聚类视角下的江苏光伏产业发展质量分析研究

刘颖佳?郭宁?李玥?郭靖冬?朱一鸣?朱志远?王卿

摘要：发展光伏产业有助于推动我国绿色低碳转型以及“双碳”目标的早日实现。本文综述了江苏光伏产业发展现状，并构建了包括光伏标准制定、专利授权、产品入选情况等在内的评价指标体系，运用聚类分析方法，分析研究江苏13个设区市光伏产业集群发展质量的特点和水平，从“领航标准”研制等方面，提出江苏光伏产业发展质量提升的对策建议，为构建高效安全的清洁能源新体系提供参考。

关键词：光伏产业 聚类分析 标准化 发展质量

Cluster Analysis on the Development Quality of Photovoltaic Industry in Jiangsu

Liu Yingjia， Guo Ning， Li Yue， Guo Jingdong， Zhu Yiming， Zhu Zhiyuan， Wang Qing

（Jiangsu Institute of Quality and Standardization）

Abstract：  The development of photovoltaic industry can promote the green and low-carbon transformation and early realization of the “dual-carbon” goal in China. This work reviews the state-of art quato of the photovoltaic industry in Jiangsu， and designed the evaluation indexes including the photovoltaic standards， authorized patents， products quality， and so on. The development quality characteristics of photovoltaic industry in its 13 cities were analyzed using the cluster analysis method. Helpful suggestions including advanced standards development， etc. are also provided for further development of photovoltaic industry in Jiangsu.

Key words：  photovoltaic industry， cluster analysis， standardization， development quality

1 江蘇光伏产业发展现状

为实现“碳达峰 碳中和”目标，发展可再生能源是关键着力点。光伏产业作为市场空间巨大的可再生能源产业之一，其发展水平关系到我国的绿色经济发展质量。尽管起步较晚，但我国目前已成为全球光伏产业影响力最大的国家。江苏经过多年发展，产业结构持续优化，成长为全国乃至全球重要的光伏产业研发和制造基地，技术水平在全国处于领先地位。

1.1 江苏光伏产业概况

自2013年走出低谷期以来，江苏积极推进能源供给侧结构性改革，着力构建绿色低碳、清洁高效的能源生产体系，能源生产发展呈现新局面。2020年，江苏光伏电池等新产品产量比上年增长16.5%。光伏新能源装机规模位居全国前列。根据2021年前三季度全国光伏发电建设运行情况，江苏累计光伏装机1812.3万千瓦，位列全国第三。国家能源局公布《整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点名单》，其中江苏试点地区59个，数量位居全国第三。

江苏已发展形成较为完整的光伏产业链，并被列入江苏省重点推进的30条优势产业链之一。从单晶硅、多晶硅等原材料生产，到单晶提拉与多晶铸锭、硅片分割、晶硅电池制造、电池组件封装以及光伏电站建设安装、光伏装备制造等产业各环节，江苏生产规模世界占比超过50%，连续数年位居全球第一。江苏光伏产业逐渐显现出国际竞争优势，实现端到端自主可控，江苏的硅片、晶硅电池、晶硅组件等产量均约占全国产量的40%，具有率先成为高质量发展典范的战略性新兴产业的潜力[1]。

同时，江苏还拥有光伏产业领军企业。光伏全球排名前10的领军企业中，就有4家江苏企业，以天合光能、协鑫集团、阿特斯等为代表。其中，天合光能拥有光伏科学与技术国家重点实验室，已连续二十多次在晶硅电池组件领域打破世界纪录，其P型单晶硅PERC电池组件窗口效率达23.03%。协鑫集团光伏原材料产能全球第一，原创GCL西门子法，成功打破国外垄断。领军企业进一步形成产业集聚。依托创新主体建设的光伏产业技术创新平台约占新能源产业科技创新平台总数的70%[2]。全省光伏制造企业已有600多家，近20家企业年产值超10亿元，光伏从业人员累计11万人。其中，苏南地区的光伏产业产值占据全省比重60%以上[3]。江苏光伏产业已呈现出区域集群化的发展趋势。产业集群对推动企业专业化分工协作、有效配置生产要素、降低创新创业成本、节约社会资源、促进区域经济社会发展都具有重要意义。

1.2 符合《光伏制造行业规范条件》企业分析

为引导光伏企业加强技术创新、提高产品质量、促进光伏产业优化布局，工信部从2013年起制定实施《光伏制造行业规范条件》，从生产布局与项目设立、工艺技术、资源综合利用及能耗、智能制造和绿色制造、环境保护、质量管理、安全、卫生和社会责任等方面提出要求。《光伏制造行业规范条件》是“光伏领跑者计划”的核心内容，已更新发布四个版本，标准要求不断提高，实行动态管理。至今已发布9批符合条件的企业名单。结合入选和撤销的企业情况，全国累计有184家符合规范条件的光伏企业，其中江苏企业57家，占比31%，数量位居全国第一（见图1）。尽管符合条件的江苏企业占全省光伏企业总数近10%，但这批企业都是江苏主流光伏企业，具有代表意义。

江苏根据地理位置一般划分为苏南、苏中和苏北三类地区（其中，苏南包括南京、无锡、常州、苏州和镇江；苏中包括南通、扬州和泰州；苏北包括徐州、连云港、淮安、盐城和宿迁）。苏南、苏中和苏北地区符合《光伏制造行业规范条件》企业的入选数量、入选产品类型数、平均授权专利数量等信息如图2所示。可见，苏南地区的入选企业数量占据全省的70%以上，其中入选产品类型数量和平均授权专利数量均显著高于苏中和苏北地区水平。苏中和苏北地区入选企业数量和入选产品类型数量差别并不大。因此，为进一步掌握江苏光伏产业区域集群化和发展质量情况，本文以江苏13个设区市为切入点，基于各市符合《光伏制造行业规范条件》的光伏企业的各类特征数据，开展聚类分析，研究不同区域光伏产业发展质量特点和趋势，探索江苏光伏产业高质量发展的对策和路径，助推产业绿色可持续发展。

2 研究模型与数据来源

2.1 聚类分析模型

聚类分析是对样品或指标进行分类的多元统计分析方法，通过给定样本特征的相似性或距离，使不同组间的相似性或距离最大，同一组内样本的相似性或者距离最小。聚类分析方法主要有系统聚类法、动态聚类法、模糊聚类法等。本文采用系统聚类法中的离差平方和法，样本间的距离使用欧氏距离函数。基本思想是：先将每个设区市各作为一组，每次通过合并减少一组；离差平方和逐步增大，选择使类内离差平方和增加最小的两组合并，直到所用的设区市合并为一类为止。

2.2 指标选取及数据来源

本文选取江苏13个设区市作为区域研究对象，为客观评价各设区市符合《光伏制造行业规范条件》的企业特征，以科学性、可比性、可操作性为原则，选取5个指标，分别是入选企业数、企业成立时长、入选产品类型数、企业制定标准数、企业授权专利数。其中，入选企业数、入选产品类型数的信息来源于工信部发布的第一至第九批《符合〈光伏制造行业规范条件〉企业名单》（不计入撤销信息）；入选企业制定标准数据和授权专利数据分别来自于全国标准信息公共服务平台和国家知识产权局专利数据库，标准和专利数据的统计时间截至2021年11月。

3 江苏光伏产业发展质量聚类结果分析

使用SPSS软件对江苏13个设区市光伏产业发展质量情况进行聚类分析，可以分为3类（见表1）。其中，第一类概括为“引领型城市”，包括无锡、常州和苏州，处于苏南的核心地区。第二类为“潜力型城市”，包括徐州，位于苏北地区。第三类概括为“发展型城市”，包括南京、南通、连云港、淮安、盐城、扬州、镇江、泰州、宿迁等9个设区市，主要分布于苏中和苏北地区。为详细探讨不同类型的设区市光伏产业发展质量，对以上3类设区市进行光伏产业发展质量特征分析，特征分析图见图3。

3.1 引领型设区市

第一类为引领型设区市，以无锡、常州和苏州三个城市为代表。根据图3可以看出，这类设区市的入选企业数、入选产品类型数、授权专利数都显著高于其他兩类设区市。这一结果与“苏南光伏产业以苏州、无锡、常州作为三大支柱”相一致[4]。无锡、常州和苏州的2020年地区生产总值和常住人口数位居全省前四，在研发投入、技术创新、企业发展政策、高科技人才等方面具有领先优势。从产业集群来看，无锡在新吴区、惠山、江阴等地建立“研发、设计、制造、系统集成、应用示范”于一体的产业基地，培育了一批龙头企业，2020年底无锡分布式光伏装机容量（125.1万千瓦）位居全省第一；常州2020年底拥有光伏企业140余家，其中晶硅产业链规上企业49家，分布在新北、武进、金坛三个重点产业集聚区，实现产值635.95亿元，同比增长9%；苏州以阿特斯、中利腾辉等企业为主导，产业集约化优势明显，在常熟、昆山、吴中等地建立了光伏产业基地。

3.2 潜力型设区市

第二类为潜力型设区市，以徐州为代表。徐州处于苏北地区，但其2020年地区生产总值和常住人口数均位列全省第六。目前已汇聚中能硅业、协鑫硅材料等十几家行业龙头型制造企业，拥有全球最大的高纯多晶硅和晶体硅方锭制造厂。光伏产业已发展成为当地优势新能源产业，形成了从多晶硅材料到太阳能电站的完整光伏产业链，产业竞争力不断增强。徐州的入选产品类型数量高于第三类设区市。需要特别关注的是，徐州地区制定的光伏标准数量显著高于其他两类设区市，体现了其对标准化工作的重视，通过有效标准化技术，掌握先进光伏技术话语权，进一步确立其在硅材料制造领域的领先地位，发展质量具有后劲潜力。

3.3 发展型设区市

第三类为发展型设区市，主要包括江苏大部分城市，主要位于苏中和苏北地区。这类设区市的光伏产业发展规模效应没有前两类设区市高，但发展质量各具特色。例如，扬州现有光伏产业规上企业69家，其中晶澳太阳能是全球单体产能最大的电池片企业。在高邮、宝应、仪征等地设有产业布局，并将光伏产业优势配套嫁接到灯具、储能等应用市场，培育光储充产业，形成特色优势。镇江形成了以电池及组件、光伏辅材为特色的产业链。其中，集聚了中节能、大成等30多家企业的镇江新区，成为全国为数不多的“新能源+分布式光伏发电应用”叠加示范区。泰州在海陵区建有新能源产业园，是国家火炬计划新能源光伏产业基地，产业链完备率达95%以上。目前新能源产业园正在推进“光伏+”发展模式，实施园区及所在镇分布式屋顶光伏发电，打造“太阳城”示范园区（镇）。南通利用地理区位优势，优化能源结构，实现风电、光伏发电技术同步发展。

4 对策建议

基于本文聚类结果分析，江苏光伏产业发展质量提升应根据设区市类型特征具有不同的侧重点。

4.1 强化创新示范引领

对于人口规模大、经济体量大的引领型设区市，建议进一步发展具有国际竞争力的龙头企业，集聚人才和资源优势，加大光伏前沿技术研发投入，提高自主创新能力，形成技术、人才、产能溢出效应，通过对上下游企业实施兼并重组，提高全产业链盈利能力。积极鼓励天合光能、阿特斯等龙头企业以碳中和为目标探索零碳示范园区建设，进一步开展光伏细分领域的“领航标准”研制，及时将先进成果转化为标准，充分发挥创新发展引领作用。

4.2 深耕绿色环保发展

对于工业化程度较高、经济发展迅速的潜力型设区市，作为重要的硅产业基地，建议其充分发挥当地企业在产品质量、科技研发、运营管理等方面的质量管理优势，引领更多企业实现绿色发展。在清洁化生产关键核心技术突破方面，应大力开展质量提升行动。企业对易造成环境污染的硅料合成、多晶硅、硅片等生产技术进行改造升级，与专业第三方企业开展合作，加强生产环节废料的监控、回收和处理，构建闭环供应链。同时建议企业提高节能降耗法规标准，走绿色低碳的发展路径。

4.3 推进融合发展模式

对于广大发展型城市，建议积极引导当地企业运用先进质量管理和标准化技术，加大光伏生产设备、逆变器、光伏玻璃、背板等上下游产品的研发创新，培育一批“专精特新”、单项冠军企业。建议加强区域间光伏企业联系，促进光伏产业链节点企业的先进技术和标准化协同，促使产业链运行的创新效益提高。同时，企业利用好区位优势，贯彻落实好《智能光伏产业创新发展行动计划（2021—2025年）》《江苏沿海地区发展规划（2021—2025年）》等政策，加大“渔业+光伏”“光伏+农业”“光伏+储能”“光伏+交通”“光伏+建筑”等跨产业融合，推进互联网、大数据、人工智能等技术在光伏领域的应用。

建议江苏各地加强合作，共同促进创新链和光伏产业链深度结合，稳定供应链，提升价值链，建设全球领先的光伏先进制造业集群，打造自主可控、绿色清洁的现代光伏产业体系。

参考文献

[1]刘轩，赵阳，孙然，等. 江苏省新能源产业发展现状与经验分析[J]. 新型工业化，2020（6）： 166-168.

[2]朱佩枫，张浩，马澜. 供给侧视角下江苏新能源产业技术提升路径研究[J]. 特区经济，2016（12）： 38-41.

[3]王蕾. 江苏光伏产业发展现状及对策[J]. 特区经济，2019（9）： 122-124.

[4]江苏省统计局工业统计处. 新常态下江苏光伏产业发展现状与策略分析[EB/OL]. http：//tj.jiangsu.gov.cn/art/2017/7/14/art_4028_2273349.html.