光伏发电产业现状及发展趋势

光伏发电产业现状及发展趋势2024/4/11

*2主要内容引言开发现状发展趋势国家扶持光伏产业发展的关键技术和重点结束语2024/4/11

*31引言太阳电池是将太阳光直接转化为电能的最佳器件，利用太阳电池有效地吸收太阳光辐射能，并使之转换成电能的直接发电方式称之为太阳能光伏发电。光伏发电系统没有机械运动部件，无污染，无噪音，寿命长；具有模块化结构，使其适合于任何规模的电力生产，大到中心电厂，小到私人住宅供电。光伏发电现已达到16%的系统效率，且有望进一步提高。2024/4/11

*4国内产业现状从2003年，国际市场强力拉动，国内PV产业快速、超常速发展。2006，太阳电池总产量：370MW, 2005，达到145.7MW，增长1.5倍。产业链：比较完整，

多晶硅原材料－硅锭/硅片－太阳电池/组件封装－光伏系统应用－专用材料－专用设备制造－光伏系统平衡部件制造等。2024/4/11

*5太阳电池注：太阳电池硅用量：2004，2005，2006分别按照13，12，11吨／MW计算，2006年晶体硅电池产量以37MW计算。表12004－2006中国多晶硅的生产与需求量（吨）200420052006半导体工业需求91010601300光伏产业需求58515964070总需求149526565390多晶硅产量（供PV使用）57.580340多晶硅总缺额1437.525765030太阳能多晶硅总缺额527.5151637302024/4/11

*6太阳级多晶硅原材料表2中国已建、在建的和计划兴建的多晶硅项目统计项目名称年生产能力／吨预计建成年份已建项目四川峨嵋多晶硅生产示范线1001999年底四川峨嵋太阳能多晶硅项目2002006洛阳中硅300T项目3002005.12洛阳中硅700t扩产项目7002007初洛阳中硅二期扩建项目20002008四川新光硅业12602007在总计45602007－2008在建的和计划兴建宁夏阳光硅业45002008－2010南玻宜昌厂10002010辽宁锦州凌海30002008（1000吨）江苏扬州顺大6000首期3000t,2008.6重庆万州锦艺（江苏大全）10002009年底2024/4/11

*7（续）项目名称年生产能力／吨预计建成年份在建的和计划兴建保定英利新能源10002009年底亚洲硅业（青海）2008云南曲靖爱信2010内蒙大陆2010其他：江苏中能上海牡丹江四川超磊四川眉山通迪与巨星等50002010前后总计250002010前共计15000t统计表明：2007年，多晶规产量将突破1000吨，2010年达到15000吨。2024/4/11

*8多晶硅产业现状（1）在整个光伏产业链中，太阳级多晶硅原材料主要由为半导体工业生产超纯多晶硅的生产商提供。与光伏产业链其它环节相比，超纯多晶硅生产技术的复杂程度、经济投资规模、建设周期等都要大得多，因此对快速发展的光伏市场的响应也远比其它环节迟缓得多（约3~4年），造成了太阳级硅原材料自2004年起的短缺和紧张。我国太阳级硅材料的技术和产业严重落后于国际水平，材料紧缺矛盾在我国尤显突出。2005年底以前我国只有峨嵋半导体厂一家多晶硅生产企业，实际产量80吨。洛阳中硅利用我国自有技术建立了年产300吨生产线，于2005年底开始投产。至此国内生产能力达到400吨（洛阳中硅300吨，四川峨嵋100吨），生产与需求存在巨大差距（见表1）。多晶硅基本上依赖进口。关于高纯多晶硅所制得的能耗，我国平均为300~350kWh/kg，而世界平均为120~170kWh/kg。2024/4/11

*9多晶硅产业现状（2）我国目前许多企业正在积极筹划建立年产千吨以上的超纯多晶生产线，加强对太阳级硅材料研究开发以及太阳级硅材料的产业，以扭转我国太阳级硅材料极度短缺的局面。2007年3月31日，国家863计划支持的洛阳中硅承担的24对多晶硅还原炉项目通过验收，标志着我国多晶硅材料技术的突破，现已用到300吨生产线上。2006年多晶硅材料状况未有大的改观，2007年国内多晶硅材料的产量将突破1000吨，在建项目10多个，预计到2010年，我国硅材料的生产能力将达到15000吨，约能满足1500MW太阳电池的生产所需。但是，我国太阳能级硅材料的技术和产业仍落后于国际水平，紧缺的局面可望在2008年后缓解。2024/4/11

*10表32006中国太阳能级晶体硅硅锭／硅片的产量和生产能力（t）厂商材料类别年生产能力（吨）生产量（吨）晶龙单晶硅22501126锦州华日单晶硅800400保定天威英利多晶硅770260江苏顺大多晶硅350100常州天合单晶硅18060宁波晶元单晶硅9040精工绍兴太阳能多晶硅1320其他多晶硅1000400合计单晶硅5842（多晶硅4850,多晶硅992）2386（多晶硅2086,多晶硅300）2024/4/11

*11晶体硅锭／硅片项目硅材料硅锭硅片电池组件生产能力（MWp)3058058016291087自2003年起，我国太阳级晶硅锭/硅片产业发展迅速。2006年我国太阳级晶硅锭总产量达到2386吨，其中单晶硅2086吨，多晶硅300吨，生产能力达到5842吨（单晶硅4850吨，多晶硅992硅）。为光伏产业链的重要环节之一，我国太阳级晶硅锭/硅片产业近年来与太阳电池制造业几乎同步发展。其另一特点：我国的太阳级硅锭生产以单晶硅为主，多晶硅锭与单晶硅锭产量比接近1:6，而世界接近2:1。主要原因：国内单晶硅拉制的技术比较成熟，单晶炉已实现国产化，价格低廉；多晶硅浇铸造炉依靠进口，价格昂贵。拉制单晶硅投资少，建设周期短，资金回收快，成为多数企业之首选。但近年来，国内多晶硅锭/硅片产量迅速增加，与单晶硅锭/硅片产量之比发生较大转变，同时硅锭/硅片产能同步增长。表42006中国光伏产业链产能统计2024/4/11

*12表5中国太阳电池的产量（2005）和生产能力（2006底）公司名称2005年产量（MW）2006年底生产能力无锡尚德82270宁波太阳能20100深圳拓日9.6（晶硅3，非晶硅6.6）68（晶硅38，非晶硅30）广东铨欣照明（草坪等用电池）920上海泰阳725南京中电5200天威英利360云南天达350天津津能2.1（非晶硅）7.5（非晶硅）深圳创益2（非晶硅）5（非晶硅）深圳日月环2（非晶硅）2（非晶硅）江苏林洋1（非晶硅）100其他0738合计145.7（晶硅133，非晶硅12.7）1645.59（晶硅1601，非晶硅44.5）2024/4/11

*13太阳电池自2003年起我国太阳电池制造业以超常速度发展，年增长率达到100%~300%。2005年我国共有12家公司生产太阳电池，如表5所示，共计生产太阳电池145.7MWp，其中晶硅电池133MWp，非晶硅电池12.7MWp，无锡尚德为我国最大的太阳电池生产厂家，2005年生产了82MWp，占总产量的56.3%，占晶硅电池的61.7%。我国太阳电池生产产量由2002年占世界产量的1.07%增加到2005年的8%，成为继日本和欧盟之后的世界第三大生产国。从表5可见，除原有厂家都在扩产外，另有许多企业在建立新的太阳电池生产线，到2006年底已形成1645.5MWp的生产能力（晶硅电池1601MWp，非晶硅44.5MWp），实际生产太阳电池总计370MWp。2024/4/11

*14光伏组件组件制造投资少，建设周期短、技术和资金门槛低，最接近市场，除了多数电池厂同时有组件制造外，可以单独建厂，是光伏产业链中发展最快的环节之一。据估计我国有500条以上的太阳电池组件封装线。而且主要厂家的产品都通过了TUV、UL等国际认证。据最新统计，2005年我国组件制造达到284MWp，生产能力达到874MWp。2006年组件生产能力达到1087MWp（如表6所示），实际制造约400MWp。2024/4/11

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表62006年中国太阳电池组件生产能力（MW）厂商名称生产能力厂商名称生产能力云南半导体50青海国飞2宁波太阳能50北京中电25无锡尚德200河北景隆75上海交磊泰阳10西安BP佳阳50保定天威英利60深圳创意2深圳能联10天津日本京瓷10上海太阳能科技100北京哈博5武汉日新10北京中联阳光2深圳先行10广州铨欣照明6深圳拓日10江苏林洋50常州天合50其他300合计10872024/4/11

*16相关产业发展除上述产业链外，国内太阳能光伏发电系统及应用技术，光伏系统部件制造业，光伏产业设备制造业以及专用材料制造业等光伏相关产业已成为我国光伏产业的重要组成部分，并对太阳光伏发电成本下降发挥了重要作用。总之，在世界光伏市场推动下我国光伏产业正沿着专业化、规模化、垂直一体化和国际化方向发展。他们正在以国际化企业标准提升自身的发展模式和空间，为我国营造了一支优秀的企业家队伍和光伏技术队伍，全方位地推动我国光伏技术和产业的发展。2024/4/11

*17国内光伏市场图1我国光伏市场发展趋势（1990-2006）2024/4/11

*18国内光伏市场我国的光伏市场的发展虽然也是与日俱增，但总体发展比较迟缓。至2006年底，我国光伏系统累计安装容量约85MWp。1990年以来我国光伏市场的发展，其趋势是相当平缓的，年增长率大约为17%，远小于世界同期30%~40%的年平均增长率。截至2005年我国各类光伏应用应用的累计份额中，54.3%是属于商业化的市场（通信工业应用和太阳能光伏产品），45.7%属于政府支持的市场（农村电气化和并网光伏光电）。其中并网发电为2MWp，市场份额为3%，远低于世界并网发电市场的累计份额约60%，2006年的份额约75%；2006年国内光伏系统安装量约15MWp，占我国太阳电池产量370MWp的4%，说明国内市场发展严重落后于产业发展。这是一个十分值得关注的问题。2024/4/11

*192005年我国光伏产业的总销售额达到约128亿元，其中太阳级硅材料0.4亿元、硅锭/硅片24亿元、太阳电池/组件87亿元、光伏工程3亿元、太阳能庭院灯等光伏应用产品10亿元、设备制造业3亿元、专用材料（EVA，玻璃，银铝浆等）0.6亿元，利税总计约25.6亿元，是我国整个可再生能源产业中经济效益比较突出的产业。2005年我国光伏产业的总就业人数约13810人，2006年就业人数增至近20000人。许多地方政府都把发展光伏产业作为产业结构调整和产业方向战略定位的重要对象。2024/4/11

*20世界光伏产业发展现状年19951996199719981999200020012002200320042005年发货量0.0780.0890.1260.1550.2010.2870.3910.5610.7441.21.65年增长11.814.24223.13042.935.74432.561.235累计量0.5770.6550.7910.9461.1471.4251.8252.3873.1314.3316.15近20年世界光伏产业和市场取得了长足的发展和进步，平均增长率为33%，2001~2005年的增长率则为40%以上，如表7所示。2006年发货量达到2.6GWp，比2005年增长了58%。

光伏产业的进步，主要是由于各国为解决能源紧缺和环境压力而积极主动地实施了一系统扶持光伏产业发展措施的结果。表7世界太阳电池10年发货量发货量和累计用量（GWp)2024/4/11

*21世界光伏产业进步例如，德国在2000年制定了《可再生能源法》，实行上网电价法（Feed-inTariffLaw），规定电网价为0.99马克/kWh，通过法律把市场经济规律引入到可再生能源的发展中，又以全网平摊法解决了上网电价法实施过程中遇到的资金瓶颈，通过政府行为市场化避免了政府行为的种种弊端。德国的做法也引起了许多国家的效法。现在全球有35个国家和7个地区先后实施了上网电价法（包括全网平摊法），从纯政府扶持过渡到政府拉动、产业自身推动，市场自身滚动的良性循环阶段。过去30年，全球光伏产业从最初的78美元/瓦，电池产能1-5兆瓦，发展到90年代25-50兆瓦，价格不到4美元/瓦，到2006年更是达到产量2600兆瓦/年。过去30年光伏产量增长了520倍，市场价格则下降了近20倍（如图2所示），开始进入民用发电市场。

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*22光伏技术进步技术进步是提高效率降低成本、促进光伏产业和市场发展的重要因素。几十年来各种研究开发工作取得了辉煌成就，表现在电池效率不断提高，硅片厚度不断变薄和产业化技术不断进步等方面，对降低成本起到了决定性的作用。在过去50年里，单晶硅和多晶硅电池转换效率不断提升。单晶硅电池的实验室效率已经从6%提高至目前的24.7%，多晶硅电池的实验室效率也达到了20.3%，非晶硅薄膜电池实验室稳定效率达到了13%，碲化镉（CaTe）的实验室稳定效率达到16.4%，铜铟硒（CIS）的实验室效率达到19.5%。其他新型电池，如多晶硅薄膜电池、有机电池等也不断取得进展，更高效率的新概念电池也受到广泛重视。与此同时，先进技术不断向产业注入，使商业化电池技术不断得到提升。目前商业化晶硅电池的效率达到14%—20%（单晶硅电池16%－20%，多晶硅14%－16%）。太阳电池硅片厚度从上世纪70年代的450－500μm降低到目前的180-280μm，硅材料用量大大减少，对太阳电池成本降低起到了重要作用。2024/4/11

*232.光伏产业发展趋势图2太阳能电池组件成本持续降低（资源来源：IEA光伏产业发展研究报告）2024/4/11

*242004年全世界各种电池的市场份额为：多晶硅56%，单晶硅29%，HIT电池（非晶硅（P-型）/单晶硅（n-型）异质结电池）5%，带硅电池3%，其他为薄膜电池，约7%。多晶硅电池自1998年开始超过单晶硅后一直持续增长，各种薄膜电池近来也在稳定增长，反映出技术进步的推动力量。世界光伏产业按照应用分类：光伏并网发电的应用比例增加非常快，2005年超过70%；其他应用包括通讯的信号，特殊商业和工业应用，农村离网应用，消费品，大型独立电站等也在增长中。表8世界PV产业增长趋势（MWp)（1988－2010）年1988199920032004200520062007(e)2008(e)2009(e)2010(e)产能33.6154.9744.2612001650237034005000760010400累计量36％76％61％38％44％43％47％5237％2024/4/11

*25表9年2004200520062007200820092010产量（GWp)1.21.652.373.457.610.4非晶硅电池产量（MWp)0.070.150.280.71.121.52非晶硅电池市场份（％）691221222019表10硅片厚度及转化率趋势年20032004200520062007200820092010硅片厚度，微米320300240200180170160150转化率，％14.014.615.015.516.016.517.017.5来源：PhotoInternational2024/4/11

*262.发展趋势光伏产业产值，目前占全球能源产出的比重约1%。其价格还是常规能源的5至10倍以上，而同为可再生能源的水电、风电也比光伏发电成本低1倍以上，整个可再生能源总量也仅占全球能源的5%。因此光伏产业将长期受各国能源政策的左右。2006年第二季底开始，德国市场光伏组件价格下降了10%以上，并且出现了供过于求的现象。政府采取的是“胡萝卜+大棒”的政策，一方面固定上网电价格，通过补贴来拉动市场，另一方面又每年减少补贴5%以上，促使企业和产业必须通过技术革新来加大规模和降低光伏组件的成本。只有降低光伏组件价格的降幅远大于补贴下降幅度，才能更多的吸引投资者和消费者。而组件成本下降的幅度大于市场价格下降的幅度，光伏厂商才可以继续生存和发展。2024/4/11

*27但是光伏产业的发展也受到自身因素的制约。一方面全球光伏产业仍是以高纯度6N硅为主，占到80%以上，而全球8大硅材料企业垄断了硅材料技术、产能、供应和价格。另一方面，单纯同等技术的投资过度扩张，不仅面临2年后技术升级而被淘汰的问题，还面临无米下锅的问题；或者即使买到高价硅，也是基本无利可图，这样光伏产业将可能面临两头受挤压的局面，产业升级和重组不可避免。中国光伏产业更是两头在外，爱受到双重挤压，而新的投资又很多，空余产能将很多。另外，各国电子电器产业巨头和能源巨头等从长远战略考虑，开始投身光伏产业，也将极大地带动光伏产业的市场化和竞争加剧。全球光伏产业今后5年仍将保持每30%~40%的平均增长率，预计2010年总产量将达到10400兆瓦。这是一个保持较高增长势头的市场。在德国之外，西班牙、意大利、美国等正成长为新兴市场。2024/4/11

*28非晶硅技术（CdTe,a-Si,CIS,μc-Si）的强劲增长能填补多晶硅未能满足需求部分的份额。特别是非晶硅有非常现实的潜力从2005年的0.15GW（9%的市场份额）扩张到2010年的2GW（20%的市场份额）（见表9）。今后5年光伏产业将继续遵循政府推动，产业和市场滚动的良性发展模式，价格以每年5%-10%的速度下降，市场则以每年30%-40%的速度成长）。单晶硅电池的实验室效率已经从50年代的6%提高至目前的24.7%，多晶硅电池的实验室效率也达到了20.3%。而商业化生产的硅片厚度持续下降，转换效率则随之提高如表10所示。光伏组件价格要达到风力发电的成本，乃至常规能源发电成本需要较长的历程，可能长达50年左右。现在全球35个国家和7个地区正在制定和实施上网电价格法，未来将加速光伏市场和产业的发展。最近美国能源部宣布美国科学家发现了电池转换效率达40%以上的技术，这或许将是光伏产业技术的突破，进而带来光伏产业长足进步的曙光。2024/4/11

*293.国家重点支持

关键技术晶体硅电池技术薄膜电池光伏发电应用技术：屋顶并网发电，沙漠电站，PV发电的高压、低压并网技术、系统平衡技术与装备。重点项目薄膜电池与装备制造光伏屋顶系统技术示范沙漠电站示范2024/4/11

*301）晶体硅电池技术主要集中以下几点:廉价的太阳硅材料制备：目前作为晶体硅原材料的主要是半导体材料的剩余产品，一是产量低，二是成本高。世界晶体硅太阳电池的产量已经超过2600兆瓦，原材料将是制约其产业发展的瓶颈。开发专门用于晶体硅太阳电池的硅材料，是生产高效和低成本太阳电池的基本条件。因此开发太阳硅制备技术成为各国研究的重点。超薄切割技术及其封装装备开发：降低电池片厚度成为世界主要生产厂家降低生产成本的首选，目前国际先进水平已经由传统的200微米逐步下降到100微米甚至以下，而电池组件的效率和性能并没有降低。超薄切割技术及其封装装备是达到上述目标的根本条件。新一代晶体硅电池：研发新型电池结构，提高光电转换效率也是晶体硅电池发展的又一技术领域，包括多晶硅薄膜电池技术等，都有可能成为突破成本1美元极限的新技术和新产品。2024/4/11

*312）薄膜电池技术尽管2002年BP公司关闭了其碲化镉薄膜电池生产线，世界各国研究开发薄膜电池的兴趣仍十分浓厚。国际社会在薄膜电池的研究方面已经有了突破性的发展，其生产成本已经接近每峰瓦1美元左右，销售价格在每峰瓦2美元左右。其成本随着生产规模的扩大，有可能大幅度下降。估计到2020年或2030年，薄膜电池将有可能成为太阳电池的主导产品之一，其成本可以下降到每峰瓦1美元以下。目前国际上的薄膜电池技术主要有两大系列，硅薄膜电池和非硅薄膜电池。而非硅薄膜电池中又以碲化镉和硒铟铜为主。其中碲化镉优势比较明显。碲化镉薄膜电池技术的电池效率已经达到16%，组件效率超过10%，年产100兆瓦的生产线已经投产。硒铟铜技术的发展也有所突破。2024/4/11

*322）薄膜电池技术我国在这一领域应该关注的技术主要有：生产装备或工作母机的研究与开发：现有薄膜电池技术的原理和制备工艺都比较明确，关键在于将实验室的原理和工艺在工业规模上实现。这些需要的不仅仅是技术的研发，同时需要做好组织和协调工作，尤其是资金的落实。探索新的薄膜电池技术：目前的薄膜电池技术仍然受到原材料来源的限制，不断探索新的薄膜电池材料和制备技术工工艺是在太阳光伏电池方面有所突破的关键。2024/4/11

*333）光伏发电应用技术

应用技术的研究和开发是刺激太阳电池技术发展的重要方面。从我国光伏发电市场的技术需求方面来看，户用系统的技术基本成熟，小型独立电站技术也日趋完善，扩大市场的关键技术主要有屋顶系统和沙漠电站技术以及与之相配套的并网技术等屋顶并网发电系统技术：屋顶系统是利用现有建筑的屋顶的有效面积，安装并网光伏发电系统，其规模一般在几个千瓦到几个兆瓦不等。屋顶并网发电是目前世界上最有可能实现商业化发展的光伏发电技术，我国应该跟踪这类技术的发展，并准备足够的试验空间，促进技术的发展与进步。2024/4/11

*343）光伏发电应用技术沙漠电站发电系统技术：就目前的太阳能电池的制造技术水平而言，按每平方米太阳能电池组件具有100W的发电能力计算，则1平方千米的平板式布置的太阳能电池组件阵列具有10万千瓦的发电电力，由一个在2千米×10千米即20平方千米土地面积内布置的太阳能电池阵列（电池面积按总土地面积的一半计算）组成的发电厂将达到100万千瓦的发电装机水平，其发电量也相当可观，按年满发1400小时计，相当于常规电源利用小时数的三分之一，发电量可达14亿千瓦时。研究大型、超大型沙漠电站技术和相应的应用示范应该是我国光伏发电技术的研发重点。2024/4/11

*35光伏发电的高压和低压并网系统技术：并网光伏发电可能发生在高压输电线路，也可能发生在低压线路，他们对电网稳定性的影响，应该列入国家重点研究的领域。特别是超大型沙漠电站的长距离间歇输电技术研究、网络调度技术和多电源联合运行技术的研究和开发，适应大规模光伏发电技术发展的需要。系统平衡技术与装备：主要是光伏系统并网的模块化大容量逆变器和相应的并网群控技术，以及高效、低成本、长寿命的储能技术与装备。2024/4/11

*36重点项目低成本晶体硅光伏发电技术和专用材料制备：主要开发低成本的太阳能级硅材料技术的装备，硅棒铸锭技术和装备，2010年之前，形成5000t以上的太阳能级硅材料的制备能力和250公斤以上的铸锭炉批量生产技术，以及硅片切割、电池集成和封装技术关键材料和技术装备的研发。通过综合技术水平的提高，2010年晶体硅电池的效率达到15%~20%，组件效率达到12%~18%，组件成本达到2.5美元/峰瓦。薄膜电池与装备制备：主要包括硅薄膜电池和非硅薄膜电池，特别是非晶硅薄膜和碲化镉和硒铟铜薄膜电池生产装备或工作母机的研究与开发，形成10兆瓦左右的年生产能力，电池效率达到10%以上，组件效率达到8%以上，组件成本达到15元/峰瓦以下。同时探索新的薄膜电池技术和薄膜电池的材料技术与理论的研究。目前的薄膜电池技术仍然受到原材料来源的限制，不断探索新的薄膜电池材料和制备技术工艺是在太阳电池方面有所突破的关键。2024/4/11

*37重点项目光伏发电屋顶系统技术示范：以市场开拓和技术验证为目标，启动我国的10万屋顶计划，2015年完成10万套光伏发电屋顶系统，通过技术突破和市场规模的扩大，使得并网光伏发电屋项系统的成本下降到5美元/峰瓦，发电成本下降到30美分/千瓦时以下，为光伏发电技术的大规模应用奠定技术基础。沙漠电站技术示范：2010年之前建设兆瓦级并网沙漠光伏示范电站；研究开发兆瓦级光伏发电并网控制系统和模块化的数百千瓦及其以上逆变器制备技术；研究太阳能光伏阵列的单轴及双轴跟踪技术；光伏发电并网系统成本下降到5美元/峰瓦，发电成本下降到30美分/千瓦时以下；同时研究远距离、大容量、间歇式输电技术的有关问题，为2020年及其以后大规模沙漠电站的开发提供技术支撑。2024/4/11

*384.结束语太阳能是未来最具潜力和希望的可再生能源。在太阳能开发利用技术中，最被专家看好的是太阳能光伏发电，其未来市场至少有5000亿。从发电来看，各种可再生能源发电对资源本身有一定要求，如占地问题，虽太阳能稀薄，但比风能、生物质能占地少。若按太阳能发电