基于波特鉆石理論模型的中國光伏產業國際競爭力研究

許凱杰，王仙雅

天津科技大學，天津 300457

0 引言

據行業發布的報告可知，2020年我國光伏累計裝機規模達253 GW，連續6年位居世界第一；光伏新增裝機規模同比增幅達60%，連續8年位居第一；多晶硅產量達39.2×104t，連續10年位居世界第一；光伏組件生產量達124.6 GW，連續14年位居第一。貿易出口方面，我國光伏組件遠銷荷蘭、越南、日本、巴西、澳大利亞等多個國家。隨著“碳中和”“碳達峰”目標的提出，光伏板塊融資規模大幅提升，達到682億元，相比2019年增長230%。然而，由于原材料供給、外部宏觀環境多變、用地等各方面問題未有效解決，我國光伏行業的發展依舊面臨著巨大的挑戰[1]。

1 中國光伏產業國際競爭力分析

1990年，美國戰略管理學家邁克爾·波特在其《國家競爭優勢》[2]一書中提出了波特鉆石理論模型，用以分析一個產業產生較強競爭力的原因。該理論從生產要素、需求條件、相關產業、企業戰略、政府和機會6個角度進行分析。

1.1 生產要素

中國作為人口大國，豐富的勞動力人口相較于其他光伏產業排名靠前的國家是一大優勢。在原材料供應方面，作為光伏電池板主要原料——硅料的最大生產國和消費國，中國在多晶硅、硅片等上游材料的生產規模不斷提升，滿足國內生產需求的同時，也在不斷降低對多晶硅的進口。

同時，我國不斷增強對技術型光伏人才的培養，為促進光伏技術創新和技術進步做出努力。自2014年起，我國研究機構晶硅電池實驗室效率已打破紀錄29次，2020年PERC單晶電池量產平均轉換效率達22.8%。另外，我國積極參與國際標準的建設，2020年我國提交的IEC新標準提案9項中，有7項已成功立項。

1.2 需求條件

近年來，隨著農村電網改造升級、高技術制造業的高質量發展，以及信息服務行業的迅猛發展，我國第一、第二、第三產業以及城鄉居民用電量都在持續增長。同時，在追求綠色低碳發展的目標下，非化石能源發電需求在不斷增大。截至2020年底，非化石發電占總發電量的比重達33.9%。光伏作為我國可再生能源的兩大支柱之一，其每年新增裝機量將對我國能源結構轉型意義重大。為了實現“3060”目標，預計“十四五”期間我國光伏年均新增裝機在70～90 GW，可見國內光伏市場需求潛力巨大。

由于光伏產業發展迅猛，我國出口到國外的硅片、電池片、組件等光伏中上游產品出口量也在持續增長，相比2019年雖然出口額同比減少5%，但出口量與2018年持平。同時，在全球重視清潔能源生產的背景下，隨著我國在光伏產品各個環節生產的技術進步促使生產成本不斷降低，我國企業在承接海外光伏項目的國際競爭力將不斷提升。

1.3 相關與支持性產業

硅作為光伏產業重要的原材料，硅產業的發展與光伏產業的發展有著相輔相成的作用。由于市場需求的不斷擴大，我國金屬硅市場已經成為世界最大工業硅消費市場。其中，多晶硅和硅片的產量持續增長，2020年產量分別達39.2×104t和161.3 GW。同時，多晶硅作為工業硅的下游產業，其生產過程中的還原電耗、冷氫化電耗、水耗、硅單耗等產生的能耗及原料使用都在隨著技術進步及規模優勢而不斷降低，進而降低了生產成本，在提升硅產業實力的同時，推動了光伏產業的發展。此外，由于我國正加快能源轉型，風電產業也在積極和光伏產業合作開發大基地電站。

1.4 企業戰略、結構和同業競爭

波特認為創造與持續產業競爭優勢的最大關聯因素是國內市場強有力的競爭對手。在光伏產業發展的前期，由于我國政府實施對戰略性新興產業的財政補貼政策，使得光伏產業在發展過程中出現了同質同構、產能過剩等現象，行業內部競爭壓力巨大，為此多家光伏企業都在憑借技術優勢占據單一生產線競爭優勢的基礎上，增強全產業鏈布局，同時擴大生產規模，從而形成規模優勢，降低成本，進而以較低的價格吸引光伏電站運營商。目前，隆基企業、晶澳科技、中環公司等光伏產業老牌公司都在與上游原材料供應商簽訂長期合同，為價格戰做準備。

1.5 政府和機會

住建部于2020年11月發布《太陽能發電工程項目規范（征求意見稿）》來推進光伏在建筑方面的應用，促進光伏建筑一體化的發展；工業和信息化部制訂了碳達峰行動方案，鼓勵工業企業優先使用可再生能源，建立綠色工業園區；交通運輸部制訂高速公路路側光伏工程技術規范，促進光伏在交通運輸上的能源利用。同時，國家發展和改革委員會于2021年3月發布《關于引導加大金融支持力度促進風電和光伏發電等行業健康有序發展的通知》，提出七項金融措施，彌補企業承擔的利息成本，以及解決可再生能源企業資金困難問題。

2 美國光伏產業分析

2.1 生產要素

據國際可再生能源機構2020年的數據統計，相比于中國221.4萬光伏行業就業人員，美國僅24.2萬就業人員，但隨著美國新總統拜登的上任，美國太陽能工業協會主席Hopper表示，將有機會為美國太陽能行業創造數十萬個崗位，以實現太陽能十年計劃。雖然由于一些突發因素導致美國部分公共事業項目受到推遲或取消的影響，但是美國2020年新增光伏裝機量突破2016年以來的最高紀錄，達到16.5 GW。同時，美國積極為技術創新提高資金支持，2020年1月美國能源部經審核后投資了1.255億美元于太陽能技術的研究，投資涉及光伏系統安全性、逆變器網絡安全、人工智能檢測、農業+光伏、光伏+儲能等項目，希望實現降低太陽能成本，提升美國太陽能產業競爭力的目標。美國在過去的十年里太陽能安裝成本降至原本的70%，2019年公共事業加權平均LCOE成本降至每千瓦時0.067 7美元，而中國每千瓦時僅為0.054 1美元[3]。

2.2 需求條件

據EIA報道，由于太陽能光伏和風能的迅速增長，美國可再生能源在電力生產中的比重從2008年的9%增長至2018年的17%。同時，隨著國家響應對清潔能源的號召，各州、大公司和公共事業部門的清潔能源目標也在不斷增長。據SEIA年度報告顯示，美國頂級企業正加速對太陽能及可再生能源的投資，截至2019年，美國企業太陽能用戶已在38 000個不同的設施中部署超過8 300 MW的太陽能裝機容量，其中蘋果公司、亞馬遜、沃爾瑪以398.3 MW、369 MW、331 MW的裝機容量排在前三位。然而，近年來美國光伏組件進口占比不斷上升，雖然美國頒布了提升關稅的相關政策，刺激了對新制造業的投資，但是由于光伏組件及太陽能電池需求太大，導致進口量沒有下降。

2.3 相關及支持性產業

雖然作為光伏產業上游原材料的硅片產業最先是由美國開創的，但是由于美國龍頭公司經營出現了虧損便結束了對該市場的占有，使美國失去了硅片產業巨頭的優勢，目前全球排名前五的硅片生產廠商沒有一家來自美國。同樣作為清潔能源的風能產業，是美國近十年可再生能源發電最多的一個行業，其在電力生產總量上的占比從2008年的1%提升至2018年的6%，與光伏產業形成了有效競爭。

2.4 企業戰略、結構和同業競爭

在美國50個州中，加利福尼亞州在裝機方面一直處于領先地位，2019年其太陽能裝機容量達31 288.02 MW，但隨著太陽能成本的不斷下降，佛羅里達州和得克薩斯州的裝機容量也在不斷增長，同時刺激著越來越多的州參與到太陽能裝機容量的競爭中。據SEIA報道，目前已經運行的太陽能項目的容量為47 GW，但正在建設或正在開發的項目的容量卻達到115 GW，可見市場競爭之大。

2.5 政策與機會

自2006年起，美國國會通過了投資稅收抵免（ITC）法案，即對住宅、商業和公共事業規模的太陽能安裝提供30%的投資稅收抵免。該法案自頒布以來，美國太陽能年平均增長率達52%。2020年，國會通過了對ITC法案逐步降低的推遲，即2021和2022年仍維持26%的抵免，2023年抵免降至23%，2024年取消對住宅的抵免，同時商業及公共事業項目抵免降至10%。2020年ITC法案的修訂給發展長期投資的公司提供了確定性，加快競爭和技術創新的同時，將降低消費者的能源成本。但是新就任的美國總統依舊維持201法案，即對進口雙面太陽能組件征收20%的關稅，以促進國內光伏制造業的發展，同時201法案的繼續實行也將提高太陽能投資者的風險。

3 結論

一方面，國家層面需繼續提供政策的支持，加大對技術研究資金的投入。技術作為第一生產力，關乎著我國在光伏領域的話語權，同時技術的進步有利于進一步降低太陽能裝機成本，從而降低度電成本，以加速平價上網政策的實現，也能促進我國光伏產業國際競爭力的提升，吸引更多的海外項目。另一方面，我國光伏產業及科研機構需積極參與國際標準的制訂，提升行業話語權的同時，應注重專利權的保護，并且積極探索創新光伏應用領域，充分利用太陽能資源。同時，需加大對全產業鏈的布局，重視原材料資源的持續性獲取，積極加強相關及支持性產業間的合作。