一、光伏發電行業概述
光伏發電的基本原理是利用半導體界面的光生伏特效應,将太陽能通過太陽能電池(光伏組件)直接轉變為電能,通過并網逆變器轉化為交流電,再通過變壓器升壓後輸送到電網中。
資料來源:中國光伏發電行業發展趨勢研究與未來前景分析報告(2023-2030年)
20世紀以來,傳統能源如煤炭、石油、天然氣的大規模開發利用引發了一系列的生态環境問題,給全球的居住環境帶來了嚴重負面影響。發展清潔能源如太陽能、風能、水能等已經成為世界範圍内應對生态環境問題的共同選擇,其中,太陽能因具有普遍性、無害性、長久性等諸多優點,逐漸成為新能源領域重點發展的産業之一。光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應,而将太陽能轉變為電能的一種技術,當前光伏産業已經列為戰略性新興産業。
根據觀研報告網發布的《中國光伏發電行業發展趨勢研究與未來前景分析報告(2023-2030年)》顯示,光伏發電産業鍊上遊主要包括高純多晶矽、多晶鑄錠/單晶拉棒等原材料供應商;中遊主要為光伏電池、控制器等生産、光伏發電組件封裝等供應商;下遊主要為集中式光伏電站、分布式光伏電站等光伏發電系統供應商。
資料來源:中國光伏發電行業發展趨勢研究與未來前景分析報告(2023-2030年)
觀研天下分析師觀點:當前對于清潔能源的轉型是全球性的趨勢,在光伏發電占比逐步提升的背景下,上遊原材料高純多晶矽中長期供需将長期保持緊平衡或階段性不足的情況。
二、光伏技術應用領域廣泛,太陽能發電的應用最突出
光伏技術的應用領域可以分為太陽能發電、農業和灌溉系統、公共建築和基礎設施、交通運輸領域、人工/機器智能、以及軍事和應急領域等。其中,太陽能發電是光伏技術最主要的應用領域。光伏發電是一種綠色能源,它可以利用太陽能,把太陽能轉換成電能,比傳統的燃煤、燃油發電更加環保、節能。光伏發電系統的安裝和維護也比傳統發電系統要簡單得多,而且可以在任何地方安裝,使用成本低,是可再生能源發電的首選。
目前光伏發電可以用于家庭、商業和工業建築的電力供應,也可以用于獨立供電系統,例如:對于偏遠地區和不便接入公共電網的地方,光伏發電系統可以作為獨立或微電網系統為當地居民提供電力;另外,由于通訊基站一般位于比較偏遠的地方,如果鋪設電線供電,其投資巨大。在光伏發電系統沒有普及以前基本使用柴油發電機來供電,造成很大污染和能源浪費。如果采用光伏發電系統能很好的解決這個問題,能夠綠色無污染的給通信基站供電,而且安裝方便,還能将通信基站旁的空地加以利用。
光伏發電主要應用領域
應用領域 | 介紹 |
用戶太陽能電源 | (1)小型電源10-100W不等,用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電,如照明、電視、收錄機等;(2)3-5KW家庭屋頂并網發電系統;(3)光伏水泵:解決無電地區的深水井飲用、灌溉。 |
交通領域 | 如航标燈、交通/鐵路信号燈、交通警示/标志燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。 |
通訊/通信領域 | 太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統;農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。 |
石油、海洋、氣象領域 | 石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鑽井平台生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。 |
家庭燈具電源 | 如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。 |
光伏電站 | 10KW-50MW獨立光伏電站、風光(柴)互補電站、各種大型停車廠充電站等。 |
太陽能建築 | 将太陽能發電與建築材料相結合,使得未來的大型建築實現電力自給,是未來一大發展方向。 |
其他 | (1)與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽能制氫加燃料電池的再生發電系統;(3)海水淡化設備供電;(4)衛星、航天器、空間太陽能電站等。 |
三、光伏發電主要分為兩類,分布式光伏發電正當時
光伏發電根據太陽能電池闆的數量和布局的不同,可分為集中式光伏發電和分布式光伏發電。集中式光伏發電通常是在大規模的太陽能電池陣列中産生電能。電能通過輸電線路輸送到電網中,并為大量用戶提供電力,因此更适合于大規模建設的電站項目。而分布式光伏發電則是在個人住宅、商店和辦公樓等小規模地點中進行,電能主要用于當地用戶的需求。它們有一些共同點,但也存在一些不同之處。
集中式光伏發電和分布式光伏發電的區别
類别 | 集中式光伏發電 | 分布式光伏發電 |
相同點 | 1、都是利用太陽能光電轉換技術将太陽能轉化為電能。 2、都需要太陽能電池闆、逆變器等設備進行光伏發電。 3、都可以利用國家政策支持來獲得一定的補貼。 | |
不同點 | 1、發電規模不同:集中式光伏發電通常規模較大,需要占用較大的土地資源;而分布式光伏發電可以分散在城市居民、企事業單位等地方,規模相對較小。 2、電網接入方式不同:集中式光伏發電通常是通過高壓輸電線路接入電網,而分布式光伏發電則是通過低壓線路接入配電網。 3、維護方式不同:集中式光伏發電需要專業的運維人員進行維護,而分布式光伏發電可以由用戶自行維護。 4、技術要求不同:集中式光伏發電的技術要求較高,需要考慮逆變器功率、并網技術等因素;而分布式光伏發電技術要求相對較低。 |
在兩種方式中,分布式光伏發電是未來最具有潛力的發電方式,特指采用光伏組件,将太陽能直接轉換為電能的分布式發電系統。它是一種新型的、具有廣闊發展前景的發電和能源綜合利用方式,它倡導就近發電,就近并網,就近轉換,就近使用的原則,不僅能夠有效提高同等規模光伏電站的發電量,同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。根據國家能源局2021年9月公布,全國共有676個縣(市、區)被列入光伏整縣試點區域,占全國23.7%區域。截至2023年3月,我國分布式光伏發電裝機容量達到1.76億千瓦,随着中央及多地相關政策落地,預計未來分布式光伏将快速發展。
資料來源:中國光伏發電行業發展趨勢研究與未來前景分析報告(2023-2030年)
四、政策為光伏發電行業創造良好環境,2023年安全監管繼續加強
光伏發電行業是國家重點支持的朝陽産業,近年來國家始終貫徹支持可再生能源發展的大方向,通過制定一系列支持政策和激勵措施來推動光伏發電行業的發展,一方面通過指導裝機規模和制定行業标準等方式,引導國内光伏發電行業朝着健康有序、科學創新的方向發展,另一方面通過财政補貼、政策優惠等途徑扶持光伏發電行業的成長與發展。
同時,面臨電力供需形勢發生巨大變化、項目開發和建設秩序給光伏發電行業帶來巨大的挑戰,加之補貼拖欠問題影響行業的良性發展的大背景下,政府加強了對光伏發電市場的監管和安全的督查,出台多項行業規範性文件,以保證市場的健康有序發展。
具體來看,早在2018年6月1日,國家發展改革委、财政部、國家能源局聯合下發《關于2018年光伏發電有關事項的通知》(發改能源〔2018〕823号),被稱為史上最嚴厲的光伏管理政策;2019年5月30日,國家能源局正式下發了《2019年光伏發電建設管理工作方案》,2020年完全沿用該管理方案;而在最近的2023年初,國家能源局發布《2023年電力安全監管重點任務》的通知,為杜絕重大以上電力人身傷亡責任事故、杜絕重大以上電力安全事故、杜絕電力系統水電站大壩垮壩漫壩事故,确保電力系統安全穩定運行和電力可靠供應,推動全國電力安全生産形勢持續穩定向好,能源局組織開展分布式光伏涉網安全研究、加強光伏發電安全監管。
該政策不僅為光伏發電行業提供了市場保障,确保相關企業在公平的競争環境中運營,同時監管的加強也将促進光伏發電技術的創新,包括提高光伏電池的效率、降低成本、增強系統的可控性等,這将進一步推動行業向更高效、更可靠的方向發展。
我國光伏發電行業重點政策梳理
發布時間 | 發布部門 | 政策名稱 | 主要内容 |
2021年2月 | 國務院 | 國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見 | 堅持節能優先,完善能源消費總量和強度雙控制度。提升可再生能源利用比例,大力推動風電、光伏發電發展,因地制宜發展水能、地熱能、海洋能、氫能、生物質能、光熱發電。 |
2021年3月 | 國家發展改革委、國家能源局 | 國家發展改革委 國家能源局關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見 | 在城市商業區、綜合體、居民區,依托光伏發電、并網型微電網和充電基礎設施等,開展分布式發電與電動汽車(用戶儲能)靈活充放電相結合的園區(居民區)級源網荷儲一體化建設。 |
2021年4月 | 中共中央 國務院 | 中共中央 國務院關于新時代推動中部地區高質量發展的意見 | 因地制宜發展綠色小水電、分布式光伏發電,支持山西煤層氣、鄂西頁岩氣開發轉化,加快農村能源服務體系建設。 |
2021年5月 | 國家發展改革委 | 國家發展改革委關于“十四五”時期深化價格機制改革行動方案的通知 | 持續深化燃煤發電、燃氣發電、水電、核電等上網電價市場化改革,完善風電、光伏發電、抽水蓄能價格形成機制,建立新型儲能價格機制。 |
2021年8月 | 工業信息化部 | 新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023年) | 鼓勵企業探索建設分布式光伏發電、燃氣分布式供能等配套系統,引導新型數據中心向新能源發電側建設,就地消納新能源,推動新型數據中心高效利用清潔能源和可再生能源、優化用能結構,助力信息通信行業實現碳達峰、碳中和目标。 |
2021年8月 | 國家發展改革委 | 國家發展改革委關于完善電解鋁行業階梯電價政策的通知 | 鼓勵電解鋁企業提高風電、光伏發電等非水可再生能源利用水平,減少化石能源消耗。 |
2021年10月 | 國務院 | 2030年前碳達峰行動方案 | 加快智能光伏産業創新升級和特色應用,創新“光伏 ”模式,推進光伏發電多元布局。 |
2022年1月 | 國務院 | “十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃 | 鼓勵在交通樞紐場站以及公路、鐵路等沿線合理布局光伏發電及儲能設施。 |
2022年1月 | 工業和信息化部、住房和城鄉建設部、交通運輸部、農業農村部、國家能源局 | 智能光伏産業創新發展行動計劃(2021-2025年) | 支持智能光伏産品在光伏發電系統踏勘、設計、集成、運維、結算、交易中的應用,開發應用各類電網适應性技術,增強智能光伏系統自感知、自診斷、自維護、自調控能力,提升光伏發電電網友好性。 |
2022年2月 | 國家發展改革委、國家能源局 | 國家發展改革委 國家能源局關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見 | 在農村地區優先支持屋頂分布式光伏發電以及沼氣發電等生物質能發電接入電網,電網企業等應當優先收購其發電量。 |
2022年3月 | 國家發展改革委、國家能源局 | “十四五”現代能源體系規劃 | 全面推進風電和太陽能發電大規模開發和高質量發展,優先就地就近開發利用,加快負荷中心及周邊地區分散式風電和分布式光伏建設,推廣應用低風速風電技術。在風能和太陽能資源禀賦較好、建設條件優越、具備持續整裝開發條件、符合區域生态環境保護等要求的地區,有序推進風電和光伏發電集中式開發,加快推進以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地項目建設,積極推進黃河上遊、新疆、冀北等多能互補清潔能源基地建設。積極推動工業園區、經濟開發區等屋頂光伏開發利用,推廣光伏發電與建築一體化應用。 |
2022年4月 | 國務院 | 氣象高質量發展綱要(2022—2035年) | 開展風電和光伏發電開發資源量評估,對全國可利用的風電和光伏發電資源進行全面勘查評價。研究建設氣候資源監測和預報系統,提高風電、光伏發電功率預測精度。 |
2022年5月 | 中共中央辦公廳、國務院辦公廳 | 關于推進以縣城為重要載體的城鎮化建設的意見 | 推動能源清潔低碳安全高效利用,引導非化石能源消費和分布式能源發展,在有條件的地區推進屋頂分布式光伏發電。 |
2023年1月 | 國家能源局 | 2023年電力安全監管重點任務 | 為杜絕重大以上電力人身傷亡責任事故、杜絕重大以上電力安全事故、杜絕電力系統水電站大壩垮壩漫壩事故,确保電力系統安全穩定運行和電力可靠供應,推動全國電力安全生産形勢持續穩定向好,能源局組織開展分布式光伏涉網安全研究、加強光伏發電安全監管。 |
觀研天下分析師觀點:雖然光伏發電行業受到政策和多種因素的推動,但在市場化交易和短期收益上仍面臨挑戰,一來在建設全國統一電力市場體系的背景下,新能源參與電力市場的電價跟原來的保障性收購會有很大的變化,參與市場化交易可能面臨很大的壓力;二來2023年以來矽料供應大幅增長,産業供需失配得到緩解,同時不少省份提出納入保障性電網規模的光伏發電項目,土地費用、非技術成本融資、電網送出等方面短期内難以有效降低,光伏項目投資收益中間面臨短期的波動風險。
五、光伏裝機大增,成本下降驅動光伏發電投資加快
光伏作為清潔能源的代表,可以真正做到零碳排放,且具有成本低、安全高效的優勢,在我國能源轉型中發揮着重要的作用。近年來,得益于電力供需、政策引導、技術進步三大因素我國光伏裝機維持高增長态勢。數據顯示,我國光伏新增裝機量已連續十年位居全球首位,累計裝機量連續八年位居全球首位。2023年一季度,我國新增光伏裝機33.656GW,同比增長154.8%。其中集中式光伏新增15.525GW,工商業光伏新增9.211GW,戶用光伏新增8.919GW。
資料來源:中國光伏發電行業發展趨勢研究與未來前景分析報告(2023-2030年)
另外,從2023年1-2月數據來看,當前水電作為零排放且成本極低的發電方式開發已趨于飽和,火電投資也因為電力需求增長趨緩而短期下滑,相較之下,光伏發電投資則得益于上遊光伏組件價格下降因此激增。展望2023年後十個月,光伏下遊需求向好,随着矽料擴産産能的大量釋放,矽料價格下行将有望帶動行業制造端盈利中樞上移,光伏行業複蘇勢頭強勁。2023年在保守情況下,2023-2030年中國光伏新增裝機預測約95-120 GW;樂觀情況下,中國光伏新增裝機預測約120-140 GW,可以預見,随着光伏發電的成本下降,将會使得投資者對光伏發電項目更加青睐,未來投資有望保持高速增長。
六、“雙碳”催生新能源時代機遇,加速光伏發電蓬勃發展
随着“雙碳”升級為國家戰略目标,這意味着我國經濟增長與碳排放的深度脫鈎,需要加快産業結構、能源結構、生産方式、生活方式、空間格局等全方位的深層次的系統性變革,構建以新能源為主體的新型電力系統。2022年1月24日,中共中央政治局第三十六次集體學習時指出,“要把促進新能源和清潔能源發展放在更加突出的位置,積極有序發展光能源、矽能源、氫能源、可再生能源”。此外,國家發改委、國家能源局也多次表示,大型風光基地建設是“十四五”新能源發展重中之重。國家發改委已下發第一批(97GW)、第二批(450GW)共計547GW的風光基地建設指标,第三批大型風電、光伏基地指标也有望在2023年下發。
在市場機制和中國“雙碳”戰略的雙重影響下,新能源産業迎來新機遇。在這一過程中,作為新能源的排頭兵,光伏發電的發展對于實現碳達峰的目标和碳中和的願景具有非常重要的意義。一方面,光伏發電蘊含巨大的二氧化碳減排能力。根據測算,光伏發電産生的二氧化碳排放為33-50克/度,而煤電為796.7克/度。
光伏發電在降低碳排放上擁有壓倒性優勢,通過大規模推廣和應用光伏發電可以顯著減少傳統能源行業的溫室氣體排放,對應對氣候變化和全球變暖具有重要意義;另一方面,“碳中和”的實施需要大量的清潔能源供應,以替代傳統的高碳能源。光伏發電作為最具發展潛力的新能源之一,具有可開發總量大、安全可靠性高、環境影響小、應用範圍廣、 運維成本低等優勢,與傳統能源形勢競争力更強,成為碳中和目标的重要選擇。随着雙碳戰略的推進,光伏發電需求将迅速增長,為行業的蓬勃發展帶來巨大的機遇。
觀研天下分析師觀點:從行業前景來看,當前我國光伏發電行業正在從政策推動轉為市場推動,同時新一代太陽能電池最近在技術上取得了新突破,前景非常可觀。未來一旦産業化,會做到綜合成本遠低于火力發電,這個時期是行業關鍵的轉型期,行業内企業一定不能隻是把轉型當成挑戰,需要高度重視轉型所帶來的機遇。
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