聚類視角下的江蘇光伏產業發展質量分析研究

劉穎佳?郭寧?李玥?郭靖冬?朱一鳴?朱志遠?王卿

摘要：發展光伏產業有助于推動我國綠色低碳轉型以及“雙碳”目標的早日實現。本文綜述了江蘇光伏產業發展現狀，并構建了包括光伏標準制定、專利授權、產品入選情況等在內的評價指標體系，運用聚類分析方法，分析研究江蘇13個設區市光伏產業集群發展質量的特點和水平，從“領航標準”研制等方面，提出江蘇光伏產業發展質量提升的對策建議，為構建高效安全的清潔能源新體系提供參考。

關鍵詞：光伏產業 聚類分析 標準化 發展質量

Cluster Analysis on the Development Quality of Photovoltaic Industry in Jiangsu

Liu Yingjia， Guo Ning， Li Yue， Guo Jingdong， Zhu Yiming， Zhu Zhiyuan， Wang Qing

（Jiangsu Institute of Quality and Standardization）

Abstract：? The development of photovoltaic industry can promote the green and low-carbon transformation and early realization of the “dual-carbon” goal in China. This work reviews the state-of art quato of the photovoltaic industry in Jiangsu， and designed the evaluation indexes including the photovoltaic standards， authorized patents， products quality， and so on. The development quality characteristics of photovoltaic industry in its 13 cities were analyzed using the cluster analysis method. Helpful suggestions including advanced standards development， etc. are also provided for further development of photovoltaic industry in Jiangsu.

Key words：? photovoltaic industry， cluster analysis， standardization， development quality

1 江蘇光伏產業發展現狀

為實現“碳達峰 碳中和”目標，發展可再生能源是關鍵著力點。光伏產業作為市場空間巨大的可再生能源產業之一，其發展水平關系到我國的綠色經濟發展質量。盡管起步較晚，但我國目前已成為全球光伏產業影響力最大的國家。江蘇經過多年發展，產業結構持續優化，成長為全國乃至全球重要的光伏產業研發和制造基地，技術水平在全國處于領先地位。

1.1 江蘇光伏產業概況

自2013年走出低谷期以來，江蘇積極推進能源供給側結構性改革，著力構建綠色低碳、清潔高效的能源生產體系，能源生產發展呈現新局面。2020年，江蘇光伏電池等新產品產量比上年增長16.5%。光伏新能源裝機規模位居全國前列。根據2021年前三季度全國光伏發電建設運行情況，江蘇累計光伏裝機1812.3萬千瓦，位列全國第三。國家能源局公布《整縣（市、區）屋頂分布式光伏開發試點名單》，其中江蘇試點地區59個，數量位居全國第三。

江蘇已發展形成較為完整的光伏產業鏈，并被列入江蘇省重點推進的30條優勢產業鏈之一。從單晶硅、多晶硅等原材料生產，到單晶提拉與多晶鑄錠、硅片分割、晶硅電池制造、電池組件封裝以及光伏電站建設安裝、光伏裝備制造等產業各環節，江蘇生產規模世界占比超過50%，連續數年位居全球第一。江蘇光伏產業逐漸顯現出國際競爭優勢，實現端到端自主可控，江蘇的硅片、晶硅電池、晶硅組件等產量均約占全國產量的40%，具有率先成為高質量發展典范的戰略性新興產業的潛力[1]。

同時，江蘇還擁有光伏產業領軍企業。光伏全球排名前10的領軍企業中，就有4家江蘇企業，以天合光能、協鑫集團、阿特斯等為代表。其中，天合光能擁有光伏科學與技術國家重點實驗室，已連續二十多次在晶硅電池組件領域打破世界紀錄，其P型單晶硅PERC電池組件窗口效率達23.03%。協鑫集團光伏原材料產能全球第一，原創GCL西門子法，成功打破國外壟斷。領軍企業進一步形成產業集聚。依托創新主體建設的光伏產業技術創新平臺約占新能源產業科技創新平臺總數的70%[2]。全省光伏制造企業已有600多家，近20家企業年產值超10億元，光伏從業人員累計11萬人。其中，蘇南地區的光伏產業產值占據全省比重60%以上[3]。江蘇光伏產業已呈現出區域集群化的發展趨勢。產業集群對推動企業專業化分工協作、有效配置生產要素、降低創新創業成本、節約社會資源、促進區域經濟社會發展都具有重要意義。

1.2 符合《光伏制造行業規范條件》企業分析

為引導光伏企業加強技術創新、提高產品質量、促進光伏產業優化布局，工信部從2013年起制定實施《光伏制造行業規范條件》，從生產布局與項目設立、工藝技術、資源綜合利用及能耗、智能制造和綠色制造、環境保護、質量管理、安全、衛生和社會責任等方面提出要求?！豆夥圃煨袠I規范條件》是“光伏領跑者計劃”的核心內容，已更新發布四個版本，標準要求不斷提高，實行動態管理。至今已發布9批符合條件的企業名單。結合入選和撤銷的企業情況，全國累計有184家符合規范條件的光伏企業，其中江蘇企業57家，占比31%，數量位居全國第一（見圖1）。盡管符合條件的江蘇企業占全省光伏企業總數近10%，但這批企業都是江蘇主流光伏企業，具有代表意義。

江蘇根據地理位置一般劃分為蘇南、蘇中和蘇北三類地區（其中，蘇南包括南京、無錫、常州、蘇州和鎮江；蘇中包括南通、揚州和泰州；蘇北包括徐州、連云港、淮安、鹽城和宿遷）。蘇南、蘇中和蘇北地區符合《光伏制造行業規范條件》企業的入選數量、入選產品類型數、平均授權專利數量等信息如圖2所示?？梢?，蘇南地區的入選企業數量占據全省的70%以上，其中入選產品類型數量和平均授權專利數量均顯著高于蘇中和蘇北地區水平。蘇中和蘇北地區入選企業數量和入選產品類型數量差別并不大。因此，為進一步掌握江蘇光伏產業區域集群化和發展質量情況，本文以江蘇13個設區市為切入點，基于各市符合《光伏制造行業規范條件》的光伏企業的各類特征數據，開展聚類分析，研究不同區域光伏產業發展質量特點和趨勢，探索江蘇光伏產業高質量發展的對策和路徑，助推產業綠色可持續發展。

2 研究模型與數據來源

2.1 聚類分析模型

聚類分析是對樣品或指標進行分類的多元統計分析方法，通過給定樣本特征的相似性或距離，使不同組間的相似性或距離最大，同一組內樣本的相似性或者距離最小。聚類分析方法主要有系統聚類法、動態聚類法、模糊聚類法等。本文采用系統聚類法中的離差平方和法，樣本間的距離使用歐氏距離函數?；舅枷胧牵合葘⒚總€設區市各作為一組，每次通過合并減少一組；離差平方和逐步增大，選擇使類內離差平方和增加最小的兩組合并，直到所用的設區市合并為一類為止。

2.2 指標選取及數據來源

本文選取江蘇13個設區市作為區域研究對象，為客觀評價各設區市符合《光伏制造行業規范條件》的企業特征，以科學性、可比性、可操作性為原則，選取5個指標，分別是入選企業數、企業成立時長、入選產品類型數、企業制定標準數、企業授權專利數。其中，入選企業數、入選產品類型數的信息來源于工信部發布的第一至第九批《符合〈光伏制造行業規范條件〉企業名單》（不計入撤銷信息）；入選企業制定標準數據和授權專利數據分別來自于全國標準信息公共服務平臺和國家知識產權局專利數據庫，標準和專利數據的統計時間截至2021年11月。

3 江蘇光伏產業發展質量聚類結果分析

使用SPSS軟件對江蘇13個設區市光伏產業發展質量情況進行聚類分析，可以分為3類（見表1）。其中，第一類概括為“引領型城市”，包括無錫、常州和蘇州，處于蘇南的核心地區。第二類為“潛力型城市”，包括徐州，位于蘇北地區。第三類概括為“發展型城市”，包括南京、南通、連云港、淮安、鹽城、揚州、鎮江、泰州、宿遷等9個設區市，主要分布于蘇中和蘇北地區。為詳細探討不同類型的設區市光伏產業發展質量，對以上3類設區市進行光伏產業發展質量特征分析，特征分析圖見圖3。

3.1 引領型設區市

第一類為引領型設區市，以無錫、常州和蘇州三個城市為代表。根據圖3可以看出，這類設區市的入選企業數、入選產品類型數、授權專利數都顯著高于其他兩類設區市。這一結果與“蘇南光伏產業以蘇州、無錫、常州作為三大支柱”相一致[4]。無錫、常州和蘇州的2020年地區生產總值和常住人口數位居全省前四，在研發投入、技術創新、企業發展政策、高科技人才等方面具有領先優勢。從產業集群來看，無錫在新吳區、惠山、江陰等地建立“研發、設計、制造、系統集成、應用示范”于一體的產業基地，培育了一批龍頭企業，2020年底無錫分布式光伏裝機容量（125.1萬千瓦）位居全省第一；常州2020年底擁有光伏企業140余家，其中晶硅產業鏈規上企業49家，分布在新北、武進、金壇三個重點產業集聚區，實現產值635.95億元，同比增長9%；蘇州以阿特斯、中利騰輝等企業為主導，產業集約化優勢明顯，在常熟、昆山、吳中等地建立了光伏產業基地。

3.2 潛力型設區市

第二類為潛力型設區市，以徐州為代表。徐州處于蘇北地區，但其2020年地區生產總值和常住人口數均位列全省第六。目前已匯聚中能硅業、協鑫硅材料等十幾家行業龍頭型制造企業，擁有全球最大的高純多晶硅和晶體硅方錠制造廠。光伏產業已發展成為當地優勢新能源產業，形成了從多晶硅材料到太陽能電站的完整光伏產業鏈，產業競爭力不斷增強。徐州的入選產品類型數量高于第三類設區市。需要特別關注的是，徐州地區制定的光伏標準數量顯著高于其他兩類設區市，體現了其對標準化工作的重視，通過有效標準化技術，掌握先進光伏技術話語權，進一步確立其在硅材料制造領域的領先地位，發展質量具有后勁潛力。

3.3 發展型設區市

第三類為發展型設區市，主要包括江蘇大部分城市，主要位于蘇中和蘇北地區。這類設區市的光伏產業發展規模效應沒有前兩類設區市高，但發展質量各具特色。例如，揚州現有光伏產業規上企業69家，其中晶澳太陽能是全球單體產能最大的電池片企業。在高郵、寶應、儀征等地設有產業布局，并將光伏產業優勢配套嫁接到燈具、儲能等應用市場，培育光儲充產業，形成特色優勢。鎮江形成了以電池及組件、光伏輔材為特色的產業鏈。其中，集聚了中節能、大成等30多家企業的鎮江新區，成為全國為數不多的“新能源+分布式光伏發電應用”疊加示范區。泰州在海陵區建有新能源產業園，是國家火炬計劃新能源光伏產業基地，產業鏈完備率達95%以上。目前新能源產業園正在推進“光伏+”發展模式，實施園區及所在鎮分布式屋頂光伏發電，打造“太陽城”示范園區（鎮）。南通利用地理區位優勢，優化能源結構，實現風電、光伏發電技術同步發展。

4 對策建議

基于本文聚類結果分析，江蘇光伏產業發展質量提升應根據設區市類型特征具有不同的側重點。

4.1 強化創新示范引領

對于人口規模大、經濟體量大的引領型設區市，建議進一步發展具有國際競爭力的龍頭企業，集聚人才和資源優勢，加大光伏前沿技術研發投入，提高自主創新能力，形成技術、人才、產能溢出效應，通過對上下游企業實施兼并重組，提高全產業鏈盈利能力。積極鼓勵天合光能、阿特斯等龍頭企業以碳中和為目標探索零碳示范園區建設，進一步開展光伏細分領域的“領航標準”研制，及時將先進成果轉化為標準，充分發揮創新發展引領作用。

4.2 深耕綠色環保發展

對于工業化程度較高、經濟發展迅速的潛力型設區市，作為重要的硅產業基地，建議其充分發揮當地企業在產品質量、科技研發、運營管理等方面的質量管理優勢，引領更多企業實現綠色發展。在清潔化生產關鍵核心技術突破方面，應大力開展質量提升行動。企業對易造成環境污染的硅料合成、多晶硅、硅片等生產技術進行改造升級，與專業第三方企業開展合作，加強生產環節廢料的監控、回收和處理，構建閉環供應鏈。同時建議企業提高節能降耗法規標準，走綠色低碳的發展路徑。

4.3 推進融合發展模式

對于廣大發展型城市，建議積極引導當地企業運用先進質量管理和標準化技術，加大光伏生產設備、逆變器、光伏玻璃、背板等上下游產品的研發創新，培育一批“專精特新”、單項冠軍企業。建議加強區域間光伏企業聯系，促進光伏產業鏈節點企業的先進技術和標準化協同，促使產業鏈運行的創新效益提高。同時，企業利用好區位優勢，貫徹落實好《智能光伏產業創新發展行動計劃（2021—2025年）》《江蘇沿海地區發展規劃（2021—2025年）》等政策，加大“漁業+光伏”“光伏+農業”“光伏+儲能”“光伏+交通”“光伏+建筑”等跨產業融合，推進互聯網、大數據、人工智能等技術在光伏領域的應用。

建議江蘇各地加強合作，共同促進創新鏈和光伏產業鏈深度結合，穩定供應鏈，提升價值鏈，建設全球領先的光伏先進制造業集群，打造自主可控、綠色清潔的現代光伏產業體系。

參考文獻

[1]劉軒，趙陽，孫然，等. 江蘇省新能源產業發展現狀與經驗分析[J]. 新型工業化，2020（6）： 166-168.

[2]朱佩楓，張浩，馬瀾. 供給側視角下江蘇新能源產業技術提升路徑研究[J]. 特區經濟，2016（12）： 38-41.

[3]王蕾. 江蘇光伏產業發展現狀及對策[J]. 特區經濟，2019（9）： 122-124.

[4]江蘇省統計局工業統計處. 新常態下江蘇光伏產業發展現狀與策略分析[EB/OL]. http：//tj.jiangsu.gov.cn/art/2017/7/14/art_4028_2273349.html.