中国的清洁能源创新：事实与虚构以及对未来的影响（英）

2024年7月 中国清洁能源创新：事实与虚构及其启示 为了未来 OIES论文：CE14AndersHove，OIES高级研究员 本文的内容是作者的唯一责任。它们不一定代表牛津能源研究所或其任何成员的观点。 版权所有©2024 牛津能源研究所 （注册慈善机构编号：286084） 未经版权所有者的特别许可，本出版物可部分复制用于教育或非营利目的，前提是必须确认其来源。未经牛津能源研究所书面许可，不得将本出版物用于转售或任何其他商业目的。 ISBN978-1-78467-249-2 Contents Contentsii数字和表格iiSummary1 1.导读：推动中国清洁能源创新的四大因素3 2.中国清洁能源行业受益于强有力和持续的政策支持4 2.1太阳能和风能由上网电价、目标和任务支持4 2.2最近为可再生集成推广的固定式电池6 2.3电动汽车政策起步较早，但只有在行业取得成功时才加速6 2.4研发经费和配套政策稳步放量7 2.5清洁能源政策的连续性有助于产业转型，偶尔会出现突然的变化8 3.中国的产业集群，帮助实现规模并为创新9 3.1制造业密集型清洁能源技术有利于紧密的供应链链接10 3.2中国的政策支持供应链整合12 3.3供应链集群和交互的多种模式13 3.4集群和竞争有助于创新的步伐14 3.5接近庞大的需求基础进一步支持创新15 4.中国的创新得益于全球联系和技术转让16 4.1技术转让是中国风能和太阳能创新的第一步17 4.2电池和电动汽车受益于许可，合资企业和本地化规则18 4.3中国在电池和电动汽车中的主导地位明显上升19 5.人才，人力资本和企业家对清洁能源的崛起至关重要19 5.1中国技术工人基础的非凡崛起20 5.2吸引科技人才帮助培育新产业20 5.3冒险企业家发挥了关键作用21 6.展望未来：中国在清洁技术创新方面的领先优势无懈可击吗？22 致谢28 数字和表格 图1：中国太阳能光伏（左）和风能（右）年新增量5 图2：中国风能和太阳能上网电价政策的时间线5 图3：中国研发支出占GDP的比重（2010-2021年），以及与其他国家/地区的比较20218 图4：按投入划分的monoPERCc-Si太阳能组件的总生产成本，2022年9 图5：2011年中美太阳能贸易平衡——从中国到美国的太阳能进口与估计的美国出口到中国11 图6：按国家划分的前10家太阳能设备制造公司的收入份额11 图7：2010年代中期长三角太阳能光伏制造集群地图12 图8:按省份划分的电池公司数量，2021年顶级电池和电动汽车公司的位置13 表1：按行业划分的历史顶级技术转移和全球创新因素：风能，光伏，电池，电动汽车16 图10：中国清洁能源专利申请19 图11：STEM领域的博士毕业生，历史和到2025年的预测20 图12：中国电池在国外的投资25 Summary 随着美国拜登政府对中国清洁能源和电动汽车（EV）商品和零部件征收关税，以及欧盟（EU）也因中国政府对这些行业的支持而对电动汽车征收关税，围绕中国在清洁能源制造中的主导地位的叙述固定在国家慷慨提供的不公平的竞争环境上。这样的叙述过于简单化，低估了导致中国清洁技术崛起为主要生产者的复杂因素组合。诚然，补贴和目标一直是中国清洁能源成功的核心，但西方政府——他们现在也在参与支持清洁能源产业的政策——忽视了中国政策设计的演变及其广度。政府、企业和观察人士也忽视了创业在中国的重要性，也许最重要的是，忽视了垂直整合的产业集群的重要性 。 中国的政策支持在帮助这些行业方面发挥了重要作用，但远远超出了补贴或目标，包括投资信号，研发支出以及对综合产业集群发展的支持。然而，仅仅因为这些支持措施而降低中国的优势，或者断言中国没有创新能力，都是过于简单和误导的。可以肯定的是，技术转让已经发生，通常是受到要求制造本地化或技术转让的明确政策的鼓励，但也是通过供应链互动共同设计和技术共同发展而发生的。企业家精神和人力资本也至关重要。虽然政策和补贴鼓励企业家，但冒险和商业创新反馈到这种政策的设计中，而不仅仅是跟随政府的领导。这种政策支持和创业驱动的生态系统已经演变成深度供应链互动，以及制造商(如太阳能光伏[PV]面板或电池的生产商、零部件设备提供商和制造工具)和客户(如汽车制造商)之间的技术共同演进。 因此，中国的实力不仅仅在于补贴或政策支持。随着许多国家的政策制定者转向针对制造业的产业政策，例如美国的《降低通胀法案》（IRA），重要的是要考虑帮助中国在这些领域表现出色的各种因素。这项研究是了解中国在清洁能源创新中占主导地位的驱动因素的第一步。它还试图评估中国在其目前主导的领域保留和建立创新领导地位的潜力。 本文将中国在清洁能源行业的主导地位以及随后的创新因素分为四类：（1）中央和地方各级政府的一致政策支持； （2）重点鼓励和促进技术转让，作为政策和公司战略实施；（3）通过发展集成技术和制造集群的努力促进了制造规模扩大和流程级创新的优势；（4）人力资本，包括技术专长和企业家风险承担。 对于希望与中国接触和/或竞争的国家和公司来说，重要的是要认识到，在风能，太阳能光伏，电池和电动汽车方面的竞争需要过程级创新。1这反过来又需要掌握，并与整个供应链持续互动。尽管基本的研发支出和一流的大学仍然很重要 ，但此类研究的好处可能并不总是流入国内参与者手中。中国的电动汽车，电池和太阳能公司能够迅速创新和扩大产量，部分原因是垂直整合和制造集群的重要作用。垂直整合和集群似乎有利于创新类型-即在制造和相关过程中-在这些领域产生竞争优势。 与此相关，人力资本和企业家精神也很重要，它们在中国的发展既与清洁能源技术领域的工业基础联系在一起，也得到了促进。这与一种历史观念背道而驰，即发展有经验的人力资本和企业家是仅在发达经济体中发现的力量2，或者中国的优势依赖于吸引依赖低成本进口零部件的知名公司。 1 最后，这在很大程度上取决于发达经济体是否可以通过迄今为止可能采取的长期政策来支持投资。同时，随着现有行业对整合清洁能源所需的结构变革的阻力越来越大，中国自己的支持性清洁能源政策可能面临越来越大的内部压力。 2 1.导读：推动中国清洁能源创新的四大因素 在过去的二十年中，中国不仅在风能，太阳能光伏，电池和电动汽车的制造和部署方面处于世界领先地位，而且该国也被认为处于这些领域研究和创新的最前沿。3其他国家和地区正在越来越多地推出旨在恢复清洁能源供应链的某些要素或使其多样化的政策，包括在制造业以及研究和创新方面。例如，上述美国的《降低通货膨胀法案》，该法案将某些清洁能源补贴限制在美国或自由贸易协定伙伴制造的物品上，并针对其他国家在美国建立制造能力；以及欧盟的绿色工业计划 ，该计划要求40％的清洁能源技术来自欧洲。4然而，随着这些政策理念的脱颖而出，关于中国如何在这些领域占据主导地位的一些往往过于简单化的叙述也是如此。近年来，中国工业快速发展的历史经常在政府政策、官方目标、五年计划和长期战略的背景下被讲述。5同样，在技术转让方面，中国通常被视为从单向技术转让甚至彻底盗窃中受益的制造业巨头，其在全球创新网络和技术共同发展中的作用往往被忽略或低估。6除了不准确之外，这些叙述可能会阻碍推动清洁能源转型或成功恢复的努力，并在重要的清洁能源行业中保持竞争力。 本文旨在对中国在清洁能源方面的创新有更细致的了解，并评估中国在其目前占主导地位的领域中保留和建立创新领导地位的潜力。在对该国清洁能源创新机构的事先分析的基础上，7该文件考虑了迄今为止促成其成功的各种因素，例如强有力和相对一致的政策支持、促进技术转让的政策以及全球供应链整合。第二节特别研究了中国的三个有利因素是否会在不久的将来继续为中国带来优势，如在未来五到十年内：基于集成供应链的制造业规模扩大的速度；与跨国研究和创新网络（有时称为全球创新系统）的整合和互动；8民营企业家、国有企业和研究机构之间的环环相扣合作。 以下是主要发现的摘要： 对清洁能源的强有力和持续的政策支持是一个关键的有利因素，不仅对行业增长，而且对创新。虽然政策制定者随着时间的推移减少了补贴，制造业参与者也出现了繁荣和萧条的周期，但政策的总体方向继续强调可再生能源和新能源汽车作为国家战略。庞大且不断增长的国内市场应继续支撑中国在这些领域的实力，尽管增长放缓意味着其国内参与者将需要向海外寻求增长。 对于清洁能源技术的成本降低至关重要的产业规模扩大，在很大程度上得益于中国内部的综合供应链，通常是通过政策和市场行为者的互动建立的产业集群。集群不仅降低成本，加速技术扩散，而且直接推动了创新和新产品的推出。随着中国公司在海外扩张制造业，而其他国家寻求建立自己的清洁能源制造基地，目前尚不清楚其他地区的政策制定者是否可以采取类似的策略来追赶。除非试图复制中国技术集群模式的某些方面，否则旨在扩大规模的政策可能不会成功。 技术转让和全球创新网络对中国所有清洁能源部门的出现都很重要，尽管存在强制技术转让的因素，但创新和学习比通常所描绘的更加多维。未来，全球学习网络可能会破裂，但中国在关键技术上的中心或主导地位意味着，这可能会损害中国以外的技术追赶，就像影响中国参与者一样。 3 人力资本和企业家精神在中国清洁能源的创新中也发挥了重要作用。尽管企业家刺激了产品和技术创新，但也有人担心，对私营部门的紧缩限制最终可能会影响中国目前占主导地位的领域的创新步伐-尽管这在今天还不明显。 以下各节进一步阐述了这些因素中的每一个，显示了随着政策和技术随着时间的推移而发展，它们是如何相互联系的。在每种情况下，尽管政策可能发挥了重要作用，但其他方面也起了作用，往往是以意想不到的方式。 2.中国清洁能源行业受益于强劲和持续政策支持 政府政策在中国扩大清洁能源产业的惊人成功中发挥了核心作用。尽管本文认为，关于中国清洁能源崛起的叙述通常以政策和补贴开始和结束，但这并不是故事的全部，但它仍然是故事的关键部分。 中国最大的清洁能源行业——即风能、太阳能光伏、电池和新能源汽车——跨越了国有和市场经济之间的界限。中国中央政府开始针对这些清洁能源领域的制造业提供各种形式的支持，最初是从试点项目或狭窄的努力开始，在小型利基市场推广技术，例如太阳能光伏的农村电气化或作为电动汽车的公共汽车。正如本节将讨论的那样，政府还通过国内内容要求和政策来支持技术的本地化，以鼓励或强制技术转让，并最终通过各种需求拉动政策，例如上网电价，配额或计划目标 ，促进了这些技术的快速扩展。支持性政策因技术而异，有时基于从国外改编的例子，例如德国的风能和太阳能上网电价 ，或加利福尼亚州的零排放汽车（ZEV）规定。在其他情况下，激励措施要么是新颖的，要么是对现有支持机制的改编 。 每个清洁能源领域发展的完整历史或时间表超出了本文的范围，但鉴于政策对其发展的重要性以及每个领域中强大的部门和国家创新体系的出现，支持性政策的概要是理解创新在不久的将来将如何发展的重要起点。 2.1太阳能和风能由上网关税、目标和任务支持 截至2023年底，中国的太阳能总装机容量为610吉瓦，同比增长了55％。9截至2021年,国际能源署(IEA)估计,中国在全球多晶硅产量中所占份额为79%,硅片为97%,电池为85%,太阳能光伏组件为75%。10根据2023年的估计，持续的投资意味着到2026年，中国将继续在这些领域保留80%的份额。11 在风电市场上，中国的总安装量和国内市场规模也一直保持着纪录。截至2023年底，中国的风电容量达到441吉瓦 ，额外的年容量超过60吉瓦。12然而，在制造业方面，尽管中国的国内市场几乎完全由国内制造商提供，但中国直到最近才在全球市场上占据主导地位，在2022年占全球风力涡轮机制造业的一半以上。对于主要的风部件，如铸件、锻件、回转支承、塔架和法兰，中国的份额超过70%。.13在海上风电领域，中国多年来一直落后于欧洲，大型涡轮机和国内上网电价导致了增长的爆炸式增长，自2021年以来，中国每年占全球海上新增产能的一半以上。中