全球光伏发电行业发展现状及技术水平特点
思瀚产业研究院    2024-03-30

能源作为人类社会赖以生存的物质基础，是国民经济的重要物质基础。相较于煤炭、石油、天然气、泥炭等化石燃料，太阳能有着普遍、无害、巨大和长久的特点。太阳能的主要利用形式有光电转换、光热转换和光化学转换三种方式，而光伏发电作为人类利用太阳能资源的手段之一，主要是利用光伏板组件的光伏效应，将太阳能转化为电能。

（1）行业技术水平及特点

①技术水平

光伏发电的技术最早可以追溯到 1839 年，法国科学家贝克雷尔发现液体的光生伏特效应，即“光伏效应”。1954 年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池。

基于前人大量的基础研究，和业内人员的不断努力，逐步发展成了今天的光伏产业。随着国内对光伏发电领域研究的不断深入，光伏电池的转换效率逐步提高，这将进一步提高光伏电站的发电量。

根据中国光伏行业协会披露的数据，以 TOPCon 单晶电池为例，其转换效率从 2018年的 21.50%提升至 2021 年的 24.00%。除光伏电池外，光伏产业链的其他环节，如硅片、组件和逆变器等均取得了不同程度的技术进步，进而降低了光伏电站的投资成本，为平价上网提供了可能性。

②太阳能电站

可根据并网方式的不同分为集中式光伏电站、分布式光伏电站和离网式光伏电站。

目前国内的太阳能电站主要以集中式光伏电站和分布式光伏电站为主，两者在安装位置、并网电压等级和传输距离等方面存在区别。根据国家能源局公布的 2022 年光伏发电建设运行情况，截至 2022 年底全国光伏发电累计并网容量 392.04GW，其中集中式光伏电站 234.42GW，分布式光伏电站 157.62GW。

三种光伏电站的特点和优缺点如下表所示：

（2）全球光伏发电行业概况

①光伏发电行业发展历程

自 2004 年起，全球光伏发电行业的发展历程可以大致划分为以下四个阶段：

②全球光伏装机规模不断提高

2011 年以后，除美国和德国等欧美国家为代表的传统光伏市场外，以中国和印度为代表的新兴光伏市场也逐步崛起，全球光伏发电行业整体保持着快速增长的态势，2013-2021 年度内，各年的累计装机增长率虽呈下降趋势，但每年的增长率均超过 20%，且复合增长率达 28.30%。截至 2021年末，全球光伏发电累计装机容量约 942GW，新增约 175GW 较上年增加 22.82%。根据国际能源署（IEA）预测，到2030年全球光伏累计装机量有望达到 1721GW，到2050年将进一步增加到 4670GW。

③全球光伏发电市场分布存在差异，中国处于领先地位

因各国家及地区太阳能资源分布、光伏产业起步时间、政策支持力度、经济发展状况等方面存在较大差异，进而导致光伏市场在全球的分布存在一定差异。亚太地区、北美地区和欧洲地区为目前全球光伏发电的主要市场。

中国在全球光伏发电市场处于领先地位，截至 2021 年末，中国当年新增光伏装机规模和累计光伏装机规模均位列全球第一，其中当年新增光伏装机规模 54.9GW，占全球新增光伏装机总量的31.37%，累计光伏装机量达 308.5GW，占全球累计光伏装机总量的 32.75%。

（3）我国光伏发电行业概况

①光伏发电市场规模

自 2013 年国务院发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》开始，中国光伏发电行业步入快速发展阶段，逐渐成为全球光伏装机容量增长的主要贡献者。中国全国光伏装机容量从 2013年的 1,942 万千瓦增长至 2022 年的 39,261 万千瓦,年均复合增长率达到 39.66%。

2023年1-8月，中国光伏发电装机容量50541万千瓦，同比增长44.4%。光伏发电新增装机容量11316万千瓦，同比增加6869万千瓦。

全国光伏发电总量由 2013 年的 90 亿千瓦时增长至 2022 年的 4272.7 亿千瓦时。年均复合增长率高达 53.56%。2022 年全国可再生能源发电量 2.7 万亿千瓦时，占全国发电量的 31.3%。其中光伏发电平均利用率 98.3%，持续保持高利用率水平。

②政策支持

从 2013 年开始，政府陆续出台国补、省补等各级光伏补贴政策，鼓励光伏发电行业快速发展。2018 年开始，光伏补贴逐渐退坡，行业进入降本增效阶段。2021 年，国家发改委发布的《关于 2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》规定，对新备案的集中式、分布式光伏电站政府不再给予财政补贴，实现无补贴平价上网，助力光伏发电行业由政策驱动发展转为市场驱动发展。但针对之前已取得补贴标准的光伏发电项目，2013 年国家发改委发布的《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》中明确指出：“光伏发电项目自投入运营起执行标杆上网电价或电价补贴标准，期限原则上为 20 年”。

2021 年 10 月，国务院发布《2030 年前碳达峰行动方案》，指出要全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展，坚持集中式与分布式并举，加快建设风电和光伏发电基地，加快智能光伏产业创新升级和特色应用，创新“光伏+”模式，推进光伏发电多元布局，到 2030 年，风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上。

2022 年 5 月，国家发改委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面做出了全面指引。为光伏发电行业的稳步健康发展提供了强有力的保障。

③技术进步助力光伏行业降本增效

光伏行业的发展与政策及科技水平息息相关。随着政策引导和相关技术的不断进步，中国光伏产业进入降本增效的发展阶段。在上游产能扩张和技术革新的推动下，光伏电站的建设成本大幅下降，发电效率逐步提升。根据中国光伏产业协会统计，2022 年我国工商业分布式光伏系统初始投资成本为 3.74 元/W，较 2018 年下降 10.53%发电效率方面，随着国内光伏产业技术的发展革新，光伏电池片的转换效率逐年提升。2022 年，规模化生产的 p 型单晶电池均采用 PERC 技术，平均转换效率达到 23.2%，采用 PERC 技术的黑硅多晶电池片转换效率达到 21.1%。

④分布式光伏电站规模快速增长

相较集中式光伏电站，分布式光伏电站具有土地占用率低、输配电损耗低、建设安装成本低、调峰性能好和输出功率灵活等优势。2013 年国务院《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》第三条提出，大力开拓分布式光伏发电市场。鼓励各类电力用户按照“自发自用，余量上网，电网调节”的方式建设分布式光伏发电系统。国家发改委、财政部、国家能源局于 2018 年发布的《关于 2018年光伏发电有关事项的通知》中明确指出，2018 年“安排 1,000 万千瓦左右规模用于支持分布式光伏项目建设”。

2022 年 8 月，国家能源局印发《国家能源局 2022 年深化“放管服”改革优化营商环境重点任务分工方案》的通知，其中提出“完善市场交易机制，支持分布式发电就近参与市场交易，推动分布式发电参与绿色电力交易”。2021 年，大型地面电站新增装机容量占比为 46.6%，分布式电站新增装机容量占比为 53.4%，分布式占比首次超过集中式，其中工商业光伏占分布式市场的 16.2%。

2022 年，大型地面电站新增装机容量占比为 41.5%，分布式电站新增装机容量占比为 58.5%，其中工商业分布式光伏占分布式市场的 50.6%。2015 年至 2022 年，分布式光伏装机总容量由 606 万千瓦增长至 15762 万千瓦，占总装机容量的比例由 14.03%增长至 40.21%，呈现高速增长态势。