中國光伏——"發達國家粉碎機"
僅用7年時間
總裝機量躍居世界首位
每小時就有一塊足球場大小
太陽能電池板安裝完畢
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俯瞰世界最大的光伏圖形電站
國電投達拉特旗光伏發電站
宛如一匹駿馬,賓士在庫布其大漠
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全球前20大光伏企業,中國獨佔16家
佔據全球70%以上市場份額
中國擁有全球領先的自主核心技術
實現發電成本下降80%
離“平價上網”僅一步之遙
01
光伏的誕生
1839年,道光皇帝派林則徐查禁鴉片的同一年
法國一位19歲的"天才少年"
亞歷山大·埃德蒙·貝克勒爾
發現"光伏現象"
(太陽的光照能使半導體材料的不同部位間產生電位差,這就是“光伏效應”,A.E.貝克勒爾在他父親的實驗室裡發現的。)
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可惜,這一發現並不像他發明的“攝影術”那樣出名
人們弄不清太Sunny為什麼會產生電?
直到1905年
愛因斯坦的波粒二象線及量子力學給出了論證
(當物質所含的電子與構成光的光子相互作用時,倘若hv[光子的能量]>W[電子逃離原子所吸收的能量]時,電子便具備了逃逸的動能而產生電流)
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1954年,美國貝爾實驗室研製成功
第一塊晶矽太陽能電池
人類正式進入"矽太陽電池時代"
(1954.《紐約時報》)
”一個新紀元的開始,通往人類實現最珍貴夢想之路——人類文明將向太陽攫取無窮盡的能量。“
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1973年,中東阿拉伯實施"石油禁運"
發達國家尋找替代能源的動力
推動了光伏發電技術的開拓
(世界爆發第一次石油危機,1973年10月16日)
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2000年,德國《可再生能源法》立法
確立光伏電站的高額補貼
全球光伏開始迅猛發展
(德國光伏街景)
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可以說,百年來太陽能電池
基本結構和機理未有改變
而光伏產業卻發生了
脫胎換骨的蛻變
光伏發電本質是一種新型發電系統
兼具永久性、清潔性、靈活性
是再生能源的新生代表
(利用太陽電池半導體材料介面的光伏效應將光能直接轉換為電能)
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主要分為集中式大型電站和分散式發電站
集中式電站主要建在西部地區
(青海海西州,年均日照時數3500小時,太陽輻射量7000兆焦/平方米。全國最大的光伏基地之一坐落於此。)
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分散式光伏則建立在
企業廠房屋、民居屋頂
比如,位於九省通衢的"武漢火車站”
(湖北最大的光電建築一體化專案,年上網發電量204.8萬度,每年可減少2041噸二氧化碳排放,相當於減排557噸煤。)
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另外,未來還將出現低成本儲能新形式
"光伏+儲能"
比如,特斯拉光伏充電車棚
(在高速沿線不好接入市電的位置提供光伏充電設施,車主的焦慮也許就能很好的解決。)
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02
"解剖"光伏產業
圍繞矽材料的應用開發形成了
光電轉換產業鏈條
(多晶矽的回收)
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上游材料:矽料和矽片
中游工具:電池、元件
下游產品:各種應用
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①矽料
地殼中含量達25.8%的矽元素,
為矽的生產提供了取之不盡的源泉
是製造太陽能電池
最理想的半導體原材料
矽料分單晶矽和多晶矽
多晶矽成本低
單晶矽效能佳
(單晶矽片)
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(多晶矽片)
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兩者的區別類似單晶冰糖和多晶冰糖
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中國矽料"三寡頭"
大全新能源(DQ.US)、通威股份(600438)、新特能源(特變電工600089子公司)
將會佔據全世界70%的市場份額
②矽片
矽料製成的矽片
涉及元件每瓦加工成本的下降
早期的矽片
邊長尺寸為5寸片(125mm)
6寸片(156mm)
未來將切換到210mm大尺寸矽片
每增加1mm的倍數尺寸
轉換效率和功率輸出也隨之增加
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矽片可以分為單晶和多晶兩種
單晶矽片龍頭
隆基股份(601012)全世界最大
中環股份(002129)的實力也不容小覷
多晶矽片市場
協鑫整合(002506)、晶科能源(JKS.US)、阿特斯(CSIQ.US)
三國鼎立
矽晶圓
與矽片混合技術研發
及“柔性薄膜”技術
共同提高光電效率
(矽料提純99.9999%得到矽晶圓)
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太陽能電池
95%為晶矽系列(單晶矽、多晶矽)
薄膜太陽能電池
產業技術逐步完善
(薄膜太陽能電池片,使用價格低廉的陶瓷、石墨、金屬片等不同材料當基板來製造,形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數μm,轉換效率最高可達13%。)
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單晶矽太陽能電池
轉換效率居各類電池之首
最高可達24%
(2009年冷氫化西門子法治矽料,奠定了晶體矽路線為主流,2013年單晶矽片開始替代多晶矽片,直拉單晶和金剛線工藝逐步匯入)
未來,HJT(異質結太陽能電池)
綜合了晶體電池和薄膜電池的優點
有望開啟新賽道
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(2013年,松下研發出了效率高達24.7%的太陽能電池)
P型PERC電池技術龍頭:
通威股份(矽料與電池片雙龍頭)、愛旭科技(600732)、東方日升(300118)
N型單晶電池技術龍頭:
中環股份(002129)、晶科(JKS.US)、晶澳(002459)
④元件
元件是光伏最核心的環節
(其作用是將太陽能轉化為電能)
由若干單體電池串、並聯連線和密封封裝組成
與功率控制器逆變器
(可將直流電轉為交流電)
等部件共同組成光伏發電裝置
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光伏元件成本佔總成本比41%
隨著大尺寸矽片(210mm)釋出
可最大化降低光伏度電成本
(光伏元件的生產成本:從3美元/瓦減少到0.37美元/瓦,發電成本從0.5美元/千瓦降低到0.1美元/千瓦)
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元件市場的市場主體眾多
幾乎每一個核心部件都催生出一家上市公司
元件輔材龍頭
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⑤電站
"平均度電成本"的管理
是光伏電站全生命週期的管理核心它與發電量成反比↓
與投資成本成正比↑
發電量的最大影響因子
來自於有效利用小時數
投資成本的因素則主要
來自於電站的系統成本
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(集中式光伏電站佈局西部,涉及高昂的土地出讓費,還要依賴特高壓電輸送,投入巨大。而分散式光伏經濟又環保,兩者的"差價"持續拉大。)
央企國電投(600795)、中廣核(000881)
擁有多家電站
民企Sunny電源(300274)、正泰電器(601877)、東方日升(300118)、林祥能源(601222)
群雄逐鹿
03
產業變革
①萌芽(1983-2000)
1983年,日本"經營之神"稻盛和夫
代表京瓷公司,向中國捐贈太陽能單晶電池板
甘肅榆中建成了國家第一座光伏電站
(在國內最窮鄉村之一的的園子岔鄉,這座承載了村民夢想之光的電站總裝機10KW,滿足了整個村36戶居民,每家2隻日光燈的用電需求。)
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1985年,中國第一條太陽能電池產線成型
(美國Sunpower公司拍賣一條太陽能電池產線,雲南科技廳用400萬美元買回。同年,這條產線在雲南半導體廠開始投運。)
②高歌猛進(2000-2007)
2000年,在澳洲學習多晶矽薄膜太陽電池技術的
施正榮博士
回到老家江蘇,成立無錫尚德
第一條10兆瓦生產線
兩年後正式投產
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2005年12月14日
無錫尚德在美國紐交所上市
產能達到540兆瓦
銷售收入100億美元
躋身世界光伏行業前三強
將中國光伏產業與世界水平的差距縮短了15年
(以尚德為代表的包括晶澳、浙江昱輝、江蘇阿特斯、常州天合光能等10家左右的中國光伏民營企業在2005-2007年的三年時間內完成了國際資本市場IPO運作。)
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2007年,中國光伏總裝機量
世界首位
可惜,原材料、裝備完全依賴進口
而製成的光伏產品90%以上出口
中國光伏"兩頭在外"
位於全球產業鏈分工的末端
2008年,美國次貸危機
2009年,多晶矽價格400美元/公斤跌至40美元/公斤
中國遭到重創
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(矽料龍頭尚德無奈撕毀供貨協議,損失2.12億美元,這還不算庫存損失,"擁矽為王"的時代灰飛煙滅。)
2011年,歐債危機
受國際市場拖累,國內一片慘淡
(中國多達75家較大規模的中國光伏企業收到波及)
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美國太陽能對中國從2010年的貿易順差5億美元變為了逆差16億美元
巨大的市場反差,拉開了歐美對華光伏"雙反"序幕
2012年,中國光伏產業陷入寒冬
尚德電力瀕臨破產
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美股上市企業現狀圖
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④日趨成熟(2013-至今)
2012年《太陽能發電發展十二五規劃》釋出
光伏產業優先扶持
(全國600個城市中,半數以上發展了光伏產業,100多個建立了光伏產業基地。)
福建 南平
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2013年,光伏發電
標杆電價確立
中國光伏市場全面興起
("標杆電價",是為推進電價市場化改革,國家在經營期電價的基礎上,對新建發電專案實行按區域或省平均成本統一定價的電價政策。)
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2015年"領跑者計劃"
支援先進技術應用百兆瓦級的應用
示範基地紛紛建起光伏
新技術在競爭中一次次迭代
2016年,產業整合加速
光伏行業"搶裝潮"
第二批"領跑者"計劃推進
新增競價上網內容
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2017年"熊貓100計劃"
促進"一帶一路"沿線國家及地區的光伏建設
(8月14日,一個形似大熊貓的太陽能電站在山西大同開始運營)
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擔負產業升級使命
協鑫和隆基
一個佈局矽料,一個佈局矽片
實現了上游原材料的中國產化
成本得到了快速的下降
(打破國外廠商壟斷,中能矽業15萬噸冷氫化裝置)
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2018年,531新政產業"地震"
突然終止所有指標和補貼
轉型
政策驅動變市場驅動
(頒佈後的第一個月,光伏新增裝機同比下滑42.5%,2018年全年光伏新增裝機容量同比下降18%,光伏產品多晶矽、矽片、電池片和元件的價格跌幅基本都在10%以上。)
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2019年,光伏行業"重構"
龍頭製造企業強者恆強
寡頭效應凸顯
A股光伏產業鏈
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細分領域龍頭企業
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04
前景
光伏產業本質是技術密集型
技術決定成本、效能
只有實現"平價上網"
(平價就是發電成本<電費,不用補貼,直接賺錢)
才能替代常規能源
願景目標
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產業整合加速
增量市場的減退
新一輪世界級龍頭企業
以創新技術和商業模式引領光伏新能源的進步
行業競爭激烈
過剩產能出清
發展重心
維持持續現金流與業績增長
市佔率掌握行業話語權
中短期來看
下一代高效技術路線
有望推動光伏迎來發展良機
長期來看
光伏發電勢必
在可再生清潔能源中
佔據的比重
和發揮的社會效益越來越大
(每1度光伏電減少二氧化碳排放0.96千克,二氧化硫0.03千克,氮氧化物0.015千克)
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中國光伏發電佔全國總髮電量比重逐年上升
預期到2050達到16%
屆時,全球清潔能源發電量佔比將超過62%,其中光伏佔比將從2019年的3%,上升到2050年的22%
"光伏+"應用場景
中國光伏產業在全產業鏈上都走到了世界前列
欲求更大發展,需要開拓思路、突破瓶頸
探求光伏+在不同場景下的新應用
光伏建築一體化
山東 德州"日月壇"
(建築面積75000平方米現最大太陽能建築的世界紀錄,先進的屋頂和牆體保溫,比國家節能標準高出30%。)
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"世界首條高速公路光伏路面"
(一條路就是一座太陽能發電站,公路可發電,自融冰雪,暢通無阻。)
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龍羊峽光伏發電站
"水光互補"
(全球執行最大,填補國際大規模水光互補關鍵技術空白,實現不棄光、不棄風,互補調節,電源出力更加平滑、穩定。)
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"漁光一體"
通威 唐山豐南
(將光伏發電與水產養殖有機結合,水面上架設光伏電池板,水面下養殖魚蝦,產業融合升級,實現魚、電、環保三豐收。)
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05
結語
一部中國光伏的發展史
就是一部中國光伏人
不斷開拓、上下求索的歷史
從蹣跚學步
到獨佔鰲頭
在政府的引領和幫助下
儘管走過彎路、跨過寒冬
中國企業詮釋了自身的堅強和強健
中國的能源革命和能源安全
離不開光伏
中國人民的生活幸福
離不開光伏
願未來,中國光伏之路
越走越寬