能源,作为人类生存和社会发展的基石,其重要性无可替代。然而,随着传统化石能源的大规模开采和使用,我们正面临着气候变暖和化石能源枯竭等新的全球性危机。在此背景下,以光伏为代表的新能源正逐步替代传统化石能源,成为新的能源主体,人类正式开启第三次能源革命。
新能源的建设与发展,不仅是大国实现低碳转型、提升能源安全水平、优化能源结构的必由之路,也是提高能源服务水平、促进经济社会可持续发展的关键所在。第三次能源革命为我国带来了新的发展机遇,将助力我们迈向更加绿色、可持续的未来。
第三次能源革命开启,中国蓄势待发
能源是人类生存和社会发展不可或缺的物质基础,人类社会的一切活动都直接或间接地依赖于能源的消耗。这种依赖不仅体现在量的需求上,更体现在质的追求上,即人类始终在寻找更加安全、经济和清洁的能源。
基于这样的需求和追求,人类社会历史上已经历了三次能源革命。每一次能源革命都深刻地改变了能源结构,推动了技术革新,并引领人类社会迈入新的发展阶段。进入21世纪,面对资源枯竭、环境污染和气候变化等全球性挑战,人类对能源清洁化的需求达到了前所未有的高度,催生了第三次能源革命,能源供给逐步从化石能源替换为可再生能源。
人类历史上的三次能源革命
人类历史上的三次能源革命
当前,全球能源结构依然以石油、燃煤和天然气等传统非可再生能源为主导,而风光等可再生能源的占比相对较小。统计数据显示,2022年全球能源消费中,非可再生能源占比82%,可再生能源占比18%,风光能源仅占8%。
在电力生产方面,2023年全球发电量约30万亿度。其中可再生能源发电占比30.3%。国际能源署预测,未来5年风能和太阳能发电将占新增可再生能源发电量的95%。到2025年初,可再生能源有望超越其他能源形式,成为全球最主要的电力来源。
全球能源结构&全球发电结构(数据来源:国际能源署、Ember)
全球能源结构&全球发电结构(数据来源:国际能源署、Ember)
我国能源消费结构同样面临着这样的问题。2022年,我国能源消耗结构中,燃煤依然占据了主导地位,占比高达56%,而风光能源仅占8%。在电力生产方面,2023年我国全社会用电量9.2万亿度,其中风光发电占比15%。
为了推动能源结构的进一步优化,我国制定了《“十四五”可再生能源发展规划》,明确指出到2025年我国非化石能源消费占比应达到20%左右,到2025年底全国非化石能源发电量占比达到39%左右,彰显了我国在实现能源清洁化、低碳化转型方面的决心与行动。
中国能源结构&中国发电结构(数据来源:国家统计局、国家能源局)
中国能源结构&中国发电结构(数据来源:国家统计局、国家能源局)
然而,随着煤炭、石油和天然气等传统化石能源的大规模开采与广泛应用,我们正面临着一系列严峻的全球性危机:气候变暖加剧,导致极端天气事件频发、海平面持续上升、生态系统严重失衡;同时,化石能源资源的日益枯竭也引发了能源安全危机和价格波动风险。在此背景下,推动能源结构的低碳化转型与可持续发展已成为当务之急,第三次能源革命应运而生。
第三次能源革命的核心在于,通过技术创新与规模化应用,显著降低风光等新能源的发电成本,提升风光等可再生能源的占比,逐步实现对煤炭、石油等传统化石能源的有效替代。这一过程不仅有助于缓解气候变化和能源安全问题,更为全球能源结构的长期稳定发展奠定了坚实基础。
三次能源革命
三次能源革命
对我国而言,第三次能源革命具有重大的战略意义。作为一个能源需求庞大、能源结构相对集中且高度依赖外部能源输入的国家,我国在能源安全方面面临着诸多挑战。然而,我国同时也拥有丰富的风光资源以及具有全球竞争力的新能源产业。因此,第三次能源革命不仅为解决我国的能源问题提供了创新路径,更成为了推动中国实现高质量发展的关键契机和核心驱动力。
我国能源革命的主要背景及优势(数据来源:国家统计局、国家能源局、中国煤炭学会、国家气候中心、中国光伏行业协会)
我国能源革命的主要背景及优势(数据来源:国家统计局、国家能源局、中国煤炭学会、国家气候中心、中国光伏行业协会)
中国光伏制造:腾飞30年,优势显著,产能阶段性过剩
光伏发电指的是利用太阳能电池材料的光生伏特效应(光伏效应),将光能转变为电能的一种发电形式。历经30年的蓬勃发展,中国光伏产业已在全球范围内占据了举足轻重的地位,尤其在制造领域展现出强大的规模和竞争力。
2023年,我国在硅料、硅片、电池片、组件等光伏产业链的关键环节上,其产能全球占比均超80%,彰显了我国光伏产业的雄厚实力与显著优势。
我国光伏制造产业发展历程
我国光伏制造产业发展历程
光伏产业链是一个复杂而庞大的体系,涵盖了上游的材料供应、中游的制造加工,以及下游的电站运营三大核心环节。具体而言,主产业链由硅料起始,经由硅片加工、电池片制造、组件组装,最终延伸至光伏电站的建设与运营。
此外,该产业链还包含了一系列辅助环节,如银浆制备、胶膜生产、光伏玻璃制造、焊带供应、支架设计安装、逆变器配置以及汇流箱集成等,这些环节共同构成了光伏产业完整而复杂的生态系统。
光伏产业链
光伏产业链
我国光伏产业规模庞大,展现出强劲的发展势头。2023年,我国光伏行业总产值达1.7万亿,多晶硅、硅片、电池、组件产量分别达到了143万吨、622GW、545GW、499GW,同比增幅均超过六成,彰显了产业的蓬勃生机。
受益于下游组件价格的下降,2023年全球光伏装机达390GW,其中我国光伏装机217GW,占全球装机总量的55%,在全球光伏市场中保持领先地位。
我国光伏产业发展现状(数据来源:工信部、CPIA)
我国光伏产业发展现状(数据来源:工信部、CPIA)
然而,随着行业规模的迅速扩张和市场需求的持续驱动,我国光伏产业链多环节加速产能扩张,导致短期内出现了阶段性的供过于求问题。具体而言,2023年我国硅料产能达261万吨(产量143万吨),硅片产能达881GW(产量622GW),电池片产能达993GW(产量545GW),组件产能达800GW(产量499GW),各环节均出现不同程度的阶段性产能过剩。
2022-2023我国光伏产能(数据来源:工信部、中国光伏行业协会、企查猫、前瞻产业研究院、网络资料、企业公告)
2022-2023我国光伏产能(数据来源:工信部、中国光伏行业协会、企查猫、前瞻产业研究院、网络资料、企业公告)
产业的非理性扩张导致了产业链价格的急剧下滑。自2022年12月以来,硅料价格已累计下跌87%,硅片价格下跌84%,电池片价格下跌79%,组件价格下跌67%。这一连串的价格跳水使得产业链上的多个环节均遭受重创,不少环节甚至陷入了大幅亏损的境地。
光伏产业链硅料、硅片、电池片、组件价格(数据来源:InfoLink)
光伏产业链硅料、硅片、电池片、组件价格(数据来源:InfoLink)
从成本结构来看,光伏电池片主要由硅片、银浆、化学试剂等制造而成,其中硅片占据成本的主要部分,占比达到62%,银浆占比为13%。而光伏组件主要由电池片、玻璃、边框、胶膜、背板、焊带等制造而成,其中电池片是成本最高的组成部分,占比53%,玻璃和边框分别占据11%和10%的成本份额,胶膜则占9%的成本比例。这种成本结构特点决定了产业链各环节在市场竞争中的地位和影响力。
电池片成本组成&组件成本组成(数据来源:InfoLink、 solarzoom、公司公告、网络资料)
电池片成本组成&组件成本组成(数据来源:InfoLink、 solarzoom、公司公告、网络资料)
技术层面,光伏产业的多晶硅、拉棒、切片、组件等主要环节的技术体系相对稳定,而电池片技术则仍处于快速迭代之中。2023年,P型电池技术仍是市场主流,占据了73%的市场份额。但TOPcon等新型电池技术正在快速发展,有望在2024年超越Perc电池,成为占比最大的电池技术。随着HJT、BC以及钙钛矿电池技术的不断成熟,它们的市场份额预计将逐渐攀升,进一步推动光伏产业的技术创新与发展。
电池技术发展趋势&电池技术占比(数据来源:中国光伏协会、公司公告)
电池技术发展趋势&电池技术占比(数据来源:中国光伏协会、公司公告)
在市场竞争方面,光伏制造行业的领军企业实力雄厚,市场集中度高,且一体化发展趋势显著。2023年,硅片产能达到880GW,其中前十大企业(CR10)产能合计788GW,占比90%,头部企业为隆基、中环。
在电池片领域,2023年总产能为993GW,CR10合计产能高达661GW,占比67%,隆基、晶科、晶澳、通威、天合、爱旭及钧达等企业位居前列。至于组件市场,2023年,前十大企业总出货量达412GW,合计市场份额预计超过85%,晶科、隆基、天合及晶澳是这一板块的领先企业。
我国光伏制造领域硅片产能&电池片产能&组件出货量(数据来源:各公司公告、调研数据、网络数据)
我国光伏制造领域硅片产能&电池片产能&组件出货量(数据来源:各公司公告、调研数据、网络数据)
同时,辅材产业同样展现出头部企业实力雄厚、市场集中度高的特点。2023年,我国胶膜产业的名义产能达到91亿平米,实际出货量达51亿平米,其中前五大企业(CR5)占比67%,福斯特尤为突出,其产能占比20%,而出货占比则高达45%。
在光伏压延玻璃领域,累计产量高达2478万吨,预计产能为3500万吨,信义光能与福莱特分别占据了30%和23%的市场份额。至于逆变器市场,2021年前二十大逆变器市占率总和已达99%,而在2022年的全球出货量中,阳光电源和华为分别占据了30.4%和24.9%的份额。
我国胶膜产能龙头企业占比&光伏玻璃产能龙头企业占比&逆变器产能龙头企业占比(数据来源:各公司公告、调研数据、网络数据)
我国胶膜产能龙头企业占比&光伏玻璃产能龙头企业占比&逆变器产能龙头企业占比(数据来源:各公司公告、调研数据、网络数据)
在招商领域,华夏幸福SPU涵盖了12个细分光伏产业方向,重点包括光伏玻璃、电池片、组件及支架等中游制造环节,2023年,这些细分产业合计市场规模高达1.4万亿。然而,值得注意的是,光伏项目通常伴随着较大的投资额和较长的建设周期,需要谨慎规划与管理。
细分光伏产业方向市场规模
细分光伏产业方向市场规模
细分光伏产业方向投资要素
细分光伏产业方向投资要素
从签约情况来看,近年来光伏制造业的签约金额也呈现出快速增长的态势。2023年,光伏制造业签约金额突破1.3万亿元。2024年仅前四个月签约金额便已超过了2500亿元。然而,签约热潮在2023年5月达到单月峰值后,逐渐呈现出回落的趋势。这一变化反映了市场供需关系的调整和投资者对光伏产业未来发展的审慎态度。
2023-2024年光伏制造业签约投资金额(数据来源:国际能源网/光伏头条(PV-2005))
2023-2024年光伏制造业签约投资金额(数据来源:国际能源网/光伏头条(PV-2005))
在电池片领域,2023年共有88家光伏电池片企业签约了119个项目,合计规模达1285GW,预计总投资额将达到4000亿元。签约电池片技术以N型为主,地域分布上,安徽、江苏、四川和内蒙占比较大,是电池片项目签约的重要区域。
2023年各月我国电池片领域签约项目数量及规模&签约项目电池片技术&签约项目地域分布(数据来源:国际能源网/光伏头条(PV-2005))
2023年各月我国电池片领域签约项目数量及规模&签约项目电池片技术&签约项目地域分布(数据来源:国际能源网/光伏头条(PV-2005))
中国光伏发电:度电成本持续下降,光伏电站大有可为
2023年,我国发电量达9.45万亿千瓦时,同比增长6.9%,连续多年稳步提升。按照单价0.5元/度计算,行业规模约达4.7万亿。然而,光伏发电在我国电力结构中的占比仍然有限,2023年我国光伏发电量为0.6万亿度,尽管实现了37%的高速增长,但仅占我国总发电量的6.2%。
2005-2023年中国发电量(数据来源:国家统计局、中电联)
2005-2023年中国发电量(数据来源:国家统计局、中电联)
技术革新是推动光伏发电成本下降的关键因素。随着光伏组件价格的走低,光伏电站的建设成本也持续下降。2023年,光伏电站系统成本已降至3.4元/W,相较于2022年减少了0.6元/W,降幅高达17.7%。预计2024年,电站成本将进一步缩减至3.2元/W。
2007-2022年我国光伏地面电站成本&2024年地面电站成本及构成(数据来源:中国光伏协会、InfoLink)
2007-2022年我国光伏地面电站成本&2024年地面电站成本及构成(数据来源:中国光伏协会、InfoLink)
基于当前组件价格,光伏发电的度电成本预计为0.2元/度,已经低于燃煤、燃气等化石燃料度电成本。随着光电转换效率的不断提升,未来光伏度电成本仍有较大下行空间,长远来看,度电成本有望进一步降低至0.1-0.15元/度的区间。
各能源度电成本&2022-2030年光伏地面电站投资成本及度电成本(数据来源:中国光伏协会)
各能源度电成本&2022-2030年光伏地面电站投资成本及度电成本(数据来源:中国光伏协会)
成本的降低直接推动了光伏装机的爆发式增长。假设光伏供应40%的发电量,我国未来光伏年均装机容量有望达到180至220GW。
预计未来我国光伏年均装机规模
预计未来我国光伏年均装机规模
截至2023年,我国光伏累计装机容量已达610GW,其中集中式光伏占比58%,工商业分布式占比23%,户用分布式占比19%。当年新增装机容量为217GW,集中式光伏占比55%,工商业分布式占比24%,户分布式用占比20%。这一数据表明,近年来分布式光伏装机占比逐渐提升,预计未来占比可达50%左右。
2016-2023年光伏电站装机结构占比(数据来源:中国光伏协会)
2016-2023年光伏电站装机结构占比(数据来源:中国光伏协会)
在区域分布上,华北、长三角、西部地区光伏累计装机规模较大,山东、河北、江苏、河南、浙江、安徽6省装机规模超30GW。
各省光伏累计装机规模(数据来源:国家可再生能源中心、中国电力企业联合会)
各省光伏累计装机规模(数据来源:国家可再生能源中心、中国电力企业联合会)
具体而言,2023年集中式式光伏装机主要集中于西部地区,工商业分布式式光伏装机主要以东部区域和两河区域为主,而户用分布式光伏装机则以东部和中部区域为主导。
2023年集中式光伏装机前十省份&2023年工商业分布式光伏装机前十省份&2023年户用分布式光伏装机前十省份(数据来源:国家可再生能源中心、中国电力企业联合会
2023年集中式光伏装机前十省份&2023年工商业分布式光伏装机前十省份&2023年户用分布式光伏装机前十省份(数据来源:国家可再生能源中心、中国电力企业联合会
随着第三次能源革命的浪潮汹涌而至,光伏产业以其独特魅力和无限潜力,正引领着中国稳步前行在绿色可持续发展之路上。近年来,中国光伏产业在技术革新、成本削减和装机容量等方面均取得了显著成就。
展望未来,随着技术的持续进步和成本的不断降低,光伏产业将在中国的能源体系中扮演更加核心的角色,为实现碳达峰、碳中和目标提供坚实支撑,为中国的能源转型与可持续发展事业添砖加瓦,贡献力量。
撰文:邱永宽 张检 刘琴
智库支持:幸福招商行业研究院
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