關(guān)于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)查分析

文/楊曉妍 彭嘉俊 李俊杰，廣東東軟學(xué)院

1 引言

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，電力的使用越來越廣泛，一些大型的企業(yè)每年都會投入大量的電費(fèi)用于電站發(fā)電，很多企業(yè)為了減少這方面的支出，大多選擇在樓層的頂部裝有光伏板利用太陽能發(fā)電。由于其清潔、環(huán)保和靈活的配置，光伏(PV)發(fā)電已成為新能源開發(fā)的主流。但光伏板在長期使用的過程中會產(chǎn)生許多問題，國內(nèi)市場存在的光伏運(yùn)營方案，多數(shù)維護(hù)方向單一，完善度不高。本作品針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及配件運(yùn)營的問題做了進(jìn)步探討研究。

2 光伏市場發(fā)展現(xiàn)狀

隨著當(dāng)今時(shí)代科技的飛速發(fā)展，各國都面臨著能源匱乏的重大問題，面臨當(dāng)前能源短缺的問題，各國加快了光伏發(fā)展的步伐。美國計(jì)劃在2015年達(dá)到商業(yè)競爭水平；日本也針對光伏發(fā)展提出以光伏發(fā)電站的發(fā)電量達(dá)到28GW為2020年的目標(biāo)；為了加快光伏發(fā)展的步伐，歐洲光伏協(xié)也提出以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電商業(yè)化作為2020年在光伏技術(shù)方面的目標(biāo)。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，政府在光伏發(fā)電技術(shù)上的認(rèn)識也進(jìn)一步得到提高。

在2014年至2017年間，光伏行業(yè)經(jīng)歷了高歌猛進(jìn)，然而在2018年，光伏行業(yè)卻跌入了行業(yè)的低谷。531政策突然制動導(dǎo)致國內(nèi)市場快速下滑，產(chǎn)品價(jià)格大幅度下跌，企業(yè)盈利能力維持在較低水平。行業(yè)發(fā)展熱度急劇下降，但由于政策的影響，行業(yè)逐漸從粗放型增長轉(zhuǎn)向精細(xì)型，從追求規(guī)模化到追求質(zhì)量。而利于行業(yè)發(fā)展的各項(xiàng)相關(guān)政策，如可再生能源分配，分布式光伏發(fā)電的項(xiàng)目管理和市場交易，也有望加速實(shí)施。通過以上措施，在為行業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，也為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

表1 2018年中國的光伏產(chǎn)品出口情況

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，相信光伏產(chǎn)業(yè)在將來發(fā)展過程中仍然將面臨著復(fù)雜多變的國內(nèi)國際形勢，這不僅僅是國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境不斷改善和優(yōu)化的動力來源；同時(shí)，面臨著中國光伏產(chǎn)品引發(fā)的雙方貿(mào)易摩擦等不利因素，對國際市場而言也是一種挑戰(zhàn)。

3 光伏市場的問題

3.1 技術(shù)問題

近年來，中國的光伏產(chǎn)業(yè)在中國的政策和技術(shù)的影響下，其發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢。現(xiàn)在我國的光伏企業(yè)較為飽和，而經(jīng)過“531”政策的影響，國內(nèi)光伏市場一度進(jìn)入冷凍期；這樣的形式促使更多的企業(yè)通過加強(qiáng)光伏技術(shù)，降低生產(chǎn)成本等來鞏固。

光伏電站系統(tǒng)由組件、匯流箱、逆變器和其他組件組成，無論哪個(gè)組件有問題，電站運(yùn)行都會受到一定程度的影響，可能導(dǎo)致電站發(fā)電量受到損失，嚴(yán)重的情況可能甚至?xí)鸹馂?zāi)，最終一切工作將功虧一簣。例如光伏組件，不僅是最關(guān)鍵的部件，而且是光伏電站設(shè)備層中最核心的部件。在質(zhì)量和性能上對光伏電站的整體性能和可靠性都是至關(guān)重要。其成本大約占光伏系統(tǒng)成本的50%，一旦光伏組件出現(xiàn)問題，電站收益將受到嚴(yán)重?fù)p害。(下文重點(diǎn)介紹光伏組件)

3.1.1 熱斑效應(yīng)

光伏技術(shù)中所謂的“熱斑效應(yīng)”是指在光伏部件上的部分電池在陽光下被阻擋，從而致使光伏模塊工作不能正常進(jìn)行，導(dǎo)致被覆蓋部件比未覆蓋部件加熱更快，這進(jìn)一步導(dǎo)致由于溫度過高而出現(xiàn)暗點(diǎn)燒壞。由于光伏電池對照明的變化敏感，因此在陰影的情況下，接收較低照度的光伏電池的電壓出現(xiàn)反偏。光伏系統(tǒng)的負(fù)載不再提供能量，而是吸收由其他正常光伏電池產(chǎn)生的電力，并且陰影中的光伏電池產(chǎn)生熱量。由此產(chǎn)生的現(xiàn)象稱為“熱斑”現(xiàn)象。在光伏陣列中產(chǎn)生的這種現(xiàn)象會導(dǎo)致光伏系統(tǒng)的輸出功率降低，同時(shí)也會致使光伏電池的使用壽命減短，輕則減少10%，重則減少30%。

表2 由陰影遮擋產(chǎn)生的對于光伏系統(tǒng)的影響

組件背后接線盒內(nèi)存在旁路保護(hù)元件，該元件會在組件被遮擋后啟動，此時(shí)，組件串中高達(dá)大約9A的直流電流將會瞬間加載到旁路元件上，接線盒內(nèi)的溫度將高達(dá)100多度，雖然在短期內(nèi)接線盒和電池板受到這種高溫的影響甚微，但如果不消除這種陰影影響而使該影響長期存在的話，接線盒和電池板的使用壽命將受到嚴(yán)重的影響，即遮擋也是接線盒燒毀的最大原因了。

3.1.2高溫

許多人認(rèn)為高溫的天氣下陽光光線充足，適合光伏組件增加發(fā)電量，但其實(shí)這種說法是不對的。高溫是指太陽輻射在一定時(shí)間內(nèi)對地表照射形成的環(huán)境，與天氣的熱量與太陽輻射的強(qiáng)度有關(guān)。

太陽能電池組件的性能受高溫條件的影響，隨著溫度的升高，其輸出功率會出現(xiàn)急劇下降的趨勢，從而影響其性能，導(dǎo)致太陽能電池組件功效無法完全發(fā)揮。高溫容易導(dǎo)致電池板出現(xiàn)故障，例如強(qiáng)化熱斑效應(yīng)會影響光伏板性能，使得光伏板老化甚至損壞；逆變器也會受高溫環(huán)境影響，當(dāng)溫度過高時(shí)，會影響其滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致逆變器散熱不良，從而影響逆變器的發(fā)電量；與此同時(shí)，敏感元器件在高溫環(huán)境下也會受影響，在高溫環(huán)境下其損耗速度大為加速。光伏組件的背板或封邊硅膠在高溫、潮濕的條件下會被產(chǎn)生的水蒸氣滲入內(nèi)部，從而誘發(fā)PID效應(yīng)。

3.1.3 PID現(xiàn)象

（Potential Induced Degradation）全稱為電勢誘導(dǎo)衰減。

電位誘發(fā)衰減效應(yīng)，指的是在長期的高電壓環(huán)境下，電池組件受溫度影響，從而導(dǎo)致其玻璃以及封裝材料之間存在漏電流現(xiàn)象。在這種環(huán)境下，電池片表面會被大量電荷侵蝕，從而造成該電池表面的鈍化效果惡化，并且最終模塊的性能過低而不能滿足其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的PID現(xiàn)象時(shí)，將對組件功率造成嚴(yán)重影響，導(dǎo)致其功率衰減程度達(dá)到50%以上，從而影響整個(gè)組串的功率輸出。這種PID現(xiàn)象最容易發(fā)生在高溫、高濕、高鹽堿的沿海地區(qū)。

3.2 其他問題

3.2.1 非技術(shù)性成本占比高

據(jù)統(tǒng)計(jì)，光伏電站建設(shè)的非技術(shù)成本已占到總投資成本的20多個(gè)，并且逐年增加；在土地成本方面，土地稅費(fèi)并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，甚至一些有地方政府優(yōu)惠承諾的領(lǐng)跑項(xiàng)目面臨更大的土地問題。在財(cái)務(wù)成本方面，國內(nèi)光伏電站建設(shè)貸款利率一般比國外高出4～5個(gè)百分點(diǎn)；在并網(wǎng)成本方面，電網(wǎng)需要安裝指定制造商的并網(wǎng)機(jī)柜，計(jì)量設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)安全隔離系統(tǒng)。由于電網(wǎng)長期批準(zhǔn)，項(xiàng)目往往由企業(yè)建造，所以成本較高。黑龍江省等地區(qū)在上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼方面，不僅有補(bǔ)貼拖欠，而且被大大減少了光伏發(fā)電項(xiàng)目的保障采購小時(shí)數(shù)。云南水電的上網(wǎng)電價(jià)低于脫硫燃煤基準(zhǔn)，可獲得的實(shí)際上網(wǎng)電價(jià)低于當(dāng)?shù)鼗鶞?zhǔn)上網(wǎng)電價(jià)。這些都大大降低了光伏發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2.2 棄光率未完全改善

近幾年，相應(yīng)一些政策的補(bǔ)救，一些中東部地區(qū)的棄光率大大降低了,消納了光伏產(chǎn)生的電量。可是在西北地區(qū)，由于陽光資源豐富，成片閑置的土地也比較多，這樣充足的陽光資源和土地資源非常適合光伏電站建設(shè)，因此吸引了全國各地的建設(shè)商，但是，由于西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)不夠發(fā)達(dá)，導(dǎo)致西北地區(qū)無法消耗如此多的電量。結(jié)果，導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐墓夥娬居休^高的棄光率現(xiàn)象。

現(xiàn)階段，我國光伏產(chǎn)業(yè)企業(yè)裝機(jī)規(guī)模越大，發(fā)電量越高，拿到的收益就越多，這導(dǎo)致企業(yè)只注重裝機(jī)規(guī)模來換取利潤。但是采用這種方式換取利潤的同時(shí)又忽略了一個(gè)問題，取得收益的前提條件是當(dāng)?shù)啬芊裢耆{如此多的電量。顯然，面對如此多的電量對當(dāng)?shù)貋碚f是不可能完全消納的。

3.2.3 光伏補(bǔ)貼拖欠

拖欠補(bǔ)貼一直是令人頭疼的問題之一。在裝機(jī)容量快速增長的同時(shí)，可再生能源的額外短缺導(dǎo)致資金缺口逐漸擴(kuò)大。根據(jù)CCID智庫，截至2018年底，可再生能源的補(bǔ)貼差距已超過1000億元。如果解決補(bǔ)貼資金來源問題的解決方案無法及時(shí)給出，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將面臨巨大壓力。一方面，補(bǔ)貼拖欠將導(dǎo)致民營企業(yè)難以繼續(xù)為光伏電站投資，而國有企業(yè)在承受巨額補(bǔ)貼的情況下，目前的金融去杠桿將進(jìn)一步成為國有企業(yè)繼續(xù)發(fā)展光伏電站的制約因素。另一方面，光伏補(bǔ)貼拖欠周期是一到兩年，甚至兩到三年。由于該補(bǔ)貼拖欠周期較長，倘若光伏電站遲遲得不到補(bǔ)貼，在上游零部件制造商的支付方面，它必然會違約，而零部件制造商將進(jìn)一步拖欠更多上游原材料供應(yīng)商的支付。這樣引起的連鎖拖欠現(xiàn)象，對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈“回血”造成嚴(yán)重影響，這不僅僅挫傷投資者信心，光伏行業(yè)也可能因此面臨斷崖式下滑，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)總體運(yùn)行占據(jù)不利地位。

4 解決思想

4.1 綠色光伏

今年兩會的關(guān)注焦點(diǎn)依然集中于綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)這兩大產(chǎn)業(yè)問題上。今年的兩黨政府工作報(bào)告明確指出，有必要擴(kuò)大綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)，加快解決風(fēng)、光、水電消耗問題，減少光伏等光伏發(fā)電相關(guān)問題。不少的人大代表就光伏問題提出了建議。希望國家出臺相應(yīng)政策，從降負(fù)減稅、補(bǔ)貼機(jī)制等多個(gè)方面支持光伏行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，只有政策與行動雙管齊下，必然會對光伏產(chǎn)業(yè)有很大的幫助。

4.2 補(bǔ)貼政策的完善

巨額補(bǔ)貼拖欠依舊是光伏產(chǎn)業(yè)的頭號問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年光伏補(bǔ)貼缺口預(yù)計(jì)將超過600億元。行業(yè)光伏電站企業(yè)補(bǔ)貼拖欠金額已達(dá)數(shù)十億元，并以每月數(shù)億元的速度遞增，現(xiàn)金流承受巨大壓力。雖然有關(guān)部門正在探索綠證和強(qiáng)制性配額，以解決拖欠補(bǔ)貼的問題，但是近水救不了遠(yuǎn)火，考慮到補(bǔ)貼缺口越來越大，應(yīng)借助全國貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于民營企業(yè)家座談會精神這一重要時(shí)機(jī)，盡快啟動補(bǔ)貼拖欠解決機(jī)制。

而在近期，國家能源局于2月下旬以防止補(bǔ)貼缺口如滾雪球般越滾越大為主題召開的座談會，新的光伏政策將確定今年的補(bǔ)貼配額規(guī)模，新光伏項(xiàng)目的補(bǔ)貼規(guī)模將有效解決拖欠的問題，對以往的光伏項(xiàng)目補(bǔ)貼延遲的問題將有所改善。

5 運(yùn)行與維護(hù)

光伏發(fā)電注重前期的發(fā)展建設(shè)，但卻經(jīng)常忽視運(yùn)營以及后期的維護(hù)。截至2019年3月，中國光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量接近180吉瓦。操作和維護(hù)在專業(yè)化和集約化不足，以及存在著管理水平和技術(shù)水平較低，效率低等各方面的問題。可以看出，光伏運(yùn)行和維護(hù)問題制約了光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。要想實(shí)現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，需要加深部分運(yùn)維人員對光伏電站的運(yùn)維要求的理解，無論是適用的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求，還是調(diào)度和監(jiān)管部門及業(yè)主的要求，都要全面化、系統(tǒng)化；運(yùn)維人員對電站的標(biāo)準(zhǔn)以及法規(guī)的合理性缺乏必要的評審，將導(dǎo)致后續(xù)的工作中出現(xiàn)指標(biāo)不合理，目標(biāo)性和可操作性不強(qiáng)的現(xiàn)象，甚至因此產(chǎn)生爭議。運(yùn)行維護(hù)技術(shù)跟不上行業(yè)發(fā)展的需要，也將導(dǎo)致運(yùn)營效率低下。

一個(gè)高質(zhì)量的電站，不僅僅是本身質(zhì)量高，還要提升中期的質(zhì)量發(fā)展，才能達(dá)到好的效果。