2022年以來,受硅料價(jià)格高企影響,光伏行業(yè)在努力“降本增效”的同時(shí),也把目光轉(zhuǎn)向了更便宜、更高效的新材料上,如鈣鈦礦的光伏電池,玻纖、聚氨酯的光伏邊框,改性硅膠的光伏膠膜等。
然而,隨著近期硅料價(jià)格“雪崩”,硅片價(jià)格大幅下滑,組件價(jià)格也被打到了近兩年來的最低價(jià)。據(jù)最新數(shù)據(jù),目前多晶硅致密料均價(jià)僅為64元/kg;M10尺寸硅片價(jià)格均價(jià)跌至2.75元/片、G12尺寸硅片價(jià)格跌至3.9元/片;M10尺寸TOPCon雙玻組件均價(jià)跌至1.50元/W,G12尺寸HJT雙玻組件均價(jià)跌至1.63元/W。
在此行情下,之前熱火朝天的光伏新材料發(fā)展會(huì)受到影響嗎?
鈣鈦礦:2022年多家企業(yè)已建成百兆瓦級產(chǎn)線
一項(xiàng)發(fā)明、一種技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向工廠量化生產(chǎn)需要多少年?
鈣鈦礦用了13年。
昆山協(xié)鑫董事長范斌博士日前接受電話采訪時(shí)介紹,2009年,鈣鈦礦首次出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室;2013年,他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在做鈣鈦礦的量產(chǎn)開發(fā);2016年,團(tuán)隊(duì)被協(xié)鑫并購。
2020年,昆山協(xié)鑫開始建設(shè)首條100MW鈣鈦礦組件量產(chǎn)型,產(chǎn)品尺寸達(dá)1m×2m,預(yù)計(jì)12個(gè)月完成設(shè)備安裝調(diào)試,2021年12月開始試生產(chǎn),2022年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能釋放,1m×2m組件的光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到16%以上,范斌稱,今年的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)18%光電轉(zhuǎn)化效率。
另外,2022年年初,杭州纖納光電科技有限公司建成100MW鈣鈦礦產(chǎn)線,預(yù)計(jì)2024年產(chǎn)能達(dá)到GW級別;2022年12月,極電光能150MW鈣鈦礦產(chǎn)線投產(chǎn),今年6月底,據(jù)媒體報(bào)道,經(jīng)全球權(quán)威機(jī)構(gòu)TUV-SUD的嚴(yán)格檢測認(rèn)證,公司在0.72m²鈣鈦礦量產(chǎn)組件上創(chuàng)造了17.18%的全面積效率。
那么,是硅料價(jià)格高企催生了鈣鈦礦的量產(chǎn)嗎?資料顯示,2022年7月初,國內(nèi)多晶硅價(jià)格首次突破30萬元/噸,相比2019年的最低價(jià)漲了4倍,此后多晶硅價(jià)格近5個(gè)月居高不下。
直到《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》發(fā)布,通知內(nèi)容涉及多措并舉保障多晶硅合理產(chǎn)量、創(chuàng)造條件支持多晶硅先進(jìn)產(chǎn)能按期達(dá)產(chǎn)、鼓勵(lì)多晶硅企業(yè)合理控制產(chǎn)品價(jià)格水平等,之后,多晶硅價(jià)格開始松動(dòng),2022年11月30日,相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,多晶硅致密料成交均價(jià)首次跌破30萬元/噸。
而據(jù)7月5日中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)硅業(yè)分會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù),當(dāng)周國內(nèi)N型料價(jià)格區(qū)間在7.2萬元-8.0萬元/噸,成交均價(jià)為7.42萬元/噸,周環(huán)比漲幅為0.68%;單晶致密料價(jià)格區(qū)間在6萬元-7.40萬元/噸,成交均價(jià)為6.57萬元/噸,周環(huán)比持平。
昆山協(xié)鑫董事長范斌表示,鈣鈦礦是一種光伏通用技術(shù),它不是憑空產(chǎn)生的,而是學(xué)術(shù)界的多年積累,一朝爆發(fā)。而且從發(fā)展歷程來看,2016年的時(shí)候,鈣鈦礦的測試數(shù)據(jù)就已經(jīng)有了連續(xù)12000小時(shí)不衰減的優(yōu)秀記錄,最近又有在晶硅電池測試環(huán)境下連續(xù)3000小時(shí)不衰減的成果。
不過,鈣鈦礦的量產(chǎn)仍有公認(rèn)的兩大難點(diǎn),一是大面積成膜技術(shù),二是穩(wěn)定性。
極電光能副總裁姜偉龍博士向記者介紹,大面積成膜技術(shù)在行業(yè)內(nèi)有不同的技術(shù)路線,其中兩種技術(shù)路線正在百兆瓦級別的鈣鈦礦產(chǎn)線上進(jìn)行驗(yàn)證。極電光能采用的是自主研發(fā)的鈣鈦礦量產(chǎn)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)大面積制備、高效率和高穩(wěn)定性的鈣鈦礦光伏組件,目前這套技術(shù)已經(jīng)導(dǎo)入至150MW產(chǎn)線中,產(chǎn)品整體性能穩(wěn)步提升。
在產(chǎn)品穩(wěn)定性方面,極電光能810cm²的組件也通過了第三方IEC61215的全序列測試認(rèn)證,這也表明產(chǎn)品穩(wěn)定性可以通過晶硅光伏產(chǎn)品的穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)的檢測,目前公司的0.72m²鈣鈦礦量產(chǎn)組件的認(rèn)證測試也正在推進(jìn)中,后續(xù)將收集更多的實(shí)測檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。
另外,在成本方面,范斌稱,雖然目前量產(chǎn)工廠還在效率爬坡階段,成本難以估算,但從設(shè)備價(jià)格、能耗、原材料消耗等來推算,鈣鈦礦的量產(chǎn)早期,應(yīng)該能做到晶硅組件70%左右的成本,未來大規(guī)模量產(chǎn)時(shí),成本可以做到目前晶硅組件成本的一半左右。
“我估計(jì),未來3-5年內(nèi),鈣鈦礦組件可能會(huì)出現(xiàn)5-10GW的產(chǎn)能。”范斌說道。
邊框材料之爭:并不是只有唯一選擇
邊框是光伏組件的重要輔材之一,成本占比近9%,其中,鋁邊框的市占率高達(dá)96%。在鋁邊框的制造過程中,加工費(fèi)一般相對穩(wěn)定,影響邊框價(jià)格的主要是鋁價(jià)。
日前,鋁合金邊框龍頭之一羅普斯金董秘俞軍向《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者介紹,公司主要為阿特斯、一道等光伏組件廠商提供鋁合金邊框,銷售模式為一季度競標(biāo)一次,價(jià)格隨行就市。目前銀白色鋁型材的價(jià)格為4800元-5000元/噸,黑色鋁型材的價(jià)格為6700元/噸左右。
據(jù)生意社數(shù)據(jù),截至7月10日,華東鋁市場價(jià)為1.83萬元/噸,從近三年數(shù)據(jù)來看,當(dāng)前鋁價(jià)較2020年底部時(shí)已上漲60%以上。西南證券(3.710, 0.04, 1.09%)7月初發(fā)布的研報(bào)認(rèn)為,國內(nèi)電解鋁原料成本仍處于下降通道,行業(yè)利潤跟隨鋁價(jià)波動(dòng),預(yù)計(jì)三季度鋁價(jià)及行業(yè)利潤或有下行風(fēng)險(xiǎn),但權(quán)益市場表現(xiàn)偏強(qiáng)。
對此,俞軍認(rèn)為,光伏行業(yè)還有5至6年的成長期,邊框需求很大,作為輔材制造商,公司方面其實(shí)不太希望鋁價(jià)有大幅波動(dòng),最好是平穩(wěn)或緩慢上行。
另一方面,在面對海上、灘涂、鹽堿地等場景時(shí),光伏組件要求具備較強(qiáng)的耐腐蝕性,而鋁是活潑金屬,與酸堿都能發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致傳統(tǒng)鋁邊框方案很難保證25年使用壽命。
2022年以來,光伏龍頭紛紛開展復(fù)合材料在光伏邊框領(lǐng)域的應(yīng)用。如2022年8月,晶科能源方面與德毅隆、科思創(chuàng)投資組成的參編單位,就關(guān)于《晶體硅光伏組件用玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料邊框的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》立項(xiàng)展開討論;2022年12月,隆基綠能與萬華達(dá)成戰(zhàn)略合作,其中包括聚氨酯復(fù)合材料邊框合作等。
更早有所布局的是阿特斯,在2013年,公司就與德毅隆共同合作對玻纖聚氨酯復(fù)合材料多項(xiàng)性能全面測試,2014年-2015年,公司的復(fù)合材料邊框組件應(yīng)用于上海和浙江2個(gè)分布式屋頂光伏項(xiàng)目。
對此,中國巨石證代沈國明在2022年年度股東大會(huì)上提及,公司正在和下游客戶共同研發(fā)推進(jìn)使用玻纖替代光伏組件中的鋁合金邊框等部件,目前已經(jīng)到了最后的驗(yàn)證階段。“玻纖邊框最大的優(yōu)勢是能降低10%左右的成本,同時(shí)能更好地適應(yīng)一些惡劣的環(huán)境,據(jù)計(jì)算,1GW的光伏組件大概需要3000噸玻纖,未來需求潛力較大。”
近日,沈國明進(jìn)一步介紹稱,玻纖產(chǎn)品的耐腐蝕性、電絕緣性、抗霧化、抗彎曲的性能都比鋁合金要好很多,從成本上來看,鋁合金價(jià)格近期又有所上漲,而玻纖性價(jià)比更高,導(dǎo)致玻纖邊框成本比鋁合金邊框要低10%-15%。
對于玻纖邊框的驗(yàn)證工作,沈國明表示,目前正處于組件廠商向第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)證階段,個(gè)別企業(yè)已經(jīng)通過認(rèn)證,但就未來大規(guī)模量產(chǎn)而言,還需要時(shí)間,“一些光伏項(xiàng)目的招標(biāo),對光伏組件的要求還沒有轉(zhuǎn)變過來,還停留在傳統(tǒng)鋁合金邊框,我希望有關(guān)部門、行業(yè)協(xié)會(huì)能出臺(tái)一系列規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),為玻纖邊框的推廣和使用提供指導(dǎo)意見和更多支持。”
膠膜:EVA、POE膠膜層壓工藝將被取代?
近年來,由于光伏行業(yè)快速發(fā)展,對光伏級EVA、POE產(chǎn)生了巨大需求,國內(nèi)多家企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn)。中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2022年,中國EVA總產(chǎn)能達(dá)到215萬噸/年,總產(chǎn)量約167.55萬噸,消費(fèi)量約276.1萬噸,自給率達(dá)60.7%,全球POE產(chǎn)能約108萬噸,我國POE需求量為69.2萬噸,同比增長8.09%,進(jìn)口POE 69.2萬噸,同比增長8.09%。
值得注意的是,目前,POE核心技術(shù)暫被國外企業(yè)掌控,國內(nèi)還沒有規(guī)?;疨OE生產(chǎn)企業(yè),全球POE產(chǎn)能主要集中在陶氏化學(xué)、埃克森美孚、SK和三井化學(xué)等少數(shù)企業(yè)手中。智研咨詢數(shù)據(jù)顯示,全球POE產(chǎn)能中,陶氏化學(xué)產(chǎn)能占比約42%,是全球最大的POE生產(chǎn)商;??松梨诤蚐K產(chǎn)能均為19萬噸,占比均為19%;三井化學(xué)擁有17萬噸POE產(chǎn)能,產(chǎn)能占比約為16%。
據(jù)福斯特方面介紹,今年預(yù)計(jì)POE類(POE膠膜和EPE膠膜)的膠膜出貨占比40%-50%,預(yù)計(jì)在8億-10億平米,隨著TOPCon組件封裝部分采用EPE膠膜材料,預(yù)計(jì)POE粒子的供應(yīng)緊張情況可以得到緩解。
此前因與光伏龍頭開展改性硅膠全貼合工藝替代EVA、POE膠膜層壓工藝驗(yàn)證,錦富技術(shù)在光伏圈引發(fā)關(guān)注,記者也于公司2022年年度股東大會(huì)后專訪了董事長顧清。
據(jù)其介紹,光伏企業(yè)非常有興趣導(dǎo)入新技術(shù)降低全行業(yè)成本。其中,光伏膠膜首先離不開EVA、POE兩種材料,但EVA遇水易發(fā)生酸化反應(yīng),對焊帶、焊線、玻璃等造成腐蝕,從而影響組件壽命;其次,原有層壓工藝一是要求膠膜有一定的厚度,二是會(huì)導(dǎo)致一些焊點(diǎn)或者焊帶隱裂,造成不良損耗;再者,膠膜與電池片之間始終存在空隙,在微觀中光線仍有若干次折射、反射。
“我們的優(yōu)勢,一是光學(xué)硅膠理論上的透光率可達(dá)99%,相比EVA多了7個(gè)百分點(diǎn);二是涂膠工藝相比層壓工藝減少了能耗和膠使用量,并且可以針對不同的產(chǎn)品、焊點(diǎn)的高低去設(shè)計(jì)膠層的厚度;三是真空全貼合工藝能避免層壓工藝帶來的隱裂,簡化了后續(xù)檢測流程。”顧清說道。
顧清表示,經(jīng)過與光伏龍頭通威股份、愛旭股份等企業(yè)的數(shù)輪聯(lián)合驗(yàn)證,通威認(rèn)可了公司的改性硅膠全貼合工藝能降低組件制造成本、簡化工藝的可能性,也認(rèn)為這一方向是正確的,但該工藝仍有許多問題需要雙方合理解決,如材料透水性的解決、生產(chǎn)線的簡化、加工速度的提升等。
其中,一是改性硅膠的透水性問題,需要公司不斷研發(fā)、驗(yàn)證新解決方案,按照一個(gè)解決方案測試耗時(shí)5天來計(jì)算,公司目前考慮十幾個(gè)解決方案仍需數(shù)月才能完成測試,此后還有工藝優(yōu)良性、成本效率平衡等多方面論證。
二是生產(chǎn)線的簡化,公司原有柔性生產(chǎn)線可以加工從手機(jī)到大型顯示器不同尺寸的屏幕,但不適用于光伏行業(yè)電池片的單一尺寸生產(chǎn)線,公司需要簡化生產(chǎn)線減低固定資產(chǎn)攤提。
三是加工速度的提升,由于此前公司生產(chǎn)線沒有強(qiáng)制速度要求,對大型顯示器屏幕的加工速度只有一分鐘一片,但光伏電池片的下片速度很快,要求涂膠生產(chǎn)線速度達(dá)到15秒一片,這要求公司重新設(shè)計(jì)出適配的產(chǎn)線。
“目前,材料研發(fā)上已經(jīng)沒有實(shí)質(zhì)性障礙,最大的難點(diǎn)是生產(chǎn)線的適配及改進(jìn),按新工藝制造的光伏組件也需要經(jīng)各種實(shí)際工況的驗(yàn)證,預(yù)計(jì)還要4-6個(gè)月。”顧清表示。
行業(yè)觀點(diǎn):硅料降價(jià),會(huì)加速光伏新材料、新工藝落地
硅料快速降價(jià),是否意味著高成本、高技術(shù)的光伏新材料、新工藝研發(fā)會(huì)陷入停滯?
另外,面對蓬勃發(fā)展的光伏新材料、新工藝,當(dāng)前“舊材料”、“老工藝”是否會(huì)被行業(yè)浪潮所淘汰?
昆山協(xié)鑫董事長范斌博士表示,鈣鈦礦的材料特性和生產(chǎn)工藝,導(dǎo)致其對晶硅電池所需輔材有了許多不同需求,比如只能使用POE膠膜,玻璃會(huì)換為浮法玻璃,不再需要焊帶、銀漿等,“如果疊層成為市場主流,那么晶硅行業(yè)并不會(huì)被淘汰,會(huì)繼續(xù)生存下去。”
極電光能副總裁姜偉龍博士說,在鈣鈦礦、TOPCon、HJT等新技術(shù)的拉動(dòng)下,對產(chǎn)品輕量化、低溫封裝技術(shù)等方面產(chǎn)生了需求,如應(yīng)用玻纖、聚氨酯復(fù)合材料制造的邊框確實(shí)對于減重輕量化,降低運(yùn)輸成本,提升安裝搬運(yùn)效率方面起到積極作用;同時(shí)利用改性硅膠全貼合工藝替代EVA、POE層壓工藝,來降低封裝高溫帶來的影響,(這一方面)也有積極作用。
中國巨石證代沈國明分析認(rèn)為,在目前光伏組件企業(yè)“內(nèi)卷”的當(dāng)下,下游廠商更加關(guān)注成本,關(guān)注復(fù)合材料,從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度,生產(chǎn)玻纖邊框的耗電量、碳排放量比鋁邊框要低,自然更具優(yōu)勢。
福斯特方面表示,有機(jī)硅類的材料由于性價(jià)比方面的原因,在光伏封裝領(lǐng)域一直沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用,公司2016年開展過有機(jī)硅封裝材料的新項(xiàng)目開發(fā),當(dāng)時(shí)主要是應(yīng)用于高端LED的封裝,后面由于市場變化項(xiàng)目沒有繼續(xù)推進(jìn),但是過程中也積累了有機(jī)硅的技術(shù)平臺(tái),未來如果有機(jī)硅材料在光伏組件封裝領(lǐng)域能夠得到應(yīng)用,公司可以快速開展生產(chǎn)。
在記者采訪過程中,不少企業(yè)管理者認(rèn)為,降本增效是光伏行業(yè)一以貫之的經(jīng)營戰(zhàn)略,度電成本即使每瓦只降低1分錢,企業(yè)都是樂見其成的,而這必然離不開光伏新材料、新工藝的落地。
原標(biāo)題:硅料價(jià)格"雪崩"之后 那些曾如火如荼的光伏新材料產(chǎn)業(yè)會(huì)"涼"嗎?