太阳能光伏行业深度分析报告:发展现状、未来趋势、机遇挑战.docx
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1、太阳能光伏行业深度分析报告(发展现状、未来趋势、机遇挑战)2023年5月I扫码关注“快慢思考”公众号I获取更多深度报告oof微信搜一搜Q快慢思考手机海宝扫一扫I淘宝扫一扫关注店铺“光线写作社”.。I尊享原创写作服务调研报告方案文案述职报告申报立项工作总结稿件润色专业团队精益求精一、行业主管部门、监管体制、法律法规及政策42、行业自律组织43、行业主要法律、法规和产业政策4二、行业发展情况72、全球光伏行业发展情况123、我国光伏行业发展情况15三、光伏行业未来发展趋势171、市场和应用发展趋势172、技术和产品发展趋势203、行业竞争趋势214、大型储能市场发展趋势22四、行业发展的机遇与挑战
2、231、行业发展面临的机遇232、行业发展面临的挑战23一、行业主管部门、监管体制、法律法规及政策1、行业主管部门根据中华人民共和国可再生能源法(2009年修订)第五条规定,“国务院能源主管部门对全国可再生能源的开发利用实施统一管理。国务院有关部门在各自职责范围内负责有关的可再生能源开发利用管理工作目前,我国能源主管部门为国家发展与改革委员会下设的国家能源局,主要职责包括:起草能源发展和有关监督管理的法律法规送审稿和规章;拟订并组织实施能源发展战略、规划和政策,推进能源体制改革;组织制定各种传统能源、新能源和可再生能源等的产业政策及相关标准,审批能源固定资产投资项目;组织推进能源重大设备研发及
3、其相关重大科研项目,组织协调相关重大示范工程和推广应用新产品、新技术、新设备;制定与能源相关的资源、财税、环保及应对气候变化政策等。2、行业自律组织中国光伏行业协会(CPIA)是光伏行业自律组织,是由民政部批准成立、工业和信息化部作为业务主管单位的国家一级协会,是全国性、行业性、非营利性社会组织,于2014年6月在北京成立,主要职能包括:及时向会员单位和政府有关部门提供行业情况调查、市场趋势、经济运行预测等信息;参与制定行业、国家或国际标准,推动产品认证、质量检测等体系的建立和完善;维护会员合法权益,加强知识产权保护,反对不正当竞争,促进和组织订立行规行约,推动市场机制的建立和完善;加强与国内
4、外相关组织、企业的联系和交流,开展多种形式的国际交流与合作,维护中国光伏行业利益、形象,积极应对国际纠纷等。截至2021年12月,协会会员数量已超过480家,包括了各产业链环节的企业事业单位、行业研究机构、标准及检测认证机构3、行业主要法律、法规和产业政策一颁布时ln_颁布机构文件名称相关内容202211月国家能源局光伏电站开发建设管理办法明确光伏电站实行备案管理,备案容量原则上为交流侧容量(即逆变器额定输出功率之和),并明确项目单位的前期工作准备、建设条件、建设要求等2国家发展改革委办公关于促进光各有关部门、企业应理性分析光伏产业发展预期,O22年9月厅、国家能源局综合司伏产业链健康发展有关
5、事项的通知充分考虑产业链已有产能与不同生产环节间扩产周期的差异,根据新能源发展规划、市场需求预测等情况引导企业提前谋划布局、合理安排投产扩产增产计划,推动上中下游平衡协调发展,有序推进光伏产业链建设,推动光伏产业链的平稳、健康发展2()22年8月工信部办公厅、市场监管总局办公厅、国家能源局综合司关于促进光伏产业链供应链协同发展的通知鼓励硅料与硅片企业,硅片与电池、组件及逆变器、光伏玻璃等企业,组件制造与发电投资、电站建设企业深度合作,支持企业通过战略联盟、签订长单、技术合作、互相参股等方式建立长效合作机制,引导上下游明确量价、保障供应、稳定预期2O22年5月国家发展改革委办公厅、国家能源局综合
6、司关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知要建立完善适应储能参与的市场机制,鼓励新型储能自主选择参与电力市场,坚持以市场化方式形成价格,持续完善调度运行机制,发挥储能技术优势,提升储能总体利用水平,保障储能合理收益,促进行业健康发展2()21什12月工信部、住建部、交通部、农业农村部、国家能源局智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)支持开发应用多主栅、无损切割、高密度封装等高效组件生产技术,加快钙钛矿、叠层等新型电池组件研发与产业化。开发长寿命、高安全的BlPV光伏构件、光伏瓦,支持建筑屋顶光伏行动。研发推广组件生产自动化设备,加强组件尺寸统一标准制定实施2O21阡1O
7、月国家发展改革委、国家能源局、财政部、自然资源部、生态环境部、住建部、农业农村部、中国气象局、国家林业和草原局“十四五”可再生能源发展规划目标到2025年,可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时左右。“十四五”期间,可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中的占比超过50%,风电和太阳能发电量实现翻倍2O21什1O中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见目标到2025年,非化石能源消费比重达到20%左右;到2030年,非化石能源消费比重达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上;到2060年,非化石能源消费比重达到80%以上要求积极发展非化石能源
8、,实施可再生能源替代行动,大力发展风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等,不断提高非化石能源消费比重。坚持集中式与分布式并举,优先推动风能、太阳能就地就近开发利用2()211-国务院2030年前碳达峰行动方案目标到2025年,非化石能源消费比重达到20%左右,城镇建筑可再生能源替代率达到8%,新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%;要求全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展,坚持集中式与分布式并举,加快建设风电1O月和光伏发电基地2()21年9月国家发展改革委完善能源消费强度和总量双控制度方案鼓励地方增加可再生能源消费。根据各省(自治区、直辖市)可再生能源电力消纳和绿
9、色电力证书交易等情况,对超额完成激励性可再生能源电力消纳责任权重的地区,超出最低可再生能源电力消纳责任权重的消纳量不纳入该地区年度和五年规划当期能源消费总量考核2()21什7月国家发展改革委关于做好新能源配套送出工程投资建设有关事项的通知要求高度重视电源配套送出工程对新能源并网的影响,加强电网和电源规划统筹协调,允许新能源配套送出工程由发电企业建设,做好配套工程回购工作,确保新能源并网消纳安全2O21r6月国家发展改革委关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知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,中央财政不再补贴,实行平价上网2()21阡5月国家
10、能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设关事项的通知2021年,全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达到11%左右,后续逐年提高,确保2025年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右2O21讦3月工信部光伏制造行业规范条件(2021年本)在生产布局与项目设立、资源综合利用及能耗、智能制造和绿色制造、环境保护、质量管理、安全生产和社会责任等方面对光伏制造企业提出了明确要求,其中规定多晶硅组件和单晶硅组件(双面组件按正面效率计算)的平均光电转换效率分别不低于17%和19.6%2()2()年12月生态环境部碳排放权交易管理办法(试行)制定碳排放配额总量确定与分配方案。碳排放配额分
11、配以免费分配为主,可以根据国家有关要求适时引入有偿分配2()2O中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二推进能源革命,完善能源产供储销体系,建设智慧能源系统,优化电力生产和输送通道布局,提升新能源消纳和存储能力,提升向边远地区输配电能力仟1()月O三五年远景目标的建议2()2()仟4月国家能源局中华人民共和国能源法(征求意见稿)调整和优化能源产业结构和消费结构,优先发展可再生能源,安全高效发展核电,提高非化石能源比币:2020什1月财政部、国家发展改革委、国家能源局关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见以收定支,合理确定新增补贴项目规模,全面推行绿色电力证书交易;持续推动陆
12、上风电、光伏电站、工商业分布式光伏价格退坡,积极支持户用分布式光伏发展,通过竞争性方式配置新增项目二、行业发展情况1、光伏产业链光伏产业链的上游为多晶硅料生产、单晶拉棒/多晶铸锭和切片等环节,中游为光伏电池生产、光伏组件封装等环节,下游为光伏应用系统的安装及服务等。(1)上游一材料制造多晶硅多晶硅是光伏产品制造的基础原材料。目前,改良西门子法是世界主流的多晶硅生产方法,目前我国多晶硅95%的产品由此种方法生产;近年来硅烷法颗粒硅系统进步明显,按照中国光伏产业发展路线图(2021年版)预测,未来硅烷流化床粒状多晶硅的市场份额可能会有所增加,到2030年有望达到10%的市场份额。从2011年开始,
13、我国多晶硅产量排名世界第一,产业竞争力不断提高。根据中国光伏行业协会数据统计,2021年,全球多晶硅有效产能为77.4万吨,同比上升27.3%;全球多晶硅产量64.2万吨,同比增长23.2%。光伏技术进步使每瓦组件使用的多晶硅料量逐年降低,硅料在组件总成本中的占比已经较低。2005-2021年全球和中国多晶硅产量701l%中国(万吨)全球(万吨)中国产量占比来源:中国光伏行业协会硅片多晶硅料经过铸锭制成多晶硅锭,或者熔融后加入单晶硅籽晶、并用直拉法或悬浮区熔法制成单晶硅棒。硅锭和硅棒经过砂浆钢线或金刚线切割被加工为硅片。根据中国光伏行业协会数据统计,2021年全球硅片总产能415.1GW,产量
14、约为232.9GW,同比增长38.9%我国大陆硅片产能407.2GW,同比增长69.7%产量226.6GW,同比增长40.4%。2008-2021年全球和中国硅片产量中国(GW)-全球(GW)中国产量占比来源:中国光伏行业协会(2)中游一光伏产品制造电池片电池片能够实现光能向电能转化。电池片是硅片经过制绒、扩散、刻蚀等一系列环节后加工而成的,电池片加工需要较高的技术能力与资本投入。根据硅衬底不同,晶硅电池分为P型电池和N型电池。P型电池的PERC技术是当前晶硅电池的主流技术效率普遍超过22%N型技术是下一代晶硅电池技术具有制程短、转换效率高、抗衰减、温度系数低等特点,有利于提高光伏发电量、降低
15、发电成本,发展前景广阔。主要P型和N型硅电池技术及其特点列示如下:类型电池技术特点P型PERC在电池的后侧添加电介质钝化层,采用局域金属接触,能够有效降低背表面的电子复合速度,同时提升了背表面的光反射,能够双面发电。N型PERT与P型PERC电池结构相似,主要差别是使用N型衬底代替P型衬底,制成双面都能受光发电的电池。2019年量产PERT效率达到22%以上。TOPCon在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层,二者共同形成钝化接触结构。该结构可以阻挡少子空穴复合,提升电池开路电压及短路电流。ToPCOn和PERC技术共用多道制程,预计ToPCon将是对PERC产线进行升级改
16、造的优选技术。HJT薄膜电池技术和晶硅电池技术结合发展起来的一种高效电池技术。异质结比同质结有更宽的禁带宽度和电池效率提升潜力,有望成为未来的主流技术。IBC正负金属电极呈交叉指状方式排列在电池背面的一种背结背接触电池结构技术,电池正面无栅线遮挡,最大化利用入射光,实验室转换效率突破27%。但制造工艺复杂、生产成本高,目前的性价比不及其它电池技术。根据中国光伏行业协会数据统计,2021年,全球晶硅电池片总产能423.5GW,同比增加69.8%;总产量223.9GW,同比增加37.0%o我国大陆电池片总产能达到360.6GW,同比增加79.2%,占全球总产能85.1%;电池片总产量达到197.9
17、GW,同比增加46.8%,占全球总产量88.4%o中国(GW)B全球(GW)中国产量占比来源:中国光伏行业协会组件组件是将一定数量的电池片采用串并联的方式连接,并经过严密封装后,形成的光伏发电设备。组件是光伏发电系统最重要的设备,在很大程度上决定光伏发电成本。得益于组件技术在光学、电气和结构三方面的优化和进步,从2010年到2016年,光伏组件转换效率平均每年提升0.3%-0.4%;从2017到2020年,转换效率提升速度加快到每年0.5%-l%o其中,光学优化是指减少光照的光学损失,途径包括通过优化和更换材料,降低光反射、提高光吸收;以及通过优化焊带结构(如三角焊带)和电池片拼接技术(如拼片
18、),减少电池片片间空隙,提高对光的吸收能力。电气优化是通过优化电池内部的电流走势和电池片间的连接结构,减少电阻损失,涉及的主要技术包括半片、多主栅和叠瓦技术。结构优化是指从整体上改变组件排布和构造,或者基于上游技术突破实现结构优化,如双面组件技术和大硅片组件技术。目前主要组件产能均全面采用前述技术,并通过智能制造提升组件产品的质量和可靠性降低制造成本目前的主流光伏组件技术及其特点列示如下组件技术特点拼片指电池片正面采用对光照利用率更高的三角焊带,电池片背面采用超柔扁焊带的双焊带超柔无缝互联技术。三角形焊带可以高效利用垂直入射光和斜射光,超柔扁焊带互联能缩小电池片间距。半片将电池片切半,通过优化
19、半片电池片的串并联结构,得到与全片电池组件相近的电流和电压。由于每串电池电流降低二分之一,欧姆损耗降低,组件功率可提高2%左右。半片电池组件有更优异的应对阴影遮挡性能、高温性能和更强的机械载荷性能,并兼容绝大多数电池技术。多主栅(MBB)使用5条以上栅线,增加栅线改善电池片的电流收集能力,使用更细的焊带减少遮光面积,使组件功率提升约5W(相对5主栅)。由于栅线分布更密,多主栅组件抗隐裂能力更强。该技术也能节省银浆,降低电池成本。叠瓦将一个电池片分成几个等分(多为5或6等分),使用导电胶将小电池片边缘层叠在一起。由于无电池片间距,叠瓦组件提升受光面积,取消焊带和汇流条,能降低电阻损耗,组件功率提
20、高8%-10%。双面组件背面用透明材料(玻璃或者透明背板)。除正面正常发电外,背面也能吸收散射光和反射光发电,因此有更高的综合发电效率。根据中国光伏行业协会数据统计,2021全球光伏组件产能465.2GW,产量220.8GW,分别同比增长45.4%和34.9%。我国光伏组件产量.8GW,同比增长45.9%,占全球组件产量的82.3%;组件出口量约为98.5GW,创历史新高,约占我国组件产量的54.2%。在2021年全球光伏组件前十大供应商中,国内企业占八席。2010-2021年全球和中国组件产量中国(GW)全球(GW)中国产量占比来源:中国光伏行业协会(3)下游一光伏应用光伏发电系统无旋转设备
21、,可靠性高,维护简便;高度模块化,规模灵活,既适合大规模的集中式地而电站应用,也适合小容量的分布式应用。根据IHSMarkit数据统计,2022全球光伏电站新增装机266GW,同比增长50.2%根据中国光伏行业协会数据,2022年我国新增装机87.41GW,同比增长59.3%,新增和累计光伏装机保持全球第一。2011-2022年我国光伏新增并网装机量及增长率来源:中国光伏行业协会集中式光伏电站集中式光伏电站是将光伏列阵生产的直流电能,经逆变器转变为交流电、升压后并入公共电网的光伏电站。目前,我国以集中式光伏电站为主。除常规的地面电站外,集中式光伏电站还包括农光互补和牧光互补地面电站、水面电站。
22、除发电外,这类电站通常兼具改善生态、提高土地利用效率的功能。分布式光伏电站分布式光伏电站是指安装在厂房、办公楼、居民住房等建筑物顶上或周边空地上的中小容量光伏电站,电站在用户侧并网,自发自用、余量上网。与集中式光伏电站相比,分布式光伏具有不占用土地资源、减少输配网损、电量就近消纳等优势。因用电电价高于发电电价,分布式光伏通常具有更好的经济性。因其前述优势,分布式光伏应用具有很大的增长潜力。此外,分布式光伏电站还包括建筑一体化光伏、渔光互补和农业大棚光伏等应用。2、全球光伏行业发展情况(1)全球光伏行业支持政策作为基础设施,各国的电力行业均受政策影响,涉及的范围包括电源和电网投资和运营者的资格、
23、可用的发电技术、以及适用于不同发电技术的电价和电量收购条件。各国与光伏应用相关的政策决定了该国的光伏发展路径和速度。光伏行业在1990年代初起步。与其它新兴产业一样,在光伏应用初期,因行业规模小、产业链不完善和技术待改进等因素,光伏系统造价和发电成本高。注意到光伏对能源转型的重要性,一些发达国家制定和实施了扶持光伏发展的政策,包括(1)明确光伏发电的战略地位,制定光伏应用规划;和(2)实施扶持政策,包括研发、投资或安装费用补贴、发电电价补贴、税收优惠和可再生能源配额制等。经过20多年发展,光伏是目前全球新装机容量最大的电源,也是很多国家成本最低的能源。为了低碳发展,履行巴黎协定规定的减排义务,
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