中国制造|从一片空白到全球领先 中国光伏离绿色发电还有多远?
十年前,中国推出“制造强国”战略的首个十年纲领——《中国制造2025》,为2015-2025年中国制造业的发展谋划五大工程、九项战略与十大领域,旨在提升中国工业的制造能力,而推进新能源和可再生能源装备发展也被写入纲领。
太阳能光伏发电长久以来在全球范围内被视为改善能源结构的主要方式之一,在中国,光伏发电是中国产业“弯道超车”的典范,从上世纪80年代的一片空白,再到成为主导国际市场的领先产业,在全球的能源转型中发挥了重要作用。
中国光伏产业的发展在全球能源绿色转型与国家政策扶持的大背景下迅猛发展,在制造能力与技术水平方面均可称达到世界领先水平,并已逐步完成市场化转型。但大型的光伏电站分布的地区人口远不及东部密集,因此“西电东送”与分布式光伏的发展尤为重要。同时,由于光伏发电本身的随机性短版,必须要继续做好发展新型储能的工作,
中国的光伏产业在完善产业链完善和技术进步的同时,却存在与用电需求端联通不畅的问题,产能过剩之下,行业存在严重内卷,导致企业利润低、亏损严重。在此次关税战前,中国光伏企业就曾因遭受欧美制裁而转向东南亚建厂,而本次受政策影响的地区范围更广,中国光伏产业海外布局或将面临重构。
最后,虽然太阳能属于可再生能源,但光伏发电的上游半导体产业发展以及光伏板回收过程仍然存在污染环境的问题,随着中国废弃光伏板的持续增多,形势将会更加严峻 ,问题亟待解决。
从一片空白到全球领先的生产线
总结而言,中国的光伏产业经历了野蛮生长、政策扶持,再到市场化转型的几个阶段。今年是中国制造2025计划,也是“十四五”规划的收官之年,专家观点指出,中国光伏行业将实现从政策驱动向市场主导的历史性转变。
从生产制造来说,根据内地学者总结,中国的光伏产业首先从产业链中游(电池片与电池组件)起步并取得国际领先地位,产业链上游也在数年内实现了赶超世界水平;而下游的光伏市场应用也实现了从完全依赖国外市场到以国内市场为主的转变。
在中国,2015年起正属于政策引导扶持期,光伏于2014年起首次出现在《政府工作报告》中,政府鼓励该行业大力发展,此后连续十年被写入报告。
2015年,巴黎气候协议签署,在全球鼓励使用清洁能源以保护自然环境的大背景下,风能和太阳能发展迅猛。 与发展初期不同,2015年时,中国光伏产业已克服世纪初所面对的技术门槛高、原材料国内供应严重不足等问题。自2013年以来,中国每年新增光伏装机容量连续六年稳居全球第一。而中国光伏行业协会的数据显示,在2017年,中国光伏产业链各环节的生产规模占全球比例均超过50%,这也是中国为数不多的可同步参与国际竞争的世界领先产业之一。
技术创新屡破世界纪录
国际可再生能源署报告指出,过去10年间,全球风电和光伏发电项目平均度电成本分别累计下降超过60%和80%,其中很大一部分归功于中国创新。也就是说,中国光伏产业不仅有强大的生产制造能力,还有领先全球的技术优势。2023年,中国量产先进光伏电池转换效率达到25.5%。兆瓦级风电整机已形成多条达到国际先进水平的成熟技术路线。
以企业为例,陕西西安的隆基绿能继续保持“双料世界冠军”的头衔:于近日再次刷新单结晶矽电池效率世界纪录,经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)权威认证,其自主研发的杂化背接触晶矽太阳电池HIBC(Hybrid Interdigitated-Back-Contact)光电转换效率达到27.81%;而经美国国家可再生能源实验室(NREL)认证,隆基绿能自主研发的晶矽-钙钛矿两端叠层太阳能电池转换效率达34.85%,再次刷新晶矽-钙钛矿叠层电池效率世界纪录。
因地制宜:集中式和分布式光伏并行发展
实际上,在中国的不同区域,发展光伏的模式也有所不同。国家能源局近日表示,要积极推进第二批、第三批“沙戈荒”大型风电光伏基地项目建设,所谓“沙戈荒”即是指沙漠、戈壁、荒漠。中国库布其沙漠中建设的光伏电站就曾引起外媒的关注,NASA亦于2024年12月30日公开了拍摄于库布其沙漠的光伏电站的卫星图像。卫星图像显示,2017年当地还是荒凉的沙漠,短短几年内已变身为大规模能源供应基地。
库布其沙漠的光伏电厂便是一个典型的治沙+发电模式的发电模式,据据大陆媒体报道,计划至2030年,黄河南岸、库布其沙漠北缘,用光伏板筑起一道长约400公里、平均宽约5公里的“蓝色防沙区”。在发电的同时,还可以应对沙漠化影响,因为光伏板可以防止沙丘移动,减缓风速,从而抑制沙漠化。
目前中国确立的是集中式和分布式光伏并行的发展路径,与多建设在戈壁荒漠的集中式光伏不同,分布式光伏则多分布在人员集中的东部地区。分布式光伏,指在用户场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网,且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。
2021年,国家能源局签署的“城镇屋顶光伏行动”与“千家万户沐光行动”的展开,让分布式光伏发展开始增速,同时也契合了乡村振新的战略。《美联社》曾有报道指,山东从事玉米、小米种植业的一对夫妻,于2021年在自家屋顶上安装了约40块太阳能电池板向电网供电,并得到相应的报酬。
消纳与储能问题
中国近几年将西部、北部的“沙戈荒”大型风电光伏基地作为新能源发展的主阵地,但实际上,中国人口呈现东多西少的特点,西部地区的电力供过于求。如果要改善这种情况,就必须建设更强大的输电路线:2024年,国家电网公司电网投资首次超过6000亿元,而新增的投资将用于特高压交直流工程建设、加强县域电网与大电网联系等,以促进西部地区大型风电光伏基地送出。
但迄今为止,虽然中国的光伏产能持续增长,技术也在不断革新,但与之配套的电网发展却遇上了瓶颈,导致与光伏电站用电需求端联通不畅。简单来说,就是电力能“发得出”,但同样要“供得上”。虽然国家大力发展输电通道,但其建成需要时间成本,目前现有的输电通道无法负荷所有的集中式光伏电站。
同样,光伏发电具有随机性、波动性、间歇性的短板,用电高峰与发电高峰可能并不匹配。目前的主流解决方案是通过光伏+储能的组合形式供电,政府也在不断支持发展新型储能,其中抽水蓄能被视为更具经济和社会效益的方案之一,但抽水蓄能站建设工期也较长,需要持续推进调峰能力的配套建设。
产能过剩与企业内卷
中国光伏行业协会统计数据显示,2024年1月至10月,多晶矽价格同比跌幅超过30%,矽片同比跌幅更是超过40%,这压缩了企业的利润空间。中国光伏行业协会名誉理事长王勃华坦言:“121家上市光伏企业中,2024年有39家净利润亏损。”
2025年2月25日,市场监管总局召开部分企业公平竞争座谈会,天合光能、晶澳科技、隆基绿能等光伏企业也在列,座谈会围绕整治“内卷式”竞争进行深入交流。
光伏废弃物回收的严峻形势
除了消纳与储能的问题,随着早期光伏发电设备到达预期寿命,中国还将面临太阳能光伏板废弃处理的巨大挑战。
虽然光伏发电对改善能源结构有重大作用,但内地有学者分析,实际上当前的光伏产业远非真正意义上的绿色产业,除却其产业链上游的半导体材料生产带来的环境污染,光伏废弃物拆除、回收利用和处置过程都会造成极为严重的生态环境影响。例如,退役光伏组件中含有铅、锡等金属元素,有较高的浸出毒性,易污染土壤和饮用水水源,而晶体矽光伏组件中的含氟背板,本身难降解,在焚烧过程或热处理中会产生氟化氢等有毒气体。
央视新闻2023年曾报道指,小作坊、小工厂回收光伏组件的情况普遍,除了回收利用率低,造成资源浪费,还存在着环境污染问题。而光伏回收的正规企业,又面临着无米下锅的尴尬境地:由于回收的原材料不足,产线吃不饱,设备大部分时间处于闲置状态。
而中国官方也早已意识到了这个问题,2023年8月国家发改委联合多部门印发了《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》,这是中国首次系统部署光伏产业绿色可持续发展的政策。中国光伏行业协会副秘书长表示:“顶层设计的文件出台了之后,相应的配套细则和配套政策文件也需要研究和出台。”
关税战下的光伏产业
而值得一提的是,关税战下,作为中国外贸“新三样”之一的光伏产业如何应对?早在2011年,美国就曾对中国光伏产品发起“双反”(反倾销、反补贴)调查,并于2012年决定征收高额关税。2018年起,特朗普政府更是针对中国输美价值2000亿美元的商品发起“301调查”,并对包括光伏组件、逆变器等产品征收关税。同期,2018年,特朗普政府通过实施“201”条款,向进口量超过2.5吉瓦的晶体矽光伏电池片及组件征收保障措施关税。
虽然美国是全球第二大光伏市场,但在多年来的关税壁垒下,中国目前几乎没有直接出口美国的光伏产品。为应对关税壁垒争取美国市场,中国光伏企业转移到东南亚国家生产,基本形成了完整的海外光伏产业链。但随著2024年美国对马来西亚、越南、柬埔寨、泰国发起光伏双反调查的影响,对海外的产能也造成了影响。
而此次对等关税则是影响除美国以外的所有国家,中能传媒研究院研报也指出,中国光伏产业海外布局或将面临重构。有厂家表示希望在长期看起来较为稳妥的地区布局产能,比如中东。内地专家指出,无论美国关税如何变化,对于中国光伏产业来说,加快供应链布局全球化、分散化,始终是长期趋势。
《科技日报》曾指,当前光伏在全球能源的占比尚不足10%,而截至目前,中国有数十亿千瓦的光伏发电项目开发潜力,市场空间远未饱和。在当前全球能源结构加速转型的背景下,光伏产业作为清洁能源的主力军,发展潜力仍然巨大。