中国光伏产业研究4Word文件下载.docx

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在A股上市公司中，我们相对看好产业链最完整的天威保变和南玻A，在多晶硅企业中，乐山电力的每股权益产量最大，川投能源和通威股份次之。

一、全球光伏技术发展脉络

地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍，国际能源署的数据显示，在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏系统，就足以满足全球能源需求，光伏发电可用于屋顶、建筑面、空地和沙漠，潜力十分巨大

（一）光伏发电简史1839年19岁的法国贝克勒尔做物理实验时，发现在导电液中的两种金属电极用光照射时，电流会加强，从而发现了“光伏打效应”。

1904年爱因斯坦发表光电效应论文，为此在1921年获得诺贝尔奖。

1954年5月美国贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的硅太阳电池，这是世界上第一个实用的太阳电池。

（二）主要光伏发电技术比较太阳能光伏技术（Photovoltaic）是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质，最常用的半导体材料是硅。

太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极，当阳光照射在半导体上时，两极交界处产生电流，阳光强度越大，电流就越强。

太阳能光伏系统不仅在强烈阳光下能运作，在阴天也能发电，由于反射阳光，少云的天气甚至比晴天发电效果更好。

1、三种主要光伏电池技术比较目前在用的光伏发电技术主要有三种：

晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和聚光太阳能电池，其中晶体硅电池应用最广泛，占80%以上，薄膜电池近年增长迅速，占10%以上，聚光太阳能电池有少量应用。

在这3种光伏发电技术中，晶体硅电池的优点是转换效率较高、占地面积小，缺点是硅耗大、成本高，比较适于城市地区；

薄膜太阳电池的优点是硅耗小、成本低，缺点是转换效率低、投资大、衰减大、占地面积大，比较适于偏僻地区的并网电站和建筑光伏一体化；

聚光电池的优点是转换效率高，缺点是不能使用分散的阳光、必须用跟踪器将系统调整到与太阳精确相对，目前主要用于航天航空。

预计未来光伏发电将呈现多种技术并存，共同努力降低成本的局面。

详见表1。

薄膜电池虽然目前效率不高，但采用多薄层、多p-n结的结构形式的薄膜电池转换效率可达到40%-50%，因此未来高效率电池最终要走薄膜技术路线。

而在各种薄膜电池中，唯有硅薄膜电池原材料储量丰富，且无毒、无污染，更具持续发展前景。

硅薄膜电池又可分为非晶硅薄膜、微晶硅薄膜、多晶体硅薄膜3种。

2、四种主要多晶硅技术比较目前应用最为广泛的晶体硅太阳能电池，其主要原材料是多晶硅，关于多晶硅制取，目前采用的主要有4种工艺，分别是：

改良西门子法、硅烷法、循环流化床法、物理法。

这四种技术中，改良西门子法技术最成熟，已获大规模应用，目前全球多晶硅产量中有80%采取改良西门子法的生产路线，缺点是成本高、副产品回收利用技术复杂；

硅烷法目前只有美国有一家企业生产，优点是品质高，缺点是危险性大、工艺要求高；

流化床法能提高多晶硅生产中原材料的利用率，成本低，缺点是技术还不太成熟，目前只有美国1家企业用这种技术；

物理法的最大优点是成本低，缺点是没有解决工业化生产的问题、产品稳定性不够、纯度不够。

近期业内对物理法关注最多，物理法制多晶硅2008年以前停留在试验室，实际产量很少，日本JFE公司2004年曾宣布生产，但没有扩产，2008年后，物理法进入快速发展阶段，道康宁公司将物理法产品与化学法产品混合起来生产单晶硅，加拿大的Jaco公司有生产，但量不大。

国内常州天合有生产。

业内专家认为，物理法可能是一个方向，但目前物理法标准欠缺，规模化生产还要慎重。

由此看来，近期内改良西门子法仍将是多晶硅制取的主要工艺路线，实际上国内已建和在建的多晶硅生产线绝大多数也都是采用的改良西门子法。

（三）光伏产业链情况对于目前应用较广的晶体硅光伏电池系统，产业链主要包括多晶硅――硅锭/硅片――电池片――组件――光伏系统设计安装等几个环节，对于薄膜光伏电池系统，则主要是电池组件――光伏系统设计安装，详见图1

（四）晶体硅光伏发电技术的工艺流程1、改良西门子法多晶硅工艺流程改良西门子法多晶硅生产工艺流程如下所示：

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。

具体分以下几步：

（1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑ 

（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。

把工业硅粉碎并用无水氯化氢（HCl）在一个流化床反应器中与之反应，生成拟溶解的三氯氢硅（SiHCl3）。

其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑，反应温度为300度，该反应是放热的。

同时形成气态混合物（Н2,HCl, 

SiHCl3,SiC14,Si）。

（3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要分解:

过滤硅粉，冷凝SiHCl3,SiC14，而气态Н2,HCl返回到反应中或排放到大气中。

然后分解冷凝物SiHCl3,SiC14，净化三氯氢硅（多级精馏）。

（4）净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。

其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl。

多晶硅的反应容器为密封的，用电加热硅池硅棒（直径5-10毫米，长度1.5-2米，数量80根），在1050-1100度的高温环境下在棒上生长多晶硅，直径可达到150-200毫米。

这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应，并生成多晶硅。

剩余部分同Н2,HCl,SiHCl3,SiC14从反应容器中分离。

这些混合物进行低温分离，或再利用，或返回到整个反应中。

气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的，从某种程度上决定了多晶硅的成本和该工艺的竞争力。

2、晶体硅光伏电池工艺流程晶体硅太阳能光伏电池是在单晶或多晶体硅片上通过扩散制结而制成的，商品化晶体硅太阳能电池的制备工艺大致相同，详见图2。

国内商品化光伏电池制作工艺已接近或达到国际先进水平，但多数企业自主研发实力不强，以消化吸收国际技术为主。

目前大规模生产的晶体硅电池的总体发展趋势是：

高效率、大面积、薄硅片。

3、晶体硅太阳能电池组件制造工艺流程晶体硅太阳电池组件制造主要是将晶体硅太阳能电池进行单片互连、封装，以保护电极接触，防止互连线受到腐蚀，避免电池碎裂。

封装质量直接影响晶体硅太阳能电池组件的使用寿命。

晶体硅太阳能电池组件制造工艺流程详见图3。

二、全球光伏发电应用情况

（一）光伏发电是最有前途的可再生能源与石油、天燃气、煤炭、核电等能源形式相比，光伏发电最大的优点是资源取之不尽，用之不竭。

与风电、水电、生物质能等可再生能源相比，光伏发电最大的优点是可开采资源无限，而水电、风电的可开发数量都是有限的，据测算，全球太阳能可开采资源高达6000亿千瓦。

详见图4－图5

（二）全球光伏发电需求持续增长1、2001年－2008年全球光伏发电新增需求年增50.2%在2001年－2008年期间，全球光伏发电新增容量持续快速增长，年均增速达50.2%，2008年全球新增光伏发电容量为5.95GW，同比增长110%左右，详见图6。

2、1996年－2008年全球光伏电池产量年增43.6%在1996年－2008年期间，全球光伏电池产量持续增长，年均增速达43.6%，2008年全球光伏电池产量为6.85GW，同比增长71%左右，详见图7。

3、全球光伏发电累计装机容量占发电装机容量仍不到1%在1996年－2008年期间，全球光伏发电累计装机容量持续增长，年均增速达31.25%，截止到2008年末，全球累计光伏发电容量为18.3GW，占全球发电装机容量（约60亿千瓦）的1%不到，详见图8。

4、2008年晶体硅电池占约8成，呈下降趋势从过去几年的情况来看，2种主要光伏发电技术薄膜和晶体硅太阳能电池需求都呈持续增长之势，在2003年－2008年间，薄膜电池需求年均增长72%左右，晶体硅电池需求年均增长56%左右。

相较而言，薄膜电池占光伏电池的比重呈持续上升之势，晶体硅电池占比呈下降趋势。

详见图9－图10

5、并网发电占光伏应用的8成左右到2007年底，全世界光伏总安装量大约12.3GW，其中并网光伏9.84W，占80%左右，是光伏发电的主流应用领域，详见图11。

除此之外，光伏发电还用于偏远乡村、通信和工业以及一些日用光伏产品等。

6、主要国家光伏发展中长期目标发达国家非常重视光伏产业发展，目前美国、欧洲和日本制订的光中长期光伏发展目标如表3所示。

按照这一计划，到2010年全球光伏装机容量将达到28GW，是2008年累计装机18.25GW的1.53倍，相当于需年增4.87GW；

2020年将达到200GW，是2008年的10.95倍，相当于在这个10年里需年增17.2GW；

2030年将达到1850GW，是2008年的99.72倍，相当于在这个10年里需年增16.5GW。

随着技术的进步，或许未来的实际进程将超出这一规划。

（三）全球光伏市场趋于多元化1、光伏需求市场趋于多元化从过去几年的情况来看，全球光伏市场需求趋于多元化，传统市场德国依然保持增长，但增速放缓；

日本近几年基本停滞；

后起之秀西班牙和美国发展迅速，尤其是西班牙市场2008年一举超越德国，成为全球最大的市场。

详见图12－图13。

2、电池生产向发展中国家转移从过去几年的情况来看，电池生产呈现出由美、日等发达国家向中国等发展中国家转移的趋势，美国和日本电池产量占比呈下降趋势，欧洲基本稳定，中国占比大幅上升。

到2008年，中国电池产量占全球产量的29%，成为全球第一大生产基地，详见图14－图15。

（四）光伏发电成本持续下降1、光伏发电高成本是影响其大规模应用的主要原因以我国为例，目前光伏发电初始投资在3.5万元/千瓦左右，光伏发电成本在1.3-2.0元/度，无论是初始投资成本，还是发电成本，光伏发电都要远远高于火电，也高于水电、核电和风电等其他新能源形式，因此高成本是制约光伏发电大规模应用的主要因素。

详见表4。

2、光伏发电成本持续下降在过去一段时间，欧洲主要国家的电价均呈上升趋势，而光伏发电成本呈持续下降趋势，我们相信，未来随着光伏技术的进步和应用规模扩大，光伏发电成本终将实现平价上网。

3．光伏发电成本构成分解我们根据天威保变下属子公司新光硅业和天威英利的情况大致测算了2008年光伏发电系统各环节的成本构成情况，主要是指晶体硅电池，详见图17－图18。

据了解，目前国内多晶硅售价已降至70万元/吨左右，组件价格也已降至3美元/W以下，这样的话，多晶硅环节成本已降至5.6元/W，相当于下降了13元左右，则系统成本下降至35元/W左右。

4．未来光伏发电成本下降途径未来光伏发电成本将通过提高转换效率、降低硅耗、提高发电量、降低硅料成本等方式来实现。

（1）提高转换效率。

以多晶硅电池为例，过去几年里，转换效率在持续提高，基本上每年提高0.5个百分点左右，目前转换效率17%左右，转换效率每提高1个百分点，成本可下降10%左右。

未来转换效率若能提高到22%左右，则成本可下降一半左右。

（2）降低硅耗。

如硅片厚度由之前的300um降至目前的180um，相当于硅耗下降40%左右，

（3）提高发电量。

如采用自动跟踪系统，发电量可提高20%－30%，相当于成本下降20%左右。

（4）降低硅料成本。

如硅料价格由目前的100美元/kg降至50美元/kg，则光伏系统成本可降低2.8元/w，假设每瓦耗硅8g左右。

硅料成本可通过降低电耗、物耗以及采用新技术等方式来实现。

2008年4季度以来，晶体硅产业链各环节价格都在下降，新光硅业的多晶硅价格已从2008年最高时的500美元/kg左右降至目前的100美元/kg左右，英利组件价格目前已降至3美元/W以下，Isuppli预计，09年组件价格将降至2.5美元/W－2.75美元/W。

5、平价上网目标成本测算德意志银行2008年3月预测，2006年欧美常规电价为8.6美分/度，按每年5%-7%的速上升，则到2019年将达到平均16美分/度。

光伏发电成本将从现在的25-34美分/度下降至2019年的12美分/度，光伏发电成本达到与常规电价一致的时间大约在2016年左右（14－15美分/度左右）。

美国太阳能先导计划的目标是，使光伏发电成本在2015年达到商业化竞争的水平，上网电价为5－7美分/度。

美欧日等国未来光伏发电成本测算如表5所示，根据测算，在2015年－2020年间，主要国家光伏发电成本有望达到与常规电价相当的水平，实现市场化运营。

德意志银行2008年5月的研究报告认为，现在的多种已经商业化的太阳电池技术，包括晶体硅太阳电池、非晶硅太阳电池、CdTe太阳电池，CIGS太阳电池以及聚光太阳电池，依靠不断的技术进步完全可以做到将光伏发电的成本降到0.1美元/度以下，而不必依赖其它的技术突破。

根据他们的测算，在三种日照条件下（4、5、6度/（平米·

天），到2016年无论晶体硅还是CdTe太阳电池的发电成本都将下降到0.15美元/度以下。

（五）光伏政策是目前推动光伏产业发展的主要因素

1、欧美主要国家都出台了光伏产业扶持政策德国、日本、美国、西班牙等目前光伏发展较好的国家，对光伏产业发展主要采取了初始安装补贴、上网电价和电力回购等三方面的政策，当然此外还包括一些税收、融资、优先上网等方面的政策，中国目前还只推出了初始投资补贴政策，后述其他政策尤其是上网电价法政策值得期待。

除此外，希膜、澳大利亚、法国、意大利等国家也推出了相关的政策。

如希腊：

调整光伏强制上网电价，09年新执行的上网电价将维持两年不变，对于2010年8月份之前签订协议接入电网的业主，可延迟18个月完成安装；

对于投资高于10万欧元的光伏项目仍将享受40%的补助；

2009年还将推出专门针对屋顶的光伏支持计划，目标是再增加750MW需求；

将出台新的10MW以上的光伏系统招标程序。

澳大利亚：

2009年3月1日启动第一阶段的针对住宅和商业楼宇的可再生能源电力强制购电法案，该计划规定全部可再生能源电力均将享受高额电价，而不是扣除发电者消费量后的部分，电价为50.05澳分/千瓦时，相当于正常供电成本的3.88倍。

2009年7月1日启动第二阶段的强制购电法案，主要针对太阳能和风力发电项目。

2、金融危机下各国加大了扶持力度

在2008年的金融危机中，尽管各国光伏市场需求受到不利影响，但各国政府支持光伏产业发展的决心并没有改变，在此期间仍有多个国家推出了扶持光伏产业发展的相关政策，

三、中国光伏产业发展路线图

我国光伏产业发展可以初步划为三个阶段，第一个阶段为2008年之前的自生自灭阶段，第二阶段为2008年－2015年期间的政策扶持阶段，第三阶段为2015年之后的市场化竞争阶段。

（一）中国光伏产业发展路线图

由于光伏产业政策的缺位，到目前为止中国光伏发电应用还处于自生自灭的状态，与欧美等先进国家差距很大；

但在生产环节，中国光伏产业在无锡尚德、天威英利等一批龙头企业的带领下，紧跟欧美，已经形成了一个年产值达1500亿元的、具有完整产业链的大产业，而且在多晶硅、硅锭、硅片、电池片、组件、薄膜、聚光、各种相关设备等产业链的各个环节均已有涉足，在下游组件环节技术、工艺与欧美差异并不大，中国形成独特的光伏生产大国和消费小国的产业发展格局。

2009年3月财政部推出的补贴政策标志着中国光伏产业政策将逐渐补位，中国光伏发电应用市场的大门已经开启，国内光伏应用市场有望像德国、西班牙等国一样进入政策推动下的快速发展阶段，中国光伏产业有望形成生产强国、消费大国的格局。

长期来看，我们预计随着产业规模的扩大和技术的进步，国内光伏发电成本有望在2015年－2020年期间实现平价上网，中国光伏产业将与全球光伏产业一起进入一个市场化的大规模发展时期。

（二）现阶段中国还是光伏消费小国2008年中国新增光伏容量40MW，累计装机140MW，分别占世界的0.67%、0.76%。

我国太阳能多晶硅产量为4500吨左右，硅锭产量为1.33万吨左右，电池片产量为2000MW左右，光伏组件产量为2000MW左右，占全球产量的29.45%，光伏产业产值为1500亿元，行业从业人数为12万人，从业企业达500多家。

由于政策的缺位，2008年以前我国光伏产业基本处于自生自灭的状态，形成了目前这种生产大国、消费小国、企业产品以出口导向为主的格局。

1．2008年中国新增光伏发电容量40MW

2008年中国新增光伏发电容量40MW，占全球需求的比重不到1%。

从过去几年的情况来看，我国每年新增光伏发电容量基本在20MW以内，与同一期间逢勃发展的风电相比，基本处于停滞不前的状态。

不过2007年和2008年连续2年新增容量翻倍，可以说出现了可喜的变化。

相信未来随着财政部补贴政策的落实，中国光伏应用市场的大门必将开启。

2．2008年我国光伏发电累计装机容量140MW

截止到2008年末，我国光伏累计装机容量为140MW，相当于14万千瓦，相对于8亿千瓦的总电力装机容量而言，几乎可以忽略不计，当然这也从一个侧面说明，我国光伏发电未来发展空间将是巨大的。

详见图26。

3．目前我国光伏应用还处于初级阶段

2008年我国光伏应用主要分布在农村电气化、通信和工业、并网发电和光伏产品等几个领域，这几个领域分别占2.5%、13.9%、57.8%和25.7%。

与发达国家并网发电占近80%相比，我国光伏发电应用相对来说还比较分散，处于初级阶段。

（三）现阶段中国已成为光伏生产大国

1．2008年我国光伏产业产值规模达1500亿元

经过过去几年的发展，我国光伏产业已成为一个名副其实的大产业。

2008年我国太阳能多晶硅产量为4500吨左右，硅锭产量为1.33万吨左右，电池片产量为2000MW左右，光伏组件产量为2000MW左右，占全球产量的29.45%，光伏产业产值为1500亿元，行业从业人数为12万人，从业企业达500多家。

2．我国多晶硅产能快速扩容

在过去几年里，国内多晶硅产量和产能都处于快速扩张之中。

2007年国内投产的项目有洛阳中硅、新光硅业、江苏中能、东汽峨嵋，这4家当年产量1130吨。

2008年新投产项目有10家。

2009年1月投产2家。

在建还有30家左右。

总产能超过8万吨，按8g/w，可供应10GW。

详见图31和表9。

这些项目绝大多数用的是西门子改良法生产工艺。

3．2008年我国硅锭产量达1.33万吨

过去几年里，我国硅锭产量持续增长，2008年全国共有60家硅锭、硅片生产企业，总产能3万吨，产量1.33万吨

4．我国电池片产量占全球的近3成

在过去几年里，我国光伏电池产量持续快速增长，2008年我国共有太阳能电池生产企业近62家，总产能3000MW，电池片产量2000MW左右，占全球产量的近3成。

共有组件企业330家，总产能4000MW，产量2000MW左右。

5．薄膜电池发展相对慢一些过去几年里，我国薄膜电池的发展速度相对较慢，2008年我国非晶硅电池生产企业共有17家，产能174.9MW，产量35.9MW。

6．中国在下游的优势强于上游

整个光伏产业链越到上游，资本、技术密集型特点越明显，越到下游，劳动力密集型特征越明显，像组件企业，投资门槛只需不到100万元就可以接单作业。

国内多晶硅行业普遍采用三氯氢硅还原法，是否闭环生产是决定该工艺能耗和原材料利用率的决定性因素，也是降低成本的关键。

三氯氢硅还原法，千吨级以下生产线一般没有投入成熟的尾气处理工艺，达不到闭环生产和循环利用物料。

据江苏省光伏产业协会秘书长魏启东介绍，国内多晶硅成本普遍在每公斤50美元至70美元，个别没有闭环生产的公司成本达到100美元/kg。

因此从产业链各环节来看，在多晶硅环节，我国并不具有明显的竞争优势，我国已投和在建的几十家多晶硅厂，多数采用西门子改良工艺，一些关键技术我国还没有掌握，在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。

而下游电池封装产业我国的生产工艺发展最为成熟，设备国产化率最高，扩产最快，产量最大，是从业企业最多的一个环节，可以说优势比较明显。

（四）现阶段中国已形成光伏产业聚集区

1．我国光伏产业地区分布情况

经过过去一段时间的发展，我国光伏产业已形成四川、江苏、河北、江西、浙江、深圳、河南、内蒙、宁夏等几个产业聚集区，以及天威保变、无锡尚德、江苏中能、江西赛难等几家龙头企业.

2．四川地区的光伏产业链最完整

目前已形成的几个主要光伏产业聚集区已形成明显的区域特点，其中四川地区可以说是国内光伏产业链完整的产业聚集区，区内企业涉足工业硅、多晶硅、硅片、电池片、组件等几乎全部产业链，同时还吸引了天威保变、东汽集团、拓日新能等多家行业内重量级企业及多家A股上市公司；

此外就是江苏与河北，这两个地区以下游组件为主，且骨干企业多为海外上市公司；

江西、浙江、深圳等地也以下游组件企业为主；

而河南、内蒙、宁夏等地区则以上游多晶硅原料为主。

全国光伏产业地区分布基本上可概括为：

沿海地区和中部地区以下游组件为主，西北地区借助电力、原材料优势以上游多晶硅原料为主，四川则成为国内产业相对较完整的光伏产业聚集地

（五）中期中国光伏产业将进入政策扶持阶段

1．我国光伏产业扶持政策开始补位

在财政部补贴政策公布之前，我国针对光伏产业的扶持政策主要是《可再生能源法》中间接的提到过一些，如可再生能源法：

第14条电网企业有义务全额收购已获并网批准的可再生能源上网电量，第19条可再生能源上网电价由国家相关部门合理确定，第20条可再生能源电价高于常规能源发电平均价部分附加在电网内分摊。

第15条，国家扶持偏远地区的可再生能源独立发电系统。

2008年，国家发改委对2座发电侧（高压侧）网的光伏电站上网电价批复为4元/度。

2009年3月，财政部会同建设部出台《关于加快推