光伏装机增长迅速 技术、产能、模式变革将催生新发展-2024中国光伏产业生态发展研究（先进制造2024观察第4期）

先进制造2024观察2024年7月1日总第4期光伏装机增长迅速技术、产能、模式变革将催生新发展——2024中国光伏产业生态发展研究0装机增长迅速装机增长迅速2023年新增装机规模达2023年新增装机规模达四大环节产量高速增长四大环节产量高速增长·硅片环节，2023年产量达·电池片，2023年产量达发展趋势发展趋势光伏产业概述IIIIIIIIIIIIIIIIIII概念界定概念界定光伏产业，简称PV(photovoltaic),主要指以硅材料的应用开发形成的光电转换产业链条，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造以及光伏发电的应用等多个环节。直接把太阳能转换成电能的产业叫做光伏产业，光伏的来历就是“光生伏打”效应，也就是光产生电。光伏产业属于新能源领域，常见太阳能发电有两种方式：一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式。因目前光-热-电发电占比非常小，通常所说太阳能发电即为光伏发电。分布式光伏发电是指一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它区别于传统的集中式发电，倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则。不仅能够有效提供同等规模系统发电量，同时还有效解决了电力在升压或长途运输中的损耗问题。战略意义能源安全环境保护减少对化石燃料的依赖。光伏发电利用太阳能这一可再生能源，能够有效减少对煤炭、石油和天然气等化石燃料的依赖，提升国家能源安全。分布式能源系统。光伏系统可以分布在各地，尤其是偏远和电网覆盖不到的地区，增强能源供应的灵活性和可靠性。减少温室气体排放。光伏发电过程中不产生二氧化碳等温室气体，有助于应对全球气候变化。减少污染。相比传统的化石燃料发电，光伏发电不会产生空气污染、水污染和固体废弃物，有助于保护生态环境。促进绿色经济。光伏产业的发展能够带动相关产业链的发展，包括制造业、安装维护服务业和技术研发等，促进绿色经济增长。创造就业机会。光伏产业的各个环节从研发、制造到安装维护都需要大量人力，能够创造大量就业机会。光伏装机增长迅速，技术、产能、模式变革将催生新发展光伏产业概述中国光伏产业发展历程中国光伏产业发展历程从光伏产业制造端和应用端出发，中国的光伏发电经历从起步阶段到快速增长，再到高质量发展的历程。21世纪之前，国内光伏发电装机容量较小，主要用于偏远地区的离网系统。中国光伏产业在2010年迎来从光伏产业技术创新角度出发。早期，中国光伏组件技术和市场上均处于劣势。21世纪后，国内光伏企业逐步掌握核心技术并形成完整产业链。2010年以后，光伏组件转换效率不断提高，制造成本大幅下降，续推进中国光伏产业高质量发展。光伏产业链全景图sN激光设备涂布机层压机刻蚀机电镀设备串焊机赴网印刷镀膜设备倒角机切片机开方机铸锭炉数模转换器中央处理器电子元件显示器储能逆变器背板金刚线支架焊带胶膜硅锭致密料菜花料浆料靶材有机电池染料敏化钙钛矿碲化镉砷化镓光伏储能边框清洗制绒硅片单晶炉并网逆变器cc*数据来源：赛迪顾问，2024年6月赛迪顾问光伏产业概述IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII产业链环节描述上游领域中游领域下游领域材料环节。主要包含光伏主材和光伏辅材。其中，光伏主材主要包含硅片、靶材、浆料、菜花料、致密料、硅锭等；光伏辅材主要包含胶膜、焊带、支架、金刚线、背板、边框等。设备环节。主要包含硅片设备和电池片及组件设备。其中，硅片设备主要包含单晶炉、铸锭炉、开方机、切片机、磨床机、倒角机等；电池片及组件设备主要包含镀膜设备、丝网电池片及组件环节。主要包含晶硅电池和薄膜电池。其中，晶硅电池主要包含BSF、PERC、HJT、TOPCON、IBC、HBC等；薄膜电池主要包含CIGS、砷化镓、碲化镉、钙电池储能环节。主要包含光伏逆变器和光伏控制器。其中，逆变器设备主要包含并网逆变器、储能逆变器等；光伏控制器主要包含显示器、电子元件、中央处理器、数模转换器等。光伏电站环节。主要包含分布式光伏和集中式光伏，是光伏发电的核心部分。分布式光伏系统通常安装在建筑物的屋顶或其他设施上，适用于城市和农村的分散发电；集中式光伏光伏新型应用环节。主要包含光伏建筑一体化(BIPV)和光伏+,这些新型应用拓展了光光伏建筑一体化(BIPV)将光伏发电系统与建筑材料结合，作为建筑的一部分，如光伏屋光伏+是将光伏技术与其他领域结合，形成多种创新应用，如光伏农业、光伏交通、光伏水利等。光伏农业是在农田上方安装光伏组件，实现农业生产和光伏发电的双重收益，能够提高土地利用率，增加农民收入，推动可持续农业发展；光伏交通是在交通设施上应用光伏技术，如光伏高速公路、光伏停车棚等，能够提供绿色能源，减少交通设施的碳排放，提升交通系统的环保性能；光伏水利是在水库、河流等水体上安装浮动光伏电站，实现水光伏装机增长迅速，技术、产能、模式变革将催生新发展全球光伏产业发展概况IIIIIIIIIIIIIIIII1IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII2023年，全球新能源产业保持高速发展态势，光伏市场迎来爆发式增长，全球光伏新增装机规模达同比增长50同比增长50.2%。图2:2021-2023年全球光伏新增装机量与增长率202220232021全球装机区域结构其中，中国光伏装机规模排名全球第一，2023年新增光伏发电装机规模达216.9GW,占全球总量比 重达62.6%。美、德、巴、印分别以7.2%、4.1%、3.5%、2.8%的占比位于全球第二至五名。图3:2023年全球光伏产业区域结构图3:2023年全球光伏产业区域结构中国216.9美国24.8德国14.3美国，7.2%中国，62.8%德国，4.1%按新增装机巴西11.9印度，2.8%规模其他67.■2023年新增装机规模(GW)全球光伏产业发展概况IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII全球主要国家发展概况全球主要国家发展概况全球范围内，光伏产业发展较好的国家主要有中国、美国、日本、德国，这些国家不仅产业规模较大，也分别在不同的产业环节形成了竞争优势。此外，印度近年来追赶势头较猛，在组件生产环节表现亮眼。中国美国德国日本印度2023年，中国新增装机容量216300MW,累计608919MW。中国光伏产业在多晶硅、硅片、电池片、组件等四大环节产量均居全球首位，具备全产业链生产优势。2023年，美国新增装机容量24844MW,累计137725MW。美国光伏产业在辅料、电池片及组件制造方面具备一定的竞争优势，在光伏制造及方案设计等领域具备很强的影响力。2023年，德国新增装机容量为14260MW,累计81737MW。德国光伏产业在光伏逆变器、光伏测试认证及技术研究机构方面具备一定的竞争优势。2023年，日本新增装机容量4011MW,累计87068MW。日本光伏产业在光伏原辅料、光伏设备方面具备一定的竞争优势。2023年，印度新增装机容量9719MW,累计72767MW。印度光伏产业主要布局在组件生产环节。进出口方面，出口集中于组件环节，2023年印度出口光伏组件4.8GW,进口集中于电池环节，增长率高达204%;2023年印度进口光伏电池15.6GW,增长率高达169%。表1:全球主要国家光伏产业相关政策列表国家中国美国德国日本印度2023年，中国新增光伏发电装机216.9GW,同比增长148.2%,连续11年位居全球首位，累计光伏并网装机容量达图4:2021-2023年中国光伏新增装机量与增长率20.中国装机区域结构从中国六大区域分布来看，2023年，华东地区新增装机规模最大新增装机规模达49.2GW,占比为22.7%;西北地区新增装机规模占比位居第三，规模达46.0GW,占比达21.3%。图5:2023年中国光伏新增装机区域结构华北东中南西南中国光伏产业重点环节发展现状——多晶硅中国光伏产业重点环节发展现状——多晶硅产量增幅72.9%,价格跌幅超70%。2023年，中国多晶硅料产量达143.0万吨，同比增长72.9%,连续13年居全球首位。由于终端需求爆发引发多晶硅料产能过快扩张，导致供应过剩，2023年多晶硅料扩产进度放缓，扩产主要集中在下半年。产品结构方面，颗粒硅市占率有所上升，但棒状硅仍为市场主流，市占率达82.7%。棒状硅颗粒硅*数据来源：赛迪顾问，2024年6月多晶硅料进口量大幅下降。2023年，中国光伏终端需求不断释放，多晶硅料产量进一步提高，进口量呈现大幅下降态势。2023年，中国多晶硅料进口量降低至6.3万吨，同比下降27.6%。*数据来源：赛迪顾问，2024年6月IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII中国光伏产业重点环节发展现状——硅片中国光伏产业重点环节发展现状——硅片产量增幅74.2%,166mm及以下硅片逐步退出市场。2023年，中国硅片产量达622.0GW,同比增长74.2%,硅率达到98.0%,166mm及以下硅片逐步退出市场。图8:2021-2023年中国硅片产量规模、增长率与2023年产品结构图8:2021-2023年中国硅片产量规模、增长率与2023年产品结构2021166mm本以下(方片)210mm(方片)硅片出口量同比增长93.7%。2023年，硅片产量过快扩张、多晶硅料成本大幅下降，中国硅片出口量图9:2021-2023年中国光伏产业硅片出口量与增长赛迪顾问思道创造世中国光伏产业重点环节发展现状——电池片中国光伏产业重点环节发展现状——电池片产量增幅71.4%,N型电池片稳步发展。2023年，中国电池片产量达545.0GW,同比增长71.4%。产品结构方面，P型电池仍为市场主流，市场占比达71.0%;以TOPCon、异质结为代表的N型电池稳步发展，市占率有所提升，达图10:2021图10:2021-2023年中国电池片产量规模、增长率与2023年产品结构N型电池(TOPCon+异质结)产量规模(万吨)-一增长率电池片出口量同比增长65.1%。2023年，中国电池片出口量达39.3GW,同比增长65.1%,主要出口至土耳其、印图11:2021-图11:2021-2023年中国光伏产业电池片出口量与增长3中国光伏产业发展概况IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII中国光伏产业重点环节发展现状——组件产量增幅72.8%,双面组件占比达67%。2023年，中国组件产量达499.0GW,同比增长72.8%。产品结构方面，双面组件为市场主流，市占率达67.0%,单面组件市占率达33.0%。图12:2021-2023年中国组件产量规模、增长率与图12:2021-2023年中国组件产量规模、增长率与2023年产品结构■产量规模(万吨)--组件出口量同比增长37.8%。2023年，中国组件出口量达211.7GW,同比增长37.8%,主要出口至荷兰、巴西、图13:2021-2023年中国光伏产业组件出口量与增长图13:2021-2023年中国光伏产业组件出口量与增长4中国光伏产业发展趋势IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII驱动因素政策驱动技术驱动能源安全驱动环保要求驱动国际环境复杂近三年，政策不断加码明确光伏产业发展方向，国务院、国家发改委、国家能源局、工信部等部门相继出台了一系列政策，推动光伏产业创新发展、高质量发展。其中，2023年工业和信息化部等六部门发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,明确提升太阳能光伏供给能力，发展先进高效的光伏产品及技术，从晶硅电池、薄膜电池、光伏材料和设备、智能组件及逆变器、系统和运维等维度出发，进一步为中国光伏产业发展点明产品与技术方向。在光电转换效率不断提升、可靠性不断增强、信息技术持续融合等多种技术驱动因素下，光伏产业生产成本将不断降低，产业将呈现创新健康发展态势。一方面，通过改进生产工艺、提高材料利用率、降低能耗等方式，光伏产业生产成本得到了有效控制。另一方面，规模化生产和技术进步也推动了光伏设备的价格下降，进一步降低了光伏发电的成本。此外，光伏产业正与物联网、大数据、人工智能等领域进行跨界融合，助力光伏电站能够实现智能化管理、优化运行和维护，提高电力系统的效率和可靠性。随着全球能源需求的不断增长和能源供应的不稳定性，各国对能源安全的重视程度日益提高。光伏产业作为一种可再生能源，其开发和利用有助于提高能源自给率，从而增强国家的能源安全，能源安全需求对光伏产业发展提出了高质量发展要求。光伏产业作为一种清洁能源，其发展和应用有助于减少化石能源的消耗和减少温室气体排放，得到了社会的广泛关注和支持，进一步驱动光伏产业高质量发光伏产业作为全球化产业，国际贸易环境不稳定对光伏产业的发展造成了不确定性和困扰，或将引起光伏产品的贸易壁垒增加、市场准入难度加大，给中国光伏产品出口带来困扰。先进制造20244中国光伏产业发展趋势技术革新迭代产业集聚度提升更高的转换效率、更高的度电成本是中国光伏产业的发展方向，技术革新是实现光伏产业降本增效的首要途径。转换效率方面，目前，已安装光伏组件主流的PERC电池量产转化效率达到23.4%,已接近其理论效率极限，亟需技术革新以实现更高转换效率，即P型技术向N型技术过渡。新一代光伏技术主要有N型(TOPCon、异质结等)、钙钛矿电池技术及相关组件。其中，