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21 世紀(jì)前光伏行業(yè)處于探索階段

自科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“光生伏特效應(yīng)”到現(xiàn)代硅太陽(yáng)電池時(shí)代開啟，歷經(jīng)了 115 年，在此期間， 太陽(yáng)電池的效率由最開始的 1%提升到了 6%。

1839 年，法國(guó)科學(xué)家 Alexandre Edmond Becqurel 發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差，若用導(dǎo)線將不同部位連接起來(lái)，則有電流輸出。這種現(xiàn)象后來(lái)被稱為“光生伏特效應(yīng)”。

其后在 1876 年，科 學(xué)家在固態(tài)硒的系統(tǒng)中觀察到了光伏效應(yīng)，并開發(fā)出了 Se/CuO 光電池。

1883 年，Charles Fritts 發(fā)明了半導(dǎo)體硒太陽(yáng)電池，但光電轉(zhuǎn)換效率僅有 1%。

此后，Russell Ohl 于 1941 年發(fā)現(xiàn)了硅中的 PN 結(jié)和光伏效應(yīng)，從而促進(jìn)了結(jié)晶體管和太陽(yáng)能電池的發(fā)展。

在此基 礎(chǔ)上，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室 D.M. Chapin，C.S. Fuller 和 G.L. Pearson 等人在 1954 年制出了 第一個(gè)無(wú)機(jī)單晶太陽(yáng)能電池，其光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了 6%?，F(xiàn)代硅太陽(yáng)電池時(shí)代從此開 始。

同年，韋克爾首次發(fā)現(xiàn)砷化鎵具有光伏效應(yīng)，并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜制成了第 一塊薄膜太陽(yáng)能電池。

硅太陽(yáng)能電池于 1958 年首次在人造衛(wèi)星上得以應(yīng)用，從此開始 了研究、利用太陽(yáng)能發(fā)電的新階段。

隨后在 1960 年，太陽(yáng)能電池首次實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)運(yùn)行。

20 世紀(jì) 70 年代的第一次石油危機(jī)促使發(fā)達(dá)國(guó)家增加了對(duì)包括太陽(yáng)能在內(nèi)的可再生能 源的政策支持和資金投入，光伏行業(yè)逐步走向公眾視野。

美國(guó)于 1973 年制定了太陽(yáng)能 發(fā)電計(jì)劃，太陽(yáng)能研究經(jīng)費(fèi)大幅增長(zhǎng)，其不僅成立了太陽(yáng)能開發(fā)銀行，還促使了太陽(yáng)能 產(chǎn)品的商業(yè)化，并于 1978 年建成了 1000kW 太陽(yáng)能地面光伏電站。

1974 年日本政府公 布了“陽(yáng)光計(jì)劃”，對(duì)太陽(yáng)能研究進(jìn)行了大量投入，計(jì)劃主要的研究項(xiàng)目包括太陽(yáng)能電池 生產(chǎn)系統(tǒng)、分散型和大型光伏發(fā)電系統(tǒng)以及太陽(yáng)能熱發(fā)電等。

在 1980 年，單晶硅太陽(yáng)能 電池效率達(dá)到 20%、砷化鎵電池達(dá) 22.5%、多晶硅電池達(dá) 14.5%，而硫化鎘電池效率則 達(dá) 9.15%。

1992 年，聯(lián)合國(guó)召開了“世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”，會(huì)議通過(guò)了《里約熱內(nèi)盧 環(huán)境與發(fā)展宣言》、《21 世紀(jì)議程》和《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》等一系列文件，把環(huán) 境與發(fā)展納入統(tǒng)一框架，確立了可持續(xù)發(fā)展的模式。在 1993 年日本重新制定了“陽(yáng)光計(jì) 劃”。此后，在 1997 年美國(guó)推出了“克林頓總統(tǒng)百萬(wàn)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”。

21 世紀(jì)以來(lái)光伏行業(yè)的重要性逐漸凸顯

進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，在全球氣候變暖、生態(tài)環(huán)境惡化、常規(guī)能源資源日益短缺的形勢(shì)下， 世界各國(guó)政府紛紛推出了再生能源補(bǔ)貼政策。此時(shí)光伏行業(yè)的發(fā)展可以分為四個(gè)階段。

1.3.1 發(fā)展初期(2000-2010)：裝機(jī)量復(fù)合增速達(dá) 38.7%，主要發(fā)展地在歐洲

2000 年以來(lái)，全球太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展期，太陽(yáng)能光伏年裝機(jī)量得到了快 速增長(zhǎng)，上游相關(guān)行業(yè)也因此得以迅猛發(fā)展。2000 年，德國(guó)頒布了《可再生能源法》， 為德國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的法律基礎(chǔ)。2004 年，德國(guó)對(duì)《可再生能源法》 進(jìn)行首次修訂，大幅提高了光伏電站標(biāo)桿電價(jià)的水平，收益率的突升使得資本大量涌入， 從而帶動(dòng)了德國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。此后，西班牙及意大利也相繼通過(guò)法案，對(duì)太陽(yáng) 能光伏發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)貼。至此，太陽(yáng)能作為清潔能源在全球范圍內(nèi)得到了越來(lái)越多的利用。

2008 年下半年以來(lái)，受全球金融危機(jī)的影響，太陽(yáng)能光伏需求增速出現(xiàn)了下滑。然而， 自 2009 年下半年開始，經(jīng)濟(jì)景氣度再次回升，光伏市場(chǎng)的需求重現(xiàn)快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，

中國(guó)也掀起了光伏產(chǎn)業(yè)的投資熱潮。根據(jù)歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì) 2011 年 5 月發(fā)布的《Global Market Outlook for Photovoltaics Until 2015》，全球光伏累計(jì)裝機(jī)量在 2000 年為 1.5GW， 到 2010 年提高到了 39.5GW，年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 38.7%。自 2000 到 2010 年，以德 國(guó)、意大利、西班牙三國(guó)為代表的歐洲區(qū)域成為全球光伏裝機(jī)需求的核心地區(qū)。而在 2009-2010 年期間，隨著全球市場(chǎng)的回暖及中國(guó) 4 萬(wàn)億元救市政策的刺激下，中國(guó)也掀 起了光伏產(chǎn)業(yè)的投資熱潮。

1.3.2 過(guò)渡期(2011-2013)：中國(guó)取代歐洲，逐步成為全球最大的光伏市場(chǎng)

全球新增裝機(jī)量增速放緩疊加嚴(yán)重的階段性產(chǎn)能過(guò)剩和貿(mào)易保護(hù)主義興起，中國(guó)光伏產(chǎn) 業(yè)幾乎陷入全行業(yè)虧損狀態(tài)。受 2011 年末歐債危機(jī)爆發(fā)的影響，以德國(guó)、意大利為代 表的歐盟各國(guó)迅速削減了對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼，歐洲光伏需求迅速萎縮，從而導(dǎo)致了全球 光伏新增裝機(jī)量增速放緩，光伏產(chǎn)業(yè)陷入了低谷。

而上一階段的投資熱潮導(dǎo)致中國(guó)光伏 制造業(yè)產(chǎn)能增長(zhǎng)過(guò)快，因此該階段中國(guó)陷入了嚴(yán)重的階段性產(chǎn)能過(guò)剩的困境中。另外， 產(chǎn)品價(jià)格的大幅下滑，疊加直接貿(mào)易保護(hù)主義興起，中國(guó)光伏企業(yè)遭受歐美“雙反”調(diào) 查的雙重挫折，導(dǎo)致中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)幾乎陷入全行業(yè)虧損的狀態(tài)。

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在 2013 年下半年開始回暖。主要原因在于日本、中國(guó)在 2013 年相繼出 臺(tái)的產(chǎn)業(yè)扶持政策，以及中歐光伏產(chǎn)品貿(mào)易糾紛的緩解。至此中國(guó)再次掀起了光伏裝機(jī) 熱潮，帶動(dòng)了光伏產(chǎn)品價(jià)格的回升。

自 2013 年以來(lái)，中國(guó)、日本和美國(guó)三國(guó)代替了歐 洲，成為了全球光伏裝機(jī)的主要增長(zhǎng)區(qū)域，中國(guó)于 2013 年以來(lái)發(fā)布了以《國(guó)務(wù)院關(guān)于促 進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》為代表的若干份支持光伏產(chǎn)業(yè)的政策文件，繼續(xù)將國(guó) 內(nèi)的裝機(jī)熱潮推向一個(gè)新高點(diǎn)。自此之后，中國(guó)逐步取代歐洲，開始成為全球最大的光 伏裝機(jī)市場(chǎng)。

1.3.3 成長(zhǎng)期(2014-2018)：光伏發(fā)展動(dòng)力由政策驅(qū)動(dòng)逐步轉(zhuǎn)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)

隨著世界各國(guó)相繼推出光伏補(bǔ)貼政策，及產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)不斷降本增效，光伏發(fā)展進(jìn)入了 成長(zhǎng)期，光伏發(fā)展動(dòng)力由政策驅(qū)動(dòng)逐步轉(zhuǎn)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。自“十三五”以來(lái)，我國(guó)接連出 臺(tái)了多項(xiàng)支持政策，旨在提高綠色減排力度，提高可再生能源在所有能源消費(fèi)中的占比。

在“十三五”規(guī)劃初期，根據(jù) 2016 年 12 月印發(fā)的《“十三五”能源規(guī)劃》，在 2020 年 將非化石能源消費(fèi)比重提高到 15%以上，天然氣消費(fèi)比重力爭(zhēng)達(dá)到 10%，煤炭消費(fèi)比 重降低到 58%以下。

在同期發(fā)布的《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016-2030)》中則進(jìn)一 步明確了能源革命的三個(gè)階段性戰(zhàn)略目標(biāo)：

1)到 2020 年，將能源消費(fèi)總量控制在 50 億 噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)，非化石能源占能源總量比重達(dá) 15%;

2)在 2021-2030 年，能源消費(fèi)總 量控制在 60 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)，非化石能源占能源總量比重達(dá) 20%左右，二氧化碳排放 在 2030 年左右達(dá)到峰值并爭(zhēng)取盡早達(dá)峰;

3)在 2050 年，能源消費(fèi)總量基本穩(wěn)定，非 化石能源占比超過(guò)一半。實(shí)際上，在 2019 年我國(guó)非化石能源消費(fèi)占比就已達(dá)到 15.3%， 提前完成了 15%的目標(biāo)。

“531 新政”加速光伏發(fā)電電價(jià)退坡，光伏發(fā)展動(dòng)力由政策驅(qū)動(dòng)逐步轉(zhuǎn)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。2018 年 5 月 31 日，國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部和國(guó)家能源局三部委發(fā)布了《關(guān)于 2018 年光伏 發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》，要求加快光伏發(fā)電電價(jià)退坡，盡早實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。《通知》規(guī)定 “新投運(yùn)的光伏電站標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)每千瓦時(shí)統(tǒng)一降低 0.05 元，I 類、II 類、III 類資源區(qū) 標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)分別調(diào)整為每千瓦時(shí) 0.5 元、0.6 元、0.7 元(含稅)。”與此同時(shí)，全球部 分光照資源較好的地區(qū)，如西班牙和意大利等，已率先實(shí)現(xiàn)了發(fā)電側(cè)平價(jià)。

1.3.4 平價(jià)期(2019-2025)：各國(guó)制定碳排放目標(biāo)，新能源市場(chǎng)蓬勃發(fā)展

隨著世界各國(guó)相繼制定的碳排放目標(biāo)，以及光伏行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和成本改善，當(dāng)前光伏 發(fā)電已然成為不少國(guó)家具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)的能源形式，光伏開始進(jìn)入全面平價(jià)期。

我國(guó)第一次在全球正式場(chǎng)合提出的碳中和計(jì)劃時(shí)間表(“3060”碳目標(biāo))，也成為了我國(guó) 能源革命設(shè)定的總體時(shí)間表。

同年，歐盟和美國(guó)也相繼表明了各自的能源發(fā)展計(jì)劃，歐盟提出預(yù)計(jì)在 2030 年溫室氣 體排放量降低 55%，美國(guó)則要實(shí)現(xiàn) 100%的清潔能源經(jīng)濟(jì)。歐盟委員會(huì)在 2020 年 9 月正式發(fā)布了《2020 年氣候目標(biāo)計(jì)劃》及政策影響評(píng)估報(bào)告，報(bào)告提出 2030 年歐盟溫 室氣體排放量(以 1990 年為基數(shù))預(yù)期將至少降低 55%，相較于此前設(shè)定的 40%的降 低量，提高了15 個(gè)百分點(diǎn)。

當(dāng)前，拜登團(tuán)隊(duì)勝選了美國(guó)選舉，拜登團(tuán)隊(duì)在 2020 年 10 月發(fā)布的《清潔能源革命和環(huán)境計(jì)劃》中，明確表明要確保美國(guó)實(shí)現(xiàn) 100%的清潔能源 經(jīng)濟(jì)，并在 2050 年前實(shí)現(xiàn)零碳排放。

其中包括：1)使用聯(lián)邦政府的采購(gòu)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能 源 100%的清潔和車輛零排放，該計(jì)劃每年要花費(fèi) 5000 億美元;2)在未來(lái)十年內(nèi)投資 4000 億美元用于新能源的創(chuàng)新及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè);3)拜登將在上任后的第一天宣布重 新加入《巴黎協(xié)定》(拜登已于美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2021 年 1 月 20 日下午在白宮簽署行政令， 宣布美國(guó)將重新加入《巴黎協(xié)定》，并于 2 月 19 日正式加入);4)拜登將在上任后的第 一年削減國(guó)內(nèi)的化石燃料補(bǔ)貼。

日本和韓國(guó)也提出力爭(zhēng)在 2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。在 2020 年 10 月的日本臨時(shí)國(guó)會(huì) 中，日本首相菅義偉發(fā)表了其上任后的首次施政演說(shuō)，會(huì)中菅義偉強(qiáng)調(diào)應(yīng)對(duì)氣候變化不 再是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素，而是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和更強(qiáng)勁增長(zhǎng)的重要舉措，他提出日 本力爭(zhēng)在 2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。此前，日本的減排目標(biāo)為承諾在 2030 年將碳排放 較 1990 年水平下降 15%。同月，韓國(guó)總統(tǒng)文在寅在國(guó)會(huì)發(fā)表演講時(shí)宣布，韓國(guó)將在 2050 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這是繼中國(guó)和日本之后，亞洲第三個(gè)明確碳中和目標(biāo)的國(guó)家。 此外，還有諸如英國(guó)、瑞士、南非、挪威、新西蘭、智利、加拿大和不丹等國(guó)家公布了 碳中和目標(biāo)，新能源已然成為未來(lái)全球發(fā)展的一大趨勢(shì)。