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太阳能的市场前景,太阳能电池行业前景

欧洲光伏产业协会于2022年发布了《全球太阳能市场前景》,该报告对截止2021年的全球太阳能市场发展情况进行了深入讨论,并对2022-2026年亚太、美国、拉美在内的全球各大光伏市场的发展趋势给出了预测。赛迪智库集成电路研究所对该报告进行了编译,期望能够帮助我国有关部门和相关企业把握全球光伏市场发展动向,制定合理发展战略。

报告认为,随着发电成本的逐渐降低,太阳能在全球能源转型中将发挥越来越重要的作用,而中国作为全球最大的太阳能市场,其光伏产业的变动亦深刻影响着全球的光伏市场格局。

太阳能的市场前景,太阳能电池行业前景

欧洲光伏产业协会于2022年发布了《全球太阳能市场前景》,该报告对截止2021年的全球太阳能市场发展情况进行了深入讨论,并对2022-2026年亚太、美国、拉美在内的全球各大光伏市场的发展趋势给出了预测。赛迪智库集成电路研究所对该报告进行了编译,期望能够帮助我国有关部门和相关企业把握全球光伏市场发展动向,制定合理发展战略。

报告认为,随着发电成本的逐渐降低,太阳能在全球能源转型中将发挥越来越重要的作用,而中国作为全球最大的太阳能市场,其光伏产业的变动亦深刻影响着全球的光伏市场格局。

2021年,太阳能发电再次跻身全球安装量最大的发电来源。在新增的超过300吉瓦的可再生能源发电能力中,太阳能光伏发电占56%的份额,并网装机量为167.8吉瓦。2021年,仅太阳能的装机容量就超过了其他所有可再生能源的总和,太阳能在全球能源转型中的作用越来越突出。

一、全球太阳能市场

可再生能源装机量同比增长了11吉瓦,比2020年的291吉瓦增长了4%。2021年的增长看起来较低是因为中国的风力发电在2020年这一年的特殊表现。另一方面,全球与中国的太阳能市场一直在不断增长。然而,太阳能在总电力需求中的份额仍然很小,去年的发电量仅占全球发电量的3.7%,与前年的3.2%相比,绝对值高出0.5%。可再生能源发电总量占全球发电量的28.3%,而不可再生能源仍以71.7%的份额强势占据主导地位。与其他技术相比,太阳能之所以能成功,背后存在诸多因素,一个关键因素是它在过去10年中陡然降低的成本曲线。数年来太阳能的成本一直低于化石燃料发电和核电,且目前在全球许多地区也低于风能的成本。

2021年10月最新的平准化度电成本(LCOE)分析表明公用事业级(地面集中式)太阳能发电成本相较于前一年又下降了3%。与2009年相比,太阳能发电成本已经下降了90%。如今,公用事业级太阳能的价格一直比其他新的常规发电能源便宜。世界上越来越多的国家正在建立混合可再生能源拍卖制度,通过各类可再生能源和电池储能的协同,为其能源需求提供灵活的解决方案。

太阳能招标结果证明了太阳能技术在全球范围内的竞争力在不断增强。2021年,一些国家再次宣布了破纪录的投标结果,太阳能中标价格达到了新低点。

(一)2000-2021年最新情况

2021年,全球共计有167.8吉瓦的太阳能并网,比前一年的139.2吉瓦增长21%。这一年全球各地区电价创下新高,许多人转向太阳能以求解决能源需求。中国作为世界上最大的市场,继续保持上升趋势,同比增长率为14%;但是比起2020年出现的60%这一意外增长数据,意料之中地有所下降了。在其他众多国家以及全球大多数地区,也能观察到其太阳能市场中的积极动态——特别是美国、欧洲和印度,它们在2020年遭受到新冠疫情异常严重的打击。

1、全球十大太阳能市场

2021年太阳能市场排名前十的情况大多与2020年相同,但由于增长态势不同,其中部分位置发生了变化。中国在2021年依然高居榜首,其太阳能发电增量是第二大市场美国的两倍,也是其他前五大市场的总和。2019年急剧增长后,中国市场增速开始放缓,2021年的新增容量为54.9吉瓦——与2020年48.2吉瓦的装机量相比,增长率仍达14%。尽管受2021年下半年电力短缺和光伏组件价格上涨的影响,中国太阳能的总安装量在2021年仍达到了300吉瓦这一新高。其中,分布式太阳能在总装机量中占了29吉瓦,即53%,住宅部分表现出色,增加了21.6吉瓦。这是分布式部分首次超过50%的大关。

2021年美国在太阳能方面更具雄心,其增长率为42%,新装机容量为27.3吉瓦。2020年该国出现了显著增长,当时市场同比增长43%;而2021年再现了这一增长势头。与前几年一样,大部分安装量来自公用事业级太阳能——达到创纪录的19.7吉瓦,为总装机量的72%。

印度在经历了2020年极其令人失望的一年后,开始行动,2021年装机量为14.2吉瓦,重新回到第三位。

日本尽管2021年的装机量下降到6.4吉瓦,比2020年8.2吉瓦的装机量下降了21%,但仍然保住了其第四的位置。

澳大利亚2021年太阳能市场表现延续了其自2014年以来的上升趋势。年增长率为18%,达到0.9吉瓦,其新部署的总容量为6吉瓦。该国正在逐步巩固其在全球太阳能市场中第五的位置。

2、区域最新情况

中国和印度太阳能创纪录的那些年份不足以令亚太地区持续增长;该地区在全球市场所占份额减少了6个百分点,占56%。尽管如此,从2020年的85.8吉瓦又增加94吉瓦后,亚太地区仍然是世界上最大的区域太阳能市场。如果说去年整体上增长有限是由于印度的表现不出彩,那么2021年亚太地区(APAC)市场份额丢失主要是由于越南市场的崩溃——同比减少了10吉瓦——再加上全球其他地区又在强劲增长。尽管如此,亚太地区的表现仍然优于其他地区——十大太阳能市场中有5个都出自这里,而且该地区有7个国家出现了吉瓦级的增长。

对除中国以外亚太地区的研究表明,尽管该地区增加的装机量比前一年略多——39.1吉瓦,而2020年为37.5吉瓦,但该地区的太阳能市场份额下降了4%,至23%。这些损失非常大,中国之外的全部亚太地区国家合起来,全球份额仍低于中国;虽然中国的全球份额也下降到33%,但由于其2021年的装机量达到54.9吉瓦的历史记录,因此它所占全球太阳能的份额仍然最高。

同样,美国在美洲扮演的角色甚至比中国在亚洲更重要。美洲大陆73%的增量是这一世界第二大市场带来的,相比于2020年74%的份额,下降了一个百分点。2021年,美洲大陆的相关增长大部分仍是由美国和巴西带来的;而其第三大太阳能市场因受到以化石燃料为主的政府政策影响而继续下滑。美洲地区太阳能新装机容量增加了43%,达到37.3吉瓦,相比于前一年的26.1吉瓦增加了43%。由于美洲的增长率超过了全球平均水平,该地区在全球市场所占份额再次提高,这次提高了3%,达到22%。

在大西洋的另一边,欧洲太阳能正向的发展轨迹在2021年继续延续。其总装机容量增长了7.9吉瓦,在去年达到31.8吉瓦,这意味着该地区占据了全球19%的份额,高于2020年的17%。几乎90%的欧洲市场都比前一年有所增加。除了欧洲的市场领导者德国外,其他大多数吉瓦级市场,西班牙(4.8GW)、波兰(3.8GW)、荷兰(3.6GW)和法国(2.7GW)的表现也优于前一年。

3、截至2021年累计太阳能装机量

到2021年底,全球累计太阳能光伏装机容量增长22%,达到940.0吉瓦,高于2020年的772.2吉瓦。与十年前相比,全球累计光伏并网量已经较2010年的41.3吉瓦增长了2173%。

2021年,在中国和印度太阳能市场驱动下,亚太地区保持了其强大的领先地位,占全球太阳能发电装机的58%,但与前一年相比,其全球份额略微下降了1%。2021年的新装机容量为94吉瓦,总装机容量为547.7吉瓦,这令亚太地区成为首个太阳能超过0.5太瓦水平的地区。

排名前五的太阳能市场在相当长一段时间内一直遥遥领先,而且这种情况似乎不会迅速改变。澳大利亚排名第六,但其太阳能发电装机量还不到印度的一半。前十名排行榜的后半部分则出现某些明显的变化。意大利为22.1吉瓦,被澳大利亚以27吉瓦的发电装机量赶超;现在紧随意大利之后的是韩国,其发电装机量为21.3吉瓦。西班牙以18.9吉瓦将2020年的“流星”越南挤下去,跻身第9位,而越南则以18.6吉瓦位列第10名。

如果从人均光伏装机容量的角度来看,全球太阳能的情况则完全不同。尽管全球三大市场中国、美国和印度占据了强大的主导地位,但它们都未出现在人均瓦数的前十名名单中。虽然居民人均系统装机容量最高的4个国家中有3个——澳大利亚、德国和日本——也属于世界上最大的前10太阳能市场,但其他几个国家却并不在这一前10的名单之列;如新的第二名荷兰,它超过了德国位居第二,成为人均瓦数领先的欧洲国家。澳大利亚此前在人均太阳能方面领先,现在再次领先,其人均装机水平超过1千瓦。从更大的范围来看,整个世界的人均装机量为119瓦。

(二)2022-2026年的前景

1、预测2022年

2021年初,许多人曾希望太阳能行业的高价局面能在2022年得到缓解。但随着时间的推移,恢复到 2020 年的低价这一目标已被推后了好几次。如今,硅料、硅片、电池和组件的价格远高于2021年初的价格,大多数太阳能分析师预计在今年年底前价格不会出现任何缓解。

尽管存在这些挑战,太阳能在2022年预计仍将出现增长。我们的“中间方案”预计新装机容量将达到228.5吉瓦,我们的估计有点偏于保守。“下限方案”估计需求将下降到181.4吉瓦,但从最近数月对太阳能的强劲需求来看,这是极不可能的。然而,如果上海当地因疫情而封锁的局面扩大到其他主要城市,或是今年晚些时候欧美新冠出现变异,又或者俄罗斯对乌克兰的战争蔓延到其他国家,这可能都会对2022年的市场增长产生严重的负面影响。但更有可能的是,增长趋势可能会像钟摆一样趋向“上限方案”,该方案预测2022年太阳能增量可达270.8吉瓦。

2、2022年区域市场发展

中国在太阳能市场的地位近年来一直领先,因此要准确估计市场增长变得相当困难。而且随着中国从传统的激励计划过渡到拍卖和非补贴制度,情况只会愈加复杂。

这次我们的“中间方案”对中国的估计更为乐观,为87.2吉瓦。在今年头两个月,中国的光伏发电量达到了创纪录的10.9吉瓦(交流),其中大部分来自屋顶装机容量。此外,中国还宣布了一项针对沙漠地区的新计划,计划在2025年前安装200吉瓦的风能/太阳能。

印度的太阳能行业在2021年取得了积极的进展,达到14.2吉瓦,比2020年3.9吉瓦的部署量增加了265%,我们预计今年它将继续强劲增长。但根据我们的“中间方案”,该国将在2022年首次超过20吉瓦。预计其2022年的太阳能新增装机量将达到20.3万千瓦。“下限方案”估计其今年的新安装量为13.6吉瓦。

预计2022年亚太地区大多数其他吉瓦级别的市场也将出现积极的发展——澳大利亚增加4%至6.2吉瓦,韩国增加5%至4.6吉瓦,中国台湾增加33%至2.5吉瓦。亚太地区吉瓦级市场只有越南和日本的需求会大幅下降。

(三)2022-2026年的细分市场

2021年,随着太阳能市场的增长,屋顶装机和公用事业级装机都在增长。然而,这两个领域的发展遵循了迥异的市场动态。

在中国,屋顶装机方面经历了最急剧的增长,达到29吉瓦,占安装量的53%,几乎是去年的两倍。中国首次出现了屋顶装机容量超过公用事业级装机容量。美国的趋势更加均衡,每年42%的太阳能光伏装机量更均匀地分布在不同方面,这令其市场份额从2020年起基本保持稳定。印度的公用事业级装机在2021年恢复了其增长步伐,超过了250%。预计印度将制定政策,鼓励扩大屋顶装机规模。另外,在欧洲人口最密集的国家之一荷兰,正在研究将浮动太阳能或农业光伏作为传统土地的替代品,这一趋势在其他一些国家也开始出现。虽然美国一直是可再生能源企业PPA的最大市场,但欧洲对其兴趣也在不断增加。随着太阳能的竞争力进一步全面提高,PPA部分将推进地面安装的太阳能系统。

截止2026年,预计公用事业级太阳能的份额将慢慢增加;最近的高电价加上乌克兰战争,部分国家、公民重新制定了计划,分布式太阳能前所未有地成为提高能源独立性的一种方式。此外,住宅和商业电力消费者也日益成为“产消合一者”(prosumer),太阳能电池板将成为建筑材料,而智能城市将希望能融合分布式小型太阳能与存储和数字解决方案的优势。

(四)结论

未来几年,将有更多的光伏装机上线。在这份2022年GMO中,我们预测每一年都将呈现较大幅度增长。2022年在一定程度上受限于组件持续高价、短期供应链瓶颈和物流问题,对其部署所做的假设高出12%。去年,我们对2023年的预期可能已经显得相当雄心勃勃;但我们将去年对2023年的预期再次提高了14%。我们对2024年、2025年的“中间方案”展望,也比2021年的方案高出18%。我们预计到2022年将达到200吉瓦的水平,300吉瓦的大关将在2025年之前突破。

我们的预测越来越积极是基于太阳能行业令人惊叹的复原力,其最近的市场和技术发展,以及新的地缘战略。即使价格暂时上涨,太阳能将在未来多年持续降低成本。整个价值链上的许多产品创新将进一步维系太阳能在能源发电领域的领先地位。尽管太阳能行业具有复原力,但由于新冠疫情的广泛影响,太阳能在与气候变化的斗争中也失去了宝贵的时间。

总之,我们仍然需要在政策制定者的支持下,实施更好的政策框架,使太阳能充分发挥其潜力。虽然乍看之下太阳能装机量刚刚达到太瓦水平,并将在不到4年的时间内翻倍,但它仍需达到更高的水平,并尽快实现当地和区域的能源独立。太阳能对全球电力输出的贡献只有3.7%,仍有巨大的潜力可供挖掘!

二、聚焦:拉丁美洲太阳能市场

拉丁美洲气候温暖、阳光充沛,再加上该地区相对较高的电价,为本地和国际投资者投资太阳能提供了肥沃的土壤。因此,拉丁美洲市场对太阳能光伏的兴趣大幅增长。该地区已拥有吉瓦级别的太阳能市场数年。

更多的拉丁美洲国家也宣布承诺减少温室气体排放。此外,该地区的许多国家正在努力提高其本地能源安全,并减少对进口燃料(价格波动和不可预测)发电的依赖。此外,太阳能光伏发电与增强电力消费(家庭、小型企业、农村社区和公共建筑)能力、创造当地就业机会和经济发展密切相关,因此太阳能在拉丁美洲得到民众和政府大力支持。2021年,该地区的太阳能光伏发电能力增加了44%,共装机9.6吉瓦容量的新光伏系统。

(一)分布式太阳能的发展

最近几年,该地区屋顶太阳能光伏发电系统的部署在显著推进。作为拉丁美洲最大的太阳能光伏市场,巴西的太阳能光伏分布式发电在2022年将再次超越之前的记录。在墨西哥,小规模太阳能光伏发电的增长是基于净额计费计划,这有助于消费者节省电费。在智利,政府的目标是到2026年达到500兆瓦的净计费装机量。在其他拉丁美洲光伏市场,由于支持框架和投资条件不太有利,分布式太阳能的增长速度有所降低。然而,随着家庭和企业对太阳能解决方案的多功能性和成本竞争力的日益熟悉,预计整个地区的市场将进一步多样化。

(二)大规模的太阳能开发

巴西、智利、哥伦比亚、墨西哥和秘鲁等国举行的电力拍卖有助于加速部署数千兆瓦的大型太阳能光伏项目。拉丁美洲政府是世界上最早举行电力拍卖的地区之一,属于在当地发展、催化的可再生能源部署战略,这一战略迅速被全球其他地区的国家沿用。

(三)2022-2026年前景

经历了2022年的特殊情况后,我们预计拉丁美洲的太阳能市场增速将在2023-2026年期间放缓。除新冠疫情外,整个拉丁美洲太阳能光伏的增长道路上还面临着与设备成本、运费、原材料(如钢铁、铜和玻璃)获取情况有关的障碍,这些障碍最近在一定程度上阻碍了国际太阳能供应链。

拉丁美洲经历了指数级的市场增长和太阳能技术的部署,主要以4个国家为主。巴西、墨西哥、智利和阿根廷。截至2021年底,它们合计占该地区太阳能光伏发电能力的近90%。这些国家的太阳能光伏发电量都已经超过了100万千瓦,而该地区的其他市场则落后很多。2021年达到吉瓦规模的三个市场——巴西、墨西哥和智利——在2021年底运营着26吉瓦的太阳能电池组,占总数的86%。巴西在2022年及随后数年里,太阳能光伏分布式发电预计将表现出强劲的增长。这使得巴西不仅在拉丁美洲,而且在全球都是最有潜力的市场之一。墨西哥在净计量、净收费政策的推动下,再加上需求增长和电价上涨,太阳能光伏分布式发电预计到2026年将比现有装机容量增加两倍以上。智利预计将在2022年有2.9吉瓦的太阳能光伏新建项目。

三、趋势:太阳能领域最酷的是什么

(一)单晶

单晶硅片已经成为硅片的首选材料。光伏行业对高效晶体硅电池技术的关注度越来越高,导致市场上出现了另一种单晶硅片:“N型”。N型硅片在2021年获得了接近10%的市场份额,预计未来几年将更加强劲——2022年增加到20%左右,到2032年超过70%。

(二)硅片增大

在不改用全新电池技术的情况下,提高组件功率的方法之一就是使用更大的硅片。简单地说,使用更大的硅片建造大功率组件是降低光伏系统成本的一个有效途径。整个太阳能工艺制造和供应链已经过调整,以便部署基于超大硅片的光伏产品。

(三)电池

提高效率、降低成本是当今电池技术革新的两个关键主题。光伏行业一直在评估几种先进的电池技术,如HJT、TOPCon和IBC,以便在成本和性能之间取得适当的平衡,超越今天的主流PERC。但PERC仍然是目前最先进的技术。与PERC电池相关的另一有趣的研发是镓的掺杂。

(四)关于功率——追求更高功率

当今光伏世界最重要的趋势之一是使用更大的硅片实现更高的组件功率。

(五)薄而大——碲化镉技术

虽然有几种薄膜技术,但包括太阳能中的CIS在内,主要是以美国公司First Solar的碲化镉技术为代表。

(六)逆变器——大的,小的,以及非常小的

随着太阳能行业数字化的到来,逆变器在光伏系统中的作用越来越重要。尺寸方面,逆变器正在变得越来越大,现在有超过5兆瓦的集中式逆变器,以满足超大型公用事业级电厂的需求。

(七)跟踪系统——追随太阳的脚步

跟踪器已经成为南方地区大型公用事业规模的太阳能发电厂的标准,但因为跟踪器使太阳能系统在一天中更均匀地供应太阳能电力,也越来越多地被用于阳光较少的地区。几年前,人们已对之重新设计。

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