工业高度发展的今日,面临全球气候变暖和能源危机,传统的燃料能源难以为继。为此人们把目光投向可再生能源,其中利用太阳光的光伏发电逐渐成为人们重视的焦点。
中国光伏产业突飞猛进
五年占领世界一半以上市场
2003年,德国政府准备淘汰煤电,大搞新能源,对光伏产业大力补贴。随后欧洲多国也相继出台类似政策,让光伏产品在德国乃至整个欧洲都出现了爆炸式的需求。2004年后,中国各地开始光伏发电建设大潮,一共有18个省、100多个城市把光伏产业立为支柱产业。
从2006年到2010年,短短5年,中国光伏迅速占领世界50%以上的市场,10个光伏企业在海外上市。2001年中国光伏电池产量仅3兆瓦,但到2007年已达2600兆瓦,中国成为世界第一大光伏电池生产国。
出口组装型光伏产业
遭“双反”调查几乎全线亏损
此时的中国光伏企业,大量集中于光伏产业链封装环节,其实就是组装厂。原材料、技术和市场,都极大依赖国外,即90%的原料依赖进口、90%的产品出口到欧美。因为中国没有多晶硅生产的先进技术,国际资本推动多晶硅原料价格飙升。不到三年,多晶硅原料价格就从每公斤40美元,涨到每公斤500美元。在高昂的多晶硅价格刺激下,不少厂家引进西方多晶硅生产线,这些企业狂造多晶硅来赚快钱,但多晶硅浇筑炉、线切割机等设备却都依赖欧美日韩进口,其实是外强中干的畸形发展。
2008年世界金融危机爆发,欧洲政府纷纷调低光伏补贴,欧洲及全世界光伏市场萎缩,随即西方光伏企业开始起诉中国在全球市场上以低于成本的价格倾销太阳能电池板,违反了国际贸易法,限制中国光伏产品出口,并展开了“反倾销、反补贴”的“双反”调查。中国光伏企业出口商品,就要被征高额“双反”税。这对依赖海外市场的中国光伏企业来说,打击是致命的。2013年中国光伏产品对美国出口额下跌近50%,对欧洲出口额下跌71%。光伏行业几乎全线亏损,陷入“产能过剩”的漩涡。
政府出手采取四项措施
光伏产业走出困境全球领先
在中国光伏处于危机的紧要关头,2013年7月国务院发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》,此后中国政府出手采取四项措施,令中国光伏走出困境,发展壮大。
首先是帮助光伏企业走出困境。中国几大银行为光伏企业提供信贷额度。解决光伏企业急迫的资金链难题。为了解决企业因产能过剩而囤积的产品,给予政策支持帮助光伏产业在西部偏远无电区建立集中光伏系统。接着是帮助光伏企业发展。将光伏产业的发展重心转移到扩大国内市场和提高技术水平,同时鼓励光伏企业向中西部资源优势地区聚集。同时利用政策性电价补助引发国内光伏发电(包括在海外受挫的光伏企业)投资的一波热潮。从此,中国光伏装机规模开始进入倍增的快车道。至2015年底,中国光伏发电累计装机容量超越德国,跃居全球第一,并在此之后持续引领全球。
其次是倒逼光伏企业技术升级。此时的中国光伏自产的多晶硅产能虽然暴增,但技术含量低,仍然需要大量进口外国高品质多晶硅。此时美国开始第二次“双反”。对此,中国也及时反击:禁止以加工贸易进口多晶硅。中国光伏产业只能想办法升级技术。
此阶段中国有两个企业异军突起——保利协鑫和隆基绿能。多晶硅生产有两条技术路线,棒状硅和颗粒硅。颗粒硅有低成本、低能耗、低污染的优势。保利协鑫凭借颗粒硅技术优势,2013年击败了当时的世界巨头德国瓦克公司,产能位居世界第一。
单晶硅片太阳能的电池转换效率更高,但制作工艺复杂,成本更高。早在2006年,隆基绿能就把发展方向定为单晶硅。2014年,隆基绿能率先攻克技术难题,单晶硅片价格每片从十几年前的100元降到3元多。然后又让PERC电池转换效率突破了行业此前认为的24%的效率瓶颈,达到24.06%。如今隆基绿能的单晶硅片、组件市场占有率已经稳居全球第一。此外,在金刚线切技术、210大硅片、N型电池方面再次改写了行业格局。
同时,中国在生产设备上,从硅材料生产,硅片加工,电池片、组件的生产到与光伏产业链相关检测设备、模拟器等,已具备成套供应能力,打破了外企垄断。新增产线中的串焊机95%变成了国产设备,迫使美日产品退出串焊机市场。
第三是市场推动。中国集中式光伏发电主要集中在青海、宁夏、新疆广袤的沙漠地区,有赖于特高压输电,发电主要卖给国家电网。另外东部还有一些零散空间可以利用。为此,各地政府出台有关政策,鼓励在厂房、屋顶等零散空间开展分布式光伏发电建设。
第四是断补,促使技术提高。从2010年光伏危机到2018年,光伏企业是发展壮大了,但其中仍有许多技术含量低的企业。2018年国家发布政策,光伏上网电价进一步下调,最终实现零补贴,让光伏电和其他发电形式自由竞争。此举使技术含量低者出局,有利于提高高技术企业与中国光伏发电在全球的竞争力。截至2022年底,中国集中式光伏发电并网装机容量连续8年稳居全球首位,分布式光伏发电也突破1亿千瓦,约占全部光伏发电并网装机容量的四分之一。
除光伏产业外,大飞机、汽车、高铁、特高压、盾构机以及未来的芯片产业同样如此。相信只要沿着当前的正确之路走下去,中国前途将一片光明。
(本组文/厦门市老科协 供稿)
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光伏发电产业链
由四大环节组成
1839年,法国科学家发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象就是“光伏效应”。1954年,美国科学家首次使用光伏发电技术。
光伏发电主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电产业链简单说可以分为四大环节:第一环节是晶硅制造。工业上是用硅石制备工业硅,然后提纯为太阳能级的纯硅。此环节技术门槛高,成本最高,在2010年占了太阳能板总成本的91%。第二个环节是硅片生产。即把纯硅经复杂工艺切割成厚度只有150微米的薄片。第三个环节是在硅片上蚀刻一些电极,制成一个光伏电池片。第四个环节就是封装。将适量的光伏电池片用串联或并联的方式连接成一个电池组封装在一起。此环节对技术要求较低。