科技日报记者 李禾
国家能源局发布的数据显示，2022年上半年，全国可再生能源发电量达1.25万亿千瓦时，其中太阳能发电量增长13.5%。太阳能光伏产业，从“三头在外”、受制于人的窘迫，到牢牢占据世界光伏产业头把交椅，成为新时代的中国名片，中国光伏产业仅用了不到10年的时间。在其中，科技创新，是不可忽视的重要力量。
十年攻坚：从受制于人到全球领先
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时间拉回至2012年，刚刚兴起的中国光伏产业，面对着欧美“双反”大棒。彼时，原材料、市场、核心技术全部受制于人的中国光伏行业迎来了“狂风骤雨”，光伏产业随之跌至谷底。
怎么办？相关国家主管部门和光伏企业开始意识到：核心技术和产业链、供应链的“命门”必须牢牢攥在自己手里。中国光伏行业开启了十年攻坚路。
一方面，政府出台相关的产业政策，度电补贴、领跑者计划、户用光伏、绿证交易等政策先后登场，从资金到市场、从财税到土地，营造出有利于国内产业发展的政策环境，为产业发展壮大铺平道路。另一方面，中国光伏企业也“痛定思痛”，掀起了一轮又一轮的科技创新热潮。隆基、晶科、通威、协鑫等企业，持续不断地加大科技创新投入。
以组件端设备串焊机为例，2013年以前，中国光伏工厂购买的串焊机，基本都是来自德、美、西班牙、日本。
仅仅过了3年，市场格局大相径庭。在奥特维、先导智能等一众国内串焊机企业的攻坚下，我国市场新增产线中的串焊机95%变成国产设备。据中国光伏行业协会的数据显示，到2015年底，光伏制造四大核心环节，即多晶硅、硅片、电池片和组件，国内企业产量均位居全球第一，占到全球总产量的48.5%、79.6%、62.6%和76.1%。
同时，我国还掌握了万吨级改良西门子法多晶硅生产工艺，流化床法多晶硅生产技术也开始产业化生产。单晶及多晶电池产业化效率分别达到19.5%、18.3%，处于全球领先水平。在生产线专用设备方面，从硅材料生产，硅片加工，电池片、组件生产到与光伏产业链相关检测设备、模拟器等都具备成套供应能力，甚至部分产品实现了不同程度的出口。
十年创新：降本增效贯穿始终
纵观整个光伏降本增效的历程，技术创新推动行业降本增效贯穿始终，这是市场做出的选择。
这十年间，光伏产业多个环节都曾掀起过“路线之争”，从晶硅到薄膜、从多晶到单晶、从集中式到组串式逆变器……但这些竞争究其根本，都在于降本增效，提升光伏能源的经济性和竞争力，其中电池转换效率提升发挥全局性的关键作用，成为光伏行业转型升级的“主赛道”。
时间重新拨回2015年。这一年，在国家政策大力支持下，光伏产业迎来了黄金发展期。走出低谷的光伏企业，根据市场需求，围绕性能和成本两个方面，持续不断推进技术升级。
这一时期，市场需求及技术发展线路仍以多晶为主导，在晶澳、晶科、天合、阿特斯等多个一线大厂技术攻关下，陷光和表面钝化、高效多晶铸锭、湿法黑硅等新技术、新工艺层出不穷。在这些技术、工艺综合加持下，多晶电池转换效率一举突破此前业内人士公认的20%的理论极限。
但市场需要更高转换效率的技术和产品，以期早日达成光伏平价上网的目标。“光伏领跑者”计划应运而生，这项旨在促进光伏行业从追求规模扩张向注重质量效益转变的顶层计划，倒逼光伏技术升级。
在“光伏领跑者”计划带动下，各种先进技术开始竞相进行创新与升级。2014年，隆基攻克RCZ单晶生长技术产业化难题，硅棒产出由原来的60kg/坩埚提升至1500kg+/坩埚。这项技术的应用，让拉晶速度提升80%以上，单晶硅棒和多晶铸锭每公斤的成本差距快速缩小，也使单晶与多晶之间巨大的成本差距快速缩小，为单晶快速发展提供契机。仅2020年，这项技术就为我国光伏产业节省成本约136亿元。同时，另一项关乎单晶未来的关键技术，即金刚线切割技术也在隆基实现国产化，一举打破海外厂商对金刚线技术的垄断，通过紧密的上下游联合技术攻关及技术引入，很快开发出高品质、低成本的金刚线，让金刚线的供应价格快速降至0.3元/米左右，每年为行业节约成本300亿元。
与此同时，PERC电池技术引入，单晶技术降本优势更加明显。爱旭、通威、晶科、晶澳等电池组件企业纷纷转向单晶及PERC技术，使单晶组件价值被市场认可。通过与澳大利亚新南威尔士大学等合作伙伴联合对光衰机理研究，隆基解决了单晶PERC初始光衰高的问题，并将LIR技术向业界开放。接下来，单晶PERC技术的潘多拉魔盒被打开，在行业企业不断努力下，双面、半片、MBB、叠瓦、多主栅等新技术、新工艺不断涌现，使单晶效率曲线不断攀升，成本也一降再降。到2017年底，单多晶组件几乎实现同价，一举完成对多晶的逆袭之战。
纵观这一历程，技术迭代带来的成本优势，是单晶技术实现逆袭的关键所在，也是在过去10年间，光伏成本能实现下降近80%的动力来源。
十年蜕变：从补贴到平价
在过去的十年间，光伏行业在追求技术进步的同时，也逐渐摆脱对政策和补贴的依赖，不仅实现从补贴时代到平价时代的历史性跨越，也将实现从辅助能源逐步向主力能源的转变。
2018年5月31日，国家发改委、财政部、国家能源局联合印发《关于2018年光伏发电有关事项的通知》（业界称“531新政”），将下半年光伏发电规模压缩到原来的三分之一以下。政策补贴下调力度和速度都远超预期，对当时光伏行业形成了前所未有的冲击。
标杆电价和逐渐降低的补贴强度有效支持了行业规模化发展。2017年，光伏平均上网电价仍高达0.94元/千瓦时，发电成本也在0.5-0.65元/千瓦时，与其他发电形式相比，价格上缺乏竞争力。
中国光伏产业再次经受住了考验，光伏企业加快技术研发与革新步伐，行业“降本增效”节奏加快，多项关键技术在政策实施一年内得到突破。比如在组件电池环节，据不完全统计，2019年我国至少创造了20项世界效率纪录，既包括已成为市场主流的PERC产品，也包括异质结、钙钛矿等尚未大规模产业化的前沿技术。隆基创下24.06%单晶双面PERC电池正面转换效率世界纪录，打破了此前业界公认的24%极限。
“双碳”目标，以及构建以新能源为主体的新型电力系统相继提出，赋予光伏更大的历史责任。对于光伏产业来说，光伏发电技术创新仍将是应对这些挑战的关键因素。中国光伏行业协会名誉理事长王勃华说：“新时期，光伏行业需要不断修炼自身，持续创新发展，降本增效，产业上下协同发展，才能让光伏真正成为新型电力系统的主力军。”
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