1.3 近年来世界光伏产业的发展状况

1.3.1 太阳电池生产

1954年美国贝尔实验室Daryl Chapin、Gerald Pearson 和 Calvin Fuller制成第一个效率为6%的太阳电池，1958年装备于美国先锋1号人造卫星上，功率为0.1W，面积约100cm ² ，运行了8年。在20世纪70年代以前，光伏发电主要应用在外层空间，至今人类发射的1万多颗航天器绝大多数是用光伏发电作为动力的，光伏电源为航天事业作出了重要的贡献。70年代以后，由于技术的进步，太阳电池的材料、结构、制造工艺等方面不断改进，降低了生产成本，开始在地面应用，光伏发电逐渐推广应用到很多领域。但由于价格偏高，光伏发电在相当长的时期内陷入了“要使市场扩大，太阳电池应当降价；太阳电池要进一步降价，就要大规模生产，要依赖于市场的扩大，而市场的扩大又总不能满足进一步降价的要求”的怪圈中。直到1997年，这个怪圈开始被打破，此前太阳电池产量年增长率平均为12%左右，由于一些国家宣布实施的“百万太阳能屋顶计划”的推动，1997年太阳电池产量年增长率就达到了42%。

在很长时间内，在太阳电池产量全球排名中基本上一直是美国居第一位，1999年开始被日本超过，在此后的8年中日本长期保持领先地位。到2007年，中国迅速崛起，产量超过了日本，位居世界第一。到2021年，中国太阳电池产量已连续15年居全球首位。据国际能源署（IEA-PVPS）估计，2021年全球太阳电池产量约为241GW，比上一年178GW的产量增加了35.4%。中国以198GW的产量稳居榜首，其次是马来西亚（13.1GW）、越南（8.8GW）、韩国（5.5GW）、泰国（5GW），各国及地区太阳电池产量市场份额如图1-8（a）所示。

2021年全球光伏组件产量约为242GW，中国依旧是全球最大的光伏组件制造国，越南位居第二（16.4GW），其次是马来西亚（9.1GW）、韩国（8GW）、美国（6.6GW），各国及地区光伏组件产量市场份额如图1-8（b）所示。全球前五大太阳电池和光伏组件制造商全部来自中国，如表1-5所示。

2021年，晶硅电池组件占96.6%，其中单晶硅电池组件占比88.9%，多晶硅电池组件占比7.7%；薄膜电池组件产量约为8.2GW，占比3.4%，其中CdTe电池组件约有7.9GW的产量，CIGS电池组件只有不到500MW的产量。根据ITRPV 2021报告，BSF太阳电池占比已低于10%，而PERC/PERT/PERL/TOPCon太阳电池占比上升至约85%，HJT/IBC/MWT太阳电池约占5%。2011—2021年不同类型光伏组件市场份额如图1-9所示。

1.3.2 光伏应用市场

自 20 世纪 70年代光伏发电开始在地面应用以来，在相当长时间内，主要是在无电地区离网应用，为解决偏远地区农、牧民的基本生活用电发挥了积极的作用，为航标灯、微波通信中继站、铁路信号、太阳能水泵等提供了安全可靠的电源。离网光伏系统应用的规模和领域不断扩大，为解决工、农业特殊用电需要作出了重要贡献。

1990年德国率先提出了“一千个太阳能屋顶计划”，在居民住宅屋顶上安装容量为1～5kW的光伏发电系统，由于采取了一些优惠政策，项目结束时共安装了屋顶光伏发电系统2056套。以此为契机，德国在1995年安装光伏发电系统容量为5MW，1996年增加了一倍，达到10MW，1999年更扩大为15.6MW。1999年1月德国开始实施“十万屋顶计划”。2000年安装光伏发电系统容量超过了40MW，2006年累计安装了850MW，2007年安装量增加到1103MW，2010年德国光伏发电系统累计安装量已经达到了 17.37GW，其中离网系统只有50MW，德国的光伏市场已从探索阶段发展成为繁荣的专业市场，起初阶段其安装量遥遥领先于其他国家。

近年来，全球光伏发电系统装机容量（光伏装机量）大幅增长，1994年全球累计光伏装机量为502MW，2005年为4GW，2015年为228GW，2021年达到了942GW。图1-10列出了2005—2021年全球累计光伏装机量。

2021年全球新增光伏装机量为175GW，同比增长20.7%，光伏装机量前十位的国家为：中国（54.9GW）、美国（26.9GW）、印度（13.7GW）、日本（6.6GW）、德国（5.8GW）、巴西（5.7GW）、澳大利亚（4.9GW）、西班牙（4.9GW）、韩国（4.2GW）、波兰（3.7GW）。2021年进入全球前十的光伏装机量平均超过3GW，前十位国家光伏装机总量约占全球年度光伏装机量的74%，2021年全球新增光伏装机量和累计光伏装机量市场份额如图1-11所示。新增光伏装机量占比，亚洲占52%、美洲占21%、欧洲略高于17%、中东和非洲约占3%、其他地区占7%。

2021年全球累计光伏装机量为942GW，同比增长22.8%。2021年至少有20个国家累计光伏装机量超过1GW，15个国家累计光伏装机量超 10GW，5个国家累计光伏装机量超过40GW，其中中国累计光伏装机量为308.5GW，位居第一，约占全球光伏装机总量的32.62%，之后排序依次为美国（123GW）、日本（78.20GW）、印度（60.4GW），如图1-11（b）所示。区域累计光伏装机量占比，亚洲占57%，欧洲占21%，美洲占16%，中东、非洲和世界其他地区占6%。

目前光伏发电贡献接近世界电力需求的5%。各区域和国家光伏渗透率占比如图1-12所示，光伏渗透率最高的是澳大利亚，达到15.5%，接着是西班牙14.2%、希腊13.6%、洪都拉斯12.9%、荷兰11.8%，整个欧盟地区平均为7.2%，美国为4%，印度为8.2%。中国为4.8%，略低于世界平均水平，相对于前几位还有较大的差距，我国用电规模较大，若达到澳大利亚的渗透率水平，我国的累计光伏装机量需增加2倍。

光伏在地面应用开始于离网系统，从一些国家实施太阳能屋顶计划后，并网光伏系统开始逐渐推广，2000年并网光伏系统的用量就超过了离网系统。近年来由于很多国家大量兴建光伏电站，使得并网光伏系统所占份额迅速扩大，此后差距逐渐拉大，如今累计安装并网光伏系统的容量已经占总容量的95%以上，可见光伏发电正在发挥越来越大的替代能源的作用。国家能源署光伏组织将光伏电站分为两种类型，一是大型地面电站（utility-scale PV），二是屋顶光伏系统（rooftop PV），通常称之为集中式光伏和分布式光伏。集中式光伏和分布式光伏年新增和累计装机量占比如图1-13所示。2021年集中式光伏新增装机量为95GW，占比56%，累计装机量534GW。分布式光伏新增装机比例持续提升，新增装机量从2017年的36GW增加到2021年的78GW，累计装机量408GW。

目前全球已有136个国家和地区提出碳中和，而光伏发电则成为各国实现碳中和的关键路径之一。例如，到2030年，美国计划将光伏发电在电力结构中的占比提升至30%以上，欧盟拟将光伏装机量提升至 600GW 以上，中国拟将非化石能源占一次能源消费的比重提升至25%左右。而截至2021年，美国光伏发电占比仅为3%，欧盟光伏装机量仅为190GW，中国非化石能源占比仅为16.6%。

与此同时，“平价上网”的实现助推光伏行业由过去由政策主导逐步进入由市场主导的全新发展阶段。IRENA数据显示，2010—2020年，光伏发电成本由0.381美元/kW ·h下降至0.057美元/kW ·h，降幅超过85%。

受益于碳中和成为全球共识及“平价上网”的实现，光伏行业迎来了黄金发展期，在集中式市场规模稳步提升的同时，分布式光伏、储能等细分领域也纷纷迎来爆发式增长。 mQlUgkvFrskT3h3CvkZhrYOyyXfLLx9T29JqEmWBI2jlpSHGvASOww7Wp3FQccAG