光伏产业链节点的技术与经济特征分析——以江苏省为例

宋 辉，倪自银

（盐城工学院经济与管理学院，江苏盐城224051）

光伏产业链节点的技术与经济特征分析
——以江苏省为例

宋 辉，倪自银

（盐城工学院经济与管理学院，江苏盐城224051）

光伏产业链分为上游晶体硅太阳能电池产业链与下游集成销售安装服务应用产业链，光伏产业发展不仅要求光伏上下游产业链的协同，而且要求产业链节点之间的协同。文章分析标明：一定时期内上游光伏产业链对资本的吸引力强于下游，低端技术节点对资本的吸引力强于高端技术节点；在国内光伏市场不健全条件下，目的在于通过低端技术节点量的积累以实现高端技术节点水平质的提升的政府激励措施会导致国内技术升级效应的漏出。

光伏产业链；技术漏出；比较分析；市场倒逼

太阳能产业近年来发展迅速，已经成为新能源产业的重点之一（陈枫楠、王礼茂，2012）［1］，尤其在光伏产业发展方面，经过2008年和2009年的快速发展，江苏省光伏产业形成了“比较完整光伏产业链”，江苏光伏产业产值占全国光伏产业产值的比例在45%左右，光伏组件产能和产量占全国50%和全球30%①。但是，全省70%左右光伏产品市场对外依存度暴露了全省光伏产业链的脆弱性，受到欧洲政府下调光伏电价及欧盟委员会的反倾销调查的冲击，2012年的前10个月，江苏省光伏产业同比下降28%、光伏出口总值同比下降达到38%，全省过半数企业停产，一些重要光伏企业也处于困损状态，比如，2012年，英利绿色能源净亏损4.919亿美元、天合光能净亏损2.666亿美元、天龙光电净亏损7.541亿美元②。显然，江苏省乃至国内光伏产业的产业链存在着节点之间发展的不协调。

一、文献综述

光伏产业链分为上游晶体硅太阳能电池产业链（太阳能级多晶硅原料，硅片，电池片，电池组件）与下游集成销售安装服务应用产业链（逆变器/控制器，系统集成，分销安装、并网，售后服务）［2］。国家《战略性新兴产业分类目录》对太阳能光伏产业重要技术节点进行了强调：太阳能光伏生产专用设备、太阳能电池与组件、太阳能光伏发电系统集成、太阳能光伏建筑一体化系统及产品、光伏电站工程、光伏电站发电等，其中前两项和后四项分别属于上、下游产业链，可见，要实现光伏产业发展“增加能源供应，改善能源结构”的目的，其下游节点技术是关键。

我国上游光伏产业链四个节点在规模上呈现上大下小的不协调［3］，分别表现为寡头垄断、垄断偏强的垄断竞争、竞争偏强的垄断竞争、完全竞争的市场特征［4］。荀建华（2006）［5］比较早地指出了江苏光伏产业链的不协调问题，建议通过制定和实施“江苏省百万光伏屋顶计划”来培育省内光伏市场；王飞（2010）［6］印证了江苏光伏企业主要分布在核心技术缺失的光伏上游低端价值链的节点。显然，在光伏产业发展现状与其发展的目的“增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境”之间存在着一定程度人为的系统不协调。李俊峰（2012）将中国太阳能电池板行业深陷危机归咎为信贷驱动，林伯强（2012）则认为光伏产业危机的源于地方政府和国有银行捆绑了光伏产业的发展［7］。可见，光伏产业发展存在的问题表现在：过分关注上游产业链。启动区域光伏市场［8］、提高对地方太阳能资源的依赖性［9］有利于加强产业链节点的协同，为此，固定价格与资金补贴［10］、配额制［11-12］、市场“倒逼机制”［13］、协调上网电价补贴与一次性财政补贴的关系［14］等措施被许多国家和地区所重视。光伏作为我国的新兴产业，其发展的重要前提之一是“相对成本结构的改变”［15］，光伏产业链节点相对成本结构与该节点的技术层次直接相关［16］，所以说，光伏产业链的实质是技术经济关联链［17］。鉴于此，本文拟对光伏产业链整体特征及产业链节点的技术及经济性特征予以剖析，试图揭示光伏产业发展存在的问题，并给出对策建议。

二、光伏产业链节点技术特征

（一）光伏产业链上、下游整体技术呈现不完美匹配

下游光伏产业链技术创新主要体现在光电利用的增速上，这一点可以利用光伏年度增容装机的有效运行时间、光伏上下游产业链投资的边际产出等指标加以衡量。为了检验光伏产业链上下游发展的协调度，对以上指标加以考量，出于研究光伏产业发展总体趋势的目的，特对全球数据进行研究（表1）。

对可查的2005-2011年期间数据进行研究发现：

第一，近年来，光伏增容装机年有效运行时间震荡下行，表现为下游光伏产业链技术无法完美匹配上游产业链技术的特征。基于光伏产业发展的目的，其落脚点在于光伏电力利用率的提升、光伏装机利用率的提升，但是在所研究的时间段内，光伏装机快速增长伴随着装机设备年有效利用时间的震荡下行。如果以2009年的装机年度运行时间为参照，2005-2008年期间的新增装机年度运行时间的震荡上行意味着上下游产业链技术匹配程度增强的话，但接下来2010、2011两年的年增容装机有效运行时间连续大幅度下跌，其中2011年的增容装机利用率近乎是2009年的一半，可见，光伏装机存在着利用率下降的趋势。

第二，光伏上、下游产业链技术的不完美匹配性存在着提高趋势。2005-2011年期间，47.1%的年度投资增速带来74.7%的年度光伏装机增速和63.6%的年度光伏发电增速，也就是说在光伏装机增速与光伏发电增速上存在着一定的不协同。以2005年为基年，经过2006年、2007年的短暂低迷，单位增资的光伏装机效应一直处于较强态势、而单位增资的光伏发电效应进入2010年和2011年转为负增长，这说明增资的光伏装机容量依然存在着上升空间，而增资的光伏发电量上升空间受阻，一定程度上说，这意味着光伏产业发展遇到了下游产业链的“技术瓶颈”。从另一个侧面说来，在所研究的期间内光伏产业的资本更趋于流向上游产业链，如此一来，光伏产业的发展将会因为下游产业链资金的不足与技术的困境而受阻。

（二）光伏上、下游产业链起始节点存在着技术门槛

光伏上、下游产业链技术的不完美匹配特征体现在节点技术门槛对资本的吸引力，表现为企业在光伏产业链不同节点的集聚程度。江苏省光伏产业在上下游产业链技术不匹配的特征比较明显，以2011年底江苏省光伏产业链各节点的企业分布情况看，企业的产业链分布呈现典型的“双谷底”特征，即相对于上游产业链各节点，高纯硅节点聚集企业数最少；相对于下游产业链各节点，逆变器节点聚集企业数最少。

在上游光伏产业链节点中，太阳能级硅提纯节点上，目前能够提供99.999 9%以上纯度太阳级硅材料生产技术被美、日、德等3个国家的企业垄断，另外，硅材料生产较高的能源门槛及环境污染处理等技术环节决定了该技术节点对于我国光伏企业来说依然处于前沿待进一步开发的技术状态；相对于太阳能级硅的提纯，硅棒与硅碇制造及硅片切割、电池片生产方面，技术门槛、投资规模、能耗等方面都低于硅材料的提纯环节；在硅电池子系统的组件封装节点，该节点主要是将制作好的电池封装，生产规模及投资水平要求都较低，技术含量水平不高。

在下游产业链节点中，逆变器配件生产对于并网或离网光伏系统来说都是衔接光伏上下游产业链的关键技术节点，统计显示，约59%的光伏项目失败源于光伏逆变器③，所以说，逆变器是太阳能光伏发电系统集成的核心部件之一，决定了太阳能光伏建筑一体化系统及产品、光伏电站工程、光伏电站发电的质量和效率。与上游产业链类似，全球光伏逆变器市场基本被欧美几大巨头控制，以2011年为例，61%的全球光伏逆变器市场被SMA（德国）、Power-One（美国）、Kaco（德国）和Fronius（奥地利）等公司所占据，其中SMA公司占据中国国内市场的24.10%，而国内著名的合肥阳光电源只占2.30%的国内市场④。虽然国内逆变器生产企业在2011年已突破150家，相对于欧美太阳能逆变器97.2%的效率，国内逆变器90%以下的效率显然不利于太阳能光伏产业商业化运营的推进。

三、光伏产业链节点经济特征

（一）光伏产业链节点经济性的技术基础

光伏产业发展要求产业链节点之间技术的协同，根据这一过程表现出节点技术的相对重要性可以将节点技术分为关键技术和配套技术，先进太阳能级硅原料提取技术创新程度决定了光伏装机成本下降的速度、逆变器技术影响光伏项目整体成败的重要因素，所以二者是光伏产业发展中的关键技术；另外，基于技术纵向发展时期，自上而下依次可以分为前沿、平台和衍生三个时期［18］，所谓技术前沿期是指技术依然处于需要重大创新的时期；技术平台期是指前沿期技术共用性不断提高的时期；技术衍生期是技术已经达到市场应用的拓展时期。如此一来，可以将光伏产业链节点技术按节点技术的重要性和技术纵向发展时期进行技术层次的划分（表2），显然，光伏产业链各节点的技术都处于前沿期的国家或地区，说明其光伏产业发展依然处于起步期；只有当各节点技术都达到了衍生期，其光伏产业发展则处于可以脱离政府独特政策优惠的完全商业化期。之所以德国目前的光伏产业实现了完全的市场化，原因在于其光伏产业链各节点的关键技术与配套技术都达到了衍生期；相反，正是由于太阳能级硅提纯技术壁垒与逆变器技术壁垒的制约了我国光伏产业市场化的进程。

（二）光伏产业链节点经济性的短期性

光伏产业链节点经济性的含义。光伏产业链节点的经济性是指由节点的企业可进入性、获利性与产业的成长性⑤共同决定节点对资本的吸引力。光伏作为新兴产业有着较强的增长潜力，财政、信贷、价格等手段有助于保证产业链各节点资本获利性的实现，因此，技术约束就成为影响节点经济性的主要因素，影响了资本走向、企业节点的选择。江苏光伏产业之所以在平台期技术节点与衍生期技术节点积聚了光伏产业97%的企业，原因在于期较低技术门槛及光伏产业的政策利好诱导，受前沿技术节点的约束，这种低技术门槛节点的经济性呈现短期性和不确定性。

光伏产业链节点经济性的短期效应剖析。光伏产业节点之所以能够凝聚资本在于其能够获取不低于社会资本平均盈利率的收益（本文称之为单位资本价格，即市场支付给单位资本创造出产品的价格）；光伏产业链上、下游不同节点技术的层次性决定了同等规模下前沿期技术节点、平台期技术节点、衍生期技术节点企业之间单位资本创造光伏产品的成本从高到低的差异性（图1）。假如光伏产业链衍生期技术节点（比如光伏组件封装）企业实现规模化生产，单位资本创造光伏产品（光伏组件）的成本与单位资本价格相等（图1：情形3），在接受市场提供P0的资本价格下，该节点企业赢得了QE的市场份额，并实现了正常利润；此时，平台期技术节点（比如硅棒与硅碇制造及硅片切割）企业要实现向市场提供Q0的市场份额光伏产品，需要政府支付P0P2CD额外补助（图1：情形2），没有政府的资助，企业在亏损的状态下经营；由于MC1与P0之间的悬殊，前沿期技术节点（比如高纯硅）企业完全缺乏市场（图1：情形1）。可见，在光伏产业链上下游节点之间存在着高端技术节点制约低端技术基点、从而整个光伏产业发展的问题，为了解决这一产业链节点间“结构成本”的差异，可以通过不同方式对各个节点实施层级化的经济弥补，才可能达到该节点应具有的经济性；一旦这种层级化经济弥补措施未予以实施或实施的层级性不明显，低端技术节点企业的繁荣会因为高端技术企业经营的约束而陷于短期化。由此可以看出，江苏光伏产业之所以关键技术节点企业只占有3%，原因在于政府的光伏产业政策对产业链各节点技术区分度不够，对前沿期技术、平台期技术及衍生期技术节点企业的经济弥补措施层级化不清晰所致。

（三）经济手段诱导节点技术提升的技术漏出

光伏产业市场诱导技术提升机制。政府的财政、信贷、价格等优惠措施提高了光伏产业链节点的资本吸引力、增强了其经济性，但是这种经济性的强度依赖于光伏产业链上下游节点之间供求关系的市场协同。伴随着产品产出的增加、单位成本的下降，前沿期技术、平台期技术及衍生期技术呈现图2所示的演变特征，其中，fA、fM、fD分别表示前沿期技术、平台期技术及衍生期技术节点企业的学习曲线。光伏产业上、下游节点之间相互依存关系决定了节点之间的供求匹配，比如，在追求一定的光伏装机容量目标QE的前提下，要有匹配的光伏组件、电池片、硅片、太阳能级硅材料，直至匹配的逆变器等。保证产业链节点之间的供求匹配，政府的优惠措施作用体现在：对前沿期技术节点企业提供C1与C2的差额补贴（税收减免、土地审批等）以实现其与共性技术节点企业之间基于C2价格的供求匹配，对平台期技术节点企业提供C2与C3的差额补贴以实现其与衍生期技术节点企业之间基于C3价格的供求匹配。可见，政府措施的主要目的在于诱导和培育光伏产业市场的运行，以促进前沿技术的提升。鉴于政府与光伏企业之间的信息不对称的事实［19］，这种基于光伏产业链不同节点而实施激励措施的市场诱导技术提升机制的有效性值得商榷。

经济手段诱导节点技术提升的效应漏出。在光伏市场不健全的条件下，比如目前我国典型的“两头在外”光伏市场，虽然国内目前也拥有光伏产业链关键技术节点的企业，但无论是在规模还是在技术层次上，距离先进的技术水平还有一定差距，国内光伏产业链辅助技术节点企业的大规模运营在提升国内光伏产业关键节点技术的同时，更多的是更快地拉动了国外同类节点企业学习曲线的下移，一定程度上说来，国内的市场诱导技术提升机制强化了国外对前沿技术的垄断程度，造成了市场诱导技术提升效应的漏出。所以说，在光伏市场不健全条件下，希望通过低端节点技术量的积累以实现高端节点技术水平质的提升的可行性存在着变数。

有效的市场诱导技术提升机制。政府的光伏产业市场诱导机制还可以着力于终端市场，比如，通过对光伏发电的电价实施固定价格、标杆价格等形式对光伏发电企业弥补其与火电企业单位电价的差额，这种差额源于光伏电池的光电转化效率、直流交流转换器效率、控制器克服光电随机性、间歇性的能力等光伏发电系统技术水平的限制，显然，对光电的价格补贴其实是对上游产业链技术节点补贴，也就是光伏产业链下游的激励效应通过市场机制传递到上游各个节点。在节点市场诱导与终端市场诱导方式中，前者效应的有效发挥依赖于政府对光伏节点企业技术信息的完美把握，后者效应的有效发挥依赖于上下游企业间的市场博弈，比较来说，政府终端光伏市场诱导技术提升机制更具有可行性。

四、对策建议

（1）针对光伏产业链节点技术层级化特征实施差异化的经济激励策略。在光伏市场不健全条件下，目的在于通过低端节点技术量的积累以实现高端节点技术水平质的提升政府激励措施会导致市场诱导技术提升效应的漏出，因此，从提升产业技术创新能力角度，针对光伏产业链辅助技术节点，在能耗强度、清洁生产、光电转换效率等方面明确行业准入标准，完善行业准入机制、提高产业进入壁垒抑制投机性投资行为的过度发生，纠正我国企业在技术创新方面“九成模仿、一成突破”［17］的现状；针对光伏产业关键技术节点，加大财政投入，提升政府、企业、高校/科研院所等部门之间在光伏产业链关键技术的协同创新能力，尽快缩短在关键技术节点与国外的差距，降低市场诱导技术提升效应的漏出。

（2）适度光伏电价补贴拓展光伏产业终端产品的需求市场。目前中国的光伏市场依然没有形成，从产业链的角度看，呈现“头重脚轻”的结构特征，也就是说，上游光伏产品供给远远超过下游的需求，出现这种现象的原因在于追求地方GDP总量的“中国制造”传统思维在起作用，是政策倾斜、资本趋利的合力将新兴产业传统化的结果。为此，从注重培育我国光伏产业链的角度，政策着力点应集中在光伏产业链下游光伏发电子系统，注重太阳能电力上网技术、加大太阳能光伏发电逆变器/控制器等关键环节的投入；在光伏电力获取成本依然没有优势的条件下，运用价格手段对光伏发电企业给予适度补贴，强化市场倒逼机制，发挥政府的市场诱导技术提升机制拉动产业链各个环节技术的研发与创新。

（3）鼓励有条件的企业自建电网，推动分布式能源体系的形成。目前无论是可再生能源资源稀缺或富足的地区，常规能源消费定式影响了可再生能源资源的利用进程，因此，鼓励有条件的企业或消费群体调整消费理念，利用自身的经济与资源条件自建电网，将太阳光伏发电作为自身电力消费的主要来源之一，这一方面为上游光伏企业培育了消费主体，更重要的是优化了地区的能源消费结构。

注释：

①http：//stock.jrj.com.cn/2013/03/22085915165417.shtml.

②http：//www.nbd.com.cn/articles/2013-03-07/720567.html.

③http：//www.china5e.com/index.php?m=content&c=index&a= show&catid=13&id=213970.

④http：//www.doc88.com/p-907976492276.html.

⑤节点的可进入性指光伏产业对节点企业的集中度、最低资本投资额、最小规模、技术能力等条件的要求；节点的获利性指节点利润率水平及稳定性；产业的成长性指光伏产业潜在的增长率。

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［责任编辑：张青］

An Analysis on Technical and Economic Characteristics of the Photovoltaic Industry Chain Nodes—Evidence from Jiangsu Province

SONG Hui，NI Zi-yin
（School of Economics and Management，Yancheng Institute of Technology，Yancheng 224051，China）

PV industry chain is composed of both the upstream crystalline-silicon-solar-cell industry chain and the down⁃stream integration-sale-installation-service application industry chain.The development of photovoltaic industry requires not only the synergy of PV industry chain between the upstream and the downstream，but also the synergy among industry nodes. The results indicate that，in a certain period of time，the upstream PV industry chain has a stronger potential to attract more capital than the downstream，the same as to the spin-off technology nodes and the frontier ones.The government incentive mea⁃sures，aimed to promote the rapid development of frontier technology through the quantity accumulation of the spin-off technolo⁃gy nodes，will lead to the leakage of technological upgrading effect under the condition of the domestic imperfect PV market.

PV industry chain；technology leakage；comparative analysis；market forced mechanism

F264.2；F206

A

1007-5097（2014）07-0086-04

10.3969/j.issn.1007-5097.2014.07.018

2013-08-28

江苏省社会科学基金项目（11GB008）；江苏省教育厅基金项目（2013SJB6300097）；盐城工学院博士基金项目（kjc2012009）；江苏省科技厅/财政厅基金项目（BE2013675）

宋辉（1967-），男，江苏睢宁人，副教授，博士，研究方向：能源资源管理理论与方法；

倪自银（1962-），男，江苏盐城人，教授，博士，研究方向：科技创新。