2022年美国光伏行业发展现状分析.docx

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1、2022年美国光伏行业发展现状分析目录1、概况22、上游光伏价值链和贸易行为33、多晶硅54、CS硅片75、CS光伏电池76、CS光伏板107、逆变器和系统平衡138、太阳能设备回收149、美国太阳能就业1510、太阳能市场1711太阳能融资和租赁1912、美国对太阳能制造的支持211、概况近年来，由于技术进步、支持、州级支持，美国太阳能发电量迅速增长。强制使用可再生能源电力的政策，提高了相对于化石燃料发电的成本竞争力。太阳能光伏(PV)系统目前在美国新增发电容量中的占比最高(图1)。比较各种电源成本竞争力的一种方法是能源平准化成本(LCOE),该指标可以包括运营、维护、燃料、融资、税收优惠以

2、及除硬件和安装之外的其他成本。太阳能没有燃料成本，但受多变的阳光和天气条件的影响。根据国际可再生能源署的数据，2010年至2020年，全球公用事业规模太阳能系统的LCOE下降了85%02020年，根据投资银行Lazard,美国新的公用事业规模太阳能的LCOE低于煤炭和联合循环天然气涡轮机等传统能源的成本。运营成本相对较高的现有燃煤电厂的退役为美国新增太阳能产能创造了更多机会。扩大太阳能发电需要足够的制造能力，从生产多晶硅(用于将太阳能转化为电能的原材料)到太阳能电池的制造和电池板的组装。全球大约四分之三的光伏系统目前出现在中国。自2018年以来，随着美国进口关税的增加，美国的光伏装机容量有所增

3、加，但这些组件的许多投入都是进口的。在美国销售的太阳能产品中，生产的比例相对较小。图1.美国增加的发电能力，按能源分类Q1-Q3资料来源：CRS使用太阳能工业协会和WoodMackenzie的数据创建的图表。注：代表所有新增到国家电网的电力容量。2、上游光伏价值链和贸易行为中国是多晶硅和单晶硅、电池生产的全球领导者，2020年这些产品的全球产量占全球的70%以上（图3）。美国在每个阶段的全球产量中所占份额都相对较小。美国光伏制造商的年收入从2010年的55亿美元下降到2020年的15亿美元。2015年主要是由于来自在亚洲运营的中国公司的进口竞争、美美国需增加和进口限制等多种因素,2021年美国

4、收入增至30亿美元。在中国，过去十年实施的政策加速了价值链各阶段制造商的企业整合,这可能通过规模经济降低成本。CSPV供应链每个阶段所需的大部分制造设备也在中国生产。图3.光伏产量占比2020年按地理区域划分的全球产量份额PolysiliconChina, 76%Germany, 12%- Other, 2%U.S., 5% Malaysia, 5%PV WafersChina, 96%Other, 4%PV CellsChina, 78%Vietnam, 5% Thailand, 3%Malaysia, 6% South Korea, 4%U.S., 3 Vietnam, 8% Europe

5、, 2% Thailand, 2% Taiwan, 1% Europe, 0.2 Other, 2%PV PanelsTaiwan,1%China, 70%IIOther,5%SouthKorea,5%Malaysia,4%根据最近的一项研究，在制造流程标准化、自动化程度提高和生产线效率更高的推动下，CSPV制造成本在2010年至2020年间平均每年下降15%。然而，太阳能光伏制造成本仍然较高。这方面美国不如中国。美国国家可再生能源实验室(NREL)进行的一项成本分析发现，截至2021年4月，上游CSPV价值链中每个生产阶段的成本在美国每瓦产能将比美国高2-4美分。类似的生产在中国，主要是由于

6、美国劳动力成本和进口制造所需的输入材料和组件的成本较高，运输和关税费用可能更高。NREL估计完全在美国生产的光伏组件成本将高出10美分每瓦比中国，且不考虑关税。然而，随着对CS光伏组件的进口征收关税，美国市场的成本差异被逆转，因此完全美国制造的CS光伏组件的消费者成本将比类似的成本低2美分/瓦比从中国进口的组件。3、多晶硅太阳能行业消耗了全球多晶硅产量的90%以上。虽然2011年美国和中国在全球多晶硅产量中的份额相似，但到2020年，中国的产量已扩大到全球产量的76%,而美国的产量则为下降至5虬中国的新产能帮助将全球多晶硅现货价格从2013年的每公斤20美元降至2020年年中的每公斤7美元。随

7、着现货价格的这种变化，全球许多多晶硅生产商变得无利可图并退出市场或降低太阳能级多晶硅的产能；2020年中国六家企业占全球多晶硅产量的绝大部分。2012年，美国商务部认定美国制造商因在美国以低于公允价值销售的中国太阳能产品进口而受到损害，并且这些产品得到了中国的补贴。美国随后对进口的中国CS光伏电池征收18.32%至249.96%的反倾销税和14.78%至15.97%的反补贴税。相应的中国2014年，对从美国进口的太阳能级多晶硅以及从韩国进口的多晶硅征收53.3%至57%的反倾销税。中国还对来自美国和欧盟(EU)的太阳能级多晶硅征收反补贴税。由于中国是最大的多晶硅市场，美国多晶硅生产商受到这些关

8、税的不利影响。美国的产量在2015年至2018年期间下降了40%。2020年1月，中国商务部延长了对美国的反补贴和反倾销税美国太阳能多晶硅到2025年。对来自韩国的多晶硅的反倾销税也延长了。NREL估计，截至2022年2月，美国的多晶硅年产能为74,000吨。相比之下，截至2020年底,中国的产能为452,000吨,并宣布计划增加产能至百万吨级。美国拥有太阳能多晶硅生产设施的三家公司是美国的HenIlOCkSeIniCOndUCtor、挪威的RECSilicon和德国的WackerChemieo由于需求有限，这三个公司的美国多晶硅工厂都在产能不足的情况下运营，因为美国没有大量的CSPV晶圆或电

9、池制造。HemlockSemiconductor没有完成2014年宣布的在田纳西州建设多晶硅工厂的10亿美元投资；其位于密歇根州的剩余美国工厂主要为半导体行业生产多晶硅。REC于2019年5月关闭了其华盛顿工厂，并与一家中国公司成立了一家合资企业，在中国生产；据报道，韩国CS光伏电池和组件制造商HanwhaSolutions于2021年11月向RECSilicon投资超过1.5亿美元，以支持其华盛顿工厂的重新开业。WackerChemie2016年在田纳西州开设了一家价值25亿美元的工厂，并成为全球最大的多晶硅生产商到2019年，但据报道该工厂供应半导体行业。中国是多晶硅生产的全球领先者，20

10、20年中国近三分之二的多晶硅产量来自中国，且禁止进入美国。法案将多晶硅确定为高优先级行业执法。为支持太阳能制造业实施新政策，太阳能产业协会发布了太阳能供应链可追溯性协议，公司可以使用该协议来标准化追踪输入和审计供应链来源的程序。4、CS硅片2019年，全球96%的硅片生产发生在中国，其中最大的两家公司隆基和中环占全球总产量的近三分之二。以前在美国制造CS光伏锭和硅片的公司包括SUnEdiSOn、SolarWorld和Panasonic在2013年至2017年期间停产。根据能源部(DOE)的数据，截至2022年2月，美国唯一的晶圆生产能力是CubicPV在马萨诸塞州拥有的20兆瓦工厂。5、CS光

11、伏电池2020年，全球83%的电池生产在中国，由七家公司牵头，其中许多公司提供光伏组件。自2021年以来，美国没有生产任何CS光伏电池。韩国一直是美国最大的电池进口来源国。美国两家韩国制造商LG和HanwhaQCells分别进口电池用于阿拉巴马州和乔治亚州的组件组装工厂。马来西亚和越南也已成为进口来源地(图4)。图4.PV电池进口值2011-2021,按国家/地区资料来源：CRS使用美国人口普查局的数据创建的数据。注意：基于协调关税表(HTS)代码8541406030和8541406025otoes HQ AZ UnncHQg OSiWafef OSiCdl OSiMocMe Thin Frf

12、m Pofysthcon A AacU vtorMrJ WrtBrn X22 JAN 31逐 NREL资料来源：美国可再生能源实验室。注：地图包括所f活跃的生产基地，并显示铭牌的年产能或港在的年产量。设施可能没有产生所示数量。截至2022年1月,阿拉斯加和夏威夷没有制造能力。除了硬件制造，太阳能系统还需要许多其他服务，包括场地评估、设计、许可、融资、安装、运营和维护。2020年，太阳能光伏在美国发电行业提供了最大的就业岗位，为231,474个就业岗位，尽管约占总发电量的3%o130超过三分之二的太阳能相关就业岗位被纳入2020年调查自2015年以来一直处于安装和开发阶段（图9）。到2020年，

13、住宅系统提供了约20%的太阳能发电总量。超过一半的安装就业与住宅规模的项目有关，这往往比公用事业规模和商业更劳动密集项目。这些安装和开发工作往往位于太阳能部署水平较高的州。截至2021年，加利福尼亚州、德克萨斯州和佛罗里达州的累计太阳能装机容量最高，与纽约一起在太阳能工作岗位数量最多的四个州中排名前四。由于大多数工作岗位都在安装和开发领域，影响住宅需求的情况太阳能部署会对太阳能行业的总就业产生不利影响。图9.2020年按行业划分的太阳能就业细分Residential84,946Utility-Scale30,017Commercial 27,971I Community Solar 11,67

14、7Number of solar jobs资料来源:CRS使用太阳能产业协会(SElA)、太阳能基金会和州际可再生能源委员会的数据创建的数据,2020年全国太阳能就业普查，2021年5月。注I此处显示的太阳能工作数据说明了超过50%的工作时间用于与太阳能相关的工作的就业职位。10、太阳能市场太阳能光伏系统通常连接到传输和分配网络，可以长距离传输电力并将其输送给消费者。分散式光伏系统是用于住宅或商业环境的太阳能电池板，可以将建筑物中不需要的多余电力输送到网络，并在需要时切换到进口电力。集中式光伏系统专为公用事业应用而设计，其中大量太阳能电池板产生电力用于传输和分配。较小的电网，通常称为“微电网”

15、，也可以设计为在由于例如恶劣天气而导致电力干扰的情况下独立运行。未连接到输配电网络的光伏系统通常产生相对较少的电力供独立使用，并且通常与电池存储配对用于照明高速公路标志、为附着在垃圾上的压实机供电等目的公共场所的罐子，以及在没有电网连接的偏远地区为电子设备供电。四个不同的细分市场构成光伏系统市场： 住宅。根据SEIA和WoOdMaCkenZ据的数据,在美国安装的300万个光伏系统中，住宅部门占96%,占到2021年累计太阳能光伏装机容量的20%左右。住宅太阳能系统的中值规模2020年为6.5kWo这种规模的系统通常需要15-24块太阳能电池板，具体取决于电池板效率和地理位置。 非住宅。非住宅部

16、门（有时称为商业和工业，或C&I）包括利用太阳能的商业、工业和实体。该市场的太阳能系统通常具有从几千瓦到数百千瓦的容量。2020年，非住宅系统的中值规模为42kW。 社区太阳能。社区太阳能系统，也称为共享太阳能或太阳能花园，是个人和企业（通常为数百人）可以订阅一个大型异地太阳能系统并在电费账单上获得能源信用的安排。客户可以租用或拥有不同数量的阵列，并获得其发电部分的信用。美国社区太阳能发电量由明尼苏达州、佛罗里达州、马萨诸塞州和纽约州领导，尽管21个州和华盛顿特区有政策支持。各州可能会限制社区太阳能项目的规模，中位数约为1兆瓦(MW)。社区太阳能市场可能很大，因为超过一半的美国家庭被确定为无法

17、安装屋顶系统。 共用事业。公用事业公司要么从独立生产商那里购买太阳能,要么自己拥有和运营光伏系统，具体取决于州法规。公用事业规模的光伏装置的规模通常从几兆瓦到数百兆瓦不等。2020年，43个州的969个公用事业规模光伏装置总装机容量超过38,000兆瓦，占当年所有美国光伏装机容量的60机这种规模的系统通常以每千瓦时(kWh)的成本发电，因为它们受益于规模经济。2021年美国太阳能总装机容量(111吉瓦)中约有三分之二来自公用事业领域的大型光伏系统(图10)o图10.2007-2021年美国累计太阳能安装量UtilityResidentialCommercialCommunity120Gigaw

18、atts(GW)212112012201371421S21fi201721R21Q77221资料来源iCRS从SEIA和WoodMackenzie创建的数据，USSOlarMar和sgrzW2庞7,2021生12月。11、太阳能融资和租赁在州法律允许的情况下，太阳能系统可能由第三方融资和租赁公司拥有，而不是由安装它们的财产的所有者拥有。根据劳伦斯伯克利国家实验室的数据，住宅领域的第三方所有权从2012年的约60%下降到2020年的35%,因为个人所有权随着系统成本的降低以及用于太阳能融资的住宅贷款选择变得更加广泛而增加。在非住宅领域，18%到34%的光伏系统被租用。根据购电协议的融资方案，计划

19、安装CS光伏系统的实体与电力用户或电力公司签订协议，以预定价格购买电力。根据此类协议向客户出售电力的独立批发生产商在美国生产大部分太阳能。批发生产商支付设备、安装和维护费用，允许客户以预定价格购买太阳能电力而无需大量资本投资，截至2021年8月，29个州允许签署分布式太阳能的购电协议。许多公用事业公司已转向与太阳能生产商签订购电协议，以符合州可再生能源投资组合标准。太阳能购电协议的每千瓦时成本低于风能购电协议美国大部分地区的协议。类似的工具，太阳能租赁，使非公用事业客户（例如家庭）能够每月支付固定的太阳能费用。净能量计量允许在现场产生自己的太阳能电力的住宅和商业公用事业客户获得向电网输出多余电

20、力的金融信贷。虚拟净计量适用于投资于场外太阳能系统的一部分的客户，与社区太阳能一样，他们在向电网净输出的任何电力中的份额获得信用。41个州、华盛顿特区和4个美国领土制定了可再生能源电力的强制性净计量政策。太阳能系统所有者的补偿率各不相同，并且在许多州都处于积极辩论之中。12、美国对太阳能制造的支持国会制定了多项措施，其中包括支持美国光伏制造以及太阳能光伏技术的研发。其中有： 2009年美国复苏和再投资法案(ARRA)。ARRA包括为合格的先进能源项目授权23亿美元的税收抵免。第48C节先进制造税收抵免为清洁能源制造设施(包括太阳能制造商)提供30%的投资税收抵免。149许多抵免没有申报，因为1

21、83名获奖者中的许多人无法产生应税利润。 美国能源部贷款担保计划。根据2005年能源政策法案授权的第17条创新能源贷款担保计划，DOE的贷款计划办公室有高达45亿美元可用于可再生能源和高效能源项目。151太阳能制造设备可能有资格获得该计划下的贷款担保。 基础设施投资和就业法案(IIJA)。HJA(PL117-58)于2021年11月颁布,为2020年能源法案(42USC.16238(b)(2-4)中详述的太阳能活动拨款，其中包括4000万美元用于太阳能能源研发，2000万美元用于先进太阳能制造计划，2000万美元用于到2025年的太阳能技术回收开发。 能源光伏研究基金部。太阳能技术办公室为光伏

22、以及制造和竞争力提供各种融资机会。2021年,美国能源部宣布拨款6300万美元，用于推进基于薄膜的光伏性能以及CdTe和钙钛矿设备的制造.D0E还宣布为旨在将CS光伏系统寿命从30年增加到50年的项目提供700万美元的资金。第117届国会悬而未决的两项法案旨在通过生产激励措施促进太阳能设备的美国制造。2021年11月19日在众议院通过的美国太阳能制造法案包含在“重建更好的法案”(H.R.5376)中，将为光伏价值链中的许多组件提供可退还的制造税收抵免。对于光伏电池,此类税收抵免为每瓦4美分，每平方米光伏晶片12美元，太阳能级多晶硅每公斤3美元,薄膜和CS光伏组件每瓦7美分。2022年2月4日在

23、众议院通过的2022年美国竞争法案(H.R.4521)将授权商务部长制定一项计划，为建设新的太阳能制造设施或升级现有太阳能工厂提供赠款和直接贷款。该法案将在2026年之前每年为该计划授权6亿美元。太阳能组件制造商，包括多晶硅、晶圆、电池、组件、逆变器、货架和跟踪器，将有资格申请赠款和贷款。太阳能规定未包含在参议院于2022年3月28日批准的H.R.4521版本中。其他政策可能会鼓励加大力度生产太阳能，但通常不要求或支持美国制造太阳能设备。例如，旨在支持太阳能发电的联邦政策包括太阳能系统成本的投资税收抵免，最近在2021年综合拨款法案(P.L116-260)中进行了扩展。此外，公共事业部门首次确立了一项任务。1978年监管政策法案(P.L.95-617)要求公用事业公司从合格的能源生产商处购买电力，包括使用可再生能源的生产商，前提是电力成本等于或低于公用事业公司为生产电力而支付的费用。他们自己的。拜登于2021年12月8日签署了一项行政命令,指示联邦到2050年实现碳中和，并设定到2035年实现100%无碳污染电力的目标,其中一半是当地提供的清洁能源。