許凱杰,王仙雅
天津科技大學(xué),天津 300457
據(jù)行業(yè)發(fā)布的報(bào)告可知,2020年我國光伏累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)253 GW,連續(xù)6年位居世界第一;光伏新增裝機(jī)規(guī)模同比增幅達(dá)60%,連續(xù)8年位居第一;多晶硅產(chǎn)量達(dá)39.2×104t,連續(xù)10年位居世界第一;光伏組件生產(chǎn)量達(dá)124.6 GW,連續(xù)14年位居第一。貿(mào)易出口方面,我國光伏組件遠(yuǎn)銷荷蘭、越南、日本、巴西、澳大利亞等多個(gè)國家。隨著“碳中和”“碳達(dá)峰”目標(biāo)的提出,光伏板塊融資規(guī)模大幅提升,達(dá)到682億元,相比2019年增長230%。然而,由于原材料供給、外部宏觀環(huán)境多變、用地等各方面問題未有效解決,我國光伏行業(yè)的發(fā)展依舊面臨著巨大的挑戰(zhàn)[1]。
1990年,美國戰(zhàn)略管理學(xué)家邁克爾·波特在其《國家競爭優(yōu)勢》[2]一書中提出了波特鉆石理論模型,用以分析一個(gè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生較強(qiáng)競爭力的原因。該理論從生產(chǎn)要素、需求條件、相關(guān)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)戰(zhàn)略、政府和機(jī)會6個(gè)角度進(jìn)行分析。
中國作為人口大國,豐富的勞動力人口相較于其他光伏產(chǎn)業(yè)排名靠前的國家是一大優(yōu)勢。在原材料供應(yīng)方面,作為光伏電池板主要原料——硅料的最大生產(chǎn)國和消費(fèi)國,中國在多晶硅、硅片等上游材料的生產(chǎn)規(guī)模不斷提升,滿足國內(nèi)生產(chǎn)需求的同時(shí),也在不斷降低對多晶硅的進(jìn)口。
同時(shí),我國不斷增強(qiáng)對技術(shù)型光伏人才的培養(yǎng),為促進(jìn)光伏技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步做出努力。自2014年起,我國研究機(jī)構(gòu)晶硅電池實(shí)驗(yàn)室效率已打破紀(jì)錄29次,2020年P(guān)ERC單晶電池量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)22.8%。另外,我國積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè),2020年我國提交的IEC新標(biāo)準(zhǔn)提案9項(xiàng)中,有7項(xiàng)已成功立項(xiàng)。
近年來,隨著農(nóng)村電網(wǎng)改造升級、高技術(shù)制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,以及信息服務(wù)行業(yè)的迅猛發(fā)展,我國第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)以及城鄉(xiāng)居民用電量都在持續(xù)增長。同時(shí),在追求綠色低碳發(fā)展的目標(biāo)下,非化石能源發(fā)電需求在不斷增大。截至2020年底,非化石發(fā)電占總發(fā)電量的比重達(dá)33.9%。光伏作為我國可再生能源的兩大支柱之一,其每年新增裝機(jī)量將對我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型意義重大。為了實(shí)現(xiàn)“3060”目標(biāo),預(yù)計(jì)“十四五”期間我國光伏年均新增裝機(jī)在70~90 GW,可見國內(nèi)光伏市場需求潛力巨大。
由于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,我國出口到國外的硅片、電池片、組件等光伏中上游產(chǎn)品出口量也在持續(xù)增長,相比2019年雖然出口額同比減少5%,但出口量與2018年持平。同時(shí),在全球重視清潔能源生產(chǎn)的背景下,隨著我國在光伏產(chǎn)品各個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步促使生產(chǎn)成本不斷降低,我國企業(yè)在承接海外光伏項(xiàng)目的國際競爭力將不斷提升。
硅作為光伏產(chǎn)業(yè)重要的原材料,硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著相輔相成的作用。由于市場需求的不斷擴(kuò)大,我國金屬硅市場已經(jīng)成為世界最大工業(yè)硅消費(fèi)市場。其中,多晶硅和硅片的產(chǎn)量持續(xù)增長,2020年產(chǎn)量分別達(dá)39.2×104t和161.3 GW。同時(shí),多晶硅作為工業(yè)硅的下游產(chǎn)業(yè),其生產(chǎn)過程中的還原電耗、冷氫化電耗、水耗、硅單耗等產(chǎn)生的能耗及原料使用都在隨著技術(shù)進(jìn)步及規(guī)模優(yōu)勢而不斷降低,進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本,在提升硅產(chǎn)業(yè)實(shí)力的同時(shí),推動了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外,由于我國正加快能源轉(zhuǎn)型,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也在積極和光伏產(chǎn)業(yè)合作開發(fā)大基地電站。
波特認(rèn)為創(chuàng)造與持續(xù)產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢的最大關(guān)聯(lián)因素是國內(nèi)市場強(qiáng)有力的競爭對手。在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前期,由于我國政府實(shí)施對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼政策,使得光伏產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中出現(xiàn)了同質(zhì)同構(gòu)、產(chǎn)能過剩等現(xiàn)象,行業(yè)內(nèi)部競爭壓力巨大,為此多家光伏企業(yè)都在憑借技術(shù)優(yōu)勢占據(jù)單一生產(chǎn)線競爭優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,增強(qiáng)全產(chǎn)業(yè)鏈布局,同時(shí)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,從而形成規(guī)模優(yōu)勢,降低成本,進(jìn)而以較低的價(jià)格吸引光伏電站運(yùn)營商。目前,隆基企業(yè)、晶澳科技、中環(huán)公司等光伏產(chǎn)業(yè)老牌公司都在與上游原材料供應(yīng)商簽訂長期合同,為價(jià)格戰(zhàn)做準(zhǔn)備。
住建部于2020年11月發(fā)布《太陽能發(fā)電工程項(xiàng)目規(guī)范(征求意見稿)》來推進(jìn)光伏在建筑方面的應(yīng)用,促進(jìn)光伏建筑一體化的發(fā)展;工業(yè)和信息化部制訂了碳達(dá)峰行動方案,鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)優(yōu)先使用可再生能源,建立綠色工業(yè)園區(qū);交通運(yùn)輸部制訂高速公路路側(cè)光伏工程技術(shù)規(guī)范,促進(jìn)光伏在交通運(yùn)輸上的能源利用。同時(shí),國家發(fā)展和改革委員會于2021年3月發(fā)布《關(guān)于引導(dǎo)加大金融支持力度促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等行業(yè)健康有序發(fā)展的通知》,提出七項(xiàng)金融措施,彌補(bǔ)企業(yè)承擔(dān)的利息成本,以及解決可再生能源企業(yè)資金困難問題。
據(jù)國際可再生能源機(jī)構(gòu)2020年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),相比于中國221.4萬光伏行業(yè)就業(yè)人員,美國僅24.2萬就業(yè)人員,但隨著美國新總統(tǒng)拜登的上任,美國太陽能工業(yè)協(xié)會主席Hopper表示,將有機(jī)會為美國太陽能行業(yè)創(chuàng)造數(shù)十萬個(gè)崗位,以實(shí)現(xiàn)太陽能十年計(jì)劃。雖然由于一些突發(fā)因素導(dǎo)致美國部分公共事業(yè)項(xiàng)目受到推遲或取消的影響,但是美國2020年新增光伏裝機(jī)量突破2016年以來的最高紀(jì)錄,達(dá)到16.5 GW。同時(shí),美國積極為技術(shù)創(chuàng)新提高資金支持,2020年1月美國能源部經(jīng)審核后投資了1.255億美元于太陽能技術(shù)的研究,投資涉及光伏系統(tǒng)安全性、逆變器網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能檢測、農(nóng)業(yè)+光伏、光伏+儲能等項(xiàng)目,希望實(shí)現(xiàn)降低太陽能成本,提升美國太陽能產(chǎn)業(yè)競爭力的目標(biāo)。美國在過去的十年里太陽能安裝成本降至原本的70%,2019年公共事業(yè)加權(quán)平均LCOE成本降至每千瓦時(shí)0.067 7美元,而中國每千瓦時(shí)僅為0.054 1美元[3]。
據(jù)EIA報(bào)道,由于太陽能光伏和風(fēng)能的迅速增長,美國可再生能源在電力生產(chǎn)中的比重從2008年的9%增長至2018年的17%。同時(shí),隨著國家響應(yīng)對清潔能源的號召,各州、大公司和公共事業(yè)部門的清潔能源目標(biāo)也在不斷增長。據(jù)SEIA年度報(bào)告顯示,美國頂級企業(yè)正加速對太陽能及可再生能源的投資,截至2019年,美國企業(yè)太陽能用戶已在38 000個(gè)不同的設(shè)施中部署超過8 300 MW的太陽能裝機(jī)容量,其中蘋果公司、亞馬遜、沃爾瑪以398.3 MW、369 MW、331 MW的裝機(jī)容量排在前三位。然而,近年來美國光伏組件進(jìn)口占比不斷上升,雖然美國頒布了提升關(guān)稅的相關(guān)政策,刺激了對新制造業(yè)的投資,但是由于光伏組件及太陽能電池需求太大,導(dǎo)致進(jìn)口量沒有下降。
雖然作為光伏產(chǎn)業(yè)上游原材料的硅片產(chǎn)業(yè)最先是由美國開創(chuàng)的,但是由于美國龍頭公司經(jīng)營出現(xiàn)了虧損便結(jié)束了對該市場的占有,使美國失去了硅片產(chǎn)業(yè)巨頭的優(yōu)勢,目前全球排名前五的硅片生產(chǎn)廠商沒有一家來自美國。同樣作為清潔能源的風(fēng)能產(chǎn)業(yè),是美國近十年可再生能源發(fā)電最多的一個(gè)行業(yè),其在電力生產(chǎn)總量上的占比從2008年的1%提升至2018年的6%,與光伏產(chǎn)業(yè)形成了有效競爭。
在美國50個(gè)州中,加利福尼亞州在裝機(jī)方面一直處于領(lǐng)先地位,2019年其太陽能裝機(jī)容量達(dá)31 288.02 MW,但隨著太陽能成本的不斷下降,佛羅里達(dá)州和得克薩斯州的裝機(jī)容量也在不斷增長,同時(shí)刺激著越來越多的州參與到太陽能裝機(jī)容量的競爭中。據(jù)SEIA報(bào)道,目前已經(jīng)運(yùn)行的太陽能項(xiàng)目的容量為47 GW,但正在建設(shè)或正在開發(fā)的項(xiàng)目的容量卻達(dá)到115 GW,可見市場競爭之大。
自2006年起,美國國會通過了投資稅收抵免(ITC)法案,即對住宅、商業(yè)和公共事業(yè)規(guī)模的太陽能安裝提供30%的投資稅收抵免。該法案自頒布以來,美國太陽能年平均增長率達(dá)52%。2020年,國會通過了對ITC法案逐步降低的推遲,即2021和2022年仍維持26%的抵免,2023年抵免降至23%,2024年取消對住宅的抵免,同時(shí)商業(yè)及公共事業(yè)項(xiàng)目抵免降至10%。2020年ITC法案的修訂給發(fā)展長期投資的公司提供了確定性,加快競爭和技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí),將降低消費(fèi)者的能源成本。但是新就任的美國總統(tǒng)依舊維持201法案,即對進(jìn)口雙面太陽能組件征收20%的關(guān)稅,以促進(jìn)國內(nèi)光伏制造業(yè)的發(fā)展,同時(shí)201法案的繼續(xù)實(shí)行也將提高太陽能投資者的風(fēng)險(xiǎn)。
一方面,國家層面需繼續(xù)提供政策的支持,加大對技術(shù)研究資金的投入。技術(shù)作為第一生產(chǎn)力,關(guān)乎著我國在光伏領(lǐng)域的話語權(quán),同時(shí)技術(shù)的進(jìn)步有利于進(jìn)一步降低太陽能裝機(jī)成本,從而降低度電成本,以加速平價(jià)上網(wǎng)政策的實(shí)現(xiàn),也能促進(jìn)我國光伏產(chǎn)業(yè)國際競爭力的提升,吸引更多的海外項(xiàng)目。另一方面,我國光伏產(chǎn)業(yè)及科研機(jī)構(gòu)需積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制訂,提升行業(yè)話語權(quán)的同時(shí),應(yīng)注重專利權(quán)的保護(hù),并且積極探索創(chuàng)新光伏應(yīng)用領(lǐng)域,充分利用太陽能資源。同時(shí),需加大對全產(chǎn)業(yè)鏈的布局,重視原材料資源的持續(xù)性獲取,積極加強(qiáng)相關(guān)及支持性產(chǎn)業(yè)間的合作。