傳統(tǒng)化石能源危機(jī)、環(huán)境壓力、新能源技術(shù)的發(fā)展和投資的快速增長已經(jīng)促使太陽能產(chǎn)業(yè)成為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的重要選擇。光伏太陽能產(chǎn)業(yè)是一個(gè)充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)的朝陽產(chǎn)業(yè)，其獨(dú)有的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和戰(zhàn)略地位吸引了國內(nèi)外政府、企業(yè)界以及研究機(jī)構(gòu)的空前關(guān)注。

太陽能產(chǎn)業(yè)的政策環(huán)境

隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)得到了許多國家和政府的大力支持。美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家相繼提出了光伏發(fā)電的政策規(guī)劃，如美國的“太陽能百萬屋頂計(jì)劃(Million Solar Roofs Initiative) 1”、日本的“新陽光計(jì)劃(New Sunshine Project) 2”等，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了普及應(yīng)用。

我國作為世界上最大的電力能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國，近年來在可再生能源領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。我國對于太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分關(guān)注，制定了多項(xiàng)政策計(jì)劃。如2012年3月27日，國家科技部發(fā)布《太陽能發(fā)電科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》3，旨在提高產(chǎn)業(yè)競爭力、促進(jìn)光伏電池基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新能力，最終使我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

太陽能產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈簡析

太陽能產(chǎn)業(yè)不是一個(gè)孤立的技術(shù)或者市場環(huán)節(jié)，它的發(fā)展需要將反之帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈條中諸多相關(guān)行業(yè)的協(xié)調(diào)進(jìn)步。具體而言，太陽能光伏技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈總體上可分為三個(gè)層次。

上游產(chǎn)業(yè)是對以硅礦石和高純度硅料的開采、提煉和生產(chǎn)為代表的原材料生產(chǎn)行業(yè)，包括硅礦石開采與冶金硅提純、多晶硅提純、單晶/多晶硅片加工與切割等環(huán)節(jié)。

中游產(chǎn)業(yè)是技術(shù)核心環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)各類專用設(shè)備的研發(fā)制造等。包括單晶/多晶硅電池片、電池組件生產(chǎn)與組裝。

下游產(chǎn)業(yè)是包括太陽能并網(wǎng)發(fā)電工程、太陽能電池組件的生產(chǎn)及安裝、光伏集成建筑等在內(nèi)的光伏產(chǎn)品系統(tǒng)集成與安裝。

結(jié)合技術(shù)視角的劃分，我們可以對當(dāng)前我國光伏產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行相對系統(tǒng)的評價(jià)。當(dāng)前，我國光伏太陽能產(chǎn)業(yè)在國外市場的刺激下，產(chǎn)能迅速膨脹。但總體而言，我國光伏太陽能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡。

光伏產(chǎn)業(yè)鏈的壁壘最高的環(huán)節(jié)是高純多晶硅原料生產(chǎn)，它占電池總成本的70%。目前，高純度硅料的供應(yīng)商主要來自美國、德國和日本的公司。全球多晶硅基本由歐洲、美國和日本的七大供應(yīng)商壟斷，具體包括美國的MEMC、黑姆洛克半導(dǎo)體公司(Hemlock)、挪威的REC、日本的三菱高純硅株式會(huì)社(Tokuyama)以及德國瓦克化學(xué)電子公司(Wacker)。

這七大廠商生產(chǎn)的高純度晶體硅總產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的95%以上，擁有10家多晶硅生產(chǎn)工廠，其中美國有5家、日本有3家、歐洲有2家。七大廠商具備從硅料到硅片的完整產(chǎn)能，壟斷了高純度多晶硅規(guī)?；a(chǎn)的核心技術(shù)，從而在成本控制、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)規(guī)模上均具有很大的競爭優(yōu)勢。我國國內(nèi)產(chǎn)量近年來雖然有了大幅提升，但仍然難以保障整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的需求潛力，在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，晶體硅生產(chǎn)仍將是產(chǎn)業(yè)鏈中的瓶頸。

從中游的太陽能電池來看，光伏發(fā)電的核心部件是太陽能電池或光伏電池。

目前，晶硅太陽能電池是發(fā)展速度最快、技術(shù)最成熟、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模最大的一種太陽能電池。全球光伏發(fā)電中的太陽能電池仍以硅基太陽能電池為主，約占市場份額的90%，大面積商品化電池效率單晶硅為16%至20%，多晶硅為15%至18%。此外，非晶微晶硅薄膜太陽能電池發(fā)展訓(xùn)讀，占全球光伏組件銷量的10%至15%。非晶硅與微晶硅疊層電池效率在8%至10%。其它如碲化鎘(CdTe)電池、銅銦鎵硒(CIGS)電池等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，市場份額相對較小，但發(fā)展迅速。

未來，光伏新興技術(shù)的突破方向主要有先進(jìn)薄膜和有機(jī)電池、新型光伏概念、聚光技術(shù)。中游的光伏太陽能電池制造由于資金門檻和技術(shù)含量較低，發(fā)展較快，規(guī)模較大，中國是世界上最大的太陽能電池板供應(yīng)商之一。但隨之而來出現(xiàn)了很多問題，如大量過剩產(chǎn)能形成嚴(yán)重堆積，從客觀上不可避免地面臨較大程度的產(chǎn)業(yè)整合。

我國的光伏產(chǎn)業(yè)“中間大、兩頭小”，即只有太陽能電池的生產(chǎn)能力，原料大量依賴國外進(jìn)口，特別是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的高新材料和高純原料，而產(chǎn)品銷售則幾乎完全依賴于國外市場。

產(chǎn)業(yè)鏈的下游是光伏電網(wǎng)的安裝系統(tǒng)集成，主要集中于市場發(fā)達(dá)的歐洲、美國和日本。歐洲是目前世界上最大的光伏區(qū)域市場，除了傳統(tǒng)光伏大國德國外，西班牙、意大利、法國、捷克、葡萄牙、希臘等新興歐盟光伏市場規(guī)模不斷增加。

此外，美國、日本的光伏市場也保持了高增長態(tài)勢。產(chǎn)業(yè)鏈下游，由于組件價(jià)格相對偏高，發(fā)電成本明顯高于火電等傳統(tǒng)發(fā)電方式，產(chǎn)品的消費(fèi)過多依賴國際市場。

目前，我國的光伏產(chǎn)業(yè)“中間大、兩頭小”，即只有太陽能電池的生產(chǎn)能力，原料大量依賴國外進(jìn)口，特別是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的高新材料和高純原料，而產(chǎn)品銷售則幾乎完全依賴于國外市場。技術(shù)和原材料、銷售和市場在國外，加工制造在國內(nèi)，要實(shí)現(xiàn)我國光伏產(chǎn)業(yè)由大到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變，必須加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈前端部分，突破材料制造和加工設(shè)備這兩大制約我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

全球太陽能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

近年來，因環(huán)境減排壓力、能源危機(jī)、技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)、光伏發(fā)電成本降低及各國政府的激勵(lì)政策驅(qū)動(dòng)等因素，光伏太陽能發(fā)電應(yīng)用市場迅速發(fā)展。

對全球太陽能相關(guān)專利進(jìn)行主題檢索，分析年度專利申請量變化趨勢，如圖2所示。在1985年之前，太陽能相關(guān)專利只是零星分布，年度專利申請量未突破百件，屬于摸索期。從1985年起，專利申請量激增至200件，并隨時(shí)呈現(xiàn)緩慢增長的態(tài)勢。到2006年，專利申請量接近1萬件。2007年，全球太陽能專利申請量突破萬件，并加速上升，到2017年達(dá)到8.8萬件的頂峰。綜合全球?qū)＠暾堏厔?，可以看出，因環(huán)境減排壓力、能源危機(jī)、技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)、光伏發(fā)電成本降低及各國政府的激勵(lì)政策驅(qū)動(dòng)等因素，光伏太陽能發(fā)電應(yīng)用市場迅速迅猛，成為全球的焦點(diǎn)。

全球光伏電池產(chǎn)量發(fā)展迅速，據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)—歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SolarPower Europe)發(fā)布的數(shù)據(jù)4來看(如圖3所示)?？v觀全球光伏電池的發(fā)展歷程，有兩個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)值得關(guān)注，它們分別是2008年和2016年。2008年是全球光伏電池產(chǎn)量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在此之前，全球光伏電池產(chǎn)量一直處于緩慢增長之中。2008年以后，全球光伏裝機(jī)進(jìn)入快速發(fā)展階段，在2008～2016年之間呈現(xiàn)數(shù)量持續(xù)上漲的現(xiàn)象。2016年，全球光伏電池產(chǎn)量成斷崖式上升，這與中國的光伏電池產(chǎn)量的急速發(fā)展密不可分，到了2018年，光伏電池產(chǎn)量破百，達(dá)到了102.4GW。