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光伏發電

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編輯次數: 6 次  更新時間: 2014-04-01 14:32:24

 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的,這里就以晶體硅太陽能光伏電池生產為主,產業鏈各環節如下:晶體硅原材料生產-晶體硅片制備-太陽能光伏電池制造-太陽能電池組件生產-太陽能光伏產品生產-太陽能光伏電池系統應用。

光伏發電行業產業鏈及價值鏈

光伏發電產業鏈結構分析

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的,這里就以晶體硅太陽能光伏電池生產為主,產業鏈各環節如下:晶體硅原材料生產-晶體硅片制備-太陽能光伏電池制造-太陽能電池組件生產-太陽能光伏產品生產-太陽能光伏電池系統應用。

圖表1:太陽能光伏發電產業鏈
太陽能光伏發電產業鏈

 

資料來源:前瞻產業研究院光伏發電產業研究小組整理

(1)太陽能光伏產品

太陽能光伏產品是以太陽光為能源,通過太陽能電池組件接受太陽輻射,將光能轉換成電能,并在控制器的管理下不斷向蓄電池充電,控制器根據設定的程序將蓄電池中的電能釋放出來向用電設備供電。

太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池(片),有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。其中,單晶和多晶電池用量最大。

(2)光伏發電系統

光伏發電系統通常可分為獨立光伏發電系統、光伏并網發電系統以及互補型光伏發電系統。光伏陣列、電能變換器和控制系統是必不可少的,在很多電能變換和控制策略方面,三者都有類似和通用的部分。

 

光伏發電產業價值鏈分析

2011年,光伏發電產業鏈各環節按增加值所占比例,從大到小排序依次是組件、多晶硅、電池片、硅片。由下圖可以看出,2012年8月以來,光伏組件的增加值有減少趨勢,電池片和硅片的增加值略有增長,多晶硅增加值則維持不變。

圖表2:光伏產業鏈各環節增加值對比(單位:美元/W)
光伏產業鏈各環節增加值對比(單位:美元/W)

 

資料來源:前瞻產業研究院光伏發電產業研究小組整理
圖表3:光伏發電產業微笑曲線
光伏發電產業微笑曲線

 

資料來源:前瞻產業研究院光伏發電產業研究小組整理

從成本構成來看,無論是在硅片還是組件環節,都是原材料所占的比重最大。在電池環節,除了硅片外的其他材料占比相對較小。光伏組件所用原材料主要包括多晶硅料、硅片、電極漿料、EVA、背板等。在組件環節,原材料的成本主要體現在背板、EVA、玻璃和框架上。因而,原材料成本的降低將是實現光伏發電平價上網的一個重要途徑。

圖表4:晶體硅硅片、電池和組件的成本構成分析(單位:美元/W)
晶體硅硅片、電池和組件的成本構成分析(單位:美元/W)

 

資料來源:前瞻產業研究院光伏發電產業研究小組整理

圖表5:晶體硅組件(不含電池)的成本構成分析(單位:%)

圖表5:晶體硅組件(不含電池)的成本構成分析(單位:%)

 

資料來源:前瞻產業研究院光伏發電產業研究小組整理

光伏發電行業政策環境分析

光伏發電產業政策

2012年2月,為貫徹落實《工業轉型升級規劃(2011-2015年)》、《信息產業"十二五"發展規劃》及《電子信息制造業"十二五"發展規劃》,促進太陽能光伏產業可持續發展,工業和信息化部制定了《太陽能光伏產業"十二五"發展規劃》。

規劃中提高"十二五"發展重點包括:

(1)高純多晶硅

支持低能耗、低成本的太陽能級多晶硅生產技術。在現有的基礎上,通過進一步的研究、系統改進及完善,支持研發穩定的電子級多晶硅生產技術,并建立千噸級電子級多晶硅生產線。突破高效節能的大型提純、高效氫氣回收凈化、高效化學氣相沉積、多晶硅副產物綜合利用等裝置及工藝技術,建設萬噸級高純多晶硅生產線,綜合能耗小于120度/公斤。

(2)硅碇/硅片

支持高效率、低成本、大尺寸鑄錠技術,重點發展準單晶鑄錠技術。突破150-160微米以下新型切片關鍵技術,如金剛砂、鋼線切割技術,提高硅片質量和單位硅材料出片率,減少硅料切割損耗。

(3)晶硅電池

大力發展高轉換率、長壽命晶硅電池技術的研發與產業化。重點支持低反射率的絨面制備技術、選擇性發射極技術及后續的電極對準技術、等離子體鈍化技術、低溫電極技術、全背結技術的研究及應用。關注薄膜硅/晶體硅異質結等新型太陽能電池成套關鍵技術。

(4)薄膜電池

重點發展非晶與微晶相結合的疊層和多結薄膜電池。降低薄膜電池的光致衰減,鼓勵企業研發5.5代以上大面積高效率硅薄膜電池,開發柔性硅基薄膜太陽電池卷對卷連續生產工藝等。及時跟進銅銦鎵硒和有機薄膜電池的產業化進程,開發并掌握低成本非真空銅銦鎵錫薄膜電池制備技術,磁控濺射電池制備技術,真空共蒸法電池制備技術,規模化制造關鍵工藝。

(5)高效聚光太陽能電池

重點發展高倍聚光化合物太陽能電池產業化生產技術,聚光倍數達到500倍以上,產業化生產的電池在非聚光條件下效率超過35%,聚光條件下效率超過40%,襯底剝離型高倍聚光電池轉化效率在非聚光條件下效率超過25%。突破高倍聚光太陽電池襯底玻璃技術、高效率高倍聚光化合物太陽電池技術、高倍率聚光電池測試分析和穩定性控制技術等,及時發展菲涅爾和拋物鏡等配套設備。

(6)BIPV組件

重點發展BIPV組件生產技術,包括可直接與建筑相結合的建材、應用于廠房屋頂、農業大棚及幕墻上的雙玻璃BIPV組件、中空玻璃組件等,解決BIPV組件的透光、隔熱等問題,設計出美觀、實用、可直接作為建材和構件用的BIPV組件。擴大建筑附著光伏(BAPV)組件應用范圍。

(7)光伏生產專用設備

支持還原、氫化等多晶硅生產設備,大尺寸、低能耗、全自動單晶爐,噸級多晶硅鑄錠爐,大尺寸、超薄硅片多線切割機,硅片自動分選機等關鍵生產設備。支持多槽制絨清洗設備、全自動平板式等離子體增強化學汽相沉積(PECVD)、激光刻蝕機、干法刻蝕機、離子注入機、全自動印刷機、快速燒結爐等晶硅太陽能電池片生產線設備和PECVD等薄膜太陽能電池生產設備。促進光伏生產裝備的低能耗、高效率、自動化和生產工藝一體化。

光伏發電補貼政策

2012年10月26日,國網正式對外發布支持分布式光伏電站建設及光伏發電并網的有關意見,并公布分布式光伏發電站接入電網的相關標準。該意見的最大亮點在于,針對單個并網點裝機容量在6兆瓦以下,且接入電壓在10千伏以下的光伏項目,將減免包括調試、檢測等在內的服務費用。同時,滿足上述條件的光伏發電站接入電網的投資將由國家電網負責,也即免去接入費。分析認為,國網的這次讓利舉動,將極大促進分布式光伏發電站在國內的應用,并對光伏組件、逆變器、蓄電池等與分布式光伏發電有關的行業帶來實質性的利好。

一般說來,由于分布式發電接入電網需要進行線路改造,因此電網會向接入方收取一定的接入費。而為了系統運行的安全穩定,分布式發電還需要電網作為后備電源,為此需向電網繳納一定數額的備用容量費。目前分布式發電成本遠高出一般的火力發電標桿電價,再加上不菲的接入費與備用費,大多數分布式電站只能選擇離網運行。光伏并網一個接入點的價格是42萬元,以1兆瓦的項目為例,接入點需10個以上,僅接入費用就是400多萬元。發達國家普遍制定了分布式電源并網的收費標準,但中國只有上海等少數幾個地區制定了接入費與備用費的收取標準,目前上海分布式電源接入電網的收費依據項目容量而定,最低為40萬元。

隨著免接入費政策的實施,更多離網分布式光伏發電站將選擇并入電網。由中國電科院牽頭編寫的《光伏電站現場組件檢測規程》、《光伏電站逆變器效率檢測技術要求》、《光伏電站逆變器電磁兼容性檢測技術要求》三項電力行業標準初稿,已通過專家初稿審查通過,這將進一步完善國內光伏發電領域關鍵技術標準體系。

此次國家電網對6兆瓦以下光伏發電站免收接入費,是對已進入冰凍期許久的光伏產業的絕對支持。上述政策一旦實施,將推動光伏發電特別是整個光伏行業鏈的復蘇,受益的將包括上游的多晶硅、中游的組件、下游的逆變器和蓄電池以及合同能源管理等多個行業。目前,從事光伏組件、電池、硅片的上市公司有海潤光伏、向日葵和超日太陽等。在逆變器方面,陽光電源生產的光伏逆變器,在業內擁有極高的市場占有率。除此之外,通過光伏建筑一體化,從事合同能源管理的泰豪科技等公司,也將隨著分布式光伏發電站并網規模的擴大,從中獲得實質收益。

光伏發電行業發展狀況分析

中國光伏產業發展"十二五"目標已進行新的調整,從之前公布的光伏發電裝機容量21GW,擴大到35GW。2011年,我國光伏發電裝機容量突破3GW,2012年突破7GW。按照新的光伏產業發展目標,2013-2015年,我國每年新增的光伏裝機容量應約達10GW,這樣的速度全球少見。新目標下,分布式光伏發電和并網光伏發電也將基本平分35GW的目標。

圖表6:我國"十二五"期間光伏新增裝機容量及預測(單位:GW)

圖表6:我國"十二五"期間光伏新增裝機容量及預測(單位:GW)

 

資料來源:前瞻產業研究院光伏發電產業研究小組整理

具體內容詳見前瞻產業研究院發布的《2014-2018年中國光伏發電產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。

光伏發電行業國際知名企業

美國First Solar

德國Q-Cells

臺灣茂迪

日本Sharp

臺灣昱晶能源

日本Kyocera

美國Sun Power

光伏發電行業國內領先企業

尚德電力控股有限公司

英利綠色能源控股有限公司

晶澳太陽能有限公司

天合光能有限公司

阿特斯陽光電力集團

韓華新能源(啟東)有限公司

東營光伏太陽能有限公司

浙江昱輝陽光能源有限公司

晶科能源控股有限公司

常州億晶光電科技股份有限公司

 

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