168体育app下载中国光伏发展史:披荆斩棘再度启航我们的故事从1839年开始,一个19岁的法国科学家慢慢的把两片金属放入伏打电池,意外的发现受到阳光照射时会产生更大的电势,他在论文中把这种现象叫做“光伏打效应”。这位科学家是出生于法国科学世家的A.E.贝克雷尔,也是如今我们所说的光电效应的发现者,现在人们为了纪念他还把“光伏打效应”叫做“贝克雷尔效应”。
发现了一种科学现象之后,进行合理的解释就成了下一步工作,但贝克雷尔没能很好的解释“光伏打效应”。贝克雷尔之后类似的研究还在继续,37年之后,英国科学家威廉·格里尔斯·亚当斯和他的学生理查德·埃文斯·戴发现硒在光线下会产生电能。
这个现象进一步说明了光在照射物体时能够将光转化为电能,虽然人们还是在苦苦寻找合理的解释,但技术的应用往往走在理论前面,1883年,美国科学家查尔斯·弗里茨在锗片上镀上一层硒金属电极,发明了世界上第一块光伏电池。
当时这块光伏电池的转换效率只有可怜的1%,可并不影响查尔斯的信心,他还雄心勃勃的说:“它连续地、稳定地输出电能,不仅仅能在日光下,还能利用散射光,甚至是昏暗的灯光…我们也许很快就能看到光伏板与‘燃煤发电厂’的竞争”。
今天查尔斯狂妄的话还真的成了现实,虽然当时很少有人相信他,不过对于他对光伏电池的贡献还是很少有人否认的,查尔斯把他的光伏电池寄给西门子,西门子认为光伏技术在科学上有重要的意义,著名的物理学家麦克斯韦也十分赞同。
当时不论是西门子还是麦克斯韦,都无法解释光伏打效应背后的秘密。因为这背后牵扯到物理学史上重大的一次变革,光伏打效应线年爱因斯坦在他的论文“光子量子假设的光电效应的理论解释”中提出的,后来从1912年到1916年,美国实验物理学家罗伯特·安德鲁斯·米利肯通过实验证实了爱因斯坦对光电效应的猜想。爱因斯坦也因为对光电学的突出贡献获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。
随着人们对光伏电池的研究,各种工艺和材料也在不断更新。1916年,波兰化学家扬·柴可拉斯基发现了提纯单晶硅的拉晶工艺,并以他的名字命名为柴可拉斯基法。这项技术后来到20世纪50年始实际应用于半导体制造业中晶圆的制造。
后来,科学家们在对薄膜太阳能电池的研究时,发现通过在材料中掺杂金属可以提高发电效率,1940年,美国半导体专家拉塞尔·奥尔制造出了固态二极管的基本结构P-N结,P-N结不用多说,这是太阳能电池发展的坚实基础。
1953年,美国物理学家达里尔·查宾、杰拉尔德·皮尔森和化学家卡尔文·绍瑟·福勒制出了晶体硅太阳能电池,每个大约2厘米大小,生产效率约为4%。从此,太阳能电池逐渐走向工业领域。
太阳能电池最开始的生产成本非常高,航天领域的出现给了它第一个应用的场景,在当时太阳能电池能大幅延长航天器的寿命,这产生的价值远远超出了它的成本。1958年3月17日,美国的第二颗人造卫星就是同时使用了化学电池和光伏电池,这也奠定了太阳能电池使用的基础,从此以后太阳能电池都被其他国家用作卫星的主要电源。
1967年,我国半导体材料及材料物理学家、中国科学院院士王占国受国防科工委的委托,开始执行“651”科研任务,所谓“651”就是人造卫星的工程代号,这是一个十分重要的任务,当时全国的资源都为“651”任务开绿灯,王占国主要负责人造卫星的光伏电池研究。
那时太阳能电池是世界科技的前沿领域,国内基本属于空白状态,国内的P+/N太阳能电池遭遇电子辐射时无法长时间运行,经过不断的实验王占国和他的团队最终发现高阻N+/P太阳能电池能更好的耐辐射,在1967年底的人造卫星电池定型会上,王占国院士主导的高阻N+/P太阳能电池正式被“651”任务采纳。
1968年,王占国团队研发的太阳能电池开始批量生产,总共投片5960片,制成3350片成品,遗憾的是出于稳妥考虑1970年4月24日“东方红一号”发射时并没有采用太阳能电池,而是采用了化学电池。“东方红一号”卫星最终只在太空中工作了28天。11个月之后,“东方红一号”的备用卫星“实践一号”发射,作为对比,使用了太阳能电池的卫星在轨道上一共工作了8年。
光伏电池从“天上”落到“地上”,又整整过了三十年。2000年前后,在新世纪的曙光下,我国光伏企业借着欧洲的东风,成功开启了第一轮爆发。
光伏行业的兴衰与发展环境息息相关,在世纪之交,国际上对气候环境的担忧为光伏行业发展提供了第一次机遇。
1997年12月,《京都议定书》在日本获得183个国家赞成而通过,《京都议定书》确定了联合国气候变化框架公约内的发达国家到2010年碳排放量比1990年降低5%,具体来说,欧盟要降低8%、美国降低7%、日本降低6%、加拿大降低6%、东欧各国降低5%至8%。
需要说明的是,《京都议定书》是一个具有法律效力的法案,这和今天的《巴黎协定》完全不同,它的强制性开启了2000年之后光伏行业快速发展。
欧盟作为最激进的减排地区,2000年又颁布了《可再生能源法》,并且在2004年进行重新修订。修订后的法案提出:对于不同的太阳能发电形式,政府给予为期20年、每千瓦时0.45-0.62欧元的补贴。在德国之后,西班牙等光照条件好的国家相继颁布鼓励政策,欧洲光伏市场被点燃,看到欧洲的光伏市场,国内有远见的企业家已经开始摩拳擦掌了。
1998年,苗连生成立了保定英利新能源有限公司。一年后,保定英利承担了国家高新技术产业化示范工程——多晶硅太阳能电池及应用系统示范项目。这是中国首条具有国际先进水平的多晶硅太阳能产品示范生产线,保定英利也成为了首家步入中国光伏产业的公司。
2000年,施正荣放弃在澳大利亚优越的生活和科研工作,带着14项太阳能技术发明专利回国创业。2001年1月,在无锡市政府的支持下成立了无锡尚德公司。施正荣以40万美元的现金和160万美元的技术参股,以25%股权成为尚德第一大股东并担任总经理168娱乐app下载。2002年,尚德公司第一条10兆瓦生产线年,在欧盟《可再生能源》修订之后,巨大的补贴让全球光伏产业迎来全面爆发,熟悉的剧情下中国光伏企业也步入了第一次高光时刻。
面对欧洲兴起的太阳能组件热潮,苗连生从德国慕尼黑起步,拓展到西班牙、意大利等市场,施正荣的无锡尚德组件出口量也持续上升,销售金额在2004年翻了10倍,利润接近2000万美元。
2005年,看到了欧洲光伏行业的火爆,长期从事外贸工作的彭小峰在江西新余成立了赛维LDK,也就是江西赛维,伴随着赛维100MW硅片产能投产,亚洲最大的硅片生产商就此诞生。在后续的2年时间里,彭小峰就将赛维推向美国资本市场,并创造了当时中国企业在美国完成的最大规模IPO的记录。
在资本的盛宴下,光伏行业顺风顺水,在当时创造了一片巨大的财富。2005年12月,完成了私有化的尚德成为中国首家登录纽交所的民营企业。2006年1月13日,尚德收盘价为34.02美元,董事长兼CEO施正荣也以23.12亿美元的身价荣登中国首富。苗连生和他的英利也在2007年6月8日成功在纽交所上市,融资3.19亿美元,2010年成为了世界上第一个赞助世界杯的中国企业。
随着需求的火爆,2004年开始,全球范围内爆发了多晶硅缺货潮,半导体多晶硅价格不断上涨,在2002-2003年,全球最好的半导体级多晶硅售价只要28美元/千克,可到了2008年,太阳能级多晶硅一度被炒到400美元/千克。“拥硅为王”成为了当时光伏行业最鲜明的特征。
面对多晶硅缺货潮,中国的光伏企业采取了不同的措施,施正荣的无锡尚德开启了长协模式,国外企业签订了多个长协订单,而苗连生和彭小峰则开启了疯狂的扩张之路。
2006年尚德与美国多晶硅巨头MEMC签订50-60亿美元多晶硅合同,合同期为十年。次年,尚德再次与另一美国巨头Hoku签订6.87亿美元的供货合同。另一方面,由施正荣控制的亚洲硅业获得了尚德长达16年期限、15亿美元的无条件支付合约。
2008年,爆发了全球范围的金融危机,在金融危机的冲击下,欧盟不得不降低政策支持力度,随着补贴下降欧洲光伏市场开始迅速萎缩。需求的疲软使得2009年多晶硅价格开始暴跌,在不到一年的时间里,从顶峰的400美元/千克跌至40美元/千克,跌幅达到90%。
在硅料价格的暴跌下,尚德的长协变成了噩梦。2011年尚德取消了与MEMC签订的多晶硅供应合同,赔付了整整2.12亿美元,成为了无锡尚德衰落的第一步。
与施正荣不同,苗连生对产能的扩张十分激进,最典型的案例是对六九硅业的投资。2010年,在“拥硅为王”的口号下,英利迅速向上游扩展以做全产业链。当年8月,英利旗下六九硅业项目宣布投产。回头再看这一项目成为英利后来债务危机的根源。到2011年,国际光伏产品价格剧烈跳水,多晶硅从70美元/公斤的中等价位暴跌到了30美元/公斤。英利投资多晶硅失利,仅2011年六九硅业被减值达22.75亿元。
彭小峰则由于江西赛维刚刚创造了中国企业在美国的最大规模IPO记录,募集的4.69亿美元给了他足够的底气。2008年,彭小峰带领江西赛维向产能世界第一的太阳能多晶硅片供应商进军。同时,面对高价硅料带来的,彭小峰决定在新余市马洪村投资120亿元,建设一条万吨级的硅料生产线。
美国从2011年首先开始了对中国光伏企业的“双反”调查,2012年5月17日,美国商务部公布反倾销初裁决定,对英利、无锡尚德、天合光能分别征收31.18%、31.22%、31.14%的反倾销税,未应诉中国光伏企业的税率为249.96%。随后,欧盟也发布了对中国光伏企业的“双反”调查。
2012年上半年,多重压力下的尚德已经一发不可收拾,平均每天都要亏损1000万元,股价也从顶峰的90美元一路跌破1美元。
2012年8月,尚德想要出售海外资产GSF基金,缓解资金压力。但调查发现,这个由尚德向国开行提供的5.6亿欧元的反担保资产并不存在。这一骗局成了压到尚德的最后一根稻草,2013年3月20日,无锡尚德被无锡市中级人民法院裁定破产重整,一代光伏王者就此黯然离场。
同一时期,英利也受到了巨大冲击,股价从高点的415元跌至25元。面对危机,苗连生将全部身家压上为英利输血续命。但在行业景气度不佳的情况下,英利在2015和2016年分别面临10亿和14亿的债务违约。最终从美国退市,宣布破产。
从2009年开始,彭小峰原计划一年收回成本的硅料产能就变成了沉重的负担。2012年,由于产品滞销加上一轮超百亿元的重大投资错误,赛维LDK的负债总额攀升至270亿元,负债率突破100%,公司开始大裁员,供应商纷纷登门讨债。2012年11月,为平息局面,彭小峰辞职,将赛维LDK的CEO佟兴雪推向前台,善后工作由当地政府接手。当地政府维持了两年,也解决不了债务问题,只好运作赛维LDK破产重组。
在光伏企业中,有一个企业是另类的,那就是汉能。汉能的董事长李河君最大的成功是曾经从国资手里拿下的云南金安桥水电站。金安桥水电站总装机300万千瓦,比葛洲坝还大,作为最大的民营水电站,是汉能重要的利润来源。
汉能2011年登陆香港A场后,市值一度突破3000亿港元。2015年2月,李河君以1600亿元人民币的个人财富被《胡润财富》评为“中国首富”。
回到2009年,金融危机对光伏的影响还未结束,李河君却率领汉能进入了光伏领域,而选定的技术是薄膜光伏领域。当时,薄膜技术并不被人看好,施正荣就因为质疑薄膜技术而选择了晶硅技术。
而2012年后,我国也开始了对本土光伏产业的支持,在利好政策下,中国光伏企业已经开始走出了阴霾,但汉能一直将薄膜技术作为主打方向,并在2017-2019年期间,汉能在北京还发布了汉瓦和汉墙等薄膜光伏新产品,但是市场的反映平平,薄膜光伏产品只是近乎概念的存在。
由于汉能的薄膜产品长期无法打开市场,经营状况不断恶化,2019年6月11日,汉能宣布从香港资本市场完成私有化,并计划回归A股。这让外界看到了其似乎跨过“鬼门关”,东山再起之势。然而,仅仅数月,汉能被曝出售金安桥水电站,拖欠员工工资、社保等消息扑面而来,陷入资金链断裂危机。直至奥森北园汉能总部办公区开始被拆,汉能正式陨落。
面对美欧“双反”的压力,中国政府加大了对光伏产业的支持力度,这也为我国光伏企业调转船头回归国内市场提供了条件。
在美欧进行“双反”调查之后,2012年7月,我国出台了《太阳能发电发展十二五规划》,将2015及2020年装机目标进一步提升至21GW及50GW。同年10月,国家电网发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》,开放分布式并网时间,全面支持分布式能源发电。
那个时候,多晶硅技术主要被美国、德国、日本几家大厂垄断,中国既没有规模化生产的核心技术,也没有关键设备。
像尚德、英利、赛维等很多早期进入多晶硅产业的企业,虽然生在本土,但战场却在国外,这种情况被人们戏称为“三头在外”,也就是市场在外——90%以上在欧洲;原材料在外——主要原材料90%以上产自国外;技术设备——多晶硅核心技术被垄断在美德日等国手中,生产线关键技术设备都依赖进口。
面对海外的技术封锁,缺乏核心竞争力,结果多是轰轰烈烈而来,匆匆忙忙而去,最后以偃旗息鼓收场。
2005年,在热电领域浸淫了十多年的朱共山接手了一个多晶硅项目,并在2006年成立了江苏中能硅业,同年6月,江苏中能第一条1500吨多晶硅生产线于徐州开工,此后公司又于2010年涉足硅片领域。
2010年,当多晶硅料价格从400美元/千克跌至40美元/千克时,江苏中能通过和美国研发中心的合作,在多晶硅项目生产中完成了多项重点技术改造,期多晶硅生产成本大幅下降到约22.5美元/千克。
美欧的“双反”同样冲击了协鑫,但凭借着多晶硅成本的优势,协鑫从2013年的亏损5.22亿元的情况下,率先在2014年开始实现盈利,2014和2015年协鑫盈利值分别达到了15亿元和24亿元,成为第一个从低谷中走出来的光伏企业。
1990年5月在兰州大学物理系毕业的前夕,李振国和钟宝申两人曾在兰州大学老校长江隆基的雕像前进行人生规划时,就相约在条件具备时要共同干一番事业。
2006年,钟宝申来到西安与李振国一起创业,在征得了江隆基校长女儿的同意之后,他们将公司名改为西安隆基。
2006年光伏行业高速发展时,隆基选择潜心钻研单晶硅技术,发展速度远低于行业速度;在多晶硅缺货潮时,其他光伏巨头纷纷选择与海外企业签订长协,隆基却坚持现货采购,成功的规避了风险。
更重要的是,隆基从成立之初就坚持走自己的技术路线,在光伏领域多晶硅一统天下之时,隆基始终围绕单晶硅进行技术研究。
单晶硅产品在性能上要比多晶硅产品高出许多,是提高晶硅太阳能电池的理想材料,当时所限的只是高昂的成本,然而,金刚线切割工艺的突破为单晶的快速发展提供了契机。这种新型工艺的切割速度较传统的砂浆切割可以快2-3倍,机器产能提升幅度超过1.5倍,同时硅片可以切得更薄,使得单晶硅切片的耗材大幅降低。
通过持续的研发投入,隆基于2015年全面推行金刚线切割技术,全年硅片产品非硅成本同比降低21%。2012-2017年,隆基研发投入从0.84亿元增长至11.08亿元,2017年底新上项目非硅成本不高于1元/片,净利润也从-0.55亿元增长至35.65亿元。2019年隆基成为了首家市值超过1000亿元的光伏企业。
在电池片环节,2016年,随着瑞士企业梅耶博格推出相关生产设备,光伏电池片步入“PERC技术”时代。
受益于PERC技术迭代的是通威。1986年,刘汉元在眉山成立了通威集团的前身——渔用配合饲料厂,2010、2011年,通威集团分别成立通威太阳能合肥公司和成都公司,跨行业布局光伏领域,目前已在硅料环节跻身第一集团,电池片环节产能位居国内第一。
与欧洲的情况类似,在国内补贴政策的支持下,光伏企业快速发展,但国内补贴政策的转变让光伏行业迎来了第三次危机。
2018年5月31日,国家能源局发布的《关于2018年光伏发电有关事项的通知》,将下半年光伏发电规模压缩到原来的三分之一以下,且要求6月1日立即执行,政策补贴下调的力度和速度都远超预期。
政策发布后光伏行业光伏行业一夜之间再次步入寒冬,多家上市公司股价连续跌停,市值损失最高达3000多亿。
可喜的是,经过退补的洗礼,国内光伏企业进一步研发技术、降低成本,从531之后许多企业再次实现了崛起,2018年,在光伏全产业链普遍降价30%以上后,中国光伏产业全产业链已具备国际竞争力。全行业当年产值超过4000亿元,连续11年位居世界第一。2018年,在全球光伏产业各环节中,中国产能占比均超过一半:硅料(55%)、硅片(87%)、电池片(69%)、组件(71%),前十大企业中国公司的数量分别为:硅料6家、硅片10家、电池片8家、组件8家。
中国光伏行业从1998年开始至今,在20多年的时间里,中国光伏产业从无到有,从依靠国外到自力更生,经过惨烈的国际竞争,中国光伏行业已经锤炼成最终全球光伏行业的强者。
2021年,光伏行业已经进入了全面的平价时代,在PERC技术盛行的当下,光伏行业还有进步降本的空间,今年隆基发布的TOPcon电池和HJT电池均打破了光伏电池的效率纪录(均达到25%以上)。
这两者作为光伏行业未来的两大技术方向,可以适合更多的参与者进入,比如TOPcon与PERC生产链高度契合,更适合现有的光伏企业进行产能置换,而HJT则需要投入新的生产线,比较适合拥有实力同时希望进入光伏行业的新企业。
目前,TOPcon与HJT技术刚刚开始布局,其高效率附带的成本优势尚未显现,随着PERC产能的逐渐退出,下一阶段光伏电池的效率将会实现进一步提升。
2020年,我国提出了30·60双碳目标,这是光伏行业未来发展的基础,我国在碳中和目标中提出,2060年我国可再生能源占比将达到80%以上,光伏作为可再生能源的主力军,在未来四十年将会有巨大的发展空间。