中国光伏产业发展路线图 (数据量大)

 　　3月8日，在工业和信息化部电子信息司指导下，由中国光伏行业协会、赛迪智库集成电路研究所组织行业内专家修订编制的《中国光伏产业发展路线图（2019年版）》正式对外开放下载。　　国际能源网/光伏头条对《路线图（2019年版）》的精要内容进行集中呈现，以飨读者。　　中国光伏产业发展简况　　多晶硅方面，2019 年，全国多晶硅产量达 34.2 万吨，同比增长 32.0%。截至 2019 年底，国内年产量在万吨以上的企业有 6 家，其产量约 28.7 万吨，占总产量的 83.9%。2020 年随着多晶硅产能增量的释放，产量预计将达到 39 万吨。
　　硅片方面，2019 年全国硅片产量约为134.6GW，同比增长25.7%。截 至 2019 年底，产量超2GW 的企业有9家，产量约占总产量的 85.5%，全球前十大生产企业均位居中国大陆。随着头部企业加速扩张，预计 2020 年全国硅片产量将达到 145GW。
　　晶硅电池片方面，2019 年，全国电池片产量约为108.6GW，同比增长 27.8%。电池片产量超过2GW的企业有20家，其产量占总产量的 77.7%，集中度进一步提高。预计 2020 年全国电池片产量将超过 118GW。
　　组件方面，2019 年，全国组件产量达到 98.6GW，同比增长17.0%，以晶硅组件为主。组件产量超过 2GW 的企业有13家，其产量占总产量的65.6%，集中度进一步提高。预计 2020 年组件产量将超过107GW。
　　光伏市场方面，2019 年全国新增光伏并网装机容量30.1GW，同比下降 32%。累计光伏并网装机容量超过204GW，新增和累计装机容量均为全球第一。全年光伏发电量约为2242.6亿千瓦时，约占全国全年总发电量的 3.1%。预计2020年光伏新增装机量超过35GW，较2019年有所回升，累计装机有望达到约 240GW。
　　产品效率方面，2019 年，规模生产的单多晶电池平均转换效率分别为 22.3%和 19.3%。单晶电池均采用PERC技术，平均转换效率较 2018 年提高 0.5 个百分点，领先企业转换效率达到22.6%。多晶电池主要应用于户用市场和印度、巴西等海外市场，因市场需求减缓，技术创新动力不足。
　　产业链各环节关键指标　　（一）多晶硅环节　　还原电耗　　多晶硅还原是指三氯氢硅和氢气发生还原反应生成高纯硅料的过程，其电耗包括硅芯预热、沉积保温、结束换气等工艺过程中的电力消耗。由于市场对于单晶拉棒所用致密料的需求不断增大，2019 年全国多晶硅平均还原电耗较 2018 年有小幅提升，为 50kWh/kg-Si，对应的致密料占比约为 65-70%。若单炉产出 80%为致密料，则还原电耗约为 55kWh/kg-Si。未来随着气体配比的不断优化、大炉型的投用和稳定生产、以及单晶厂家对于菜花料的试用，还原电耗仍将呈现持续下降趋势，到 2025 年还原电耗有望下降至 45kWh/kg-Si。
　　综合电耗　　综合电耗是指工厂生产单位多晶硅产品所耗用的全部电力，包括合成、电解制氢、精馏、还原、尾气回收和氢化等环节的电力消耗。2019 年，全国多晶硅平均综合电耗已降至 70kWh/kg-Si，与上年基本持平。未来随着生产装备技术提升、系统优化能力提高、生产规模增大等，预计至 2025 年还有 5%以上的下降空间。
　　综合能耗　　多晶硅综合能耗包括多晶硅生产过程中所消耗的电力、蒸汽、水等（多晶硅生产各环节工序划分、能源消耗种类、计量和计算方法按《多晶硅企业单位产品能源消耗限额》GB29447-2012执行）。2019 年多晶硅企业综合能耗平均值为 12.5kgce/kg-Si。随着技术进步和能源的综合利用，到 2025 年预计可降到 10.1 kgce/kg-Si。
　　人均产出量　　随着多晶硅工艺技术瓶颈不断突破，工厂自动化水平的不断提升，多晶硅工厂的人均产出也快速提升。2019 年多晶硅生产线人均产出量为 35 吨/年，同比增长 25%。随着国内智能制造水平的提升，以及多晶硅单线生产规模的增大，未来多晶硅工厂的人均产出量将保持稳定提高，到2025 年提高到50吨/年。
　　（二）硅片环节　　拉棒电耗　　单晶拉棒电耗是指直拉法生产单位合格单晶硅棒所消耗的电量，可以通过改善热场、保温性能、提升设备自动化、智能化程度、提高连续拉棒技术等方法，降低拉棒生产能耗。2019 年，拉棒平均电耗水平从 2018 年的 33.5kWh/kg-Si 降低为 29.1kWh/kg-Si（方棒）。预计到2025年，有望下降至 21.6kWh/kg-Si。
　　铸锭电耗　　铸锭电耗是指通过定向凝固技术生产硅锭（大方锭）所消耗的电量。2019 年，光伏行业铸锭的电耗为 7.0kWh/kg-Si。2020 年，铸锭炉以技改为主，企业主要铸锭炉机型为 G7 系统，新增设备虽采用 G8 系统，但新增动力不强。随着铸锭炉的升级带来的投料量提高以及保温设计的改善，铸锭电耗有望进一步下降。
　　硅片厚度　　薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率。目前硅片切片技术已完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求。硅片厚度对电池片的自动化、良率、转换效率等均有影响。　　2019年，多晶硅片平均厚度为180μm，P 型单晶硅片平均厚度在175μm 左右，N 型硅片平均厚度为170μm。硅片厚度较 2018 年均呈下降趋势，多晶硅片厚度下降速度略慢。N 型单晶硅片目前厚度基本与 P 型单晶硅片一致，主要用于 TOPCon电池的制作。　　随着硅片尺寸的增大，硅片厚度下降速度将减缓。用于异质结电池的硅片厚度约为150μm，随着异质结电池技术的应用，硅片厚度降速将进一步加快。
　　不同类型硅片市场占比　　2019 年，单晶硅片市场占比约 65%，其中 P 型单晶硅片市场占比由 2018 年的 39.5%增长为 60%，N 型单晶硅片约为 5%，较 2018 年基本持平。随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比也将逐年增高，预计 2022 年单晶硅片（P 型+N 型）市场占比将达到 80%。　　多晶硅片的市场份额由 2018 年的 55%下降至 2019 年的 32.5%，未来呈逐步下降趋势。　　铸锭单晶技术在 2018 年有了技术突破，2019 年逐步放量，市场占比达到 2.5%，未来市场份额有望进一步扩大。
　　不同尺寸硅片市场占比　　为获得更高组件功率以降低单位成本，企业纷纷发布 158.75mm、161.7mm、163mm、166mm以及 210mm 等大尺寸硅片，且逐步投入到下游制造中。2019 年，市场仍然以 156.75mm 尺寸为主，市场占比约 61%；158.75mm 尺寸是现有电池及组件生产线最易升级的方案，2020 年市占比有望超过 40%；161.7mm 尺寸主要以出口韩国为主；160-166mm 尺寸通过新投产或现有电池、组件产线技改，未来两年市场占比呈增长趋势；210mm 尺寸需投入新的电池、组件生产线，新投产线主要采用 210mm、166mm 等尺寸可兼容的产线。
　　注：156.75mm 尺寸硅片包括 M2 单晶硅片、标准多晶硅片、157mm 多晶硅片；160-166mm 尺寸硅片主要包括 161.7mm 全方片、161.7mm 类方片、163mm 类方片、166mm 类方片硅片。　　（三）电池片环节　　各种电池技术平均转换效率　　2019 年，规模化生产的单多晶电池平均转换效率分别为 22.3%和 19.3%。单晶电池均采用PERC 技术，平均转换效率较 2018 年提高 0.5 个百分点，电池效率近两年仍有较大的提升空间；多晶黑硅电池则效率提升动力不强，空间也已不大；使用PERC电池技术的多晶电池效率为20.5%，较 2018 年提升 0.2 个百分点；铸锭单晶 PERC 电池平均转换效率为22%，较单晶 PERC 电池低0.3个百分点；N-PERT/TOPCon电池平均转换效率为22.7%，异质结电池平均转换效率为23.0%，已有部分企业投入量产，未来 N 型电池将会是电池技术的主要发展方向之一。
　　各种电池技术市场占比　　2019 年，新建电池产线均采用 PERC 技术，并且部分电池企业对老旧电池产线进行技改，使得 2019 年 PERC 电池技术迅速反超 BSF 电池，占据了超过 65%的市场。国内户用项目及印度、巴西等海外市场仍对 BSF 常规组件保持一定需求，2019 年 BSF 电池市场占比约 31.5%，较2018 年下降 28.5 个百分点。异质结电池和 N-PERT/TOPCon 电池成本较高，目前仅有部分企业进行了中试或小规模量产。
　　背钝化技术市场占比　　背面钝化技术主要应用在PERC电池或 PERT电池上，主要有 PECVD AlOx+盖层和 ALD AlOx+盖层等方法。其中 PECVD沉积技术相对成熟，2019 年市场占比在 58.9%左右；ALD沉积技术有更精确的层厚控制和更好的钝化效果，2019 年市场占比约 38%。随着 ALD 沉积设备的国产化突破，ALD AlOx+技术的市场占比将提高。其他技术及材料中包括氮氧硅镀膜及氧化锌镀膜等背钝化方法。
　　各种主栅市场占比　　在不影响电池遮光面积及串联工艺的前提下，提高主栅数目有利于减少电池功率损失，提高电池应力分布的均匀性以降低碎片率，提高导电性。2019 年5主栅电池片仍为主流，但相较 2018年下降 6.1 个百分点至 78.9%，而 4 主栅已经基本被市场淘汰。同时9主栅电池片涌入市场，2019 年市场占比达到约 16.5%。9主栅电池片相较 5 主栅电池片，银浆用量下降 25%，同样 60片电池片的全片组件，其功率可以提升 2-3W，间接使得组件成本下降。预到 2025 年9主栅以上电池市场占有率将逐渐增加。其他主栅技术包括 MWT、无主栅、IBC 等。
　　PERC电池线投资成本　　目前，我国 PERC电池生产线关键设备已基本完成国产化。2019 年，新投产的电池产线均为PERC电池，单条产线产能约 250MW，部分原有普通单晶电池产线也在 2019 年技改为 PERC产线。2019年PERC电池产线投资成本已降至 30.3 万元/MW，同比下降超过 27%，降幅远超去年预期。随着未来设备生产能力的提高及技术进步，单位设备投资额将进一步下降。
　　（四）组件环节　　不同类型组件功率（60 片，全片）　　2019年，采用 PERC 单晶电池的组件功率已达到 320W，较 2018年提高 15W，采用 158.75mm尺寸 PERC 单晶电池的组件功率约为 330W，采用 166mm 尺寸 PERC 单晶电池组件功率约为360W。常规多晶黑硅组件主要用于户用及印度等海外市场，组件功率约为 285W，采用166mm尺寸 PERC 多晶黑硅组件功率约为330W。N-PERT/TOPCon 电池组件、异质结电池组件可达到330W。未来几年，随着技术的进步，各种类型电池组件基上以≥5W/年的增速向前推进。
　　单/双面组件市场占比　　2019 年，单面组件仍是市场主流，市场占比为 86%。随着下游应用端对于双面组件发电增益的认可，以及安装方式的逐步优化，双面发电组件的应用规模将会不断扩大。
　　全片、半片和叠瓦组件市场占比　　2019 年，全片组件仍占据主要市场份额，市场占比约为 77.1%，较 2018 年下降了 14.6 个百分点。由于半片或更小片电池片的组件封装方式可提升组件功率，未来将会取代全片封装方式占据主导份额。
　　不同封装材料的市场占比　　目前，市场上封装材料主要有透明 EVA 胶膜、白色 EVA 胶膜、聚烯烃（POE）胶膜、共挤型聚烯烃（POE）胶膜与其他封装胶膜（包括 PDMS/Silicon 胶膜、PVB 胶膜、TPU 胶膜）等。　　2019 年，组件封装材料仍以透明 EVA 胶膜为主，约占 69.6%的市场份额，较 2018 年下降 10.4个百分点，由白色 EVA 和 POE 胶膜替代。近几年研发出的白色 EVA 胶膜，具有提高反射率的作用，采用白色 EVA 胶膜可用成本较低的玻璃背板替代成本较高的有机背板。聚烯烃（POE）胶膜具有高抗 PID 的性能，双玻组件通常采用的是 POE 胶膜，2019 年 POE 胶膜市占率提升至12%，并呈增长趋势。但 POE 胶膜成本高、原材料基本依赖进口，因共挤型聚烯烃胶膜（EVA-POE-EVA）不仅有 POE 胶膜的性能，还可以降低成本，企业纷纷投入研发。
　　不同背板材料市场占比　　目前市场上使用的背板主要有 KPK/KPF/KPE 结构背板、TPT/TPF/TPE 结构背板、玻璃背板、透明有机材料背板和其他结构背板，其他结构背板包括 PET、PO 等结构背板、共挤型背板和双面涂料背板（CPC）等 。　　2019 年，随着双面组件的市场份额增长，透明有机材质与玻璃材质背板市场份额同比去年增加约 2 个百分点，未来继续呈增长态势。KPK/KPF/KPE 结构背板市场与TPT/TPF/TPE结构背板市场占有率均有所下降，其中 KPK/KPF/KPE结构背板市占率约为 59.5%，较 2018 年下降 2.5 个百分点；TPT/TPF/TPE 结构背板市占率约为 14%，较 2018 年下降 2 个百分点。　　其他结构背板中 PET 结构背板主要使用在出口至欧洲及日本的部分组件中，未来或将呈上升趋势。
　　组件生产成本　　组件生产成本按照生产环节分为硅料成本、硅片非硅成本、电池片非硅成本、组件非硅成本。2019 年，随着各环节技术进步与成本控制，单晶 PERC 组件成本降至约 1.31 元/W，较 2018 年下降超过 9%；黑硅多晶组件、黑硅多晶 PERC 组件成本较单晶 PERC 组件低 6-7 分/W。随着电池片转换效率、每公斤硅片出片量及生产设备生产能力的进一步提升，组件成本有望持续降低，预计 2021 年可降至 1.15 元/W，优秀企业或可将成本控制到更低。
　　组件生产线投资成本　　目前，国内组件生产设备已经全部国产化。随着半片、叠瓦等技术的应用，新上产线需增加激光划片机、叠焊机等新型设备，从而提高了设备投资额。2019 年新上产线设备投资额为 6.8 万元/MW，与 2018 年基本持平。随着组件设备的性能、单台产能以及电池片效率不断提升，组件生产线投资成本有望进一步降低。
　　（五）薄膜太阳能电池/组件　　薄膜太阳能电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合（BIPV）等特点，目前能够商品化的薄膜太阳能电池主要包括铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）等。　　当前，全球碲化镉薄膜电池实验室效率纪录达到 22.1%，组件实验室效率达19.5%左右，产线平均效率在17-18%；铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池实验室效率纪录达到23.35%，组件产线平均效率在16-17%；Ⅲ-Ⅴ族薄膜太阳能电池，具有超高的转换效率，稳定性好，抗辐射能力强，在特殊的应用市场具备发展潜力，但由于目前成本高，市场有待开拓，生产规模不大。　　CIGS 薄膜太阳能电池/组件转换效率　　铜铟镓锡(CIGS)薄膜太阳能电池，一般采用玻璃材质衬底，也可以采用柔性衬底（如不锈钢箔等）。2019 年我国 CIGS 小电池片（≤1cm2 孔径面积）实验室最高转换效率为22.9%。量产的玻璃基CIGS 组件（面积为 1200