基于波特钻石理论模型的中国光伏产业国际竞争力研究

许凯杰，王仙雅

天津科技大学，天津 300457

0 引言

据行业发布的报告可知，2020年我国光伏累计装机规模达253 GW，连续6年位居世界第一；光伏新增装机规模同比增幅达60%，连续8年位居第一；多晶硅产量达39.2×104t，连续10年位居世界第一；光伏组件生产量达124.6 GW，连续14年位居第一。贸易出口方面，我国光伏组件远销荷兰、越南、日本、巴西、澳大利亚等多个国家。随着“碳中和”“碳达峰”目标的提出，光伏板块融资规模大幅提升，达到682亿元，相比2019年增长230%。然而，由于原材料供给、外部宏观环境多变、用地等各方面问题未有效解决，我国光伏行业的发展依旧面临着巨大的挑战[1]。

1 中国光伏产业国际竞争力分析

1990年，美国战略管理学家迈克尔·波特在其《国家竞争优势》[2]一书中提出了波特钻石理论模型，用以分析一个产业产生较强竞争力的原因。该理论从生产要素、需求条件、相关产业、企业战略、政府和机会6个角度进行分析。

1.1 生产要素

中国作为人口大国，丰富的劳动力人口相较于其他光伏产业排名靠前的国家是一大优势。在原材料供应方面，作为光伏电池板主要原料——硅料的最大生产国和消费国，中国在多晶硅、硅片等上游材料的生产规模不断提升，满足国内生产需求的同时，也在不断降低对多晶硅的进口。

同时，我国不断增强对技术型光伏人才的培养，为促进光伏技术创新和技术进步做出努力。自2014年起，我国研究机构晶硅电池实验室效率已打破纪录29次，2020年PERC单晶电池量产平均转换效率达22.8%。另外，我国积极参与国际标准的建设，2020年我国提交的IEC新标准提案9项中，有7项已成功立项。

1.2 需求条件

近年来，随着农村电网改造升级、高技术制造业的高质量发展，以及信息服务行业的迅猛发展，我国第一、第二、第三产业以及城乡居民用电量都在持续增长。同时，在追求绿色低碳发展的目标下，非化石能源发电需求在不断增大。截至2020年底，非化石发电占总发电量的比重达33.9%。光伏作为我国可再生能源的两大支柱之一，其每年新增装机量将对我国能源结构转型意义重大。为了实现“3060”目标，预计“十四五”期间我国光伏年均新增装机在70～90 GW，可见国内光伏市场需求潜力巨大。

由于光伏产业发展迅猛，我国出口到国外的硅片、电池片、组件等光伏中上游产品出口量也在持续增长，相比2019年虽然出口额同比减少5%，但出口量与2018年持平。同时，在全球重视清洁能源生产的背景下，随着我国在光伏产品各个环节生产的技术进步促使生产成本不断降低，我国企业在承接海外光伏项目的国际竞争力将不断提升。

1.3 相关与支持性产业

硅作为光伏产业重要的原材料，硅产业的发展与光伏产业的发展有着相辅相成的作用。由于市场需求的不断扩大，我国金属硅市场已经成为世界最大工业硅消费市场。其中，多晶硅和硅片的产量持续增长，2020年产量分别达39.2×104t和161.3 GW。同时，多晶硅作为工业硅的下游产业，其生产过程中的还原电耗、冷氢化电耗、水耗、硅单耗等产生的能耗及原料使用都在随着技术进步及规模优势而不断降低，进而降低了生产成本，在提升硅产业实力的同时，推动了光伏产业的发展。此外，由于我国正加快能源转型，风电产业也在积极和光伏产业合作开发大基地电站。

1.4 企业战略、结构和同业竞争

波特认为创造与持续产业竞争优势的最大关联因素是国内市场强有力的竞争对手。在光伏产业发展的前期，由于我国政府实施对战略性新兴产业的财政补贴政策，使得光伏产业在发展过程中出现了同质同构、产能过剩等现象，行业内部竞争压力巨大，为此多家光伏企业都在凭借技术优势占据单一生产线竞争优势的基础上，增强全产业链布局，同时扩大生产规模，从而形成规模优势，降低成本，进而以较低的价格吸引光伏电站运营商。目前，隆基企业、晶澳科技、中环公司等光伏产业老牌公司都在与上游原材料供应商签订长期合同，为价格战做准备。

1.5 政府和机会

住建部于2020年11月发布《太阳能发电工程项目规范（征求意见稿）》来推进光伏在建筑方面的应用，促进光伏建筑一体化的发展；工业和信息化部制订了碳达峰行动方案，鼓励工业企业优先使用可再生能源，建立绿色工业园区；交通运输部制订高速公路路侧光伏工程技术规范，促进光伏在交通运输上的能源利用。同时，国家发展和改革委员会于2021年3月发布《关于引导加大金融支持力度促进风电和光伏发电等行业健康有序发展的通知》，提出七项金融措施，弥补企业承担的利息成本，以及解决可再生能源企业资金困难问题。

2 美国光伏产业分析

2.1 生产要素

据国际可再生能源机构2020年的数据统计，相比于中国221.4万光伏行业就业人员，美国仅24.2万就业人员，但随着美国新总统拜登的上任，美国太阳能工业协会主席Hopper表示，将有机会为美国太阳能行业创造数十万个岗位，以实现太阳能十年计划。虽然由于一些突发因素导致美国部分公共事业项目受到推迟或取消的影响，但是美国2020年新增光伏装机量突破2016年以来的最高纪录，达到16.5 GW。同时，美国积极为技术创新提高资金支持，2020年1月美国能源部经审核后投资了1.255亿美元于太阳能技术的研究，投资涉及光伏系统安全性、逆变器网络安全、人工智能检测、农业+光伏、光伏+储能等项目，希望实现降低太阳能成本，提升美国太阳能产业竞争力的目标。美国在过去的十年里太阳能安装成本降至原本的70%，2019年公共事业加权平均LCOE成本降至每千瓦时0.067 7美元，而中国每千瓦时仅为0.054 1美元[3]。

2.2 需求条件

据EIA报道，由于太阳能光伏和风能的迅速增长，美国可再生能源在电力生产中的比重从2008年的9%增长至2018年的17%。同时，随着国家响应对清洁能源的号召，各州、大公司和公共事业部门的清洁能源目标也在不断增长。据SEIA年度报告显示，美国顶级企业正加速对太阳能及可再生能源的投资，截至2019年，美国企业太阳能用户已在38 000个不同的设施中部署超过8 300 MW的太阳能装机容量，其中苹果公司、亚马逊、沃尔玛以398.3 MW、369 MW、331 MW的装机容量排在前三位。然而，近年来美国光伏组件进口占比不断上升，虽然美国颁布了提升关税的相关政策，刺激了对新制造业的投资，但是由于光伏组件及太阳能电池需求太大，导致进口量没有下降。

2.3 相关及支持性产业

虽然作为光伏产业上游原材料的硅片产业最先是由美国开创的，但是由于美国龙头公司经营出现了亏损便结束了对该市场的占有，使美国失去了硅片产业巨头的优势，目前全球排名前五的硅片生产厂商没有一家来自美国。同样作为清洁能源的风能产业，是美国近十年可再生能源发电最多的一个行业，其在电力生产总量上的占比从2008年的1%提升至2018年的6%，与光伏产业形成了有效竞争。

2.4 企业战略、结构和同业竞争

在美国50个州中，加利福尼亚州在装机方面一直处于领先地位，2019年其太阳能装机容量达31 288.02 MW，但随着太阳能成本的不断下降，佛罗里达州和得克萨斯州的装机容量也在不断增长，同时刺激着越来越多的州参与到太阳能装机容量的竞争中。据SEIA报道，目前已经运行的太阳能项目的容量为47 GW，但正在建设或正在开发的项目的容量却达到115 GW，可见市场竞争之大。

2.5 政策与机会

自2006年起，美国国会通过了投资税收抵免（ITC）法案，即对住宅、商业和公共事业规模的太阳能安装提供30%的投资税收抵免。该法案自颁布以来，美国太阳能年平均增长率达52%。2020年，国会通过了对ITC法案逐步降低的推迟，即2021和2022年仍维持26%的抵免，2023年抵免降至23%，2024年取消对住宅的抵免，同时商业及公共事业项目抵免降至10%。2020年ITC法案的修订给发展长期投资的公司提供了确定性，加快竞争和技术创新的同时，将降低消费者的能源成本。但是新就任的美国总统依旧维持201法案，即对进口双面太阳能组件征收20%的关税，以促进国内光伏制造业的发展，同时201法案的继续实行也将提高太阳能投资者的风险。

3 结论

一方面，国家层面需继续提供政策的支持，加大对技术研究资金的投入。技术作为第一生产力，关乎着我国在光伏领域的话语权，同时技术的进步有利于进一步降低太阳能装机成本，从而降低度电成本，以加速平价上网政策的实现，也能促进我国光伏产业国际竞争力的提升，吸引更多的海外项目。另一方面，我国光伏产业及科研机构需积极参与国际标准的制订，提升行业话语权的同时，应注重专利权的保护，并且积极探索创新光伏应用领域，充分利用太阳能资源。同时，需加大对全产业链的布局，重视原材料资源的持续性获取，积极加强相关及支持性产业间的合作。