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光伏行业发展及投资风险研究

2019/11/18 阅读:

关键词:光伏发电;行业发展;投资风险

引言

光伏,即太阳能光伏发电系统,是指利用太阳能电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能转换为电能的一种发电系统。

1光伏产业发展背景

随着社会的快速发展,人类面临着巨大的能源与环境压力。虽然我国能源资源相对丰富,但由于人口众多,人均能源量远低于世界平均水平。因此,积极开发、利用可再生能源是解决能源短缺的有效方法之一。太阳能光伏发电具有清洁、高效、安全等优点,被世界各国普遍关注并作为重点发展的产业之一。光伏发电不仅仅用于解决边远地区用电和特殊用电,更转向并网发电和建筑结合供电的方向发展,很多发达国家都已制定了能源中长期发展规划,重点发展光伏产业和技术。最近几年,我国光伏电池制造产业规模扩展迅速,多晶硅冶炼技术逐步成熟,形成了完整的制造体系,包括硅材料、硅片、光伏电池、光伏组件、逆变器和控制设备等。但是,全球光伏市场普遍出现了需求增速减缓、出口阻力增大、产业发展不协调等现状。同时,我国光伏行业面临产能过剩、市场开发不足、技术创新能力不强等问题,光伏企业经营普遍存在一定的困难,光伏产业发展面临的形势比较严峻。光伏产业是全球可再生能源产业重要的发展方向,具有巨大的发展潜力。当前我国光伏产业面临的问题,既是产业发展的挑战,也是产业创新升级的机遇。国家先后发布了《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》、《财政部关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知》等文件,支持光伏产业发展。目前,山东省电网电力生产方式仍以火电为主,以高耗能的火力发电为主的能源结构难以满足可持续发展的战略要求,电力生产结构调整刻不容缓。因此,积极开发利用太阳能、风能等清洁能源迫在眉睫,以多元化的能源方式来满足经济发展需求是解决目前能源危机的有效手段。

2行业产业链分析

2.1光伏发电产业链分析

从广义上来说,光伏发电产业链主要包括光伏电站设备制造商———电站建设安装承包商———电站发展商———电力输送网络提供商等几个环节。由于目前太阳能光伏电池80%以上是以单晶硅或多晶硅为原材料生产的,这里就以晶体硅太阳能光伏电池生产为主进行介绍,光伏制造产业链各环节如图1。

2.1.1太阳能光伏产品太阳能电池组件将太阳辐射光能转换成电能,并向蓄电池充电,再将蓄电池中的电能释放出来供给用电设备,整个过程由控制器根据设定的程序进行管理。太阳能光伏产品最基本的元器件是太阳能电池(片),共有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等几种。其中,最常见的是单晶硅和多晶硅电池。

2.1.2光伏发电系统光伏发电系统可分为独立、并网和互补型光伏发电系统三类。光伏阵列、控制系统和电能变换器是必不可少的,在部分电能转换和控制策略方面,三类系统具有通用性。

2.2光伏发电产业价值链分析

光伏发电产业链各环节按增加值所占比例,从大到小排序依次是组件、多晶硅、电池片、硅片。从利润来看,上游的硅料生产利润率最高,下游电站收益受国家补贴影响也很可观,而中游电池片和电池组件制造进入门槛较低,行业竞争较为激烈,利润率也相对较低。

3主要工艺技术

3.1光伏发电的工作原理

太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。

3.2光伏组件生产流程

太阳能光伏主要产品包括硅材料、硅锭、硅棒、硅片、太阳能电池板、光伏逆变器、光伏电站、太阳能灯具等。国内领导企业有天合光能、阿特斯、尚德集团、力诺集团、赛维LDK等。

3.2.1原料晶体硅原料晶体硅的生产技术门槛高、投资大,具有较强的垄断性,目前多集中在国外企业Hemlock、Wacker、Tokuyama、REC、MEMC、Misubishi和Sumitomo,这几家企业占全球多晶硅产量95%以上。多晶硅生产工艺为:高纯石英(经高温焦碳还原)→工业硅(酸洗)→硅粉(加HCl)→SiHCl3(经过粗馏精馏)→高纯SiHCl3(和H2反应CVD工艺)→高纯多晶硅。

3.2.2硅片生产生产工艺流程主要包括装料、烙化、长晶、上角凝固、铸锭、破锭、切片等环节。

3.2.3电池片制造提高太阳能电池的电能转换效率和降低生产成本是太阳能电池技术发展的关键,晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图3。

3.2.4组件封装成为电池板封装是太阳能电池生产的关键步骤,不仅可以保证电池的寿命,还可以增大电池的抗击强度。没有良好的封装工艺,再好的电池也生产不出好的电池组件板。封装工艺流程如图4。

4当前行业存在的问题

4.1生产技术和装备与国际先进水平相比存在差距

我国多晶硅生产工艺及装备制造还处于起步阶段,国产化程度较低,在成本、质量等方面与国际先进水平存在较大差距,一些关键配套材料尚需依赖进口。晶体硅高效电池、新型电池及前沿技术方面,还未有所突破。关键生产设备性能与国际先进水平存在差距,缺乏国产化整线集成解决方案,综合利用方面缺少一定的经验。

4.2发电成本较高,主要依赖政策支持

虽然,我国太阳能光伏发电成本已经在逐年降低,但仍高于火力和风力发电等常规项目,主要依靠国家补贴和政策扶持,在经济效益方面,不具备竞争力。目前,国家出台的各项补贴政策只是暂时的,无法保证光伏发电项目长期稳定运行,存在一定的隐患,导致投资者对市场信心不足,很多项目被搁浅。

4.3缺乏科学的统一规划

在国家出台了一系列鼓励可再生能源发展的政策激励下,各地纷纷制定了光伏发电行业发展规划,加大产业发展力度,但与当地的经济社会发展、太阳能资源及电网容量存在不协调的问题,局部存在“一窝蜂”现象。国家层面没有对太阳能资源进行详细普查,不能满足太阳能资源开发利用的需求,缺乏科学的、具有实际可操作性行的行业发展规划。

5投资风险分析

5.1政策风险

光伏发电项目受上网电价和国家补贴政策影响较大。光伏发达国家的政策正逐步增大补贴范围、减小补贴额度,包括中国在内的光伏新发展国家也在积极出台刺激政策,在扩大市场需求的同时对企业的成本控制提出了更高的要求。企业应密切关注政策动向,控制生产成本,兼顾国内外市场,开拓新需求。

5.2技术风险

制约光伏发电成本的技术难点主要有多晶硅生产、电池片硅耗、电池光电转化率和使用寿命等。多晶硅生产工艺的难点是闭环工艺,成本低且环保。国内部分企业已实现闭环工艺,未来若缺乏技术更新换代能力可能会受到一定影响。切片厚度下降可以降低硅消耗,但却导致下游电池加工设备损耗率上升,要想提高企业竞争力,需进一步改善下游设备。提高电池光电转化率、延长使用寿命对降低光伏电池成本有很大作用,但提高幅度有限,日后能否大幅提高不确定性较大。企业应时刻关注国内外技术研发成果,做好战略、产品、生产方式的调整,提高产品竞争力,拓展市场。

5.3市场风险

我国太阳能电池企业主要为出口外向型企业,但是由于国际市场变化和补贴政策的调整,市场需求减少,直接导致了我国太阳能电池制造企业销售额下降。

5.4产能过剩风险

太阳能电池主要分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两大类。晶硅太阳能电池目前技术较成熟、应用较广泛,存在产能过剩倾向。下一步,随着海外市场的进一步开拓和新技术的不断涌现,产能过剩问题将得到一定程度的缓解。因此,光伏企业应努力提高技术研发水平,不断提高产品质量,积极开拓市场,充分认识到各阶段的潜在风险并做好防范化解措施,才能稳定收入,提高利润。

参考文献:

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[2]杨辉,王丽萍,薛森贤,陈锦明.PLC在风光互补发电系统中的应用——光伏发电系统[J].能源研究与管理,2019(03):90-93.

[3]伍炜,陈敏,姚鹤梅,袁玲,何应梅,刘雅莉.基于光伏板的灰尘检测监控系统设计[J].价值工程,2019,38(08):179-181.

作者:陈维敏 单位:威海市威咨建设项目管理有限公司

光伏行业发展及投资风险研究

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