1.1.2 光伏发展现状

1.国外发展现状

光伏发电是对太阳能开发利用的重要方式，具有应用形式多样、容量规模灵活、安全可靠、维护便捷等突出优点，应用前景广阔。早在1839年，法国科学家贝克勒尔（E.Becquerel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差，这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾（Chapin）等人在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，将太阳能转换为电能的实用光伏发电技术。1969年，法国建成世界上第一座光伏电站。20世纪70年代后期，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的化石燃料能源正在逐步减少，且其对环境造成的破坏不断加深。在此背景下，全世界将目光投向了新型能源，太阳能以其独有的优势成为人们研究的焦点。20世纪80年代，太阳电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大，商品化非晶硅光伏电池组件于1984年问世。美国是最早制定光伏发电发展规划的国家，在1997年提出了“百万屋顶”计划，日本、德国、瑞士、法国等国纷纷效仿，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。到了21世纪，光伏发电不断发展，2006年，世界上已建成10多座兆瓦级光伏电站，其中包括6座并网光伏电站。

随着光伏电池组件技术的不断完善，光伏发电得到了快速发展。图1.4为2010—2021年全球光伏总装机容量及年增长率。2010—2021年全球光伏总装机容量年增长率均超过20%。截至2021年，全球光伏总装机容量突破942GW，约为2015年的4倍，2010年的22倍。

据国际能源署（IEA）统计，2021年全球光伏发电市场持续强势增长，新增装机175GW，累计装机容量达942GW，同比增长20.7%。如图1.5所示，2021年光伏新增装机容量排名前10的国家依次为中国（54.9GW）、美国（26.9GW）、印度（13GW）、日本（6.5GW）、巴西（5.5GW）、德国（5.3GW）、西班牙（4.9GW）、澳大利亚（4.6GW）、韩国（4.2GW）、法国（3.3GW）。2021年进入全球前10位的国家装机容量最低水平约为3GW，与2020年基本持平，是2019年所需容量水平的两倍。前10位的国家年度光伏总装机约占全球年度光伏总装机的74%，较2020年（78%）略有下降。

图1.4 2010—2021年全球光伏总装机容量及年增长率

图1.5 2021年光伏新增装机容量排名前10的国家及其装机容量

2021年至少20个国家的光伏累计装机容量超1GW，15个国家光伏累计装机容量超10GW，5个国家光伏累计装机容量超过40GW。其中我国累计装机容量306.54GW，同比增长21.7%，全球排名第一。其次为欧盟（178.7GW，同比增长18.1%），美国（123GW，同比增长12.0%），日本（78.4GW，同比增长9.5%）、印度（60.4GW，同比增长27.4%）。

美国国家可再生能源实验室的太阳能研发中心是太阳能产业基础领域和应用领域的重要研究机构。美国已在大多数州通过《净电量计量法》，对光伏发电项目进行初始投资补贴或电价补贴。具体依据各州情况，光伏发电的激励政策有所差异，但大多采用可再生能源配额、税收优惠、现金补助等方式。

德国1998年开始实施鼓励家庭光伏发电的“10万屋顶计划”，成为较早关注光伏发电技术的国家。2000年，德国推行《可再生能源优先法》（也称《可再生能源法》），实施高额的补贴激励政策，促使德国光伏市场呈现喷井式增长，引领德国成为光伏应用大国。截至2021年底，德国光伏累计装机容量达到66.5GW，新增装机容量5.3GW。

日本由于自然资源短缺，从1990年起就开始致力于光伏发电技术的研发。1993年，日本启动“新阳光计划”，加速光伏电池、燃料电池、深层地热、超导发电和氢能等资源开发利用。2021年日本新增光伏装机容量6.5GW，全球排名第四，仅次于中国、美国和印度。截至2021年年底，日本累计装机容量达到了78.4GW。

2.我国发展现状

20世纪70年代，我国开始进行光伏发电技术开发，并于20世纪90年代末建成第一套3MW多晶硅电池及应用系统。2001年，我国推出“光明工程计划”，旨在通过光伏发电解决偏远山区的用电问题。2004年，我国在深圳国际园林花卉博览园建成1MW并网光伏发电站，该电站成为国内首座兆瓦级并网光伏电站，也是当时亚洲最大的并网光伏电站，成为我国并网光伏发电的标志性事件。2007—2010年，我国的光伏发电项目快速走向市场化。2009年7月16日，财政部、科技部、国家能源局联合发布《关于实施金太阳示范工程的通知》，决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展。2011年以后，并网型光伏项目成为主流，随着各项利好政策的推出，光伏装机总量和增长率均持续快速增长，我国逐渐成为光伏发电大国。图1.6所示为2017—2021年我国光伏新增装机与累计装机容量情况。由图可知，我国光伏发电累计装机容量在2020年达到253.56GW，在2021年底达到306.54GW，同比增长高达20.89%。

图1.6 2017—2021年我国光伏新增装机与累计装机容量

我国的光伏发电呈现东中西部共同发展的格局，据国家能源局统计，2021年我国光伏发电累计装机容量前10名的省（自治区、直辖市）分别为：山东省（33430MW）、河北省（29210MW）、江苏省（19160MW）、浙江省（18420MW）、安徽省（17070MW）、青海省（16320MW）、河南省（15560MW）、山西省（14580MW）、内蒙古自治区（14120MW）、宁夏回族自治区（13840MW），各省（自治区、直辖市）占比如图1.7所示。

图1.7 我国2021年主要省（自治区、直辖市）光伏发电累计装机容量占比