读2025世界前沿技术发展报告56太阳能与风能(上)

1. 太阳能与风能

1.1. 全球太阳能和风能行业在政策推动与技术革新的双重驱动下迈上新台阶

1.2. 美欧等主要经济体以前所未有的力度推进清洁能源技术部署

• 1.2.1. 持续支持本土新增光伏、陆上和海上风电及储能制造能力

1.3. 主要经济体加码保护政策，对华清洁能源持续打压

1.4. 技术方面，新型高效太阳能电池持续取得突破性进展，光电转换效率屡创新高，产业化进程加速

1.5. 风电产业聚焦低成本、高性能、大兆瓦机组的研发与规模化应用，以及向深远海、高海拔等领域深入应用

2. 太阳能和风能市场发展情况

2.1. 新增太阳能光伏装机容量553吉瓦，延续了自2019年以来的年度新增装机增长趋势，中国贡献超340吉瓦

2.2. 新增风电装机容量120吉瓦，中国的新增装机继续在全球领先

2.3. 太阳能光伏

• 2.3.1. 公用事业光伏是美国光伏市场最重要的组成部分

• 2.3.2. 美国太阳能光伏总装机容量将从2024年年底的236吉瓦发展到2035年年底的730吉瓦

• 2.3.3. 本土电池片产能依旧面临巨大的缺口，即使未来电池片产能补齐，但又要面对硅片、硅料等环节的产能缺口

• 2.3.4. 2024年欧洲市场安装了65.5吉瓦的太阳能光伏，连续第八年打破年度新增装机纪录

  • 2.3.4.1. 2021—2023年受到能源危机期间电力价格飙升的推动，随着电力价格正常化，对于太阳能光伏的迫切需求减弱

• 2.3.5. 中国集中式新增装机159.39吉瓦，同比增长33%，新增装机容量最高的省份为新疆与内蒙古，新增装机容量均超20吉瓦

  • 2.3.5.1. 江苏新增装机在全国居首，达17.97吉瓦

• 2.3.6. 印度允许太阳能开发商从海外进口模块，这推动了2024年初期公用事业规模的装机量

  • 2.3.6.1. 公用事业光伏项目成为印度新增装机的主要推动力，2024年公用事业光伏装机容量达到18.5吉瓦，与2023年的6.5吉瓦装机容量相比增长约2.8倍

  • 2.3.6.2. 印度拥有的可再生能源装机总容量达到209.44吉瓦，其中47%（约98吉瓦）是太阳能光伏，22%（约48吉瓦）是风电，22%（约46吉瓦）是水力发电

• 2.3.7. 光伏制造商情况

  • 2.3.7.1. 2024年全球光伏组件出货前十名被中国企业包揽，分别是晶科能源（92.87吉瓦）​、隆基绿能（82.32吉瓦）​、晶澳科技（79.447吉瓦）​、天合光能（70吉瓦）​、通威股份（45.71吉瓦）​、正泰新能（40.2吉瓦）​、阿特斯（31.1吉瓦）​、协鑫集成（25.28吉瓦）​、一道新能（约25吉瓦）​、英利能源（24.8吉瓦）​

  • 2.3.7.2. 晶科能源、晶澳科技、正泰新能、阿特斯、一道新能、英利能源等深度布局TOPCon技术

  • 2.3.7.3. 隆基绿能重点布局xBC技术，但保留TOPCon技术储备

  • 2.3.7.4. 通威股份TOPCon和HJT技术并行，同时布局xBC技术

  • 2.3.7.5. 天合光能重点投入TOPCon技术，同时布局HJT技术

  • 2.3.7.6. 东方日升出货量达24.5吉瓦，其专注于HJT技术

  • 2.3.7.7. 爱旭股份以其命名的ABC技术（All Back Contact）全面发力，ABC组件出货量达6.333吉瓦，同比增长近1200%

  • 2.3.7.8. 对华光伏打压不断，打击范围已从电池、组件扩展到硅料、硅片、EVA胶膜等辅材，打击产地从中国本土产能逐渐扩散到东南亚等更多国家

  • 2.3.7.9. TCL中环正在沙特阿拉伯建造沙特阿拉伯本土首个光伏晶体晶片项目，建成后年产能达20吉瓦，将成为中国以外最大规模的晶体晶片工厂

  • 2.3.7.10. 晶科能源率先成为实现全球组件出货量累计突破300吉瓦的光伏制造商，其海外组件销售额占比接近70%，在中东地区的组件出货量接近10吉瓦，该公司也正在沙特阿拉伯建设10吉瓦TOPCon太阳能电池及组件产能

2.4. 风电

• 2.4.1. 2024年新增风电装机容量117吉瓦，包括109吉瓦陆上风电和8吉瓦海上风电

• 2.4.2. 亚太地区新增装机同比增长7%，非洲和中东地区则同比增长107%—归功于埃及794兆瓦和沙特阿拉伯390兆瓦的新增装机

• 2.4.3. 美国风电项目开发面临着交付周期长、变压器和其他设备短缺，以及高利率等阻碍

• 2.4.4. 中国风电总装机容量达到520.6吉瓦，一骑绝尘

• 2.4.5. 美国总量达154.2吉瓦、德国总量达72.8吉瓦

• 2.4.6. 印度、巴西、西班牙、英国、法国、加拿大和瑞典为第4位至第10位，从48吉瓦到17吉瓦

• 2.4.7. 新增海上风电装机将从2025年的16吉瓦增加到2030年的34吉瓦

  • 2.4.7.1. 意味着全球风电未来几年的复合年平均增长率为8.8%，到2030年，全球风电容量将增加981吉瓦

• 2.4.8. 风机制造商情况

  • 2.4.8.1. 2024年全球前十大风机制造商中，中国企业占据六席，前四名被中国企业包揽，这是彭博新能源财经自2013年发布该排名以来的首次

  • 2.4.8.2. 欧美制造商首次跌出前三甲

  • 2.4.8.3. 中国金风科技继续高居榜首，保持其全球最大风机供应商的地位，2024年新增装机容量19.3吉瓦

  • 2.4.8.4. 远景能源以14.4吉瓦位居第二，运达能源以12.5吉瓦排名第三，明阳智能以12.2吉瓦名列第四，丹麦制造商维斯塔斯（Vestas）以10.2吉瓦排名第五

3. 主要国家政策

3.1. ​《净零工业法案》

• 3.1.1. 明确了实现净零排放的具体项目、核心目标和时间节点，如到2030年欧盟本土净零技术制造产能达到欧盟部署需求的40%

• 3.1.2. 太阳能光伏和太阳热能技术、陆上风能和海上可再生能源技术、电池和存储技术等

• 3.1.3. 该法案旨在加速欧盟迈向气候中和所需关键技术的工业部署，利用市场的力量加强欧盟在绿色工业技术方面的领导地位

3.2. ​《关键原材料法案》则是对绿色和数字化转型、国防和航空航天等应用至关重要的关键原材料采取行动，确保欧洲工业关键原材料的安全和可持续供应

3.3. 《国防生产法》​（Defense Production Act）​，迅速扩大本土清洁能源关键基础设施的制造规模。在太阳能和风能方面，美国能源部多次拨款，支持太阳能光伏和风力涡轮机供应链各环节的发展

3.4. 主要经济体加码保护政策，对华清洁能源持续打压

4. 光伏技术发展情况

4.1. 太阳能光伏技术方面，光伏制造向N型电池技术全面转型，TOPCon技术、HJT技术、xBC技术持续取得突破，单结电池和叠层电池的实践创新不断，转换效率、可靠性、经济性不断突破

4.2. 钙钛矿电池的稳定耐用性进一步增强，单结钙钛矿电池、叠层钙钛矿电池均取得重要突破

4.3. 量产环节，激光技术升级、湿法工艺优化、金属板印刷技术（全开口网板印刷）加速进入规模化应用，电镀、转印、喷墨等其他栅线印刷技术研发持续升温

4.4. 退役组件材料回收技术成为产业闭环的关键，技术创新与政策支持并行

4.5. 晶硅太阳能电池

• 4.5.1. 光伏产业的发展紧随技术进步带来的“降本增效”​

• 4.5.2. 以单晶硅为代表的晶硅太阳能电池是市场主流产品，多晶硅份额已大幅下降

• 4.5.3. 2024年规模化生产的N型TOPCon电池片行业平均转换效率达到25.4%

• 4.5.4. 晶科能源、天合光能、隆基绿能、通威太阳能、爱旭太阳能等公司的TOPCon专利布局更多，全球TOPCon专利排名前十的企业中，除韩国LG集团外，其余均为中国企业

• 4.5.5. 在HJT电池方面，天合光能研制的HJT电池转换效率达到27.08%（210毫米×105毫米）​，创造了新的正背面接触结构晶体硅电池的最高纪录，这也是正背面接触结构电池转换效率第一次超越27%

• 4.5.6. 在xBC电池方面，隆基绿能研制的HBC低温电池光电转换效率达到27.3%，刷新了世界纪录

  • 4.5.6.1. 该公司的TBC电池光电转换效率达到了27.00%，刷新了各类光伏高温技术路线的光电转换效率纪录

  • 4.5.6.2. 该公司的HPBC（Hybrid Passivated Back Contact，复合钝化背接触电池）组件实现24.8%的转换效率

4.6. 薄膜太阳能电池

• 4.6.1. 薄膜太阳能电池主要包括碲化镉电池（CdTe）​、铜铟镓硒电池（CIGS）​、砷化镓电池（GaAs）等类型

• 4.6.2. 这类电池具有重量轻、材料消耗少的特点，其中部分柔性基底的组件（如CIGS）还可实现透光设计

• 4.6.3. CIGS电池具有生产成本低、耐辐射和弱光性能好等优势，但面临着工艺复杂度高、成品率低、大面积组件效率下降等问题

  • 4.6.3.1. 中国武汉大学的研究人员提出在吸收层的前后部分引入适当的镓梯度，同时保持吸收光谱接近CISe的方法，并研制出高效窄带隙CIGS电池，实现20.26%的认证转换效率

4.7. 钙钛矿太阳能电池

• 4.7.1. 钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells，PSCs）具有高光电转换效率（具有超强光吸收特性）​、可调带隙（带隙可以通过化学成分的调整来优化，使其更好地适应太阳光谱）​，以及柔性化和叠层化制备等优势，具有广阔的发展前景

• 4.7.2. 钙钛矿电池的转换效率和稳定性取得新突破

• 4.7.3. 南京大学与仁烁光能公司研制的小尺寸（0.04934平方厘米）全钙钛矿叠层太阳能电池实现了30.1%的世界纪录效率，这种结构首次突破30%以上的转换效率

• 4.7.4. 德国柏林亥姆霍兹研究中心研制的钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池刷新该机构此前创造的纪录，达到24.6%

• 4.7.5. 韩国和美国合作成功实现高质量钙钛矿薄膜的合成，制备的柔性PSCs转换效率高达23.2%

• 4.7.6. 除了晶硅、薄膜、钙钛矿电池外，研究人员在有机太阳电池上也取得了新突破

  • 4.7.6.1. 苏州大学创造了新的一元有机太阳电池效率纪录15.02%

  • 4.7.6.2. 四川大学创造了新的二元有机太阳电池效率纪录20.12%

  • 4.7.6.3. 苏州大学创造了三元有机太阳电池效率纪录20.82%

  • 4.7.6.4. 南昌大学创造了柔性有机太阳电池效率纪录19.45%

  • 4.7.6.5. 华中科技大学创造了可拉伸有机太阳电池效率纪录16%