中国能源体系的建设——光伏篇

全球光伏发电发展简史——大背景

光伏发电技术是一项十分年轻的技术，开始商业化应用时间很晚，全球光伏发电产业基本上是2000年后才逐步发展起来的。

2000年，全球光伏装机容量只有81万千瓦，光伏发电量仅有11亿千瓦时，在全球电力系统中的比例微不足道。

光伏产业的高速发展时间是2010年后，随着光伏发电技术的成熟以及光伏发电成本的逐步下降，全球光伏发电装机容量显著增加。特别是各国对环保问题的重视进一步提高了光伏产业的地位，并加快了光伏产业的发展。

2010年，全球光伏装机容量是0.4亿千瓦，光伏发电量达到339亿千瓦时，在全球电力系统中的占比仍然较小。

2020年，全球光伏装机容量达到7.1亿千瓦，光伏发电量达到8462亿千瓦时，占全球发电总量的3.1%。

2021年，全球光伏发电总量达到1.03亿千瓦时，占全球总发电量28.5万亿千瓦时的3.6%。过去十年，全球光伏发电的发展一直在加速！

2000 年光伏电池组件价格为4.5 美元/W， 2010 年下降到1.5 美元/W以下。

虽然光伏电池组件的价格下降显著，光伏发电的经济性明显提高，但是光伏发电成本仍然高于其它发电方式，光伏电站的建设仍然需要政府补贴。

随着光伏发电规模、转换效率和工艺水平的提高，光伏发电全产业链的成本在2011-2020年这十年间快速下降，在2020年前基本上能够与其它发电方式竞争。

2020年中国光伏电池组件的价格下降至人民币2元/W，大致相当于0.3美元/W左右。

得益于光伏电池组件价格的大幅下降，光伏发电的成本优势超过了核电、煤电和天然气发电等传统发电成本。

2010 年前光伏的主要市场是德国、西班牙、日本、意大利，其中德国是光伏发电规模最大的国家。

2014年前，欧洲是全球光伏装机容量最大的地区。2010年前全球光伏产业的发展，主要依靠的就是德国、西班牙、意大利等国的补贴带动的。

2015年，中国的光伏装机容量首次超越德国，成为全球最大的光伏发电国家。

此后每年中国的新增光伏装机容量都是全球最大，中国在光伏发电上一直保持着第一的位置。

2021年，中国的光伏装机容量是3.1亿千瓦，占全球光伏装机总量的36.3%；中国光伏发电量是3270亿千瓦时，占全球光伏发电总量的31.7%。

中国光伏发电产业的发展过程

中国光伏发电的发展主要是2010年以后的事。

2010年，中国的光伏发电装机容量仅有126万千瓦，与中国电力行业9.7亿千瓦的总装机容量相比微不足道；光伏发电的装机规模也远远低于风力发电3100万千瓦的规模。

经济性是制约太阳能发电发展的主要因素。太阳能发电成本虽然已显著降低，但与常规能源发电相比，光伏发电的经济性仍然较差，光伏发电的成本是常规能源发电成本的 3 倍左右。

此外并网运行管理也是制约太阳能发电发展的关键因素。与建筑结合的分布式光伏发电是太阳能发电的重要应用方式，但是在电网接入和并网运行管理上未建立相应的管理机制，无法充分发挥分布式光伏发电规模小、效率高、效益好的优势，制约了分布式光伏发电的大规模发展。

中国政府的十二五规划（2011-2015）

在政府的十二五规划中，已经开始对中国的能源结构进行优化，降低煤炭的消费比重，提高新能源的比例。中国政府计划到2015年将非化石能源消费比重提高到11.4%，非化石能源发电装机比重达到30%。

但是此时光伏发电仍然不是电力工业发展的主角。受制于成本因素，中国仍然不具备大规模发展光伏发电的条件。

在政府的十二五规划中，计划到2015年光伏发电装机容量达到2100万千瓦。

这个规模在中国电力装机容量中的占比很低，也远远不及同属新能源的风电装机容量。

但是中国拥有发展光伏发电产业的优越条件。

中国已经建成了光伏电池的完整产业链，并在全球拥有竞争优势。

从市场规模上看：2010 年，中国的光伏电池产量达到 1000 万千瓦，占全球市场份额 50%以上，其中 5 家企业光伏电池产量居全球前 10 位。

从技术水平上看：我国光伏电池技术和质量位居世界前列，已掌握千吨级多晶硅规模化生产技术，硅材料生产副产品综合利用水平明显提高，先进企业能耗指标接近国际先进水平。

中国光伏电池组件价格从 2000年的每瓦 40 元下降到 2010 年的每瓦 7~8 元，太阳能发电的上网电价从 2009 年以前的每千瓦时 4 元下降到 2010 年的每千瓦时 1元左右。

十二五期间政府对光伏发电的总体政策思路是建设一定规模的大型光伏发电站，重点支持光伏企业开发新技术降低光伏发电成本。

十二五光伏产业的发展结果：2015年光伏实际装机容量为4318万千瓦，是最初计划2100万千瓦的两倍多

虽然2011-2015年中国的光伏装机规模并不大，但是已经超过德国成为全球光伏装机容量最大的国家。

2015年全球太阳能发电累计装机容量达到2.2亿千瓦，中国的光伏装机容量占全球的19.5%。

此外中国的增长速度也是全球第一，2015年新增装机1513万千瓦，年度新增装机均居全球首位。

中国政府的十三五规划（2016-2020）

十三五期间以风电、光电为代表的新能源项目仍然是中国政府发展的重点，计划在2020年非化石能源消费比重提高到15%以上,天然气消费比重力争达到10%,煤炭消费比重降低到58%以下。

对于光伏发电，政府的政策目标坚持技术进步、降低成本、扩大市场、完善体系。

中国政府对光伏的具体产业政策是优化太阳能开发布局，优先发展分布式光伏发电，扩大“光伏+”多元化利用，促进光伏规模化发展。稳步推进“三北”地区光伏电站建设，积极推动光热发电产业化发展。建立弃光率预警考核机制，有效降低光伏电站弃光率。

计划到2020 年太阳能发电规模达到 1.1 亿千瓦以上，其中分布式光伏 6000 万千瓦、光伏电站 4500 万千瓦、光热发电 500 万千瓦，光伏发电力争实现用户侧平价上网。

十三五期间政府对光伏发电的总体政策思路仍然是通过建设一定规模的大型光伏发电站，重点支持光伏企业开发新技术降低光伏发电成本。

十三五期间中国光伏发电行业的发展结果：2020年光伏实际装机容量为2.5千瓦，是最初计划1.1亿千瓦的两倍多。

十三五中国光伏发电产业的超预期发展，最主要的原因是光伏发电成本下降激发了企业的投资热情。

中国光伏电池组件价格从 2000年的40 元/W下降到 2010 年的每瓦 7~8元/W，在2020年更是下降到了2元/W以下。

由于光伏发电成本的下降，光伏发电已经逐步能够煤电竞争，投资光伏发电不依靠补贴就能够获利。

平价上网和2021-2023年中国光伏产业的加速发展

2021年6月，国家发改委正式发出通知：

2021年起，对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目（以下简称“新建项目”），中央财政不再补贴，实行平价上网。

光伏发电能够平价上网，归根结底是技术进步的结果，这是光伏电池产业链上所有企业共同努力的成果。

从硅料、硅片到电池和组件，中国在光伏全产业链都都取得了显著的技术进步，显著降低了光伏电池的成本，同时进一步扩大了中国光伏企业的市场竞争优势。

光伏平价上网使得制约光伏发电最大的障碍被消除，中国的光伏发电进入了大发展时期。

2021年至2023年，中国的新增装机容量一年一个新台阶。

2021年，中国太阳能发电新增装机容量5299万千瓦。

2022年，中国太阳能发电新增8741万千瓦，增速比2021年提高了50%以上，以光伏为代表的新能源已成为我国电力新增装机的主体。

截至2022年底，太阳能发电累计装机容量达到3.9亿千瓦。

2023年上半年中国太阳能发电新增7842万千瓦，同比增长154%，增速进一步加快。中国太阳能发电累计装机容量达到4.7亿千瓦。

2023年中国光伏装机量将远超预期，可能达到2亿千瓦。

2亿千瓦是个什么概念？

2022年全球除中国以外的任何一个国家的光伏装机容量都没有达到2亿千瓦，这意味着中国一年的新增装机容量就超过了其它所有国家的累计装机容量。

在光伏发电产业上，中国与其它国家的差距会越拉越大，中国将保持绝对领先位置！

中国光伏发电产业为什么能够遥遥领先？

——中国光伏设备制造业的竞争力

光伏产业发展的核心因素是什么？

是成本！

降成本是光伏产业的核心驱动因素。

光伏产业在2011-2021实现了发电成本的显著下降，十年间的光伏发电成本降幅达到90%左右并成功实现了平价上网。

2011-2021年光伏发电成本如此大规模的下降，是光伏全产业链生产成本的下降和发电效率提高的共同结果！

中国的光伏产业是成本下降和技术进步的主要贡献者，并在产业的发展中进一步扩大了领先优势！

早在2010年前，中国已经建成了光伏电池制造的完整产业链，掌握了产业链各环节的生产技术，并且主要设备都是国内制造。

中国可生产大部分的光伏电池生产设备，包括单晶炉、多晶硅铸锭炉、开方机、多线切割机等。

中国光伏电池技术和质量也是处于世界前列，先进企业能耗指标接近国际先进水平。

2015年我国企业已掌握万吨级改良西门子法多晶硅生产工艺，流化床法多晶硅开始产业化生产。先进企业多晶硅生产平均综合电耗已降至80kWh/kg，生产成本降至10美元/kg以下，全面实现四氯化硅闭环工艺和无污染排放。

单晶硅和多晶硅电池转换效率平均分别达到19.5%和18.3%，均处于全球领先水平，并以年均0.4个百分点的速度持续提高。

正是这些技术进步推动了多晶硅材料、光伏电池及组件成本的显著下降，光伏电站系统成本降至7元/瓦左右，光伏发电成本“十二五”期间总体降幅超过60%。

从2017年开始，中国的光伏产业就开始进入了平价时代。

光伏产业大发展的浪潮已经到来！

2021年6月，轰动光伏产业的四川甘孜州南部光伏基地正斗一期200MW项目竞争性配置定标，国家电投集团四川电力有限公司以0.1476元/千瓦时拿下开发权，这一电价也创下了国内光伏项目的最低电价。

很难想象，10年前的光伏度电成本还在1元/千瓦时左右，超过80%的成本降幅，需要产业界付出多少努力。

光伏发电对中国长远经济增长和能源安全的意义

中国能源体系的转型

传统的能源体系是以化石能源为基础的能源体系，主要的能源种类是煤炭、石油、天然气、水电以及少量的核电。

虽然中国拥有的化石能源的资源总量并不少，但是并不能满足工业发展和居民生活提高的需要，特别是中国石油和天然气的资料总量不高，因此每年都需要大量进口石油和天然气。

中国石油的对外依存度达到70%以上，不仅每年需要花费巨额的外汇，而且存在能源安全风险。特别是如果发生战争，中国的能源安全得不到保障。

在传统化石能源中，中国的煤炭足够多，中国能源体系也是建立在煤炭之上的。

煤炭虽然便宜，但是不够干净，大量利用煤炭会带来较多的环境问题。

这就是中国能源体系的现状。

光伏产业的发展有望彻底改变中国能源供应体系的状况。

一方面，光伏发电有望逐步替代煤炭发电；另一方面光伏发电+电动汽车的组合，将极大减少对车用燃料的需求量，这将减少中国对石油的需求量。

如果新能源汽车的占比足够高，光伏发电的数量足够大，那么中国能源对外依存度特别是石油对外依存度将显著下降。

中国能源供应的安全状况将得到彻底扭转。

2021年，中国的光伏发电量仅有3270亿千瓦时，占总发电量的比例只有3.8%。

光伏发电目前的总体规模仍然较小，但是增速很快。

2023年上半年光伏发电量的增速达到30%，未来光伏发电的比例将进一步上升。

对于光伏产业，中国拥有完整的自主权。

从硅料到硅片、电池、组件，中国掌握了产业链的全部生产技术，而且生产设备也都可以国内制造，基本没有对外依赖问题。

由于光伏已经实现平价上网，因此光伏发电量的这种增长是可持续的。

中国在光伏全产业链上都有优势，并且这种优势将能够继续保持下去。