光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括硅料、鑄錠(拉棒)、切片、電池片、電池組件、應(yīng)用系統(tǒng)等6個(gè)環(huán)節(jié)。上游為硅料、硅片環(huán)節(jié);中游為電池片、電池組件環(huán)節(jié);下游為應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)節(jié)。從全球范圍來(lái)看,產(chǎn)業(yè)鏈6個(gè)環(huán)節(jié)所涉及企業(yè)數(shù)量依次大幅增加,光伏市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈呈金字塔形結(jié)構(gòu)。
在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中,硅料尤其是高純度的硅料毛利率最高。由于近年來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,硅料出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況,硅料的價(jià)格更是節(jié)節(jié)攀升。2008年初從以工業(yè)硅為原料提純后所得的多晶硅價(jià)格已經(jīng)上漲至約300美元/公斤,部分高純度多晶硅甚至達(dá)到500美元/公斤。其次是硅片生產(chǎn)的利潤(rùn)率較高,而組件生產(chǎn)和工程安裝利潤(rùn)率最低,約為10%左右。
目前,大部分光伏企業(yè)的產(chǎn)品集中在硅片、電池片和電池組件,以及應(yīng)用系統(tǒng)方面。硅料的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)主要是來(lái)自高純度的多晶硅,而純度較低的工業(yè)硅(純度為98%~99%)則價(jià)格極為低廉。工業(yè)硅料的生產(chǎn)主要在發(fā)展中國(guó)家進(jìn)行,是產(chǎn)業(yè)鏈中高能耗、高污染的一環(huán)。工業(yè)硅料經(jīng)提純后得到高純度的硅料(純度在99.9999%以上)則價(jià)格高昂。高純度硅料的供應(yīng)商主要來(lái)自美國(guó)、德國(guó)和日本的公司。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,這些公司有擴(kuò)大高純度硅料產(chǎn)能的趨勢(shì),如美國(guó)HSC公司(HemlockSemiconductorCorporation)的多晶硅產(chǎn)能將從目前的1萬(wàn)噸增加到2008年的1.45萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)2010年擴(kuò)產(chǎn)至1.9萬(wàn)噸;另一家公司MEMC公司(MEMCElectronicMaterialsInc.)的產(chǎn)能也將由4900噸提高至2009年的8000噸。
在全球能源需求不斷升高,傳統(tǒng)能源價(jià)格居高不下以及環(huán)境問(wèn)題關(guān)注度不斷提升的背景下,可再生能源在全球范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。中國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)也取得了驕人成績(jī),涌現(xiàn)了無(wú)錫尚德、江西賽維等一大批優(yōu)秀太陽(yáng)能光伏企業(yè)。但中國(guó)整個(gè)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻不盡如人意,存在核心技術(shù)落后、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不平衡、產(chǎn)品附加值低等問(wèn)題。而產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)前景關(guān)系密切,正確認(rèn)識(shí)我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題,是推動(dòng)國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的條件。
現(xiàn)狀
構(gòu)成
目前我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈,特別是在太陽(yáng)能電池制造方面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。光伏產(chǎn)業(yè)主要分為晶體硅與薄膜電池兩大類(lèi),其產(chǎn)業(yè)鏈分別為:
晶體硅產(chǎn)業(yè)鏈:
薄膜電池產(chǎn)業(yè)鏈:
發(fā)展現(xiàn)狀
2006—2007年,陸續(xù)共有10家中國(guó)光伏企業(yè)在海外上市。見(jiàn)表1。其中8家在美國(guó)上市公司的市值已達(dá)到200億美元。2007年,我國(guó)已有500多家光伏企業(yè)和研發(fā)單位。但產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)差別較大,行業(yè)主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈中下游。
1、國(guó)內(nèi)多晶硅原材料生產(chǎn)技術(shù)落后,且產(chǎn)量供應(yīng)不足,多依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口
多晶硅制造業(yè)是光伏產(chǎn)業(yè)鏈的首端,是影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模的重要環(huán)節(jié),也是目前限制我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
我國(guó)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)主要基于改良的西門(mén)子法,由于工藝落后,能耗比高于世界先進(jìn)水平。國(guó)內(nèi)多晶硅原材料生產(chǎn)產(chǎn)量嚴(yán)重不足,如2006年全國(guó)需求量5000噸,實(shí)際產(chǎn)量不足300噸,遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求。同時(shí),多晶硅原材料生產(chǎn)是典型的規(guī)模化產(chǎn)業(yè),產(chǎn)能超過(guò)1000t/a才能顯示規(guī)模效益。但我國(guó)已投產(chǎn)的多晶硅企業(yè)產(chǎn)能不足,規(guī)模效益不明顯。
由于供需巨大缺口的出現(xiàn),近期我國(guó)部門(mén)企業(yè)開(kāi)始進(jìn)入多晶硅生產(chǎn),預(yù)計(jì)今后幾年我國(guó)多晶硅過(guò)度依賴(lài)國(guó)外的局面有所改觀。
2、硅棒、硅錠制造技術(shù)成熟,但對(duì)原材料依存度高
根據(jù)愛(ài)爾蘭商業(yè)通訊2007年5月份的報(bào)道,中國(guó)現(xiàn)有硅錠生產(chǎn)企業(yè)58家(含單晶體硅和多晶體硅),硅片生產(chǎn)企業(yè)38家,且國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)比較成熟,但由于該產(chǎn)業(yè)對(duì)上游多晶硅的依賴(lài),導(dǎo)致部分企業(yè)開(kāi)工率不足。
3、太陽(yáng)能電池生產(chǎn)增長(zhǎng)強(qiáng)勁,產(chǎn)品主要出口
自2003年起我國(guó)太陽(yáng)電池制造業(yè)以超常速度發(fā)展,年增長(zhǎng)率達(dá)到100%-300%,2007年我國(guó)光伏電池年產(chǎn)量700MW,僅次于日本和歐洲,位居全球第三。但目前產(chǎn)品也因價(jià)格高而95%以上只能出口。雖然國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池生產(chǎn)取得巨大成績(jī),技術(shù)水平與國(guó)際相當(dāng),但仍停留在引進(jìn)、消化、吸收層面,自主研發(fā)能力較弱,不利于產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展。
4、組件制造進(jìn)入門(mén)檻低,產(chǎn)品附加值低,競(jìng)爭(zhēng)力弱
在整個(gè)太陽(yáng)能光伏電池產(chǎn)業(yè)鏈中,組件制造由于投資少、建設(shè)周期短、技術(shù)和資金門(mén)檻低、最接近市場(chǎng)等特點(diǎn)吸引了大批生產(chǎn)企業(yè),是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)展最快的環(huán)節(jié)之一。據(jù)估計(jì)我國(guó)有180家以上的太陽(yáng)電池組件生產(chǎn)企業(yè)。而且主要廠(chǎng)家的產(chǎn)品都通過(guò)了TǘV、UL等國(guó)際認(rèn)證。
由于中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈末端光伏發(fā)電市場(chǎng)尚未啟動(dòng),98%的國(guó)產(chǎn)光伏組件出口國(guó)外。行業(yè)易進(jìn)入和上游多晶硅原料不足造成國(guó)內(nèi)封裝產(chǎn)能過(guò)剩,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,且產(chǎn)品附加值較低,組件企業(yè)利潤(rùn)微薄,競(jìng)爭(zhēng)力能力弱。
5、光伏產(chǎn)品生產(chǎn)量大,但應(yīng)用水平低
光伏產(chǎn)品生產(chǎn)屬于勞動(dòng)密集型行業(yè),在國(guó)外市場(chǎng)需求拉動(dòng)下,光伏產(chǎn)品生產(chǎn)集中在珠三角、福建、浙江等沿海城市,出口產(chǎn)品包括太陽(yáng)能燈、太陽(yáng)能計(jì)算器、太陽(yáng)能電池和組件。中國(guó)成為世界上最大的光伏產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)。受產(chǎn)品價(jià)格和市場(chǎng)空間的限制,國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品應(yīng)用化程度不高。
困境
上游晶體硅材料、下游發(fā)電市場(chǎng)“兩頭在外”的困境,使得我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)形成了“議價(jià)能力低”、“抗風(fēng)險(xiǎn)能力低”的“雙低”局面。
向上游來(lái)看,以國(guó)外傳統(tǒng)七大廠(chǎng)商為首的晶體硅材料供應(yīng)商,面對(duì)眾多的電池、組件制造廠(chǎng)商,具備更多的議價(jià)資本。盡管“擁硅者為王”的局面,隨著金融危機(jī)的爆發(fā)而瓦解,但并不能從本質(zhì)上改變晶體硅制備環(huán)節(jié),在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的主導(dǎo)地位。能否獲得穩(wěn)定的硅片供應(yīng)渠道,成為眾多的電池、組件廠(chǎng)商關(guān)心的核心問(wèn)題。
向下游來(lái)看,近年來(lái),我國(guó)光伏發(fā)電市場(chǎng)盡管加快了發(fā)展速度,但全球主要市場(chǎng)仍舊分布在歐洲、美國(guó)和日本。西班牙市場(chǎng)的急劇萎縮,以及今年德國(guó)政策的趨冷化,直接造成了全球光伏發(fā)電市場(chǎng)增速放緩,這首先影響的,就是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中競(jìng)爭(zhēng)最為激烈、技術(shù)門(mén)檻最低的組件和電池制造環(huán)節(jié)。
中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)尋求發(fā)展,就不得不在產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)優(yōu)化,光伏產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化,必須以企業(yè)為實(shí)體依托。
影響
(一)從產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)看,技術(shù)發(fā)展參差不齊、產(chǎn)能供需存在缺口,制約產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展
從國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部來(lái)看,太陽(yáng)能光伏技術(shù)整體水平不高,核心技術(shù)多依賴(lài)國(guó)外。其中源頭多晶硅材料生產(chǎn)技術(shù)工藝較低,中端太陽(yáng)能電池制造技術(shù)自主創(chuàng)新能力不高,下游光伏發(fā)電集成技術(shù)不遜于國(guó)外。同時(shí),各環(huán)節(jié)產(chǎn)品產(chǎn)能缺口較大,2006年,多晶硅產(chǎn)量300t,占世界總產(chǎn)量的1%左右,僅能滿(mǎn)足30MW太陽(yáng)能電池的生產(chǎn),而同年國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量達(dá)369.5MW,位居世界第四,而光伏年安裝量?jī)H10MW。下游光伏產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)尚未打開(kāi),應(yīng)用水平較低,產(chǎn)業(yè)鏈各端供需差距較大。長(zhǎng)期來(lái)看,這種產(chǎn)業(yè)內(nèi)部供需不平衡、產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)能力低的狀況不利于中國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
(二)從產(chǎn)業(yè)鏈整體看,中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)集中在中部,兩端在外,整個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)?;潭炔桓?/p>
從整個(gè)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r看,中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)品生產(chǎn)居于世界前列,但制約整個(gè)光伏成本的原材料生產(chǎn)卻高度依賴(lài)國(guó)外,同時(shí),具有高附加值的產(chǎn)品應(yīng)用也大部分出口。在太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)中,中國(guó)成為了太陽(yáng)能產(chǎn)品加工廠(chǎng),從產(chǎn)品末端看,我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢,遠(yuǎn)不及國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)際水平,產(chǎn)業(yè)規(guī)?;杏芯嚯x。
碳排量
目前很多版本的光伏碳排放的計(jì)算數(shù)據(jù)中,均沒(méi)有包括從硅砂到冶金硅一段的碳排放,而是從冶金硅料開(kāi)始計(jì)算到光伏系統(tǒng),包括李俊峰編寫(xiě)的研究報(bào)告。我估計(jì)是因?yàn)楣枇鲜菑V普工業(yè)原料,比如半導(dǎo)體,化工等,光伏的產(chǎn)業(yè)鏈從硅料才開(kāi)始計(jì)算。但是必須指出的是,硅砂SiO2還原到冶金硅的過(guò)程有大量CO2直接排放(SiO2+2C=Si+2CO,2CO+O2=2CO2)。一小搓人以此攻擊光伏隱瞞碳排放。從硅沙直到光伏系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈碳排放,一網(wǎng)打盡所有涉及的輔料、封裝材料(鋼化玻璃,EVA,TPT等)、光伏系統(tǒng)集成配套設(shè)備(并網(wǎng)控制逆變器、電纜、開(kāi)關(guān)、支架、儀表)等的生產(chǎn)能耗及其碳排放,以正視聽(tīng)。
相關(guān)計(jì)算概念
1.碳足跡(CarbonFootprint)指的是由企業(yè)機(jī)構(gòu)、活動(dòng)、產(chǎn)品或個(gè)人引起的溫室氣體排放的集合。溫室氣體排放渠道主要有:交通運(yùn)輸、食品生產(chǎn)和消費(fèi)、能源使用以及各類(lèi)生產(chǎn)過(guò)程。通常所有溫室氣體排放用二氧化碳當(dāng)量(CO2e)來(lái)表示。通常也被稱(chēng)為“碳耗用量”。
2.溫室氣體(GreenhouseGas,GHG)是指大氣中促成溫室效應(yīng)的氣體成分。溫室氣體主要包括是二氧化碳(CO2),臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、以及人造溫室氣體氯氟碳化物(CFCs)、全氟碳化物(PFCs)、氫氟碳化物(HFCs),含氯氟烴(HCFCs)及六氟化硫(SF6)等。
從冶金硅料到多晶硅的生產(chǎn)過(guò)程存在直接排放有毒氣體比如氯化氫廢氣(當(dāng)然有相應(yīng)回收處理措施),但不存在溫室氣體的排放。多晶硅錠到光伏系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程也不存在溫室氣體排放(有很少量有毒氣體排放前已處理)。
計(jì)算方法
1)間接碳排放:是指生產(chǎn)設(shè)備用電能耗轉(zhuǎn)換計(jì)算的碳當(dāng)量排放,這里主要是指多晶硅還原、切割、組件封裝、系統(tǒng)集成安裝等消耗電力所轉(zhuǎn)換計(jì)算出的碳當(dāng)量排放。產(chǎn)業(yè)鏈電力能耗數(shù)據(jù)從【光伏能量回收期計(jì)算表】中取值。
通常使用的計(jì)算公式為:用電量×電的碳排放因子=間接碳排放量
2)直接碳排放:是指電池產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)過(guò)程中直接排放溫室氣體量,這里指硅沙還原到冶金硅過(guò)程中直接排放的CO2量。
前景展望
(一)處于起步階段的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)在國(guó)家政策支持下,整體發(fā)展空間較大
根據(jù)《可再生能源十一五規(guī)劃》,到2010年,我國(guó)太陽(yáng)能光伏裝機(jī)總量達(dá)30萬(wàn)KW。將通過(guò)開(kāi)展無(wú)電地區(qū)電力建設(shè)、啟動(dòng)光伏發(fā)電城市應(yīng)用工程和開(kāi)展光伏電站試點(diǎn)方式展開(kāi)。從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方式上來(lái)看,我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電尚處于起步階段。
圖2我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)鏈各產(chǎn)業(yè)生命周期分析
賽迪顧問(wèn)認(rèn)為,各產(chǎn)業(yè)鏈從產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段看,多晶硅原材料生產(chǎn)和光伏應(yīng)用仍處于初創(chuàng)期,太陽(yáng)能電池生產(chǎn)處于成長(zhǎng)期,見(jiàn)圖2。在國(guó)家可再生能源發(fā)展政策支持下,產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間比較大。
(二)多晶硅產(chǎn)業(yè)有望改善國(guó)內(nèi)原料供應(yīng)不足僵局
在國(guó)內(nèi)外多晶硅原材料需求的強(qiáng)拉下,國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)多晶硅原材料生產(chǎn)關(guān)注度日益提高。目前,洛陽(yáng)中硅和四川峨眉、四川新光硅、特變電工多晶硅聯(lián)合新能源等項(xiàng)目在建并將相續(xù)投產(chǎn),其產(chǎn)能均超過(guò)1000t/a。2007年底投產(chǎn)的江蘇中能,已形成規(guī)?;a(chǎn)到2011年底,產(chǎn)量突破4萬(wàn)噸,縮小了我國(guó)與國(guó)際上的差距。[1]在未來(lái)幾年,隨著這些項(xiàng)目的投產(chǎn),國(guó)內(nèi)多晶硅原材料供不應(yīng)求的局面可能被打破。但同時(shí),由于下游產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)能的提高,對(duì)原料的需求也水漲船高,今后幾年,國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)能否改善國(guó)內(nèi)原料供應(yīng)不足局面,與自身產(chǎn)能能否實(shí)現(xiàn)以及下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能的擴(kuò)張速度相關(guān),其前景并不能過(guò)于樂(lè)觀。
(三)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)將保持較大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
從近幾年國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池發(fā)展速度與規(guī)模,以及國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)看,國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池發(fā)展迅猛勢(shì)頭仍將保持,特別是隨國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)上游多晶硅原材料生產(chǎn)產(chǎn)能提高,太陽(yáng)能電池生產(chǎn)受原料限制的狀況將會(huì)改善,國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池生產(chǎn)在國(guó)際上將具較大的規(guī)模競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(四)國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)受與成本制約,近期推廣難度大
太陽(yáng)能發(fā)電上網(wǎng)成本較高,主要成本基本在多晶硅材料環(huán)節(jié)。但短期內(nèi)全球多晶硅供不應(yīng)求的局面難以改變。而針對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的政策支持尚未出臺(tái),近期內(nèi),國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)推廣難度較大。
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