中国光伏产业亟待解决何种顽疾?

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作者:李华 袁欣

2015-12-23 16:57:47

摘自:广东外语外贸大学

作为一个国际性产业,一国的光伏产业发展会受到国际市场的影响,反过来,在光伏产品的国际贸易活动中进口或出口“大国”的需求或供给变动同样也会引起国际市场波动。

作为一个国际性产业,一国的光伏产业发展会受到国际市场的影响,反过来,在光伏产品的国际贸易活动中进口或出口“大国”的需求或供给变动同样也会引起国际市场波动。所以,在分析我国的光伏产业发展状况之前,有必要对全球光伏产业的发展有清楚的认识。

一、光伏产业发展究竟需要解决什么问题

在低碳经济的热潮下,各国积极探索可再生能源,在太阳能光伏发电产业发展之前,风能、核能发电已取得一定的成绩。光伏产业之所以能吸引大量的投资,相比其他可再生能源,光伏发电具有成本下降潜力大、发电过程无污染、可离网发电等优势。表4-1是主要可再生能源优劣对比:

由于太阳能光伏发电产业是新兴产业,在发展初期,主要依赖政府的政策扶持。虽然全球光伏产业已有数十年发展历程,但真正发展是在2007年,欧洲国家陆续出台上网电价政策后(表4-2为世界各国上网电价出台时间表),全球光伏新增装机量在2006-2009年的复合增长率约65%。正是由德国、西班牙等欧洲国家的大力发展本国光伏产业,光伏产品的大量需求拉动了世界光伏产业的整体向前,各国掀起了光伏产业发展狂潮。欧洲是最主要的光伏装机市场,其次是美国、日本、中国等。根据欧洲光伏工业协会数据,2007年全球累计光伏装机容量达9146MW,2008年达15795MW,增长了近一倍,到去年己超过13GW。图4-1列出2000-2012年全球累计装机容量数据,显示光伏产业一直保持高速发展。

  1.1、光伏产业的市场结构分析

所谓市场结构,是指对市场内竞争程度及价格形成等产生战略性影响的市场组织的特征。本文主要通过市场集中度、产品差异化、技术壁垒情况来描述市场结构情况。

●光伏产业全球市场集中度较高,随产业链各环节从上往下递减。

市场集中度是指行业内主要企业的生产量、销售量、资产总额等方面对某一行业的支配程度,它一般是用这几家企业的某一指标占该行业总量的百分比来表示。光伏产业发展至今,己经形成完备的产业发展链条,全球就原料、设备、制造环节都拥有一定的企业数量,市场集中度较高,尤其是多晶硅生产环节,属于垄断竞争。全球前十大生产生厂商中国保利协鑫、汉姆洛克、德国瓦克、挪威可再生能源集团、日本德山等企业占据全球90%的生产和销售,表为2011年全球多晶硅生产前十名公司。

太阳能硅片生产企业主要集中于亚洲,尤其是中国大陆和台湾,世界主要硅片生产商有保利协鑫、赛维LDK、浙江昱辉阳光能源、挪威REC公司、Solarworld公司等。太阳能电池生产环节,2009年,全球太阳能电池产量前10名公司的产量合计为5612.3MWp,占全球总产量的56%。如表4-4所示,太阳能光伏组件世界前十大生产商产量合计为13.975GW,占总生产量36GW的38.82%,市场集中度,明显低于多晶硅生产环节。下游光伏发电应运市场,主要分布在欧洲、美国、韩国、日本等国家,我国的光伏装机量虽有一定的增长,但总体不够。

我国光伏产业各环节市场集中度总体和世界一致,市场集中度逐步降低,并且慢慢趋于平稳。表4-5,是根据我国各产业链前四大企业产量计算出的CR4。光伏产业市场集中度的降低,主要是由于光伏产业发展热潮,许多投资者发现高额利润,纷纷加入光伏产业。但由于世界主要光伏市场的需求趋于平缓,市场企业规模已达到饱和,所以今后不会出现大批量的企业涌入,市场集中度将达到稳定。

  ●我国存在“中间大,两头小”的畸形产业结构,对国际市场依存度较高。

多晶硅除了用于太阳能发电产业之外,也是半导体产业的上游原材料,由于广泛的用途及较高的需求量以致于光伏产业在发展初期时出现严重的供不应求的现象,多晶硅的缺乏导致其价格直线上涨。2000年每公斤太阳能级多晶硅售价为9美元,到2006年,每公斤太阳能级多晶硅的售价已飙升至150美元,往后至2008年持续攀升,顶峰时期甚至高达500美元/千克,图4-2为多晶硅价格走势图。多晶硅行业成了暴利行业,吸引着众多投资者,在国内掀起了一波建设多晶硅项目的高潮,国内多晶硅产业规模迅速扩大,“拥硅为王”正是当时的真实写景。但国际大企业垄断先进的技术,多晶硅生产成本控制在15~20美元/公斤,但是国内多晶硅成本普遍在每千克40~50美元/公斤。

尽管国内多晶硅生产产能不断提升,受多晶硅价格暴跌的影响,国内很多企业不堪重负,多数处于停业状态,并且下游光伏电池和组件生产企业巨多,硅料需求大,所以国内还是大量从美韩进口多晶硅材料,表4-6则是我国近五年多晶硅进口情况,2011年进口多晶硅占总需求量近50%。2012年经历多晶硅价格低谷,据中国有色金属工业协会硅业分会最新统计显示,国内40多家多晶硅企业,除6~7家上市公司外,均已陷入全面停产状态。除了成本高导致的高价格也使得国内企业缺乏国际竞争力外,国外多晶硅生产商为了争夺市场,实行的低价倾销,更使得我国多晶硅企业生存困难。四大对晶硅龙头企业江苏中能硅业、江西赛维LDK光伏硅科技、洛阳中硅高科技、重庆大全新能源的就此发起贸易救济申诉,要求对美国太阳能多晶硅进行反倾销和反补贴调查,对自韩国太阳能多晶硅进行反倾销调查。商务部2013年7月18日公布决定从2013年7月24日起对美韩对晶硅产品征收反倾销税。

随着全球太阳能光伏市场的爆发性增长,太阳能电池产量也呈现出迅速增长的态势。2004-2012年,全球晶硅太阳能电池产量的增长率始终保持在30%~40%。并且在2009年产量首次突破7000MW,同比增长42.59%。电池组件封装制造属于劳动密集型产业,由于技术和资金门槛低、投资少、建设周期短等特点,在我国光伏产业发展中,是发展最快的环节。但由于下游光伏应用市场需求不足,我国的光伏电池主要出口国外,图4-3是我国历年光伏电池的产量与出口量,2011年国内光伏电池出口量占生产量的83.2%。2012年,我国太阳能电池片及组件出口额147.91亿美元,占全部光伏产品出口的64.2%。

但大量的光伏电池产品外销,降低了国外本土企业的竞争优势,为了维护在本土市场的利益,2011年10月19日,德国Solar World公司在美国的子公司牵头联合6家匿名美国光伏企业所建立的美国太阳能制造联合会(CASM)向美国商务部和美国国际贸易委员会提出申诉,要求美国政府向中国出口美国的光伏产品征收100%的反倾销和反补贴关税。2011年11月10日,美国商务部正式对中国光伏业展开“双反”(反倾销、反补贴)调查,这是美方首次针对中国清洁能源产品发起“双反”调查。2012年5月17日(美国时间),美商务部公布对华太阳能电池产品反倾销调查初裁结果,认定强制应诉企业无锡尚德太阳能有限公司的税率为31.22%,常州天和光能有限公司的税率为31.14%,其他59家单独税率应诉企业的税率为31.18%,其余未应诉企业的税率为249.96%。另外,初裁认定存在紧急情况,将征税措施向前追溯90天。2012年7月24日,德国公司SolarWorld等多家光伏电池组件企业正式向欧盟委员会提起对华光伏的双反调查申请,2013年6月4日,欧盟委员会宣布,将从6月6日至8月6日对中国光伏产品征收11.8%的临时反倾销税。

国外市场由于国家补贴政策调低,需求骤然降低。本来依赖国际市场的中国光伏电池企业,不仅失去了主要市场,并且在“双反”调查结果下,失去海外竞争优势。许多中小企业不得不因此倒闭,大型企业的产能也不能完全发挥出来,行业大势裹挟下,无锡尚德的运营急转直下,曾经一度的光伏神话也不得不宣布破产重组。由此看,这都是我国光伏产业“中间大,两头小”的市场畸形结构导致的结果。从技术壁垒看,全球光伏转换率虽有很大提高,但仍然不能使光伏发电成本降到常规电价水平;我国在多晶硅生产技术、生产设备、光伏并网技术上落后于世界先进水平,技术壁垒高。

随着光伏市场的日益扩大及光伏技术的进步,全球晶硅电池的转化率有了较大的提升,如图4-4所示,多晶硅太阳能电池转化率从2004年13%提升到2013年18%。平均发电成本从2006年0.25美元/KW·h,降低至0.14美元/KW·h,但和常规水电、火电相比还是有一定的差距。

●我国光伏产业核心技术对外依存度高,主要生产设备和辅料靠进口,企业总体自主研发能力薄弱。主要表现在以下几方面:

(1)多晶硅生产技术壁垒。尽管我国的多晶硅生产企业,已经掌握了规模化生产的技术,并且世界前十大生产企业中我国有两大企业在列,但是总体来说,我国多晶硅生产技术水平仍偏低,产能消耗大,在尾气处理环节不能做到封闭式循环。回顾国内多晶硅产业发展初期,的确存在一些中小企业急功近利和盲目投资,在缺少相关技术、环境标准的背景下,一大批多晶硅生产项目没有考虑到选址、能耗、环保、规模等因素就急于上马开工。而这些新上马的企业其生产线主要依靠从德国、美国或俄罗斯引进,然后自行组装,设计产能多为1500吨/年。国外一直都对先进的多晶硅生产技术实施封锁垄断,尤其是在核心的尾气回收和废料处理、循环利用方面,同时他们也不在中国设厂,因此,国内引进的工艺和设备往往不成套,难成体系,技术也没法全然掌握,就导致了污染的排放。

根据国家工信部2012年发布的多晶硅行业准入名单,全国70多家多晶硅企业仅有20家企业符合《多晶硅行业准入条件》,说明中国的多晶硅企业只有不到三分之一的企业能够满足能耗和环保达标的基本要求。由于污染引起关注的企业,经由媒体披露出来的早在2008年,央视记者就对洛阳中硅高科技有限公司进行调查,在工厂的一条明沟中见到了像雪一样的泡沫的排出物;2010年10月,六九硅业污染屡遭投诉英利新能源项目涉嫌违规从而引发对光伏企业污染问题的热议;2011年9月海外上市公司晶科能源因废料处置不规范,陷“污染门”事件。以上这些都是比较知名的企业,而我国国内大多数多晶硅企业生产规模较小,可想而知,为了在多晶硅产业利润中分得一杯羹,但由于生产规模限制或是节约成本,没有采用最先进的生产工艺和设备,也没有对污染物进行无害化处理,从而导致了一系列环境问题。据了解,不少光伏企业仍然将其生产的废水直接排入到雨水管道,而不是将废水送入污水处理管道,再与雨水管道合并,之所以偷工减料是为了逃避污水处理费。

(2)生产设备技术壁垒。我国在光伏企业起步较晚,生产设备更是在起步阶段,很多高端设备生产技术,国外都实行技术封锁。虽然我国也有一部分自主生产,但设备性能和各项技术指标和先进水平还是有一定差异。如铸锭炉研发厂有进10家,多从原电池及单晶硅设备厂转型而来。多数设备都是通过引进消化吸收进步,所以国内设备整体性能低于国外厂家。国内的主流切片设备依赖进口,在生产过程所需的三大耗材(钢线、碳化硅、切割液)中,钢线的生产还不能实现国产化,碳化硅和切割液大部分为国内生产。对于辅料回收技术,各个企业水平还是参差不齐,有待提高。

(3)下游光伏应用终端市场技术壁垒。我国光伏装机容量虽然每年有一定增长,但是幅度较小。很多光伏发电站,还停留在示范项目阶段,并没有真正投入使用。由于太阳能发电的间歇性特点,光伏电源自身不能稳定有效地控制,而光伏电站中的关键设备和技术并不成熟,全方位的并网输送还不能得到保证。另一方,离网分布式发电对于储能电池也有一定技术要求,最主要是电池的循环寿命往往不够长。

光伏产品的产品差异化程度不高,最终决定消费者行为的是产品价格。全球光伏产品生产技术及工艺大同小异,产品差异化程度低。目前主要流行的是晶硅太阳能光伏电池和薄膜电池,产品替代率低。随着技术进步,或许更多的太阳能发电产品将出现在人们生活中,届时光伏产品价格将受到更多因素影响。

1.2、光伏产业的市场行为分析

市场行为是指各企业在充分考虑市场的供求条件和其他企业关系的基础上,所采取的各种决策行为。本文主要对光伏生产企业对产品价格的选择行为和企业间的并购行为进行分析。

1.4、光伏产业的市场绩效分析

●整个光伏产业市场绩效不理想,产能过剩严重,存在许多亏损企业。

全球光伏产业发展在近年得到快速增长,各产业链环节产能不断扩充,但由于最终发电成本不能降低至常规能源水平,下游光伏发电应用市场需求虽有持续增长,但主要依赖于国家政府政策扶持。在主要的欧洲市场国家调低光伏补贴后,光伏市场出现严重的产能过剩,许多中小光伏企业没有订单,不能维持正常经营运作,不得不退出光伏市场。从表4-7可以看出,全球的多晶硅产业产能利用率在2010年最高只达到69.25%,在多晶硅价格下跌后,产能利用率一直降低。我国的多晶硅产能利用率更是低于国际水平,据中国有色金属工业协会硅业分会最新统计显示,2012年国内40多家多晶硅企业,除6~7家上市公司外,均已陷入全面停产状态。具有一定生产规模的企业,产能不能完全释放出来,反应在光伏产品价格上,生产成本增加,不利于光伏市场的推广。

  不只是多晶硅生产环节,太阳能电池及组件生产环节具有同样的情况。

●全球光伏装机量持续增长,主要集中在欧洲市场。我国国内光伏市场增长慢,总量小,跟国际市场相比,差距明显。2013年我国累计光伏装机容量达18.1GW,仅占全球装机容量13%。图4-5,直观表示出我国和欧洲国家光伏装机市场差距。

供求关系是市场经济发展研究的基础,我国光伏产业发展表现出明显的供大于求,从而出现压价销售、欧美“双反”调查、企业破产等问题。本章节则主要分析我国光伏产业供给和需求的影响因素,试图解释我国光伏产业目前现状的原因,最终能提出有针对性的建议,引导我国光伏产业健康发展。

二、如何解决光伏产业现有顽疾

2.1、重视自主创新,提升产业核心竞争力

光伏企业能否通过技术创新获得低成本优势,对在产业竞争中能否生存至关重要,面对激烈的国际竞争,企业需要突破以下技术壁垒,提高产业竞争力:

毫无疑问,多晶硅产品的纯度提升、能耗的持续降低、规模化扩产同时成为各大多晶硅厂家不断追寻的目标。由于国际多晶硅技术多种生产工艺路线并存,产业化技术封锁、垄断局面不会改变,并且新一代低成本多晶硅工艺技术研究空前活跃。所以,我国多晶硅产业应该努力解决大规模国产化问题。现在的多晶硅原料项目,不是纯粹的技术问题,而是技术集成问题。通过近期光伏产业所遇困境可以看到,我国多晶硅产业基础差、底子薄,所以应该多加强对多晶硅生产的基础研究。需要解决的问题主要有:

●降低多晶硅生产能耗,我国目前多晶硅生产的能耗是发达国家生产能耗的1.5-2倍,尤其电耗在多晶硅单位成本中占有较大比重,降低成本势必降低能耗。

●降低硼、磷杂质含量,与国外多晶硅料相比,我国的杂质含量较高于国外平均水平。

●关键设备国产化。现阶段我国的生产设备主要是以国外厂家为主,加大了成本。

●四氯化硅氢化回收,尾气回收及四氯化硅的转化是多晶硅生产中关键技术。我国工业污染情况已经引起人民的普遍关注,废气废物处理不当,会影响民众对整个产业发展的态度。我们应摆脱“为他人做嫁衣”、“把污染留给自己”的负面影响,真正做到清洁无污染。

硅片加工产业依托的是硅锭、硅棒品质的提高、能耗的降低和切割加工费用的降低。市场上对硅片的需求主要是硅片质量的稳定性,因为电池制造商在稳定其电池加工工艺,必须使用电性能、几何尺寸等技术指标相同的片源。所以提高铸锭技术来提高硅料的利用率,在硅片加工中减少碎片率都是硅片制造商企业追求的目标。我国硅碇铸锭环节需要解决的是:

●对铸硅容器材料的研究问题,必须将坩埚对硅料的污染控制在太阳能级硅所允许的范围内。

●控制晶体结构,尽量减少晶体中的缺陷,才能制成高效率的电池。⑶辅料氮化硅粉的生产,国内不能生产满足生产需求的产品,主要都是由国外厂家供应。切割环节研发技术需求主要有:高速切割技术如金刚线破锭技术、大尺寸超薄硅片的切割技术、砂浆的闭环循环回收应用技术、硅片高效清洗技术等,只有通过耗材的循环利用技术的提升,加上切割工艺的优化,才能降低耗材的单位消耗,产出高质量的硅片。

●太阳能电池片制造环节,由于是设备制备环节,制造过程复杂、技术密集、对工艺要求高,因此进入壁垒较高。大面积、薄片化、高效率以及高自动化集成生产将是光伏硅电池工业的发展趋势。通过降低电池的硅材料成本,通过提升光电转换效率与延长器使用寿命来降低单位电池的发电成本,通过集约化生产节约人力资源降低单位电池制造成本,通过合理的机制建立优秀的技术团队、避免人才的不合理流动、充分保证技术上的持续创新是未来光伏企业发展的核心竞争力所在。

尽管目前我国规模化生产的工艺技术已达到国际先进企业的水平,但在高效率电池技术研发方面还存在着差距。而提高硅电池的光电转换效率的主要技术壁垒包括以下几个方面:

●减少电池表面栅线遮光率,以增加电池的有效受光面积。

●制备良好的绒面和减反射膜以降低电池表面光反射损失。

●在电池背面形成良好的背电场,以降低表面的复合速率。

●采用高的发射极方块电阻,以提高电池的短波长光谱效应。

光伏系统能否普遍推广运用,取决于光伏并网技术发展的成熟度,所以,必须突破最大功率跟踪(MPPT)装置与技术、逆变装置和技术、储能装置和技术以及光伏发电运行管理技术等关键设备和技术壁垒。而我国在此方面尚有太多不足,如MW级并网光伏逆变技术不成熟;对大规模接入电网系列技术缺乏深入研究;技术标准和管理规章不完善,尤其是针对电力部门所关心的安全问题、电能质量控制问题和管理问题等方面需要尽快出台相应的技术标准和管理规范。

2.2、开拓多元化市场

我国光伏产品出口对外依存度极高,尤其是欧美市场,以致于其调整国内补贴导致市场需求骤减,许多企业关门倒闭。企业不能过于依赖单一的市场,应根据自身的情况,制定更为均衡发展的战略,开拓产品市场,实现市场多元化。

2.3、深化体制改革,形成预防过剩的体制基础

政府参与投资的强烈冲动,导致光伏领域投资的急剧增长,尤其是近两年新建项目的陆续投产,使光伏产业产能过剩问题进一步恶化。为此,加快推进体制改革,消除产能过剩产生体制性障碍,有序推进产能过剩行业的结构调整。首先要对当前的财税体制和不合理的官员晋升机制进行改革,建立合理的财税体制和晋升机制,减少由地方政府不当干预造成的产能过剩;针对当前要素市场不健全、定价机制不合理的现象,要不断完善要素市场体系,继续改革要素价格形成机制,加快形成合理的要素定价机制,发挥市场在要素价格形成中的基础作用,使价格能够反映市场供求及资源稀缺程度。6.2.2大力培育国内光伏市场,促进产业与市场协调发展

太阳能光伏发电具有的间歇性、波动性以及高成本等特点在一定程度上限制了国内光伏市场的扩大。为此,要努力建立健全基础设施,逐步解决光伏市场开拓的问题并不断扩大国内市场需求,消化光伏产业过剩的产能。首先要加强电网基础设施建设,制定合理的上网电价,协调电网和光伏电站的建设速度和规模,以保证电网的建设速度与规模适应光伏产业快速发展的需要;加大对示范工程的扶持力度,支持城市光电建筑一体化应用;鼓励发展户用的小型光伏发电系统的应用,启动民用市场;由于光伏产业目前仍是一个政策性很强的产业,因此,要先通过政府扶持政策启动光伏市场,再通过市场驱动光伏产业发展。为此要制定具体的、可操作性的光伏产品价格制度,并明确减息贴息、减免税收等优惠措施,保证光伏企业能够拥有合理回报,积极扩大对光伏产品的需求,消化过剩的产能。

2.4、完善行业准入制度,规范行业技术标准

与国外相比,我国光伏产业起步较晚,缺乏完善合理的产业准入标准,特别是行业技术标准以及环境保护标准等方面缺乏严格的制度保障,使得光伏产业进入门槛过低,大量低质企业持续涌入光伏产业,造成大量高耗能、高污染的光伏企业间的低效竞争,这是我国管股份产业低端、低效产能过剩的重要原因。因此,要健全准入管理,积极开展光伏产业准入标准建设及更新工作。一方面,对已经颁布的准入条件,要根据我国光伏产业自身的特点和国内外先进技术水平的发展情况不断及时修订、动态调整;另一方面,政府应协同中介组织、研发机构、光伏企业等,不断加强光伏产业准入标准体系建设,制定严格的能耗、环保、安全生产等的标准,通过严格的制度和标准阻止低水平、低效率企业的进入。另外,还要通过建立健全光伏产品技术标准体系,鼓励并引导光伏企业不断更新技术、提升产品质量,促使我国光伏产业向更高水平发展。

2.5、重新安排中央对地方政府的激励约束机制

在经济激励方面,通过制定“杠杆式”的四两拨千斤的投入带动机制,在中央针对战略性新兴产业发展的资助、补贴等政策下,能够引导地方更大比例的资源投入。同时,要加大考核和检察力度,防止中央的资源被截留、挪用和滥用;在其他激励方面,要充分考虑战略性新兴产业发展实绩在总政绩考核指标中的比重,并将其作为官员升迁的重要依据。通过这些机制的合理搭配,最终实现国家的产业战略和产业政策真正产生出“地方效应”,同时将地方政府在政治和经济两方面的“套利”降低到最低限度。

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