中國製造|從一片空白到全球領先 中國光伏離綠色發電還有多遠?
十年前,中國推出「製造強國」戰略的首個十年綱領——《中國製造2025》,為2015-2025年中國製造業的發展謀劃五大工程、九項戰略與十大領域,旨在提升中國工業的製造能力,而推進新能源和可再生能源裝備發展也被寫入綱領。
太陽能光伏發電長久以來在全球範圍內被視為改善能源結構的主要方式之一,在中國,光伏發電是中國產業「彎道超車」的典範,從上世紀80年代的一片空白,再到成為主導國際市場的領先產業,在全球的能源轉型中發揮了重要作用。
中國光伏產業的發展在全球能源綠色轉型與國家政策扶持的大背景下迅猛發展,在製造能力與技術水平方面均可稱達到世界領先水平,並已逐步完成市場化轉型。但大型的光伏電站分布的地區人口遠不及東部密集,因此「西電東送」與分布式光伏的發展尤為重要。同時,由於光伏發電本身的隨機性短版,必須要繼續做好發展新型儲能的工作,
中國的光伏產業在完善產業鏈完善和技術進步的同時,卻存在與用電需求端聯通不暢的問題,產能過剩之下,行業存在嚴重內卷,導致企業利潤低、虧損嚴重。在此次關稅戰前,中國光伏企業就曾因遭受歐美制裁而轉向東南亞建廠,而本次受政策影響的地區範圍更廣,中國光伏產業海外布局或將面臨重構。
最後,雖然太陽能屬於可再生能源,但光伏發電的上游半導體產業發展以及光伏板回收過程仍然存在污染環境的問題,隨着中國廢棄光伏板的持續增多,形勢將會更加嚴峻 ,問題亟待解決。
從一片空白到全球領先的生產線
總結而言,中國的光伏產業經歷了野蠻生長、政策扶持,再到市場化轉型的幾個階段。今年是中國製造2025計劃,也是「十四五」規劃的收官之年,專家觀點指出,中國光伏行業將實現從政策驅動向市場主導的歷史性轉變。
從生產製造來說,根據內地學者總結,中國的光伏產業首先從產業鏈中游(電池片與電池組件)起步並取得國際領先地位,產業鏈上游也在數年內實現了趕超世界水平;而下游的光伏市場應用也實現了從完全依賴國外市場到以國內市場為主的轉變。
在中國,2015年起正屬於政策引導扶持期,光伏於2014年起首次出現在《政府工作報告》中,政府鼓勵該行業大力發展,此後連續十年被寫入報告。
2015年,巴黎氣候協議簽署,在全球鼓勵使用清潔能源以保護自然環境的大背景下,風能和太陽能發展迅猛。 與發展初期不同,2015年時,中國光伏產業已克服世紀初所面對的技術門檻高、原材料國內供應嚴重不足等問題。自2013年以來,中國每年新增光伏裝機容量連續六年穩居全球第一。而中國光伏行業協會的數據顯示,在2017年,中國光伏產業鏈各環節的生產規模佔全球比例均超過50%,這也是中國為數不多的可同步參與國際競爭的世界領先產業之一。
技術創新屢破世界紀錄
國際可再生能源署報告指出,過去10年間,全球風電和光伏發電項目平均度電成本分別累計下降超過60%和80%,其中很大一部分歸功於中國創新。也就是說,中國光伏產業不僅有強大的生產製造能力,還有領先全球的技術優勢。2023年,中國量產先進光伏電池轉換效率達到25.5%。兆瓦級風電整機已形成多條達到國際先進水平的成熟技術路線。
以企業為例,陝西西安的隆基綠能繼續保持「雙料世界冠軍」的頭銜:於近日再次刷新單結晶矽電池效率世界紀錄,經德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)權威認證,其自主研發的雜化背接觸晶矽太陽電池HIBC(Hybrid Interdigitated-Back-Contact)光電轉換效率達到27.81%;而經美國國家可再生能源實驗室(NREL)認證,隆基綠能自主研發的晶矽-鈣鈦礦兩端疊層太陽能電池轉換效率達34.85%,再次刷新晶矽-鈣鈦礦疊層電池效率世界紀錄。
因地制宜:集中式和分布式光伏並行發展
實際上,在中國的不同區域,發展光伏的模式也有所不同。國家能源局近日表示,要積極推進第二批、第三批「沙戈荒」大型風電光伏基地項目建設,所謂「沙戈荒」即是指沙漠、戈壁、荒漠。中國庫布其沙漠中建設的光伏電站就曾引起外媒的關注,NASA亦於2024年12月30日公開了拍攝於庫布其沙漠的光伏電站的衛星圖像。衛星圖像顯示,2017年當地還是荒涼的沙漠,短短幾年內已變身為大規模能源供應基地。
庫布其沙漠的光伏電廠便是一個典型的治沙+發電模式的發電模式,據據內地媒體報道,計劃至2030年,黃河南岸、庫布其沙漠北緣,用光伏板築起一道長約400公里、平均寬約5公里的「藍色防沙區」。在發電的同時,還可以應對沙漠化影響,因為光伏板可以防止沙丘移動,減緩風速,從而抑制沙漠化。
目前中國確立的是集中式和分布式光伏並行的發展路徑,與多建設在戈壁荒漠的集中式光伏不同,分布式光伏則多分布在人員集中的東部地區。分布式光伏,指在用戶場地附近建設,運行方式以用戶側自發自用、多餘電量上網,且在配電系統平衡調節為特徵的光伏發電設施。
2021年,國家能源局簽署的「城鎮屋頂光伏行動」與「千家萬戶沐光行動」的展開,讓分布式光伏發展開始增速,同時也契合了鄉村振新的戰略。《美聯社》曾有報道指,山東從事玉米、小米種植業的一對夫妻,於2021年在自家屋頂上安裝了約40塊太陽能電池板向電網供電,並得到相應的報酬。
消納與儲能問題
中國近幾年將西部、北部的「沙戈荒」大型風電光伏基地作為新能源發展的主陣地,但實際上,中國人口呈現東多西少的特點,西部地區的電力供過於求。如果要改善這種情況,就必須建設更強大的輸電路線:2024年,國家電網公司電網投資首次超過6000億元,而新增的投資將用於特高壓交直流工程建設、加強縣域電網與大電網聯繫等,以促進西部地區大型風電光伏基地送出。
但迄今為止,雖然中國的光伏產能持續增長,技術也在不斷革新,但與之配套的電網發展卻遇上了瓶頸,導致與光伏電站用電需求端聯通不暢。簡單來說,就是電力能「發得出」,但同樣要「供得上」。雖然國家大力發展輸電通道,但其建成需要時間成本,目前現有的輸電通道無法負荷所有的集中式光伏電站。
同樣,光伏發電具有隨機性、波動性、間歇性的短板,用電高峰與發電高峰可能並不匹配。目前的主流解決方案是通過光伏+儲能的組合形式供電,政府也在不斷支持發展新型儲能,其中抽水蓄能被視為更具經濟和社會效益的方案之一,但抽水蓄能站建設工期也較長,需要持續推進調峰能力的配套建設。
產能過剩與企業內卷
中國光伏行業協會統計數據顯示,2024年1月至10月,多晶矽價格同比跌幅超過30%,矽片同比跌幅更是超過40%,這壓縮了企業的利潤空間。中國光伏行業協會名譽理事長王勃華坦言:「121家上市光伏企業中,2024年有39家淨利潤虧損。」
2025年2月25日,市場監管總局召開部分企業公平競爭座談會,天合光能、晶澳科技、隆基綠能等光伏企業也在列,座談會圍繞整治「內卷式」競爭進行深入交流。
光伏廢棄物回收的嚴峻形勢
除了消納與儲能的問題,隨着早期光伏發電設備到達預期壽命,中國還將面臨太陽能光伏板廢棄處理的巨大挑戰。
雖然光伏發電對改善能源結構有重大作用,但內地有學者分析,實際上當前的光伏產業遠非真正意義上的綠色產業,除卻其產業鏈上游的半導體材料生產帶來的環境污染,光伏廢棄物拆除、回收利用和處置過程都會造成極為嚴重的生態環境影響。例如,退役光伏組件中含有鉛、錫等金屬元素,有較高的浸出毒性,易污染土壤和飲用水水源,而晶體矽光伏組件中的含氟背板,本身難降解,在焚燒過程或熱處理中會產生氟化氫等有毒氣體。
央視新聞2023年曾報道指,小作坊、小工廠回收光伏組件的情況普遍,除了回收利用率低,造成資源浪費,還存在着環境污染問題。而光伏回收的正規企業,又面臨着無米下鍋的尷尬境地:由於回收的原材料不足,產線吃不飽,設備大部分時間處於閒置狀態。
而中國官方也早已意識到了這個問題,2023年8月國家發改委聯合多部門印發了《關於促進退役風電、光伏設備循環利用的指導意見》,這是中國首次系統部署光伏產業綠色可持續發展的政策。中國光伏行業協會副秘書長表示:「頂層設計的文件出台了之後,相應的配套細則和配套政策文件也需要研究和出台。」
關稅戰下的光伏產業
而值得一提的是,關稅戰下,作為中國外貿「新三樣」之一的光伏產業如何應對?早在2011年,美國就曾對中國光伏產品發起「雙反」(反傾銷、反補貼)調查,並於2012年決定徵收高額關稅。2018年起,特朗普政府更是針對中國輸美價值2000億美元的商品發起「301調查」,並對包括光伏組件、逆變器等產品徵收關稅。同期,2018年,特朗普政府通過實施「201」條款,向進口量超過2.5吉瓦的晶體矽光伏電池片及組件徵收保障措施關稅。
雖然美國是全球第二大光伏市場,但在多年來的關稅壁壘下,中國目前幾乎沒有直接出口美國的光伏產品。為應對關稅壁壘爭取美國市場,中國光伏企業轉移到東南亞國家生產,基本形成了完整的海外光伏產業鏈。但隨著2024年美國對馬來西亞、越南、柬埔寨、泰國發起光伏雙反調查的影響,對海外的產能也造成了影響。
而此次對等關稅則是影響除美國以外的所有國家,中能傳媒研究院研報也指出,中國光伏產業海外佈局或將面臨重構。有廠家表示希望在長期看起來較為穩妥的地區佈局產能,比如中東。內地專家指出,無論美國關稅如何變化,對於中國光伏產業來說,加快供應鏈佈局全球化、分散化,始終是長期趨勢。
《科技日報》曾指,當前光伏在全球能源的佔比尚不足10%,而截至目前,中國有數十億千瓦的光伏發電項目開發潛力,市場空間遠未飽和。在當前全球能源結構加速轉型的背景下,光伏產業作為清潔能源的主力軍,發展潛力仍然巨大。