■ 時(shí) 波 山成英
(中國(guó)人民銀行西寧中心支行 青海西寧 810001)
隨著綠色發(fā)展和雙碳目標(biāo)的具體要求的提出,光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來重要機(jī)遇期。近年來,我國(guó)能源供給體系由新中國(guó)成立初期的煤炭占90%以上,逐步形成了煤、油、氣、可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源生產(chǎn)體系,能源的基礎(chǔ)保障作用顯著增強(qiáng),煤炭能源供給方式下降至59%,非化石能源消費(fèi)比重提升至14.3%,天然氣消費(fèi)比重提升至7.8%。非化石能源主要以水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能的高效利用為主要承載方式,其中,又以光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速,產(chǎn)業(yè)鏈條最長(zhǎng),也較為復(fù)雜,上中下游產(chǎn)業(yè)鏈涉及多個(gè)行業(yè)和部門,容易受到基礎(chǔ)原料和產(chǎn)品供給的不確定性沖擊。具體來看,光伏發(fā)電領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈,主要由上游硅礦到晶體硅原材料供給、中游單晶硅電池和多晶硅電池形成的電池組件生產(chǎn)、下游光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)等三個(gè)主要方面構(gòu)成,應(yīng)當(dāng)有針對(duì)性地對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈提供多元金融支持。
作為繁雜的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈條上端,其上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展也形成了自身的產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈條,以多晶硅、單晶硅等光伏發(fā)電原料為核心的工業(yè)硅產(chǎn)品,其產(chǎn)出主要受制于硅石、洗精煤、碳素電極等基礎(chǔ)材料,以及生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化,進(jìn)而直接影響工業(yè)硅生產(chǎn)成本和總量的供給,對(duì)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)定價(jià)和碳排放總量具有決定性作用。
1.上游原材料產(chǎn)量豐富,供需缺口仍然存在。從供給端來看,硅是光伏發(fā)電上游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展中的核心原材料,需要硅石、洗精煤、木質(zhì)疏松劑等原材料,以碳素電極等為輔料,制成工業(yè)硅,期間還需耗費(fèi)大量電力,最終形成有機(jī)硅、多晶硅和單晶硅等上游產(chǎn)業(yè)的最終產(chǎn)品。普通晶體硅材料和太陽(yáng)能級(jí)單/多晶硅材料是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條的最前端,對(duì)光伏能源發(fā)電總量、能源成本和用能價(jià)格具有很強(qiáng)的預(yù)期引導(dǎo)和決定作用。硅石主要包括脈石英、石英巖、石英砂巖,我國(guó)硅石資源主要分布在石英巖中,占比達(dá)53.4%,我國(guó)石英巖儲(chǔ)量豐富,石英砂是石英石經(jīng)破碎加工而成的石英顆粒。數(shù)據(jù)顯示,近年來我國(guó)石英砂產(chǎn)量穩(wěn)定,硅砂及石英砂行業(yè)企業(yè)總數(shù)由2020年末的1576家增長(zhǎng)至2021年一季度末的1580家,石英砂產(chǎn)量也由2014年的7167萬噸增至2020年的8765萬噸,中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)2021年產(chǎn)量將達(dá)到9200萬噸。
從全球硅礦石資源分布來看,呈現(xiàn)出總量豐富和區(qū)域不均衡的主要特點(diǎn),全球硅礦石資源豐富、分布廣泛,地殼中約含27.6%,是僅次于氧的第二豐富元素,屬于類金屬元素,但世界硅資源分布極不平衡。巴西較為豐富,資源總量居世界首位,我國(guó)大部分地區(qū)都有含硅礦石分布;次之為馬達(dá)加斯加和危地馬拉;加拿大、俄羅斯、美國(guó)、法國(guó)、意大利、印度、澳大利亞、土耳其、緬甸等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)有少量分布。從硅原材料供給來看,近年來我國(guó)硅產(chǎn)量位居全球第一,2020年,我國(guó)硅產(chǎn)量約540萬噸,受新冠肺炎疫情影響較2019年下降6.9%,占全球總產(chǎn)量的67.5%。產(chǎn)量較高國(guó)家基本都將硅作為重要的戰(zhàn)略資源進(jìn)行有序開發(fā),美國(guó)對(duì)全球硅料主產(chǎn)國(guó)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì),也基本符合實(shí)際(詳見表1)。
表1 主要硅原料生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)量(萬噸)
從需求端來看,我國(guó)對(duì)硅原料的需求持續(xù)增加,在硅原料產(chǎn)量連年增長(zhǎng)的基礎(chǔ)上,特別是石英砂原料,由2014年進(jìn)口量的27.2萬噸,增長(zhǎng)至2020年的334.5萬噸。石英砂行業(yè)需求量也由2014年的7192.6萬噸,增長(zhǎng)至2020年的9092.8萬噸。光伏發(fā)電行業(yè)對(duì)硅料的需求隨裝機(jī)容量上升持續(xù)增長(zhǎng)。2021年前三季度全國(guó)光伏新增裝機(jī)容量為25.56GW,同比增長(zhǎng)44%,其中集中式光伏電站9.15GW、分布式光伏電站16.406GW,占比分別為35.8%和64.2%。在此背景下,光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的硅片、電池片和組件等需要加速擴(kuò)產(chǎn),與大量光伏裝機(jī)容量的短期需求存在差異,部分原料擴(kuò)產(chǎn)周期較長(zhǎng),使得供需兩端缺口仍然突出,此進(jìn)一步促使硅料價(jià)格的快速上漲。
2.原材料價(jià)格連續(xù)多年上漲,抬升光伏產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)成本。單晶硅、多晶硅作為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)品,主要由高純度石英砂制作的坩堝來成型,高純度石英砂均價(jià)較普通和精制石英砂成幾何倍數(shù)增長(zhǎng),精制石英砂均價(jià)不足300元/噸,而高純度石英砂均價(jià)接近4300元/噸,連續(xù)多年漲價(jià),特別是在2016年之后快速增長(zhǎng)一倍以上,成為抬升光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)電成本的重要因素之一。國(guó)內(nèi)單晶復(fù)投料價(jià)格區(qū)間在17.4萬元/噸—20.0萬元/噸,成交均價(jià)為19.44萬元/噸;單晶致密料價(jià)格區(qū)間在17.2萬元/噸—19.8萬元/噸,成交均價(jià)為19.00萬元/噸,這是自2020年底以來,硅料第16次漲價(jià)。此外,2021年以來,在能耗雙控目標(biāo)的要求下,新疆、云南和四川等地,在限電、限煤等政策的影響下,工業(yè)硅產(chǎn)能開工受限,供需不平衡趨勢(shì)加劇,引發(fā)硅原料價(jià)格上行,抬升了光伏行業(yè)發(fā)電成本。
1.太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率成為提高光伏發(fā)電效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。單晶硅和多晶硅電池作為光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的中游核心組件,是決定太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵產(chǎn)品,也是決定清潔電力產(chǎn)出效益的關(guān)鍵指標(biāo)。2020年,我國(guó)規(guī)?;疨型單晶電池平均轉(zhuǎn)換效率為22.8%,較2019年提高0.5個(gè)百分點(diǎn);鑄錠單晶PERC電池平均轉(zhuǎn)換效率為22.3%,較單晶PERC電池低0.5個(gè)百分點(diǎn);多晶黑硅電池片轉(zhuǎn)換效率為20.8%,較2019年提高0.3個(gè)百分點(diǎn);常規(guī)多晶黑硅電池則轉(zhuǎn)換效率約為19.4%,較2019年提升0.1個(gè)百分點(diǎn);N型TOPCon電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.5%,異質(zhì)結(jié)電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.8%。而薄膜太陽(yáng)能電池/組件量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率僅為15%左右??傮w來看,太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率仍然不高,與歐美技術(shù)水平相比(部分可達(dá)40%),仍有一定差距,預(yù)計(jì)到2030年轉(zhuǎn)換效率也僅能維持在25%左右,在原料成本上漲的雙重作用下,會(huì)直接抬升下游光伏發(fā)電企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本,加重光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)負(fù)擔(dān)。
2.原材料價(jià)格上漲直接推動(dòng)中游產(chǎn)業(yè)鏈成本激增。在硅原料等基礎(chǔ)價(jià)格上漲的推動(dòng)下,硅片價(jià)格快速跟漲。2021年以來,多晶硅片價(jià)格從1.27元/片上漲至2.3元/片,漲幅達(dá)到81%以上;單晶硅片G1、M6、M10、M12價(jià)格也快速增長(zhǎng),其中G1硅片漲幅最大達(dá)到66%以上,M6、M12緊隨其后漲幅均在64%以上,M12漲幅超52%。PVinfolink數(shù)據(jù)顯示,2021年9月初,G1、M6單晶硅片價(jià)格達(dá)5元/片以上,M10、M12也逐步開始漲價(jià),部分廠商快速調(diào)整硅片價(jià)格,如隆基在硅原料供給上漲之后,將單晶硅片M10 170μm厚度報(bào)價(jià)上調(diào)0.3元/片~6.41元/片,單晶硅片P型M6 170μm厚度報(bào)價(jià)上調(diào)0.25元/片~6.41元/片,單晶硅片P型158.75/223mm 170μm厚度硅片上調(diào)0.25元/片~5.24元/片。
1.光伏發(fā)電系統(tǒng)形成全國(guó)廣泛分布與富集區(qū)重點(diǎn)布局相結(jié)合為特點(diǎn)。以全國(guó)陸地表面平均年水平面總輻射量為標(biāo)準(zhǔn),2020年,我國(guó)總輻射量為1490.8kWh/m2,其中甘肅西南部、內(nèi)蒙古西部、青海西部、西藏西部以及四川西部,年總輻射量超過1750kWh/m2,是太陽(yáng)能資源富集區(qū),光伏項(xiàng)目年利用小時(shí)數(shù)為1160小時(shí)。分區(qū)域看,截至2021年3月底,全國(guó)光伏累計(jì)裝機(jī)規(guī)模超過1000萬千瓦的省份有13個(gè)省份。其中,位居前三的?。▍^(qū))分別是山東(2380萬千瓦)、河北(2218萬千瓦)、江蘇(1723萬千瓦),青海、浙江、安徽、山西位列第四至七位,裝機(jī)規(guī)模分別為1581、1554、1421、1311萬千瓦。從光伏發(fā)電總量來看, 2021年1~6月,全國(guó)光伏發(fā)電量1576.4億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)23.4%;利用小時(shí)數(shù)為660小時(shí),同比減少3小時(shí);利用小時(shí)數(shù)較高的地區(qū)為東北地區(qū)790小時(shí),華北地區(qū)652小時(shí),其中吉林868小時(shí)、黑龍江868小時(shí)和四川875小時(shí)。全國(guó)棄光電量約33.2億千瓦時(shí),棄光率2.1%,同比下降0.07個(gè)百分點(diǎn)。光伏消納問題較為突出的西北地區(qū)、華北地區(qū)棄光率分別降至4.9%和2%,同比分別降低0.3和0.5個(gè)百分點(diǎn)。
2.光伏組件成本直接決定現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)成本。光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本主要由逆變器、支架、追蹤系統(tǒng)、接線盒、過載保護(hù)、組件、電纜等主要設(shè)備構(gòu)成,以及土建工程、安裝設(shè)備、電站設(shè)計(jì)、工程完成后的檢查驗(yàn)收和工程建設(shè)前的各種費(fèi)用等部分組成。單晶組件和多晶組件占成本的40%~45%,只有組件成本下降才會(huì)大幅降低光伏電站建設(shè)成本。目前,我國(guó)光伏電站建設(shè)邊際成本在3.5元/瓦~4元/瓦,較之前大幅下降。相對(duì)應(yīng)的電價(jià)約為0.3元/度~0.45元/度不等,在資源富集區(qū),如寧夏、青海、甘肅,平均用電成本約為0.33元/度左右;在資源匱乏區(qū),如四川、重慶、湖南、湖北等地區(qū),均價(jià)接近0.7元/度,光伏電價(jià)在配合政府補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上,能夠有效覆蓋現(xiàn)有用電成本。
光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展能耗巨大,以多晶硅生產(chǎn)為例,2020年,平均綜合電耗為66.5kWh/kg-Si,同比下降5%;平均水耗為0.12t/kg-Si,同比下降7.7%;蒸汽耗量均值為23kg/kg-Si左右,同比下降17.9%;綜合能耗平均值為11.5kgce/kg-Si。硅片拉棒平均電耗為26.2kWh/kg-Si。總體來看,光伏發(fā)電能耗仍然較高,對(duì)光伏中游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展形成阻礙。此外,現(xiàn)有光伏電站建設(shè)速度遠(yuǎn)超電網(wǎng)建設(shè)速度,電力供需兩端失衡,光伏電力供給由資源富集區(qū)向外輸送的能力不足,調(diào)峰和儲(chǔ)能的方式、效率、總量有限,使得富余電力消納成為難題,隱性棄光比率偏高。裝機(jī)規(guī)模大幅超過最大用電負(fù)荷,電力輸送能力顯著不足,光伏電站發(fā)出的電力無法實(shí)現(xiàn)有效利用和同步上網(wǎng)。
多晶硅生產(chǎn)作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上中游,1噸工業(yè)硅生產(chǎn)需要13000度電,電力成本在工業(yè)硅總生產(chǎn)成本中占比高達(dá)30%~40%,屬于高耗能行業(yè),以火電為能源的金屬硅單噸碳排放達(dá)15.91噸二氧化碳當(dāng)量,以水電為能源的金屬硅單噸碳排放為5.32噸二氧化碳當(dāng)量。而下游產(chǎn)業(yè)鏈條中的光伏組件需求量巨大,在光伏裝機(jī)不斷擴(kuò)容的大背景下,中上游的減排限產(chǎn)壓力與下游光伏組件巨量需求之間的矛盾,將在一定程度上阻礙著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,并推高中游產(chǎn)業(yè)鏈中光伏電池組件的基礎(chǔ)價(jià)格,進(jìn)一步壓縮光伏發(fā)電企業(yè)利潤(rùn)空間,抑制光伏行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)拓能。
目前,光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條終端基本被定位在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)領(lǐng)域,短期光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)不會(huì)產(chǎn)生過量副產(chǎn)品,隨著光伏電站發(fā)展時(shí)限延續(xù),以光伏電池組件為代表的廢舊原料將大量產(chǎn)生,應(yīng)當(dāng)將光伏下游產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行有效延伸,實(shí)現(xiàn)廢舊光伏電池組件的高效回收和再利用,而相比于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度,我國(guó)光伏組件回收產(chǎn)業(yè)鏈的建立明顯滯后,在產(chǎn)業(yè)鏈條終端和再循環(huán)領(lǐng)域,尚未實(shí)現(xiàn)有效閉環(huán)運(yùn)行。
一方面,積極推動(dòng)建立供應(yīng)鏈金融服務(wù)體系,提供多元化、個(gè)性化、立體化的金融綜合服務(wù),重點(diǎn)在降低光伏上游產(chǎn)業(yè)鏈能源消耗總量方面,要提供專項(xiàng)金融服務(wù),鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)支持企業(yè)研發(fā)攻關(guān),有效降低光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展成本,支持龍頭企業(yè)形成規(guī)模效應(yīng)。另一方面,加大對(duì)電力傳輸系統(tǒng)建設(shè)的金融支持力度,重點(diǎn)增強(qiáng)電力調(diào)峰和儲(chǔ)能的能力,平衡電力富余區(qū)與匱乏區(qū)之間的用電頻率,加大跨區(qū)域的電力輸送,鼓勵(lì)電力富余區(qū)通過電力外送換取經(jīng)濟(jì)收益,保障實(shí)體產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。
對(duì)硅料生產(chǎn)和加工、光伏電池組件的生產(chǎn)等上中游關(guān)鍵環(huán)節(jié),通過財(cái)政直補(bǔ)、擔(dān)?;?、產(chǎn)業(yè)基金、貨幣政策直達(dá)工具等方式,給予專項(xiàng)支持,幫助企業(yè)有效降低光伏發(fā)電關(guān)鍵組件的生產(chǎn)成本,積極鼓勵(lì)中小企業(yè)在上中游提供更為豐富的基礎(chǔ)材料,扭轉(zhuǎn)供需短期失衡的基本現(xiàn)狀,為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一個(gè)良好的發(fā)展空間。推進(jìn)跨境資金流動(dòng)和投融資便利化改革,鼓勵(lì)企業(yè)利用好全球資源要素,完善境外上市、跨國(guó)并購(gòu)等金融服務(wù),有效提升本土產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。兼顧硅料的戰(zhàn)略資源發(fā)展地位,合理開采、高效利用,在硅料自采和進(jìn)口上尋找最優(yōu)比例,提高硅原料使用效率。
我國(guó)在光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈中的普通金屬回收、處理、應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)基本成熟,光伏發(fā)電下游產(chǎn)業(yè)鏈中的光伏電池組件等,在超過使用壽命,轉(zhuǎn)變?yōu)閺U舊材料之后,光伏組件中的硅、銀、銅、鋁等有價(jià)值的資源,大部分都能夠通過回收實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用,應(yīng)當(dāng)加大對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)終端鏈延長(zhǎng)和擴(kuò)容增量的金融支持力度,提高資源循環(huán)再利用效率,回補(bǔ)硅原料短期不足,有節(jié)奏地控制對(duì)原生資源的開采,并降低資源提煉能耗,減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響及破壞,延長(zhǎng)光伏終端業(yè)鏈條至光伏電站回收再利用業(yè)。