光伏产业研究报告

光谷子

★全球光伏技术发展简述

地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍，国际能源署的数据显示，在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏系统，就足以满足全球能源需求，光伏发电可用于屋顶、建筑面、空地和沙漠，潜力十分巨大。

◆光伏发电简史
1839年19岁的法国贝克勒尔做物理实验时，发现在导电液中的两种金属电极用光照射时，电流会加强，从而发现了“光伏打效应”。1904年爱因斯坦发表光电效应论文，为此在1921年获得诺贝尔奖。1954年5月美国贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的硅太阳电池，这是世界上第一个实用的太阳电池。

◆主要光伏发电技术比较
太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质，最常用的半导体材料是硅。太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极，当阳光照射在半导体上时，两极交界处产生电流，阳光强度越大，电流就越强。太阳能光伏系统不仅在强烈阳光下能运作，在阴天也能发电，由于反射阳光，少云的天气甚至比晴天发电效果更好。

▲三种主要光伏电池技术比较
目前在用的光伏发电技术主要有三种：晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和聚光太阳能电池，其中晶体硅电池应用最广泛，占80%以上；薄膜电池近年增长迅速，占10%以上；聚光太阳能电池有少量应用。在这3种光伏发电技术中，晶体硅电池的优点是转换效率较高、占地面积小，缺点是硅耗大、成本高，比较适于城市地区；薄膜太阳电池的优点是硅耗小、成本低，缺点是转换效率低、投资大、衰减大、占地面积大，比较适于偏僻地区的并网电站和建筑光伏一体化；聚光电池的优点是转换效率高，缺点是不能使用分散的阳光、必须用跟踪器将系统调整到与太阳精确相对，目前主要用于航天航空。预计未来光伏发电将呈现多种技术并存，共同努力降低成本的局面。

表一三种主要光伏发电技术比较

薄膜电池虽然目前效率不高，但采用多薄层、多p-n结的结构形式的薄膜电池转换效率可达到40%-50%，因此未来高效率电池最终要走薄膜技术路线。而在各种薄膜电池中，唯有硅薄膜电池原材料储量丰富，且无毒、无污染，更具持续发展前景。硅薄膜电池又可分为非晶硅薄膜、微晶硅薄膜、多晶体硅薄膜3种。

▲四种主要多晶硅技术比较
目前应用最为广泛的晶体硅太阳能电池，其主要原材料是多晶硅，关于多晶硅制取，目前采用的主要有4种工艺，分别是：改良西门子法、硅烷法、循环流化床法、物理法。这四种技术中，改良西门子法技术最成熟，已获大规模应用，目前全球多晶硅产量中有80%采取改良西门子法的生产路线，缺点是成本高、副产品回收利用技术复杂；硅烷法目前只有美国有一家企业生产，优点是品质高，缺点是危险性大、工艺要求高；流化床法能提高多晶硅生产中原材料的利用率，成本低，缺点是技术还不太成熟，目前只有美国1家企业用这种技术；物理法的最大优点是成本低，缺点是没有解决工业化生产的问题、产品稳定性不够、纯度不够。

◆光伏产业链现状
对于目前应用较广的晶体硅光伏电池系统，产业链主要包括多晶硅-硅锭/硅片-电池片-组件-光伏系统设计安装等几个环节，对于薄膜光伏电池系统，则主要是电池组件-光伏系统设计安装。

图一光伏产业链

★全球光伏发电现状

◆光伏发电是最有前途的可再生能源
与石油、天燃气、煤炭、核电等能源形式相比，光伏发电最大的优点是资源取之不尽，用之不竭。与风电、水电、生物质能等可再生能源相比，光伏发电最大的优点是可开采资源无限，而水电、风电的可开发数量都是有限的，据测算，全球太阳能可开采资源高达6000亿千瓦。

图二我国与世界主要能源可使用年限（年）与可开采量（亿千瓦）

◆全球主要光伏市场需求
2010年全球光伏装机容量保守预计达12.2GWp【Wp，峰瓦，标准测试条件下（25℃，AM1.5，即1000瓦/平米）的太阳能电池输出功率。】，同比增速超60%。从上半年看，德国在补贴水平仍高、补贴下半年即将下降的双重影响下装机增长迅猛，全年预计将达到5.379GWp，但主要分布在上半年，下半年尤其四季度装机量料将下降，但随着成本下降和补贴价格稳定，明年的收益率又将提高，因此明年的增长也值得期待；意大利和捷克则是新的热点区域，尤其是意大利，已经成为2009年全球光伏新增装机第二大市场，预计今年装机有望接近1.5GWp。

图三全球光伏装机容量分布

▲德国：巨大的稳定市场
德国的装机容量主要位于其南部的拜仁州以及巴登符腾堡州，其2009年的安装容量份额分别为39%和14%。

光伏系统装机主要由民用和商用两部分组成。<30kW的系统多为民用系统，而大于此规模的多为商用系统。因此，考量德国市场的未来主要需要考量民用和商用两个子市场的影响因素的变化。

民用市场方面，目前的私人家庭屋顶光伏系统渗透率不足6%。事实上，过去的数年中光伏系统价格较高，导致家庭不愿承受高价。因此，民用光伏系统的市场渗透率还很低；投资回报方面，由于民用系统补贴高，补贴削减前后，光伏装机自然条件好的地区的投资回报和投资回收期仍处在较高区间，远高于银行利率，甚至高于证券市场的长期受益，因此，预计居民的安装热情不会大幅降低，反而可能因担忧其他资产配置的风险，同时受环保意识的共鸣而加大装机兴趣。民用市场还与安装能力和市场营销密切相关。德国民众对光伏系统的投资回报稳定性以及20年及以上的质保存在疑问，通过供应商和系统集成商的改进设计、方便安装、提高质保及联合营销等努力，加强德国民众对系统可靠性的信心和认识，民用市场大有潜力可挖。

商用市场方面，投资回报为主要影响因素。杠杆较高的商用光伏电站系统在补贴改变前后的内部收益率及投资回收期变化较大。2010年上半年，商用系统的申请和安装高潮再次出现：装机容量同比大幅增长，多数电池和组件供应商供不应求。补贴削减后，商用市场可能受到较大冲击，但空地系统补贴仅下降11%，且集成商和供应商可以针对大订单采取个性化定价和服务，或绕过中间环节订货，降低了装机成本，可能使得投资回报水平基本接近补贴削减前水平，商用市场将保持增长，但如2009年12月式的突发性暴增将难以再现。

总的来说，预计2010年德国市场需求保持增长，总装机容量将达到5.379GWp左右。

▲意大利：迅速崛起
上世纪90年代，意大利是世界上第三个进行光伏示范电站建设的国家。政府以财政补贴或税务抵扣的方式提供等于70-75%系统成本的补贴，系统所发富余电量以正常电价出售给当地电力公司。

由于电价水平处于欧洲国家高位，同时上网电价同样也处于欧洲的高位，且上网电价降低速度慢，意大利在当前条件下是光伏系统的理想市场。

意大利现有的上网电价将光伏系统分为三类：完全建筑集成、部分建筑集成和独立。2009年、2010年各项上网电价较2008年水平分别降低2%。意大利的光伏系统全生命周期光伏发电成本为0.24欧元/kWh。相比之下，2009年意大利的民用零售平均电价约为0.26欧元。因此，意大利光伏发电已基本实现上网平价。2010年，即使光伏系统价格仍为5欧元/Wp，意大利中部民用小型BAPV（部分集成光伏）系统投资IRR约19%左右，仍具有较强投资吸引力。

综合投资回报率、大型电站补贴大幅降低预期、入网审批效率的改善、上网平价的接近以及装机能力的增加，预计2010年意大利市场将增长约80%，达到1500MW。

▲日本：政府支持持久，目标明确
日本光伏发电亦近上网平价，光伏产业即将摆脱补贴。日本政府提供的剩余电力的上网电价已经基本与零售电价非常接近，2009年平均零售电价约为23日元/kWh，而非住宅用10kWp并网电价为20日元/kWh，已低于零售电价。结合政府补贴，日本光伏发电已经基本达到上网平价。因此，可以预计日本光伏市场将继续快速增长，增速预计达60%左右，2010年新增装机容量达1GWp。日本光伏企业的产能扩张计划也从一定程度上确认了日本国内市场将实现自立，持续增长：2010年底，日本国内光伏产能将增长60%，达到4GW以上。

日本的领先企业在世界上率先实现薄膜电池产品量产，早在1980年代已实现硅薄膜电池的量产。目前，日本产光伏组件中薄膜电池的份额正逐步上升。2009年，日本的CIGS/CIS薄膜电池产量已超过43MW，产能利用率已超过50%，产能大幅扩张已箭在弦上，即将挑战市场中其他产品和供应商。

日本民用光伏系统累计装机容量为2470997kWp，每户家庭平均装机容量按5kWp计算，安装系统总数约为494200户家庭。日本目前的家庭总数约为47000000户。同时，一户家庭每年自用电约1200kWh，并按不同地区光照条件计算出内部投资回报率，并予以相应的单纯考虑投资和环保的家庭装机可能性。由此，在目前条件下，日本家庭光伏系统市场渗透率约为16%，仍有较大发展空间。如日本零售电价进一步升高、光伏系统价格下降、或补贴电价提高，则潜在市场规模将会扩大，市场发展空间提升。

▲美国：光伏市场新增长点隐现
美国的光伏系统安装补贴政策模式与欧洲国家不同，主要包括纳税抵扣、初装补贴和上网电价，同时辅以其他融资或审批扶持政策：税收政策补贴按系统初装成本的一定比例给予；初装补贴按照政策中的指定量给予，补贴调整的触发因素不是新政策出台的时间，而是一定的目标安装量；加州光伏发电扶持政策已有10年以上的历史，多个政策组成“加州走向阳光计划”（GSC）对加州光伏市场的发展起到重要作用。

GSC中的CSI计划2016年目标1.8GW，并不确定某时段的补贴，而是设定10阶段补贴额度以及触发下一阶段补贴的装机容量目标，也就控制了补贴金额总量。GSC中的NSHP计划2016年目标0.4GW，FIT计划补贴总量控制在0.75GW。因此，CSI加州主要的光伏扶植计划。

2010年CSI补贴将是6至7和5至6，补贴将大幅下降30%-40%，且系统价格难以再次大幅下降，赶第6阶段和第5阶段末班车的已经出现，今年4月1日与6月14日之间，上阶段未用额度大幅低于前次阶段转换，而新阶段的总额度已有所降低，即用户（尤其是民用系统用户）对系统价格难以下降形成了一致预期，抢在补贴再次降低前安装系统。这1.5个月中，CSI项目安装容量为132.45MW，已经超过了去年加州安装总量的一半。

随着经济的回升，电价可能进一步提高，但是贷款利率也可能提高，但即使如此，采用高杠杆的项目IRR已到较高水平，并且系统价格还可能继续降低，使得贷款建设大型光伏电站项目的回报率进一步提高。除非美国经济出现过热，利率将会提升，投资抵税可能取消，但届时系统成本可能也已将至德国水平，投资回报率进一步提升，上网平价实现，光伏产业完全市场化发展。事实上，截至最近，美国电站级光伏项目（几十至几百兆瓦、并网）的建设计划已达约6.5GWp，其中不乏暂时世界规模最大的超大型项目。因此，美国光伏电站建设将持续升温。综合考虑美国经济复苏状况、各州补贴下降、安装成本基本稳定，同时美国国内对温室效应起因存在争议，2010年美国光伏市场难以暴炸式增长，而将会快速增长75%左右，达到约750MWp。

▲中国：金太阳普照华夏
我国的光伏发电市场需求发展速度一直较慢，在2008年全球新装机容量中的比例和累计装机容量中的比例都很低，2008年累计装机容量仅占世界总容量1%，新装机容量在2%左右。

我国传统电价较低，使用光伏产品发电的经济性相对不足。2009年初，为了进一步加大减排力度，同时帮助两头在外的国内光伏产业健康发展，我国政府出台了具有历史意义的国内光伏补贴计划。随着金太阳工程和光伏屋顶计划补贴的有序进行，据不完全统计，2009年全国新增容量达到140MW左右。光伏龙头与电力巨头企业广泛签订框架合作协议，并作出令人振奋的项目规划。

可以预计，在金太阳工程项目以及2010年内开始的280MWp光伏电站招标项目的推动下，2010年我国新增光伏装机容量将达到甚至超过600MW。

根据中国新闻讯息，中国280MW光伏特许权招标案共13个项目已在8月16日于北京开标，在135份标书中，投标均价落在0.7-1.09元，本次标案要求每个标案须缴纳500万元保证金,押金期达14个月，除此之外，竞标公司需有10%的项目资本金，公司融资方案中必须有30%自有资金，由于资金门坎要求较高，对国企相对有利。本次虽然国家相关单位表示本次招标案不以最低价得标，但是由于规模庞大，吸引众多资金实力强的国有单位卡位，据了解13个项目的最低价均由国企报出，中电投、华能国际、国电电力是本次招标案的最大赢家。就现况来看，中国光伏发展路径将和风电相似，以光资源丰富区域先开始发展，负责推动光伏发展的主要推手-国企单位不以项目盈利为目的，而以达成政策目标为主要目的，显然从本次投标价格来看，中国政府对高于1元以上的光伏电价难以接受，推估本次招标案的中标均价可能落在1元以下(有机会低于海上风电价格)，透过产业化与规模化效益发挥，以每年光伏度电成本下降5-7%，推估5年内中国光伏电价将可压至0.7-0.8元，逐渐与市电价格接轨，中国光伏市场发展抱持乐观。

表二中国光资源分布区域

全年日照时数（小时）年辐射量（千瓦时/平方米）区域分布280MW光伏特许权标案分布
一类地区3200-33002860-2330新疆南部、青藏高原、宁夏新疆60MW、青海50MW、宁夏30MW
二类地区3000-32001630-1860甘肃中部北部、青海东部、内蒙南部、河北西北部、山西北部内蒙古60MW、甘肃60MW、山西20MW
三、四、五类地区小于3000小于1600四川与贵州最低

图四280MW光伏特许权标案价格恐将落在1元以下