新能源六大重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈圖譜分析

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引言

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委修訂的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2023年本，征求意見稿）》，新能源主要包括風(fēng)力、太陽能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?/strong>六大類型。

一、風(fēng)力分布式電場(chǎng)與海上風(fēng)電成為行業(yè)新增長(zhǎng)點(diǎn)

風(fēng)電是我國(guó)繼煤電、水電之后的第三大電源，按照按照地理位置可區(qū)分為海上風(fēng)力發(fā)電與陸上風(fēng)力發(fā)電，其中陸上風(fēng)電可分為集中式和分散式、海上風(fēng)電可分為固定式和漂浮式。

從風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈看，上游包括環(huán)氧樹脂和聚氨酯等基本材料、PVC泡沫和巴沙木等夾層材料、以及環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑、增強(qiáng)材料等；中游包括風(fēng)電機(jī)身部件、風(fēng)電傳動(dòng)部件、發(fā)電控制系統(tǒng)和風(fēng)電整機(jī)制造等；下游包括風(fēng)電場(chǎng)施工、運(yùn)維即配套服務(wù)等。

圖1風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

來源火石創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)中心

“十二五”以來，我國(guó)風(fēng)電裝備制造業(yè)的技術(shù)水平快速提升，單機(jī)容量16兆瓦全系列風(fēng)電機(jī)組成功下線，風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，特別是“長(zhǎng)葉片”、“高塔筒”、“大功率”、“輕量化”等低風(fēng)速發(fā)電技術(shù)不斷突破，使常年年均風(fēng)力低于6.5/秒的中東部地區(qū)風(fēng)力資源得到高效利用。與此同時(shí)，2022年海風(fēng)新增裝機(jī)容量占全球份額的58%，度電成本下降至約0.33元/度，三峽“引領(lǐng)號(hào)”、海裝“扶搖號(hào)”、海油“觀瀾號(hào)”漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破，推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)走向深遠(yuǎn)海。

2022年，全國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量4983萬千瓦、占總裝機(jī)的14%，發(fā)電量占總發(fā)電量的9%。其中，陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量4467.2萬千瓦、累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)3.6億千瓦，海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量515.7萬千瓦、累計(jì)裝機(jī)容量3051萬千瓦，是成為全球第一風(fēng)電大國(guó)。

二、光伏技術(shù)持續(xù)迭代推動(dòng)行業(yè)降本增效

近十年，隨著光伏行業(yè)各環(huán)節(jié)技術(shù)的不斷迭代，共同推動(dòng)光伏發(fā)電成本進(jìn)入快速下降通道，逐步向常規(guī)能源發(fā)電成本靠近，全球太陽能光伏的平均電費(fèi)成本由2010年度的0.417美元/千瓦時(shí)大幅下降至2021年度的0.048 美元/千瓦時(shí)，下降幅度達(dá)到88%。

2022年，隨著光伏大基地建設(shè)的不斷推進(jìn)，以及及分布式光伏應(yīng)用的穩(wěn)步提升，國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)超過87GW，多晶硅、硅片、電池、組件產(chǎn)量分別達(dá)到82.7萬噸、357GW、318GW、288.7GW，全年光伏產(chǎn)品出口超過512億美元，行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模接近1.5萬億元。

圖2光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

來源火石創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)中心

從光伏產(chǎn)業(yè)鏈看，上游包括硅料、硅片、PET基膜等光伏電池材料，以及硅片設(shè)備、電池片設(shè)備、組件設(shè)備等；中游包括光伏電池片、光伏組件、電站輔件等；下游包括光伏電站建設(shè)運(yùn)營(yíng)、光伏綠色建筑、光伏應(yīng)用、光電配套服務(wù)等。

光電轉(zhuǎn)換效率是推動(dòng)光伏行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心之一，目前PERC技術(shù)作為光伏電池的主流線路，已逐漸逼近理其轉(zhuǎn)換效率論極限，業(yè)內(nèi)企業(yè)正加快開展對(duì)TOPCon、HJT、XBC等新一代N型電池的研發(fā)探索，其中TOPCon技術(shù)與PERC電池生產(chǎn)工藝兼容性較高，且初始投資成本較低、設(shè)備和輔材輔料的國(guó)產(chǎn)化程度較高、產(chǎn)品良率較高，已逐漸體現(xiàn)出良好的產(chǎn)業(yè)化潛力。

三、氫能關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，產(chǎn)業(yè)堵點(diǎn)仍需打通

氫能作為一種二次能源，具有高能量密度大、高轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)保無污染等顯著優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)其制備來源的環(huán)保程度可分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。

自2019年氫能首次被寫入政府工作報(bào)告以來，氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快車道。根據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，在2017-2022年中國(guó)氫氣產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，2022年氫氣產(chǎn)量約3781萬噸，是全球最大的氫氣生產(chǎn)國(guó)，總產(chǎn)值達(dá)4826億元，其中主要仍以灰氫和藍(lán)氫為主，二者合占總體市場(chǎng)規(guī)模的比例超過90%。

進(jìn)一步分析產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)現(xiàn)，核心技術(shù)、高端材料、關(guān)鍵設(shè)備等產(chǎn)業(yè)堵點(diǎn)共同交織阻礙了綠氫產(chǎn)業(yè)鏈綜合應(yīng)用成本下降的步伐。以制氫技術(shù)為例，國(guó)內(nèi)質(zhì)子交換膜、電催化劑、雙極板等核心材料及關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化程度較低，疊加PEM電解槽仍處于商業(yè)化初期、應(yīng)用成本較高，促使質(zhì)子交換膜電解制氫的成本是灰氫平均成本的1.35倍-2.89倍。

圖3氫能產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

來源火石創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)中心

氫能是我國(guó)未來能源體系的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要手段，2022年3月國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合出臺(tái)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》，不僅明確了氫是未來國(guó)家能源體系的組成部分，而且明確了氫能是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向，是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

四、生物質(zhì)能“零碳”能源的新發(fā)展

生物質(zhì)能被稱為“零碳”能源，其原料來源理論上包括所有的動(dòng)物、植物和微生物等各種有機(jī)體，而從實(shí)際生產(chǎn)來看，主要包括以糧食作物和油料作物為核心的第一代生物質(zhì)燃料、以農(nóng)林廢棄物和動(dòng)物油脂為核心的第二代生物質(zhì)燃料和以海藻油為代表的第三代生物質(zhì)燃料。

我國(guó)是世界重要的農(nóng)業(yè)大國(guó)和制造業(yè)大國(guó)，生物質(zhì)資源年產(chǎn)量巨大，根據(jù)中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)生物質(zhì)能開發(fā)總量約45.3億噸，其中，農(nóng)作物秸稈總量約7.9億噸，畜禽養(yǎng)殖糞污約30.5億噸，而商業(yè)化開發(fā)利用規(guī)模約5740萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占生物質(zhì)能的9.3%。2022年，全國(guó)生物質(zhì)發(fā)電新增334萬千瓦，總體達(dá)到0.41億千瓦，發(fā)電量達(dá)1824億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)11%。

圖4生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽?/p>

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生物質(zhì)能是我國(guó)高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。2022年，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)了《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，明確提出要積極開放生物質(zhì)能源，一方面建立生物質(zhì)燃燒摻混標(biāo)準(zhǔn)，另一方面加快生物天然氣、纖維素乙醇、藻類生物燃料等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造，將為生物質(zhì)能健康發(fā)展提供良好的外部政策環(huán)境。

五、海洋能資源蘊(yùn)量豐富，但利用難度較大

海洋能是指依附于海水水體的可再生自然能源，是大自然中廣泛存在的重要可再生能源，具有產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、技術(shù)含量高的特點(diǎn)，隨著新時(shí)代大力發(fā)展向海經(jīng)濟(jì)，海洋能產(chǎn)業(yè)將成為我國(guó)海洋資源開發(fā)利用能力和的重要象征。根據(jù)中國(guó)最新海洋及相關(guān)產(chǎn)業(yè)分類，海洋能發(fā)電主要包含了海洋潮汐能、波浪能、潮流能、溫差能、鹽差能發(fā)電和其他。

表1海洋能資源類型

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據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境署數(shù)據(jù)顯示，溫差能、波浪能、鹽差能和潮汐/潮流能開發(fā)潛力分別占到了全球海洋能開發(fā)潛力的58%、39%、2%和2%。其中，我國(guó)海洋能發(fā)電蘊(yùn)藏量約占全球海洋能總蘊(yùn)藏量的8%，近海海洋能資源理論裝機(jī)容量約為697吉瓦，技術(shù)可開發(fā)量超過70吉瓦；深遠(yuǎn)海海域的波浪能資源遠(yuǎn)超近海海域，同時(shí)具有豐富的洋流能資源。

表2我國(guó)近海海洋能資源統(tǒng)計(jì)

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海洋能資源儲(chǔ)量巨大，但目前不同品種的海洋能技術(shù)和商業(yè)化發(fā)展水平存在較大差異，除潮汐能相對(duì)成熟外，其他海洋能均處于發(fā)展初期，以技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目示范為主，且分布相對(duì)集中，而且受技術(shù)壁壘、資金投入等制約，海洋能商業(yè)化的度電成本居高不下，導(dǎo)致一直未能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化利用。

六、地?zé)崮車?guó)內(nèi)中低溫地?zé)嶂苯永眉夹g(shù)居世界首位

地?zé)崮苁且环N低碳環(huán)保、穩(wěn)定高效的清潔可再生能源，與其他可再生等能源相比，具有不受季節(jié)、氣候、晝夜等外界因素干擾的優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)電利用效率達(dá)73%，約為太陽能的5.2倍、風(fēng)能的3.5倍，主要類型包括水熱型和干熱巖型。

表3地?zé)豳Y源類型

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我國(guó)地?zé)崮苜Y源儲(chǔ)備豐富，但資源分布廣泛，且多為中低溫資源。據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局調(diào)查結(jié)果顯示，全國(guó)336個(gè)地級(jí)以上城市淺層地?zé)崮?/strong>年可開采資源量折合7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，大部分位于華北盆地、江漢盆地、渭河盆地、松遼盆地等東南沿海和內(nèi)陸盆地；全國(guó)水熱型地?zé)豳Y源年可開采資源量折合19億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；深埋在3000至10000米的干熱巖資源折合856萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占世界資源總量的比例超過15%，是2022年全國(guó)能源消費(fèi)總量的15.8萬倍。

圖5地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)鏈圖譜

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“十三五”以來，我國(guó)地?zé)嵝袠I(yè)發(fā)展成效顯著，2020年全國(guó)地源熱泵裝機(jī)量達(dá)40.6吉瓦、占全球比重的38%，中低溫地?zé)嶂苯永醚b機(jī)容量連續(xù)多年位居世界首位，地?zé)崮芄嶂评涿娣e累計(jì)達(dá)13.9億平方米，但高溫干熱巖地?zé)衢_發(fā)尚處于起步探索階段。2021年，國(guó)家發(fā)改委等八部門發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見》，明確提出到2025年，全國(guó)地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e比2020年增加50%，全國(guó)地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)容量比2020年翻一番，為地?zé)嵝袠I(yè)快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的政策基礎(chǔ)。

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作者|火石創(chuàng)造 陳聰

原文標(biāo)題:新能源的下半場(chǎng) | 新能源六大重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈圖譜分析