能源轉型迫在眉睫,巴黎氣候會議協(xié)定的達成將進一步促進能源結構變革,以光伏為代表的清潔能源未來將強勢崛起。光伏未來要持續(xù)發(fā)展,必須以先進技術驅動形成相對其他能源的成本競爭力,而提高轉換效率是技術發(fā)展的主要方向。未來5年,單晶組件將實現(xiàn)轉換效率飛躍式進步,實現(xiàn)產業(yè)制造成本下降25%,光伏發(fā)電成本下降50%,光伏發(fā)電成本將低于火電,成為能源轉型的主力軍。
能源是人類社會發(fā)展和經濟增長方式變化的核心驅動力。18世紀以來,人類經歷了工業(yè)革命、電氣革命。從第一次工業(yè)革命,煤炭讓蒸汽機啟動,使得英國成為日不落帝國;石油的普及特別是石油和美元的掛鉤,捍衛(wèi)了美國的世界霸主地位。時至今日,單一的化石能源消費結構所導致的環(huán)境污染和氣候變化挑戰(zhàn)已成為實現(xiàn)經濟社會可持續(xù)發(fā)展的最大威脅,霧霾等問題的爆發(fā)已經使人類能源結構轉型迫在眉睫,第三次能源革命將進入以清潔能源為主導的多元化能源時代。
1.中國能源消費結構轉型迫在眉睫
能源供給是經濟發(fā)展的重要保障。從1978年到2014年,中國能源消費總量從5.7億噸標準煤提升到42.6億噸標準煤。受能源資源稟賦影響,中國能源消費以煤為主,清潔能源占一次能源消費的比重較低,能源高碳、低效開發(fā)仍是中國經濟粗放式發(fā)展的縮影,經濟步入“新常態(tài)”后,能源、環(huán)保需要與經濟發(fā)展相協(xié)調,以煤為主的高碳能源結構不僅影響生態(tài)環(huán)境,同時也導致經濟轉型進展緩慢。
可再生能源電力是實現(xiàn)替代化石能源的根本途徑。受產能過剩和巴黎氣候變化大會等因素影響,能源結構變革的步伐將繼續(xù)加快,中國能源結構正進入深刻的變革時代。據(jù)預測,化石能源占比將從2010年的80%左右降低到2050年15%以內。同時,以光伏為代表的新能源具有廣闊的空間。據(jù)預測,2020年中國光伏裝機容量將達到150GW以上,到2025年光伏裝機量將迎來井噴式發(fā)展達到500GW。
2.光伏行業(yè)持續(xù)回暖,降低度電成本是發(fā)展關鍵
國家能源局日前披露,截至2015年底,中國光伏發(fā)電累計裝機容量4318萬千瓦,2015全年光伏發(fā)電新增裝機容量1528萬千瓦,創(chuàng)歷史新高,成為全球光伏發(fā)電裝機容量最大的國家[i]。5年間,我國光伏裝機規(guī)模與體量增長了40多倍。光伏電池與組件生產能力始終保持世界第一,并且從規(guī)?;l(fā)展向高科技、高品質方向轉變。國家在光伏制造與應用領域的產業(yè)政策日漸成熟,市場穩(wěn)步增長,我國光伏產業(yè)全面回暖。
光伏發(fā)電是應用潛力最大的清潔能源,在目前的產業(yè)技術水平下發(fā)電成本相對化石能源成本不具有明顯優(yōu)勢,如何能夠快速降低光伏度電成本,達到平價上網,形成相對傳統(tǒng)能源的競爭力,成為了未來發(fā)展的關鍵。在未來5年的時間內,光伏度電成本將會有約50%的下降空間。這50%如何實現(xiàn)?從產業(yè)鏈與體制建設來說,電力體制優(yōu)化、電力交易市場開放、輸配電機制完善、金融利率降低等多項措施將在未來5年為行業(yè)健康發(fā)展提供市場機制保障。更重要的是,從制造端來說,需要推動產品成本下降、組件功率提升、質量保障提升、系統(tǒng)優(yōu)化等各方面進展,這將是光伏度電成本大幅下降的關鍵。
再細化下來,在光照條件相等情況下,影響度電成本最重要的是光伏電站投資強度,其中組件成本、電站BOS成本(除組件外電站建設其他成本)都與電池效率相關,電池效率每提升1個百分點,每瓦組件成本降低約6%,電站BOS成本降低約3.5%,因而,提升電池轉換效率是降低度電成本的關鍵舉措,也是光伏制造技術發(fā)展的主要方向。
3.產業(yè)升級,先進技術回歸
近兩年,我國光伏產業(yè)在國際、國內市場拉動下,光伏企業(yè)產能利用率得到有效提高,產業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長,技術水平不斷進步,企業(yè)利潤率得到提升。同時,需要指出的是制造業(yè)水平卻是參差不齊。針對我國光伏制造水平亟待提高的狀況,2015年,國家能源局順勢推出“領跑者”計劃以拉動高效產品市場需求、推動企業(yè)技術升級和產品質量提升,最終實現(xiàn)產業(yè)升級。
可以說,領跑者計劃直接促進了高效技術與產品的應用。在“領跑者”計劃的推動下,國內光伏終端市場逐步從粗放式發(fā)展向集約式、高品質方向轉變;電池方面,2016年預計產業(yè)化生產的多晶硅電池轉換效率將達到18.5%,單晶硅電池更是有望達到21%。[ii]而且,由于單晶組件采用半導體級品質的硅片,未來轉換效率提升和成本下降空間更大,這意味著單晶將成為未來幾年降低度電成本的最佳技術,成為未來市場發(fā)展的趨勢。如今光伏市場中主流單晶電池轉換效率已經比常規(guī)電池高1.5百分點以上,主流組件功率比常規(guī)組件高15W;PERC技術的運用,將進一步加速單晶產業(yè)化的推進。從2015中國PERC太陽電池年度報告中可以看出,PERC技術在單晶電池方面體現(xiàn)了更好的溢價優(yōu)勢和發(fā)展空間,可使單晶電池的轉換效率提升1個百分點,而多晶電池僅為0.5個百分點?;谶@種效率優(yōu)勢,業(yè)內單晶新秀樂葉光伏在江蘇泰州2GW電池項目預計全部為PERC電池,而天合、晶澳、SolarWorld以及技術早已穩(wěn)定的臺灣廠商均有單晶PERC電池擴產規(guī)劃。未來3-5年內,PERC工藝與MWT工藝、N型硅片工藝結合將引起更高效率產品的產業(yè)化,單晶轉換效率優(yōu)勢會擴大到3個百分點以上,單晶組件功率優(yōu)勢會擴大到50W以上。
4.成本下降、產能釋放,單晶未來成為主流
根據(jù)2015年國內主流廠家出貨與產能統(tǒng)計數(shù)據(jù),樂葉光伏以近900MW占比35%的出貨成為國內單晶組件出貨第一的廠商,中電投西安、中環(huán)分別位居二、三位。從組件端市場需求上看,2015年國內單晶組件快速擴張,出貨約2.54GW,占比由前一年的5%提升至17%;隨著2016年樂葉光伏、天合光能、阿特斯、協(xié)鑫等增加國內單晶出貨,預計2016年全年將實現(xiàn)單晶組件出貨5GW,占比進一步提升至25%。
單晶在上一年顯現(xiàn)出良好的回歸態(tài)勢,市場需求的穩(wěn)步上升引導企業(yè)產能投資擴大。根據(jù)上市公司財報和調研數(shù)據(jù),2015年全球單晶硅片產能達到15.4GW,其中隆基股份以4.5GW產能領銜。預計2016年隆基、中環(huán)仍將紛紛擴產;多晶硅領軍企業(yè)協(xié)鑫去年宣布投建的10GW單晶今年將可實現(xiàn)1GW供給,到2016年底,全球單晶硅片產能將提升至19.1GW。
電池方面,2015年中國單晶電池產能約16.5GW,占全球產能的39%,這一數(shù)字到2016年將提升至41%。區(qū)別于硅片環(huán)節(jié)擴產集中在國內,電池方面美國、臺灣、韓國、日本均有擴產計劃。2016年國內大陸地區(qū)單晶電池擴產企業(yè)主要包括樂葉、天合、阿特斯、晶科、協(xié)鑫、通威等;臺灣地區(qū)的擴產企業(yè)則主要包括新日光、茂迪、昱晶等,美國的擴產主要包括SolarCity、SolarWorld等,預計2016年全球單晶電池產能將提升至25.4GW。整體來說,單晶硅片、電池、組件端產能都在增加,2016年會逐步釋放。
以往,單晶總以高端高價的形象出現(xiàn)。在2015年,由于技術的快速提升與成本下降,這一情況出現(xiàn)了變化。上半年單多晶硅片與電池價格均呈現(xiàn)下降趨勢,但單晶價格下降幅度更大;到下半年,單晶依舊大幅下降,多晶卻出現(xiàn)回升,到12月底,單多晶硅片價差已縮小至0.04美元/片。從國內公開招投標的價格信息來看,2015年上半年主流單多晶組件價差為0.15-0.3元/W,而到了年底主流產品價差不到0.1元/W。由于每一陣列所需組件數(shù)量較少,基礎、支架、直流線纜等成本都較低,使得單多晶地面電站的單瓦投資成本基本持平。
預計5年后由單晶引領的光伏電站每瓦建設投資會降低到5.8元以下,組件制造成本會下降25%,光伏發(fā)電成本將有50%以上的下降空間,人類將以低于火電成本的價格享受清潔能源和藍天白云。