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2017年中国太阳能光伏行业发展现状、发展趋势、发展前景及其对金刚石线的需求分析预测【图】

    一、太阳能光伏行业概况

    太阳能作为一种分布广泛的绿色无污染清洁能源,是可持续发展的首选能源。太阳能光伏产业是全球能源科技和产业的重要发展方向,是具有巨大发展潜力的朝阳产业,为促进本国经济增长模式的重大转变,世界各国均高度重视太阳能光伏产业的发展,纷纷出台产业扶持政策,抢占未来新能源时代的战略制高点。

    光伏发电已成为欧洲发电量多的新能源形式之一,美国奥巴马政府也将新能源战略作为危机重建和经济复兴的核心,其经济振兴计划中有一半以上涉及新能源产业,除欧美发达国家之外,其他国家也纷纷通过对新能源立法等方式推动本国新能源产业的发展。

    我国的太阳能光伏行业的发展可分为四个阶段:

    第一个阶段为起步阶段。2001 年,无锡尚德成立,开始生产太阳能光伏组件,开创中国光伏元年。

    第二个阶段是加速阶段。中国太阳能光伏蓬勃发展始于 2006 年,至 2010 年,中国光伏电池产量达到 13GW,连续四年位居世界第一;光伏组件产量较上年大幅增长 220%至 10GW,占世界总产量的 45%。但中国的光伏产业高速发展阶段受高补贴、高利润的影响,大量企业蜂拥而至,导致行业产能过剩。此外,大量光伏企业聚集在产业链的中游,以生产制造光伏电池及光伏组件为主,技术含量及附加值都比较低。同时,中国光伏产业严重依赖国家补贴政策以及对外出口,尤以欧盟及美国为主要出口地区,受国际政策的影响波动大,上述因素为中国光伏企业 2011 年以后出现危机埋下了“根源”。

    第三个阶段是衰退阶段。受欧盟、美国的“双反”调查等直接影响,2011下半年起,中国严重依赖出口的光伏产业转入寒冬,中国企业产品出口开始下滑;多晶硅价格急剧下降,跌幅近 70%;九成多晶硅企业陷入停产关闭状态,由于国际形势的恶化,产能过剩严重,中国光伏行业发展陷入困境。

    第四阶段是复苏回暖阶段。为帮助光伏产业度过难关,2013 年起,我国政府密集出台一系列扶持政策以增加国内对过剩产能的消化渠道、促进行业发展,包括公布两批共计 30 个分布式光伏发电应用示范区、将全国范围内分布式光伏补贴标准提高至 0.42 元/千瓦时、鼓励金融创新服务支持分布式光伏等等。2014 年,光伏产业进入稳步回暖阶段,年内光伏产业新增装机容量达到 13GW,其中新增并网运行装机容量保持在 10GW 以上,部分龙头企业已实现扭亏为盈。截止目前,光伏行业的大周期复苏已经持续了两年多,以光伏发电为代表的新能源是我国的战略选择。

    随着光伏行业的迅速发展,晶硅切片预计将以每年 25%的速度保持增长。目前,多晶与单晶占比约为 75:25,多晶仍为主流。 在单晶硅片切割领域,出于单晶硅棒原料纯度要求更高,材料的物理特性,更有利于切割薄硅片,以及单晶由于硅片端金刚线切片的导入实现了成本的快速下降,市场渗透率在不断攀升等主要原因,自 2015 年起,金刚石线迅速替代传

    统切割方式成为单晶硅片的主流切割工具,其需求随着单晶市场占比提高而持续增长。截止目前,金刚石线在全球范围已被广泛应用于单晶硅切片。 在多晶硅硅棒的锯切加工领域,金刚石线大规模替代传统切割工具已在2016 年已开启,预计 2017 年进入高速成长期。2015 年以前,多晶的切片还是目前还是以砂浆切割为主,金刚石线用于多晶硅片切割的主要障碍在于使用金刚线切割的多晶硅片反射率更高,常规的多晶制绒工艺难以达到很好的效果。随着行业技术进步,2015 年底,光伏领先企业通过“PERC 工艺+黑硅工艺+金刚线切多晶”等技术的综合运用,将再次拉大多晶与单晶在硅片端的成本差距。随着国内主流电池片厂商运用黑硅技术实现大规模量产,多晶光伏组件价格将在其成本下降 10%的基础上出现显著下降,推动整个系统成本的下降,加速光伏行业下一个十年“平价上网”大周期的到来。

    相关报告:智研咨询发布的《2017-2022年中国太阳能发电市场运行态势及投资战略咨询报告

    二、太阳能光伏行业发展趋势

    1、全球光伏市场规模持续保持增长,中国光伏产业进入新一轮增长周期

    全球太阳能光伏产业在 2013 年逐渐走出低谷,市场规模进一步扩大,根据欧洲光伏产业协会(EPIA) 7发布的全球太阳能市场展望(2014-2018)显示,2013年全球新增光伏装机量超过 38.4GW,较 2012 年 30GW 增长 28%,全球光伏市场从以欧洲为核心区域逐步向亚洲转移,中国超越德国,首次成为全球第一大光伏市场。2014 年全球新增装机量为 47 GW,其中中国增量大(10.6 GW),占到了全球四分之一。根据中国光伏行业协会发布《2016 年中国光伏产业发展形势展望》,2015 年,全球光伏市场强劲增长,新增装机容量预计将超过 50GW,同比增长 16.3%,累计装机容量超过 230GW。2015 年我国新增装机容量 15.13GW,与 2014 年指标相比,增长了 42.73%,继续位居全球首位。 与此同时,中国光伏产业在经历了 2011 年的低谷后走上新一轮增长周期。

    据国家能源局统计,截至 2014 年底,全国光伏发电累计并网装机容量达 28.05GW(其中光伏电站为 23.38GW,分布式为 4.67GW),同比大幅增长 60%;新增并网光伏装机容量 10.60GW,约占全球新增容量的 25%,占全国光伏电池组件产量的 33%;2014 年光伏年发电量约 250 亿千瓦时,同比增长超 200%。截止 2015 年底,我国光伏发电累计装机容量 43.18GW(其中光伏电站 37.12GW,分布式 6.06GW),与 2014 年同类指标相比,增长 53.94%。截至 2016 年底,我国光伏发电新增装机容量 3454 万千瓦,累计装机容量 7742 万千瓦,新增和累计装机容量均为全球第一。其中,光伏电站累计装机容量 6710 万千瓦,分布式累计装机容量 1032 万千瓦。在规模上,中国成为全球光伏累计装机量大的国家。可见在太阳能光伏普及程度较低的同时其发展之快。

2011-2016 年我国光伏新增装机量、增长率及全球新增装机量

数据来源:公开数据整理

    尽管面临全球经济疲软、美日等国政策支撑力度下降的影响,国内外光伏市场仍将保持增长势头。其中,美国光伏投资税减免政策(ITC)延期至 2019 年,将有利于美国光伏市场的稳定增长;日本光伏市场虽然继续面临补贴下调压力,但光伏产品价格的持续下降将会继续推动日本市场发展。新兴市场如印度等正大力推动光伏发展,随着配套政策及融资手段的完善,将成为下一个爆发的增长点。根据欧洲光伏产业协会(EPIA)发布的全球太阳能市场展望(2014-2018),结合各国政策、经济、市场环境分析,EPIA 预测全球光伏市场将从 2014 年起进入较高基数的稳定增长阶段,到 2018 年全球新增装机量有望增长至 69GW。 无论是从发电量还是装机容量都可以看出,目前中国清洁能源、尤其是太阳能光伏发电在电力生产结构中的占比仍然较低。2014 年,中国光伏发电装机容量仅占电力总装机容量的 2.0%,并网太阳能发电量也仅占全部发电量的 0.4%,而同时期全球光伏发电第一大国德国的上述两项比重分别为 21.5%及 6.3%,中国较其仍有较大差距。

    根据国家发改委 2014 年 5 月印发《能源行业加强大气污染防治工作方案》,“到 2015 年,分布式光伏发电装机达到 2,000 万千瓦,光伏电站装机达到 1,500万千瓦”,“2017 年分布式光伏发电装机达到 3,500 万千瓦以上。” 2015 年 3 月,国家能源局下发《2015 年光伏发电建设实施方案》,指出今年全国新增光伏电站建设规模 17.8GW 的发展规划,远超 2014 年 14GW 的新增装机规划目标以及此前拟定为 15GW 的装机目标。2015 年 9 月,国家能源局下达《调整部分地区 2015 年光伏电站建设规模》,针对部分地区增加光伏电站建设规模530 万千瓦。2016 年 6 月,国家能源局下发《2016 年光伏发电建设实施方案》,下达全国新增光伏电站建设规模 18.10GW,其中,普通光伏电站项目 12.60GW,光伏领跑技术基地规模 5.50GW。 我国光伏市场虽然面临局部地区限电、上网标杆电价下调等问题,但政府将通过提升可再生能源附加、优化电站指标规模发放等破解瓶颈,而产品价格的持续下降也将抵消电价下调和限电带来的影响,预计 2016 年我国光伏装机在“领跑者”计划和电价下调带来的抢装驱动下,全年光伏装机市场将达到 20GW 以上。
可以预见,未来两至三年,太阳能光伏行业已进入新一轮的快速增长期。

    2、新兴市场成为全球光伏市场重心

    欧洲光伏产业协会(EPIA)发布的全球太阳能市场展望(2014-2018)显示,2013 年中国新增光伏装机容量达到 11.8GW,已成为全球第一大光伏市场,并接近整个欧洲 2013 年新增装机容量总和,日本(6.9GW)和美国(4.8GW)市场也增长迅速,分列全球第二和第三大光伏市场,中、美、日三国 2013 年新增光伏装机容量超过全球市场新增容量的 60%,2015 年传统市场如日本、美国、欧洲的新增装机容量将分别达到 9GW、8GW 和 7.5GW,依然保持强劲发展势头。新兴市场不断涌现,光伏应用在东南亚、拉丁美洲诸国的发展势如破竹,印度、泰国、 智利、墨西哥等国装机规模快速提升,如印度在 2015 年将达到 2.5GW8。全球光伏市场重心已向新兴市场转移,新兴市场成为全球光伏产业发展的主要动力。 中国光伏电池制造技术达到世界领先水平,在光伏应用领域我国也在 2013年超越德国成为全球第一大应用市场,并形成了包括硅材料、硅片、电池片及组件、逆变器及控制器和光伏电站等在内的完整产业体系,太阳能光伏产业已成为我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业。

    3、亚洲已取代欧盟成为中国光伏产品大出口地区

    2014 年,中国光伏产品出口总额达到 162 亿美元,较 2013 年增长 31.8%。亚州成为大出口市场,出口额为 78.6 亿美元,同比大幅增长 42.7%,占比达到 54.5%,其中日本的出口价值占比约为 28%,成为大出口国家;相比之下,欧洲市场所占比仅为 18.8%,出口额较 2013 年下降 15.92%至 27.1 亿美元。可以看出中国光伏产品的出口结构已经向亚洲倾斜,从以前高度依赖欧美国家逐步转变为多元化的出口格局。

    除了出口市场结构的良性转变,中国光伏产品对国际市场的依赖程度正逐渐降低,内销的比重日益增加。据统计,2007 年中国有 98%的光伏产品出口至国外。而 2014 年,中国光伏发电新增装机为 10.6GW,占到全球光伏组件总产量的 30.3%。因此,尽管中国光伏产品的出口额已开始回升,但出口占比呈下降趋势,欧美等国家对中国光伏产品所采取的“双反”等贸易保护措施对中国光伏产业的边际打击将逐步缩减。

    4、全球光伏制造产业集群正向中国转移

    由于中国在劳动力成本和测试封装领域的比较优势日趋明显,以及国内外相关技术的差距逐渐缩小,全球太阳能电池终端产品的制造也在逐步向国内转移。出于降低成本的考虑,终端产品制造商一般采取就近采购、就近组装的原则,尽量从本地采购零部件。因此,中国光伏行业制造企业由于前期政府的支持、技术积累、产业链完整、资源与劳动力成本等优势,在国际上竞争力日益突显,全球光伏制造产业集群正向中国转移。

2011-2016 年我国多晶硅产量、增长率及全球多晶硅产量

数据来源:公开数据整理

2011-2016 年我国光伏电池组件产量、增长率及全球光伏电池组件产量

数据来源:公开数据整理

    经过近几年的快速发展,我国太阳能光伏产业形成了以生产光伏太阳能电池为龙头的企业群,产业规模、产业集中度和市场占有率进一步提高。在多晶硅制造领域,目前多晶硅片市场专业化分工程度低于单晶,垂直一体化的公司仍有大量产能。

    根据中国光伏行业协会的数据,2014 年我国多晶硅产量达到 13.2 万吨,同比增长 57%,位居全球首位。多晶硅片专业化公司主要以保利协鑫为主,河北英利、天合光能等继续领跑。2014 年我国硅片产量达到 38GW,同比增长 26.7%。硅片产量达到近 88 亿片,约占全球 76%;产业集中度高,前十家企业产量占比77%,前五家占比达到 58%;行业整体产能利率在 72%以上,前十家企业产能利用率在 85%以上。

    2015 年,全球多晶硅产量持续上升,总产量将达到 34 万吨,同比增长 12.6%;我国多晶硅产量约为 16.5 万吨,同比增长 25 %,占全球多晶硅产量的比例为48.53%。全球太阳能光伏组件产量约为 60GW,同比增长 15.4%,我国太阳能组件产量约为 43GW,同比增幅达到 20.8%,占全球组件产量的 71%。

    根据中国光伏行业协会发布《2016 年中国光伏产业发展形势展望》,2016年,随着全球新增多晶硅产能投产和原有产能优化提升,预计全球多晶硅产量将达到 36 万吨,我国多晶硅产量将达到 18 万吨,产品价格预计仍将维持在 10-11万元/吨,企业仍将承受低价压力。在电池组件方面,随着光伏行业的整体好转以及由于组件价格下降使得光伏发电成本不断逼近平价上网,预计全球组件产量继续呈现增长势头,全年将达到 65GW,我国光伏组件产量(含海外工厂)有望达到 50GW,产业集中度有进一步提升趋势。

    5、单晶硅成本与价格下降,和分布式电站的发展促使高效单晶产品市场份额迅速扩大

    在全球太阳能发电市场中,晶体硅发电仍占据 90%以上的市场,多晶产品又占据全球晶硅产品中 75%的份额。太阳能光伏的度电成本降低主要取决于光伏系统安装成本和组件单位成本的降低,这均需要高效光伏电池组件产品的支撑。近年来,随着新技术、新工艺、新装备的应用,单晶组件成本和价格不断下降,使得其转化效率优势得以体现。单晶电池在发电成本上已取得优势地位,在性价比方面已可与多晶匹敌。国内单晶组件的份额已由 2014 年的 5%迅速提升至 2015 年的 15%左右,预计 2016 年单晶占比将会超过 25%9。 在单晶硅制造领域,单晶硅片市场已经实现了专业化分工,国内主要以隆基股份、中环光伏、卡姆丹克、阳光能源、晶龙集团五大企业为主,目前这 5 大单晶硅片企业占据了全球产量的 63%左右。

    国内外单晶和多晶市场发展不均衡,单晶市场份额正在快速提升。目前国外光伏应用市场单晶产品比例明显高于国内市场。根据 2014 年海关数据,2013 年我国硅片出口共 16.94 亿美元,其中单晶硅片出口 7.05 亿美元,占总出口额的41.6%。国外成熟市场光伏制造及应用市场单晶比例提升趋势明显。2014 年我国硅片出口共计 22.5 亿美元,较 2013 年增加 32.7%。其中单晶硅片出口金额达 9.7 亿美元,较 2013 年增加 38.5%,单晶占全部硅片出口金额比例从 2013 年的41.6%上升至 2014 年的 43.2%。单晶硅片出口的主要国家和地区是中国台湾、菲律宾、韩国,合计占 2014 年单晶硅片出口总额的 75.8%。海外几乎所有新建电池产线均选择了单晶技术路线,部分多晶电池产线也开始向单晶技术进行升级转换。 在日本、美国、欧洲等主要光伏市场,分布式光伏市场份额正在提高,分布式光伏项目对于高效产品的需求更为迫切。目前多晶电池高转换效率达到 18%,已接近 19%的理论值,而目前主流 P 型单晶电池转换效率为 19%-19.5%,距离 22%的理论转换效率还有较大提升空间,主流 N 型单晶电池的低成本产业化空间潜力更是巨大。台湾、韩国、日本、美国等主要电池厂商在扩产计划中大多数选择高效单晶电池作为方向,国内主要电池厂商在高效单晶电池技术研发上也强化了投入,从 2013 年发展至今,国内产业化的高效单晶电池产品出货量也明显增多。

    目前,国内光伏终端市场主要以西部地区大型地面电站为主,存在大规模开发就地消纳困难和电力长距离输送损耗较高等问题,而中、东部地区发展分布式光伏发电,易于就地消纳,且网购电价高、度电补贴需求低,应用推广的经济性更高,因此,大力推进分布式光伏发电应用是拓展国内光伏市场的有效途径。高效晶硅产品有利于降低单位装机的 BOS 成本,提高项目投资收益率;同时,安装分布式系统的屋顶使用面积相对更小,同样面积可以获得更高的装机量,因此,高效晶硅产品更适合应用于分布式光伏,在欧、美、日等海外成熟市场中,主要以分布式光伏为主,单晶产品占据市场主流。2014 年 1 月,国家能源局公布 2014 年国内光伏新增装机目标为 14GW,其中分布式为 8GW、地面电站 6GW,正式宣告我国分布式发电应用的大规模启动。随着国内分布式光伏发电的崛起,对高效产品的需求将快速增加,转换效率更高且转换效率未来提升潜力更大的单晶产品,市场份额有望进一步扩大,并将逐步改变目前国内多晶产品和单晶产品发展不均衡的局面。

    根据 SEMI10国际光伏技术路线图,未来全球单晶市场份额将由目前的 25%左右快速提升,预计 2018 年单晶在晶硅电池中市场份额将超过 45%,太阳能单晶硅片市场容量进一步扩大。

    6、技术进步促使金刚线切割技术在多晶领域获得规模化应用 2015 年,在内外部环境的共同推动下,我国光伏企业加大工艺技术研发力度,生产工艺水平不断进步11:A、骨干企业多晶硅生产能耗继续下降,综合成本已降至 9 万元/吨,行业平均综合电耗已降至 100KWh/kg,硅烷法流化床法等产业化进程加快;B、钝化发射极和背面(PERC)技术是晶硅太阳电池近年来具性价比的效率提升手段,用较低的生产线改造投资,就能将单晶和多晶电池转换效率分别提升 1%和 0.5%左右。钝化发射极和背面接触(PERC)、异质结(HIT)、背电极、高倍聚光等技术路线加快发展,单晶及多晶电池技术持续改进,使其产业化效率分别达到 19.5%和 18.3%,;C、光伏组件封装及抗光致衰减技术不断改进,领先企业组件生产成本降至 2.8 元/瓦,光伏发电系统投资成本降至 8 元/瓦以下,每度电成本降至 0.6—0.9 元/千瓦时。 金刚线切割晶体硅具有切速快、线径小、切割过程无需砂浆、表面金属杂质含量较低等优点。随着近年金刚线切单晶硅工艺的工业化应用,单晶电池成本迅速降低。P 型单晶普通电池和 P 型多晶 PERC 电池成本相当,单晶电池竞争力回升,多晶市场主导地位受到挑战。

    2015 年以前,金刚线切割多晶硅主要存在两大难点:一方面,铸锭晶体中存在的硬点可能会在切割过程中造成断线;另一方面,损伤层浅,难以沿用现行酸性湿法制绒技术制备减反射绒面,硅片表面反射率偏高。随着多晶硅锭杂质控制技术提升,断线问题可以得到解决,但金刚线线切的推广主要受制于电池制绒工艺的匹配性。 常规多晶主要采用酸制绒,形成蠕虫状的坑洞;金刚线线切多晶硅片使用常规制绒工艺后,反射率更高并有明显的线痕等外观缺陷,严重降低电池效率。可通过黑硅技术+金刚石线切割两项技术解决硅片的绒面难题,既能提升电池转化效率又能降低电池成本。通过 PERC 工艺+黑硅工艺+金刚线切多晶等技术综合运用,为新一代高效多晶继续进步的必由之路。

    2015 年底,中国光伏领先企业晶科能源宣布,其平均效率高达 20.13%的新技术高效多晶电池线(GoldenLine)实现量产,再度刷新多晶量产平均效率的世界记录。公开报道显示,高效线采用的多晶硅片,通过改善热场和形核材料,有效降低硅片内部缺陷密度 50%以上。同时采用的金刚线切割技术,可降低多晶硅片的表面损伤,提升电池综合效率。

    为了维持市场竞争力,多晶太阳能电池加速推进 PERC 生产线改造和金刚线切割多晶(及配套的黑硅制绒技术)已是刻不容缓。因此,可预见,在未来的两至三年,在多晶硅行业技术升级的推动下,金刚线切割技术通过叠加黑硅技术在多晶领域将获得规模化应用。

    三、太阳能光伏行业发展前景及其对金刚石线的需求

    根据 EPIA 预测,正常情况下到 2017 年全球每年新增装机容量将增至 48GW,如果考虑政策推动等积极因素的话,到 2017 年每年新增装机容量将高达 84GW。同时欧洲长期以来在光伏市场的主导地位在未来的五年将会改变,2011 年其占全球新增装机容量的 74%,2012 年其占新增装机容量的 55%,预计其 2013 年占全球新增装机容量的比重会低于 50%,欧洲占全球市场份额的持续下降主要是其前期快速增长后需要一个缓冲期,这样才能实现更稳定和可持续的发展。预计全球新的增长动力将来自中国、美国、日本和印度。

    刚石线在单晶硅切片的规模应用在 2014 年才算真正开始。2014-2015 年间,中环光伏、卡姆丹克、隆基股份、台湾友达的金刚石线切单晶硅片的规模应用,正式开启了光伏太阳能行业对金刚石线巨大需求的新纪元。根据 Solarzoom预测,到 2020 年将有 69%的硅片是采用金刚石线切成的,每年使用金刚石线达2,500—3,400 万千米。2017 年和 2020 年的市场份额将分别达到 43%和 69%。 金刚石线在多晶硅切片的规模化应用趋势已在 2015 年年底开启。目前,多晶硅厂商正加速推进 PERC 技术与金刚线切割(及配套的黑硅制绒技术)在多晶硅太阳电池的大规模应用,以提高多晶电池的效率并降低成本,以保持多晶硅在光伏发电的领先地位。

    根据 Solar Power 2015 年发布 2010-2019 全球光伏市场新增装机容量及预测(其中 2010-2015 年为历史实际数据),以及 PMSI Consulting12关于金刚线在光伏领域的利用率,按每 GW2.5-3 亿片单晶硅切片用料,每片 2 米金刚线切割单晶硅片的平均单片耗线量综合测算金刚线的光伏市场需求量。

2010-2019 全球光伏市场新增装机容量及预测

数据来源:公开数据整理

2011-2020 年金刚石线在硅片切割领域的利用率预测

数据来源:公开数据整理

全球新增装机容量 2014 年—2015 年为历史数据,2016 年为预测平均值。

数据来源:公开数据整理

本文采编:CY315
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2024-2030年中国太阳能光伏行业市场全景调研及发展趋向研判报告
2024-2030年中国太阳能光伏行业市场全景调研及发展趋向研判报告

《2024-2030年中国太阳能光伏行业市场全景调研及发展趋向研判报告》共九章,包含太阳能光伏工程项目发展动向分析,太阳能光伏重点企业发展动态,太阳能光伏行业视点观察分析等内容。

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