IIGF观点 | 中国光伏产业发展及投融资（上篇一）

自1997年左右至今，中国光伏产业发展已历经20余年，我院推出专题研究报告《中国光伏产业发展及投融资》，该研究报告分为《上篇：中国光伏制造业发展及投融资》和《下篇：中国光伏应用市场发展及投融资》，上下篇各分为六个发展阶段，系统梳理分析中国光伏产业本身及投融资发展，每个阶段选取一个典型案例，通过案例展现探讨该阶段中国光伏产业及投融资的发展、问题，以及经验教训。
　　中国光伏制造业发展以1997年左右为起点，随着德国、西班牙为代表的欧洲国家以及美日等国光伏支持政策相继出台，国外光伏产品需求暴增带动中国光伏制造业初始发展。中国光伏制造业初期主要以来料加工+出口贸易模式为主(1997-2005年)，即进口多晶硅原料，加工制成光伏电池及光伏组件，再出口至国外。受技术水平落后，规模有限等因素制约，这一时期中国光伏制造业的发展重点是光伏产业链中游的光伏组件和光伏电池生产。此外，由于技术壁垒相对较低，还有部分企业参与硅棒/硅锭、硅片产业链环节。而由于技术门槛和历史原因，这一时期从事多晶硅原料生产的中国企业仅有三家。凭借低成本的人力优势以及政府政支持等，尚德电力、英利集团、天合光能等企业快速发展，中国在短短数年内实现了光伏电池和光伏组件产量的快速增长。
　　中国光伏制造业发展初期，一方面企业融资渠道有限，多晶硅生产企业融资主要是国有资本主导、社会产业资本融合；而电池片及组件制造企业资金源自创始人出资、企业自有资金、地方财政、政府产业基金，以及社会资本等。另一方面企业融资规模总体较小，金融机构融资基本缺失，光伏制造企业普遍存在政策性贷款拿不到、商业性贷款不提供的双重问题。尚德电力的发展历程在一定程度上呈现出中国光伏制造业发展初期明显的行业特征。
　　一、中国光伏制造业初始发展
　　（一）光伏产业链及其投融资特点
　　1.光伏产业链组成环节
　　1839年，法国科学家埃德蒙·贝克勒尔首次发现光伏效应。20世纪50年代，世界首例单晶硅太阳能电池在美国贝尔实验室研发成功。迄今180余年期间，光伏产业已实现商业化，形成自产品制造至电力应用的完整产业链条。　　光伏是利用光伏组件和其它配套设备将太阳能转化为电能的清洁能源技术，其形成的围绕硅材料开发应用的产业链条称为“光伏产业”，光伏产业链包括上游硅料开采提炼和硅片制造、中游光伏电池及光伏组件制造、下游光伏电站建设运营三大环节：
　　(1)光伏产业链上游主要包括硅料提炼和硅片制造，以硅矿开采为起点，提炼加工为太阳能级多晶硅，经过拉棒、铸锭、切片环节制成单晶硅片、多晶硅片，为光伏电池生产提供基础产品。硅是重要的半导体材料，光伏电池发电主要利用硅元素的光电效应。硅元素在自然界分布较广，主要以二氧化硅和硅酸盐形式存在，包括天然硅砂、硅石、水晶、石英等，其构成地壳总质量的27.6%，是地球储量仅次于氧的第二大元素。据美国地质调查局《世界矿产品摘要2019》数据，2018年中国硅产量达400万吨，占世界硅总产量将近60%[1]，根据纯度差异，多晶硅可分为太阳能级多晶硅、电子级多晶硅等，其中太阳能级多晶硅纯度相对较低，主要用于光伏电池生产；电子级多晶硅纯度较高，主要用于制造半导体硅片，是电子芯片的重要原料。
　　(2)光伏产业链中游包括光伏电池生产和光伏组件制造，将硅片加工为光伏电池片是光伏产业链中实现光电转换的关键环节，将若干单体电池片进行连接、封装组成光伏电池板意味着光伏生产制造环节完成。根据电池材料及制备工艺不同，光伏电池分为晶硅电池和薄膜电池两大类。其中，多晶硅电池因制造相对简便、生产成本较低，在光伏制造业发展初期得以大规模应用；单晶硅电池制造工艺相对复杂、产品价格较高，但更高的光电转化效率使其在强调光伏产业升级，推动先进技术应用的环境下受重视程度不断提高。2017年，以PERC电池为代表的单晶硅电池强势崛起，目前基本形成单晶为主、多晶为辅的光伏电池产业格局。薄膜电池采用不同种类的化合物作为电池面板材料，可比晶硅电池薄350倍，更好的柔韧性可拓宽光伏电池应用领域。
　　(3)光伏产业链下游主要是在光伏组件的基础上，配套逆变器、变压器、电缆等设施，建设运营小型分布式光伏电站和大型集中式光伏电站，实现光伏发电的实际应用。集中式光伏电站将所发电力输送至电网，经统一调配后向用户供电；而分布式光伏电站则是用户自发自用、多余电量上网。
　　2.光伏产业链各环节技术要求
　　光伏产业作为集光学、电磁学、半导体、化工、机械等学科为一体的高新技术产业，产业链整体技术含量较高。光伏产业链各环节需要运用不同的生产技术，根据技术要求高低，可分为三种类型：
　　一是技术门槛高的产业环节，包括硅料生产和光伏电池制造。多晶硅生产作为光伏产业链最上游环节，技术要求相对较高具有一定的技术壁垒，使得市场呈现“寡头垄断”态势，2018年，多晶硅产量排名前十企业的多晶硅总产量达到33万吨，占全球总产量的74%。[2] 光伏电池制造是实现光电转换的核心环节，企业竞争力主要体现在光伏电池光电转换效率的高低，要求企业保持长周期的研发投入，才能跟上快速提升的电池制造技术，光伏电池平均转换效率已经自2006年的13%～15%[3]，到目前已提升突破20%。
　　二是技术含量相对不高的产业环节，主要为硅片制造。硅棒、硅锭和切片在光伏产业链上通常为一体环节，技术要求体现在硅片切割厚度、破片率、导电率，以及转换效率等。随着光伏市场对硅片品质要求的提高，倒逼企业加快技术升级，以满足下游高效率电池片的要求。
　　三是技术含量相对较低的产业环节，包括光伏组件和光伏应用系统。光伏组件与其他制造环节相比，技术壁垒相对较低，发展初期劳动力需求量较高，总体表现为劳动密集型特点。光伏组件整个生产过程为物理加工过程，技术工艺重点在于减少封装损失、实现组件转换效率最大化。近些年，多数光伏组件生产企业开始更多用机器组装代替人工组装，并且组件转换效率的技术要求不断提升。此外，光伏应用系统技术要求同样相对较低，主要是光伏组件以及配套设施的安装运维。
　　3.光伏产业链各环节投融资特点
　　从投融资特点看，光伏产业整体资金需求量较大，除组件环节资金需求相对较少外，其余生产制造及发电应用环节基本为资本密集型。具体看，硅料、硅片环节资金需求量大，属于高耗能化工制造业。电池片环节投资需求高主要源于相关设备价格较高(尤其初期多数设备源于进口)，且技术更迭快，要求企业不断加大研发投入，才能在激烈竞争中保持核心竞争力。产业链下游光伏发电系统的装机规模主要取决于资金规模，除光伏组件、逆变器、电缆等主要设备成本，还需土地、安装工程、项目运营等方面资金投入。而光伏组件环节生产周期短、生产规模相对较小的特点决定了该环节资金需求量相对较小，进入壁垒相对较低，更易成为企业进入光伏行业的突破口。　　表1：光伏产业链各环节技术要求及投融资特点 （二）中国光伏制造业初始发展　　1.国外光伏市场需求暴增
　　21世纪伊始，以德国为代表的欧洲国家，以及美国、日本等国先后出台光伏产业支持政策，通过财政补贴、贷款贴息等支持光伏产业快速发展，国外光伏产品需求暴增，为中国光伏制造业的起步提供了契机。
　　德国作为全球光伏产业发展的引领者，于1997年开始实施“十万太阳屋顶计划”，并于2003年完成了该项安装计划。2004年，德国对EEG法案进行修订，规定电网公司有义务收购可再生能源电力，并支付上网补贴电价。德国政府对光伏产业发展采取了两种较为典型的鼓励政策，一是补贴电价，高价收购居民的太阳能电力汇入电网，收购价约0.53欧元/度，而居民使用太阳能电力的价格则与普通电价相同，约为0.21欧元/度，由此激发居民安装太阳能发电设备的积极性；二是贷款贴息，提供3%的贴息支持，鼓励居民贷款购买安装太阳能发电设备。此外，西班牙颁布新《电力法》鼓励光伏并网发电，规定电力公司必须高价购买太阳能电力。英国《可再生能源法》则提出，到2010年实现可再生能源电力占比达到10.4%的发展目标。瑞士SIG(日内瓦工业化服务组织)也于2004年开始实施“5兆瓦光伏”计划。
　　除欧洲国家外，美国和日本等发达国家也较早开始支持光伏产业发展。美国早在1997年即制定“百万屋顶计划”，计划到2010年达成目标，届时美国达到4.6亿兆瓦的光伏安装容量。2000年，美国能源部制定“新五年国家光伏计划”，将保持美国光伏产业世界领导地位作为战略目标。1994年至2005年、以及2001年至2005年期间，日本先后实施“新阳光计划”和“五年研究开发计划”，政府为光伏企业提供相关投资补贴、支持光伏技术研发等，推动了日本光伏产业的快速发展。　　表2：代表性国家光伏产业支持政策（1995-2005年）　　在欧、美、日等多国政策刺激下，国外光伏产品需求大幅增长。2001年至2007年期间，全球光伏发电新增安装容量逐年增加，自2000年293兆瓦、大幅增加至2007年2524兆瓦。其中2004年德国EEG法案修订带动光伏产品需求量暴涨现象尤为显著，当年德国国内光伏安装容量增速高达92.23%[4]。
图2：全球光伏发电新增装机容量及增长率（2000-2007年）
　　总体看，这一时期国外光伏产业发展主要由欧洲国家带动，以2007年为例，德国、西班牙光伏市场份额远高于其他国家和地区，分别达到46.99%、22.65%，而整个欧洲地区的市场份额超过70%。除欧洲国家外，日本和美国的光伏市场份额相对较高，分别达到8.14%、7.18%[5]。
图3：世界主要国家和地区光伏市场份额（2007年）
　　2.中国介入优势
　　以欧洲和美日为代表的国外光伏市场快速发展为中国光伏制造业的初始发展提供了契机。这一时期，中国光伏制造业发展模式主要为来料加工+出口贸易，呈现两头在外特点：即进口多晶硅材料，加工制成光伏电池及光伏组件，再出口至国外。上游因缺乏硅料精炼和提纯技术，90%以上硅料依赖进口；而下游光伏发电尚未推广，光伏应用需求有限，致使90%以上光伏电池组件产品出口至欧洲国家、美国和日本。中国光伏制造企业最早通过光伏组件加工参与到国际光伏产业链中，并通过进口设备建设电池片生产线，逐渐参与到光伏电池生产环节。[6]在上下游产业发展较弱的情况下，凭借低成本的人力优势以及政府政策支持等，尚德电力、英利集团、天合光能等企业快速发展，中国在短短数年内实现了光伏电池和光伏组件产量的快速增长。
　　（1）低成本人力优势
　　中国作为人口大国，劳动力资源丰富，在世界劳动力总量中占比达26.3%[7]。据联合国贸易与发展报告数据，中国2002年的劳动力工资水平仅相当于美国的2.1%、日本的3.4%、新加坡的4.3%、韩国的7.8%、马来西亚的19.2%。[8]劳动力低成本的特点决定了中国在劳动密集型产业具有显著的竞争优势，因而在光伏产业全球化布局过程中，中国承接产业链的加工制造环节，从产业链中游切入成为必然选择。光伏组件封装技术要求相对较低、资金门槛较低，发展初期劳动力需求大的特点使其成为中国光伏产业链中发展最早、最快的环节。
　　（2）中央及地方政府政策支持
　　中央政府层面，2001年10月，原国家经贸委发布《新能源和可再生能源产业发展“十五”规划》，提出到2005年全国太阳光伏电池年生产能力达15兆瓦，形成应用器件配套齐全的太阳光伏产业，累计拥有量达53兆瓦的发展目标。2005年至2007年期间，国务院、发改委、财政部等部门相继出台支持光伏技术、设备、项目应用的相关政策，同时积极支持可再生能源发电上网。　　表3：中国光伏产业相关支持政策（2001-2007年）　　地方政府层面，尚德电力、天合光能、江西赛维等这一时期的光伏制造企业前期快速发展均离不开地方政府的扶持，除优惠政策和融资支持外，地方政府还不同程度提供了人才、技术、市场等方面的支持。以无锡为例，无锡市政府通过政府产业基金向尚德电力注入资金帮助解决企业解决初始资本困难，江苏省政府支持建立江苏省光伏能源工程技术研究中心等技术研究院，以提升企业的技术研发能力，同时将光伏产业作为引进人才的重点领域之一，每年用于光伏领域的人才经费高达2000万元以上。[9]
　　3.中国光伏制造业发展重点
　　在中国光伏制造业发展的初始阶段，受技术水平落后，规模有限等因素制约，中国光伏制造业的发展重点是光伏产业链中游的光伏组件装配和电池片生产。此外，由于技术壁垒相对较低，还有部分企业参与硅棒/硅锭、硅片产业链环节。而出于技术门槛和历史原因，这一时期从事多晶硅原料生产的中国企业仅有三家。
　　（1）电池片及光伏组件制造
　　2001年尚德电力成立，得益于欧洲光伏市场需求暴增，到2004年尚德电力产值增长10倍。财富吸引之下羊群效应快速显现，中国光伏制造企业数量快速增加。　　表4：中国代表性电池片及光伏组件制造企业（1997-2005年）　　从企业规模、产业链环节，以及企业性质看，发展初期，中国光伏制造企业初始注册资本普遍在1000万美元以内，企业规模相对较小。受生产技术落后影响，这一时期中国光伏制造以产业链中技术、资本壁垒相对较低的光伏组件、电池片制造为重心。随着市场、企业规模扩大，逐步向硅棒、硅锭、硅片产业链延伸。这一时期光伏制造企业性质较为均衡，其中50%民营企业、25%国有控股企业、此外部分企业具有外资属性。
　　从区域分布看，企业主要集中于长三角区域的江苏、上海、浙江，以及河北、江西等地，呈现出较为显著的产业集群特点。光伏产业作为高端制造业的特点决定了其主要孕育在国内制造业发达、科学技术水平相对较高的这些区域。在光伏产业发展不完善的情况下，产业集群有助于企业间细化分工，实现优势互补，延伸产业链条。
　　从研究技术看，在企业创立之初，创始人多具有光伏产业相关的教育背景和知识储备，以施正荣、瞿晓铧为代表的海外留学者凭借自身知识技术水平带动企业发展，而国内背景企业也纷纷引进海外技术人才，组建专家研发团队。企业为提升技术水平，通过产学研结合，相继建立起光伏技术的研究机构，如天威英利“国家能源光伏技术重点实验室”、尚德电力“光伏能源工程技术研究中心”等。
　　（2）硅棒/硅锭、硅片制造
　　在中国光伏制造业发展初期，垂直一体化发展有利于整合产业链上下游资源，降低生产成本，而硅棒/硅锭、硅片作为多晶硅材料与光伏电池片之间的关键环节，是光伏企业走垂直一体化的必经之路。这一环节技术含量相对不高，只需购置相关设备和原材料即可进行生产，因此，投资门槛较低，竞争比较激烈。英利集团、天合光能等以光伏电池片生产为主的企业纷纷向上游拓展，2004至2007年期间，中国硅锭、硅片产业以116%的平均速度增长，产量基本与光伏电池需求量处于平衡状态。[10]
　　（3）多晶硅生产
　　中国多晶硅产业萌芽于20世纪50年代，多晶硅生产企业曾多达20多家，但由于技术水平低、生产成本高，大部分企业因亏损相继停产或转产，直到20世纪90年代末，中国多晶硅产业重新起步，全国在建、在产企业仅有峨眉半导体厂、四川新光和洛阳中硅三家企业。这一时期，受国外技术封锁和市场垄断，中国多晶硅生产工艺落后、产业规模小、产品质量低，2005年中国多晶硅年产量仅90吨。[11]为形成多晶硅规模化的生产体系，上述三家企业分别开展多晶硅产业化项目，逐步建设多晶硅生产示范线。　　表5：中国多晶硅生产企业（2005年） 二、光伏制造业投融资：渠道有限规模较小　　（一）融资渠道有限
　　1.多晶硅材料：国有资本主导、社会产业资本融合
　　在多晶硅发展的初创阶段，中国多晶硅企业为国有企业，在科技部、发改委等部门支持下，由隶属国务院、国资委的国有企业发起创建并注入资本，项目投资资金多源自政府。但政府早期对多晶硅的支持重点是电子级产品，主要用于芯片、卫星制造，硅料的高价格使其难以商业化，生产规模相对较小。进入21世纪后，光伏产业发展产生对太阳能级多晶硅的巨大需求，2003年至2008年期间，硅料价格自50美元/千克暴涨至最高近500美元/千克，丰厚利润刺激中国多晶硅产业的发展重点自电子级多晶硅转向太阳能级多晶硅，国有资本与民营资本相结合，多晶硅产品逐步实现民用化。
　　东方电气集团峨眉半导体材料有限公司原为峨眉半导体研究所，于1964年10月以原冶金部有色金属研究院338室和沈阳冶炼厂高纯金属车间为主体组建而成，2006年7月整体并入大型国企东方电气集团公司，隶属国务院国资委。
　　四川新光硅业科技有限公司是原国家计划委员会批准建设的中国第一个1000吨产能多晶硅高技术产业示范项目基础上成立的企业。2000年10月注册成立，注册资本3亿人民币，控股股东为隶属四川省国资委的川投能源股份有限公司。此外，还通过与保定天威保变电气股份有限公司战略合作，实现了融合发展，其控股股东英利集团通过战略合作将产业链自电池片、组件生产延伸至硅料制造环节。[12]
　　洛阳中硅高科技有限公司于2003年成立，由中国恩菲工程技术有限公司、洛阳硅业集团有限公司、偃师金丰投资有限公司、中国有色工程设计研究总院四家股东共同出资组建，注册资本10.57亿人民币，其中，中国恩菲是由中国有色工程设计研究总院按照股权多元化现代企业制度设立的国际化工程公司，持股比例达75%。[13]
　　2.电池片及组件制造：创始人出资、企业自有资金、地方财政、政府产业基金、社会资本
　　光伏制造业作为高新技术产业，在发展的初始阶段，市场还未广泛认知其产业特点和发展前景，企业资金来源极其有限。
　　一部分光伏制造企业是在原有企业基础上，通过企业转型、新设公司方式参与到光伏制造业，这类企业经过前期积累，资金相对充足，多以企业自有资金为主。部分企业之前经营业务与光伏太阳能相关，具备技术优势。1987年成立的英利集团最初主营化妆品经销，1998年与保定国家高新技术产业开发区发展有限公司共同出资成立天威英利，承接年产3兆瓦多晶硅太阳能电池及应用系统国家示范项目，正式介入光伏领域。上海航天汽车机电股份有限公司、上海空间电源研究所原为航天器、航空器等特殊飞行器提供电源系统，2000年共同出资设立上海太阳能科技有限公司，以实现光伏发电等民用产业孵化。晶澳太阳能三大出资股东晶龙集团有限公司、澳大利亚光电科学有限公司、澳大利亚太阳能发展有限公司均为具备丰富太阳能电池生产经验的企业，可为晶澳太阳能提供资金及技术。
　　另一部分光伏制造企业则是创始人凭借自身专业知识技术，个人以现金、专利技术等资产作为出资，在此基础上寻求地方政府财政资金支持，撬动社会资本参与，进而成立全新的光伏企业。例如，2000年施正荣获得无锡市政府支持，个人出资加上技术专利等无形资产共占25%股份，无锡当地6家企业在地方政府组织下共同出资成立尚德电力。[3]此外，无锡市政府还设立政府产业基金，进一步支持当地光伏产业发展。江西赛维的初创资金则来源于江西省新余市政府，以新余市财政作为担保，江西信托、江西省财政厅共拿出2亿人民币支持江西赛维。[15]
　　（二）融资规模整体较小
　　1.多晶硅项目投资
　　中国光伏制造业发展初期，多晶硅材料行业的投资以峨眉半导体、四川新光，以及洛阳中硅三大企业为代表，投资总额超过22亿人民币：[16]四川新光年产1260吨多晶硅项目总投资约12.9亿人民币，企业建立时即获得1亿元专项国债资金支持。[17]1997年，原国家计委批复峨眉半导体年产100吨多晶硅项目可行性研究报告，项目总投资9940万人民币，其中政府投资1500万人民币。2006年东方汽轮机厂整合峨眉半导体材料有限公司后，首期注入6亿人民币启动500多吨多晶硅、单晶硅、硅片等相关项目建设。[18]洛阳中硅成立后，年产300吨多晶硅项目总投资达2.4亿人民币。[19]
图4：第一阶段中国代表性多晶硅制造企业投资额
　　2.电池片/光伏组件企业成立初始投资
　　整体来看，在光伏制造业发展之初，国内企业以组件制造为核心业务的特点，决定了劳动成本为企业竞争重点，资金需求相对不大，投融资规模与多晶硅产业相比整体较小。以统计的光伏企业为例，6家企业成立之初的投资总额仅4400万美元左右。
　　其中，1997年天合光能注册资本110万美元，其中天合氟碳以现金、厂房、土地使用权以及其他作价出资60万美元，占比75.00%，香港联德机械有限公司以机械设备出资20万美元，占比25.00%。[20]1998年，英利集团成立天威英利，注册资本500万元，其中英利集团出资425万元，保定国家高新技术产业开发区发展有限公司出资75万元。[21]2000年，上海太阳能科技有限公司初始投资5600万元。[22]2001年，无锡当地6家企业共同出资600万美元，施正荣个人出资40万美元组建尚德电力。阿特斯成立之初注册资本仅34.77万美元。[23]2005年，江西赛维成立之初公司注册资本2900万美元。[24]
图5：第一阶段中国代表性电池片/光伏组件企业成立初始投资
　　中国光伏制造业发展初期，金融机构融资整体基本缺失，银行贷款融资渠道对于光伏制造企业来说普遍存在政策性贷款拿不到、商业性贷款不提供的双重问题：一方面，光伏电池项目当时有专项拨款，且款项只能通过国家开发银行向企业发放，光伏制造企业获得贷款的难度较大。1996年，英利集团计划投资中国西部大开发的太阳能项目，正是由于无法申请到国家开发银行贷款，转而通过向隶属保定高新区管委会的投资公司出让60%股份，重组成立英利新能源有限公司获得所需资金。[25]另一方面，光伏制造业作为当时国内的新兴高端制造业，技术含量高，生产线建设通常需要一段时期，商业银行在短期内无法获得收益。此外，发展初期缺乏对光伏制造业的充分了解也使得金融机构难以评估光伏制造业收益和风险，因此为光伏制造企业提供融资支持的动力不足，风险偏好较低。
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