甘肅省太陽(yáng)能光伏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ■ 喬俊強(qiáng) 李世民
甘肅省科學(xué)院自然能源研究所
當(dāng)前,太陽(yáng)能光伏發(fā)電的巨大潛力及其社會(huì)效益愈發(fā)引人注目,其在全球能源結(jié)構(gòu)中的比重持續(xù)增大[1]。2011和2012年全球光伏發(fā)電新增裝機(jī)量還徘徊在略高于30 GW的水平,而在2013年這一數(shù)字猛增到37.6 GW,2014年初步統(tǒng)計(jì)為約38.7 GW,至此,全球光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量已超過(guò)了177 GW[2]。目前,全球光伏市場(chǎng)正在步入一個(gè)歷史轉(zhuǎn)折期,2013年亞洲光伏市場(chǎng)以56%的全球份額一舉超過(guò)了歐洲,而且非歐洲國(guó)家和地區(qū)光伏市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展已足以彌補(bǔ)歐洲光伏市場(chǎng)增速放緩所帶來(lái)的影響,進(jìn)而使全球光伏市場(chǎng)保持了整體向上的發(fā)展趨勢(shì)。
近年來(lái)歐洲電力需求增長(zhǎng)逐漸減緩,其光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展也有所停滯。在全球光伏市場(chǎng)中,歐洲國(guó)家新增裝機(jī)量所占份額在2010年為80%[3],2011年為74%,2012年為55%,2013年約為30%[4];然而,中國(guó)和東南亞的光伏市場(chǎng)則保持了較大增長(zhǎng)率;其次是拉丁美洲、中東、北非國(guó)家和地區(qū),以及印度。以目前的形勢(shì)來(lái)看,陽(yáng)光帶國(guó)家的光伏峰值發(fā)電能力至2020年預(yù)計(jì)可達(dá)60~250 GW,至2030年可達(dá)260~1100 GW。
2013年,非歐洲國(guó)家和地區(qū)新增光伏系統(tǒng)裝機(jī)量達(dá)到了27 GW,而2012年這一數(shù)字為13.9 GW,2011年和2010年分別為8 GW和3 GW。其中,2013年中國(guó)新增并網(wǎng)容量居于首位(12.1 GW)[5],排在其后的是日本(6.9 GW)和美國(guó)(4.75 GW)。根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2014年中國(guó)新增并網(wǎng)容量10.6 GW[6],日本約為9.7 GW,美國(guó)為6.2 GW。預(yù)計(jì)2015年中日美3國(guó)仍將保持不低于2014年的光伏發(fā)展水平,且未來(lái)幾年中國(guó)的新增裝機(jī)量仍將保持在10 GW以上[7]。
澳大利亞光伏市場(chǎng)在2011和2012年迅速擴(kuò)大,每年新裝機(jī)量約為1 GW,但卻在2013年減至830 MW,2014年又有所增長(zhǎng)(約910 MW)。2014年印度裝機(jī)量約為616 MW,較2013年的1.1 GW大幅減少,其市場(chǎng)增長(zhǎng)率仍處于相對(duì)較低水平。2013年韓國(guó)442 MW的裝機(jī)量顯示出該國(guó)光伏市場(chǎng)已開(kāi)始復(fù)蘇,但由于受配額制度等因素的限制,其仍顯示出一定的增長(zhǎng)潛力(2014年估計(jì)為909 MW)。
此外,不少國(guó)家和地區(qū)也都開(kāi)始發(fā)展其光伏產(chǎn)業(yè),例如:中國(guó)臺(tái)灣的新裝機(jī)容量由2000年的0.1 WM增至2012年的222.4 WM;泰國(guó)自2013年推動(dòng)大規(guī)模光伏項(xiàng)目建設(shè)以來(lái),其2014年新增裝機(jī)量初裝估計(jì)達(dá)到了475 MW;馬來(lái)西亞也有一些企業(yè)開(kāi)始生產(chǎn)光伏組件,該國(guó)2013年新增光伏裝機(jī)容量為57 MW。
在美洲,加拿大2013年新增裝機(jī)量為444 MW,2014年約為500 MW;巴西和智利盡管具有較大光伏增長(zhǎng)潛力,目前卻并未明確計(jì)劃大容量光伏系統(tǒng)的投建,然而隨著智利的大規(guī)模電力建設(shè),其在2014年內(nèi)實(shí)現(xiàn)370 MW的光伏系統(tǒng)并網(wǎng)。
在中東地區(qū),以色列是唯一較大的光伏市場(chǎng)(2013年420 MW,2014年約250 MW),相比之下,2012~2014年間沙特阿拉伯、土耳其的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展僅初現(xiàn)萌芽。
通過(guò)對(duì)全球光伏市場(chǎng)的整體考察,可發(fā)現(xiàn)不同國(guó)家和地區(qū)間差異較之前有了顯著變化。非歐洲國(guó)家和地區(qū)的光伏市場(chǎng)劃分比例在2013年完全改變,且各地光伏市場(chǎng)總量間的差異也正在擴(kuò)大:中國(guó)光伏市場(chǎng)已穩(wěn)居全球第一位,遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于日本和美國(guó)。除此以外,較之歐洲一些國(guó)家光伏市場(chǎng)或繁榮或蕭條的景象,其他國(guó)家和地區(qū)間光伏市場(chǎng)發(fā)展速度的差異總體而言并不是很大。隨著中日美3國(guó)光伏發(fā)電潛力的逐步釋放,要實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)光伏市場(chǎng)的均衡發(fā)展,其余國(guó)家和地區(qū)的光伏裝機(jī)量份額也需逐步提高。

圖1 2013年非歐洲國(guó)家和地區(qū)的光伏市場(chǎng)(EPIA)

圖2 2013年全球光伏累計(jì)裝機(jī)量份額(EPIA)
全球光伏組件價(jià)格到2013年已停止下跌,僅2013年全球各國(guó)和地區(qū)規(guī)劃建設(shè)的光伏系統(tǒng)就已超過(guò)40 GW。按保守估計(jì),未來(lái)5年內(nèi)全球光伏裝機(jī)量增長(zhǎng)將在年均35~39 GW之間。然而,目前光伏產(chǎn)業(yè)仍屬于政策驅(qū)動(dòng)型,政策因素對(duì)光伏電力市場(chǎng)的發(fā)展具有極大影響[8,9]。因此,在歐洲光伏市場(chǎng)萎縮和新興國(guó)家光伏市場(chǎng)難以穩(wěn)定發(fā)展的綜合作用下,未來(lái)全球光伏市場(chǎng)增長(zhǎng)有可能出現(xiàn)停滯。

圖3 2003~2018年全球光伏市場(chǎng)年均變化(EPIA)
據(jù)EPIA預(yù)測(cè),理想情況下歐洲光伏裝機(jī)量有望在2014年內(nèi)增長(zhǎng)約13 GW,但隨后5年內(nèi)其增長(zhǎng)速度將有所減緩,約為17 GW。至2018年,全球光伏裝機(jī)容量約在68.6 GW以上。
在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi),亞太地區(qū)(包括中國(guó)在內(nèi))的光伏裝機(jī)量將在全球總量中占有較大份額。按樂(lè)觀估計(jì),未來(lái)5年內(nèi)全球光伏裝機(jī)量將增加至430.3 GW(2013年為138.9 GW)。

圖4 2014和2018年全球各地區(qū)光伏市場(chǎng)年均變化(EPIA)

圖5 2014和2018年全球各地區(qū)累計(jì)光伏裝機(jī)量變化(EPIA)

圖 6 2003~2018年全球光伏累計(jì)裝機(jī)容量變化(EPIA)
2013年內(nèi)全球屋頂光伏新增裝機(jī)量較2011年繼續(xù)提高,超過(guò)了23 GW;至2018年將有超過(guò)35 GW的屋頂光伏電站投建;從全球角度考慮,未來(lái)屋頂光伏市場(chǎng)會(huì)保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。按2013年市場(chǎng)情況保守估計(jì),截至2017年全球屋頂光伏電站裝機(jī)量將會(huì)超過(guò)27 GW;由于陽(yáng)光帶國(guó)家將目光紛紛轉(zhuǎn)向了大型公用事業(yè)規(guī)模的光伏電站(建站投資主體的改變,以及除歐洲外的很多國(guó)家更傾向于建設(shè)地面光伏系統(tǒng)),2014年EPIA的預(yù)測(cè)目標(biāo)有所下調(diào),截至2018年,這個(gè)數(shù)字可能只比20 GW稍高一點(diǎn)。


圖7 2013~2018年全球屋頂光伏市場(chǎng)和公用事業(yè)規(guī)模光伏市場(chǎng)發(fā)展(EPIA)
光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可從兩類(lèi)驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行考察:光伏能源對(duì)國(guó)家的吸引力和國(guó)家對(duì)投資者的吸引力。國(guó)家對(duì)投資者的吸引力常常會(huì)在短期內(nèi)發(fā)生很大變化,這與該國(guó)政治和商業(yè)環(huán)境并無(wú)緊密關(guān)聯(lián),而是在諸如該國(guó)電力市場(chǎng)規(guī)模和光伏成本競(jìng)爭(zhēng)力(包括該國(guó)太陽(yáng)能輻射水平等關(guān)鍵因素)等指標(biāo)的基礎(chǔ)上計(jì)算得到。數(shù)據(jù)顯示,自2010年以來(lái),中國(guó)、澳大利亞、印度、以色列等國(guó)家的光伏產(chǎn)業(yè)得到長(zhǎng)足發(fā)展,而其他一些國(guó)家和地區(qū),例如墨西哥、南非、智利等,預(yù)計(jì)將在2015~2016年間迎來(lái)光伏市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。從圖10[10]可看出,有些國(guó)家雖然具有較高的光伏能源吸引力,但其光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍受到該國(guó)總體投資環(huán)境(GDP規(guī)模和政治/金融穩(wěn)定性等)的影響趨于滯后。

圖8 2014和2018年全球屋頂光伏市場(chǎng)發(fā)展(EPIA)

圖9 2014和2018年全球公用事業(yè)規(guī)模光伏市場(chǎng)發(fā)展(EPIA)

圖10 光伏產(chǎn)業(yè)在陽(yáng)光帶國(guó)家的機(jī)遇
伴隨著時(shí)刻變化的全球市場(chǎng)動(dòng)態(tài)和不同的地緣因素,經(jīng)過(guò)多年的創(chuàng)新和發(fā)展,光伏產(chǎn)業(yè)再次進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)期。歐洲相關(guān)支持政策變化所造成的不確定性在一定程度上將阻礙其光伏市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展;但非歐洲國(guó)家和地區(qū)的光伏增長(zhǎng)潛力并未受到太大影響,多達(dá)幾十個(gè)國(guó)家的光伏建設(shè)項(xiàng)目為促進(jìn)全球光伏市場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
未來(lái)決定著光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展和革新的關(guān)鍵因素包括以下幾點(diǎn):
1)政策:目前大多數(shù)國(guó)家的光伏市場(chǎng)仍為政策驅(qū)動(dòng)型,若施行的政治策略不當(dāng),便會(huì)造成該產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的巨大衰減。然而,若能采取正確的政策,從而提出智慧的、可持續(xù)的光伏支持計(jì)劃,這些國(guó)家的光伏市場(chǎng)仍將得以繼續(xù)發(fā)展。
2)競(jìng)爭(zhēng)力:在一些國(guó)家的相關(guān)領(lǐng)域,光伏方面也已迅速具有成本競(jìng)爭(zhēng)力,其在電力平準(zhǔn)化成本方面已達(dá)到其他電力能源的水平。因此,我們應(yīng)盡早重視光伏并網(wǎng)和與市場(chǎng)結(jié)合的要求,從而避免阻礙未來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展。
3)行業(yè)整合:當(dāng)前全球光伏組件產(chǎn)能過(guò)剩與一兩年前相比已有所緩解,2013年組件價(jià)格逐步趨于穩(wěn)定并開(kāi)始恢復(fù)產(chǎn)業(yè)盈利,這會(huì)是光伏產(chǎn)業(yè)重新吸引投資的重要因素,并有助于未來(lái)新技術(shù)成本進(jìn)一步降低[11],從而開(kāi)辟出更廣闊的光伏市場(chǎng)。
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