晶硅浇铸炉制造技术,其中800kg铸锭炉已是目前世界最大的单体硅锭。从这点来说国内多晶硅铸造炉已经处于国际领先水平,但结晶质量还有待进一步提高。

国内现有硅片生产过程使用的线锯主要依靠进口。但已有多家公司在开发太阳级硅片的专用线锯设备。线锯的国产化和普遍推广使用已为期不远。太阳电池制造设备主要包括清洗/制绒机、扩散炉、去磷硅玻璃清洗机、去边设备、等离子刻蚀机、湿法刻蚀机、PECVD、丝网印刷机、高温烧结炉、测试分选仪等。硅片清洗机也已实现国产化,国内太阳电池生产线约有半数使用了国产化清洗机。
扩散炉、等离子刻蚀机、烘干炉等均已实现国产化,被多家主要电池生产企业采用。 新型高效电池浅结工艺用链式扩散炉国内尚属空白,正在开发。湿法刻蚀机是高效电池的关键设备之一,国内高端生产线主要以RENA和SCHMID设备为主,处于推广初期。
PECVD-SiN炉分为链式和管式,目前已有多家企业生产,工艺效果尚需进一步优化提高。半自动丝网印刷机已大量被使用, 全自动丝印机正在投入市场。烧结炉国内已有多家生产,但与国外先进设备在升温速率和控温精度方面有一定差距,有待改进。
国产分选机已在自动化程度不高的小规模生产线上使用。已有国内企业全自动化分选机上市。已有企业正在研发硅片和太阳电池片自动移送设备,以提高太阳电池生产线的自动化程度。少数公司已经推出太阳电池生产整线设备交钥匙工程。
光伏组件封装设备主要包括串焊机、层压机、装框机、组件测试仪等。较早就已实现国产化,并已有相当数量的出口。目前生产层压机的企业有二十余家。大型全自动封装设备、多层层压机等产品已经填补国内的空白。太阳能电池片自动焊接机,自动铺设机正在开发和试用过程中。一些公司已经陆续推出组件流水线产品,国内组件生产的自动化程度将会大幅度提高。
组件测试仪的生产水平也在逐步提高,部分型号达到AAA标准要求,其中9A太阳模拟器经过德国费劳霍非太阳能实验室的测试,成为德国SCHMID整线产品的标配设备,随SCHMID整线产品销往世界各地。
其他一些辅助生产装备,包括纯水/循环水系统、废水处理系统、空压机、空调系统、燃烧塔、酸雾净化塔、动力装置、有机塔等已经配套生产。
薄膜太阳电池生产工艺设备包括不同材质、不同工艺路线的薄膜电池制造全套生产线的各种装备。目前我国已经能够制造小功率的非晶硅薄膜太阳电池的生产装备,但与一些发达国家的水平还有差距。其他新型薄膜太阳电池生产装备(含制造工艺)还处于研发或成套制造的起步阶段。主要设备——玻璃清洗机、PVD(或LPCVD)、激光划线机、PECVD、测试设备等。非晶硅薄膜设备因为起步较晚且没有TFT-LCD设备制造基础,除激光划线和清洗设备外,关键的薄膜生产设备PECVD等成为制约因素,从而只能生产5MW左右规模、小尺寸生产线设备。
中国光伏产业快速发展, 也拉动了光伏产业链各环节的相关设备制造业和材料产业的发展,形成了一个大的较完整的新型产业,它不但改变着传统产业结构,而且带来了巨大的经济、社会效益和环境效益。
我国光伏产业发展趋势
2000年以来,全球光伏产业发展迅速,最近10年光伏安装量年平均增长率为55.5%,最近5年的年平均增长率约为68%。2011年,由于欧债危机影响,欧洲一些国家降低补贴,光伏产品价格大幅下跌,我国光伏制造业利润下滑,但光伏系统成本下降也反过来刺激市场应用,全球当年安装量仍然增长了约70%。
中国光伏市场安装量的基数较低,但近年来发展势头很猛,如果能够保持年平均增长51.2%,2015年累计装机将达到10~15GW,2020年累计装机将会达到50GW,如能保持年平均增速62%,可以实现100GW的更高目标(图1)。
我国在离网光伏发电方面有着比较好的商业化发展经历,在今后的10年当中,随着光伏电力成本的持续下降,光伏发电“平价上网”时代会相继到来,市场化的发展将会快速增长(图2)。中国在2014年前后有望实现工商业用电(用户侧)平价上网,2018年前后实现居民用电(用户侧)平价上网,2021年前后实现向电网售电(发电侧)平价上网。虽然目前全球光伏市场仍然需要政策的激励和扶持,经过一段时间的培育,光伏技术水平和产品质量将不断提升,市场规模将不断扩大,光伏电力的成本也将不断降低,将逐步成为一种具有市场竞争力的二次能源。也有希望成为本世纪中叶的主要替代能源和本世纪末的主力能源。
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10月31日,以 “解锁・下一步” 为主题的2025红帽论坛暨媒体沟通会在北京JW万豪酒店盛大召开。红帽通过核心主旨演讲、重磅新品发布、权威报告解读及高层对话,全方位展现了其以开源技术破解行业痛点、引领企业数字化转型的实力与愿景,为 AI 时代的企业创新注入强劲动力。
作者:何发
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