光伏行业维持高景气工艺迭代引领设备商业绩持续增长
时间: 2024-06-05 18:12:22 | 作者: 案例展示
12月10日,珠海市国资委与广东高景太阳能科技有限公司签署了光伏新能源项目投资落地合作协议,50GW光伏大硅片项目及销售中心将落地珠海,技术路线预计为N型(TOPCON或者HJT用)+210硅片,总投资约170亿元。
就技术路径来看,HJT具备高转换效率,双面发电,温度系数低(更适应于高温环境),高稳定性(低衰减率)等电池性能,使得其较容易获得 24%以上的转换效率。目前是电池厂和设备商共同努力让其电池效率逐步提升到25%以上的阶段。让HJT电池效率提升至25%的核心——多层膜技术已是业界共识,未来大的发展的新趋势一定是多结时代。HJT作为单结时代的终结者和多结时代的开启者,是未来10年电池环节的平台型技术,新技术都在现有的 HJT产线上做设备增加,起到电池效率提升的作用,预计5年后钙钛矿和 HJT做的双结叠层电池的效率可提高到30%+,是未来太阳能电池效率大幅度的提高的重要技术路线,该技术也会使设备商处于长期快速地发展期。
据国际能源署(IEA)统计,截止2018年底,全球累计装机超过510GW,比2007年的2.8GW增长了182倍,发展速度飞快;累计装机较为领先的国家分别为中国、印度、美国等。随着光伏发电效率提升、成本下降,IEA同时预测,到2030年全球光伏累计装机量有望达到1721GW,到2050年将进一步增加至4670GW,发展的潜在能力巨大。我国光伏产业高质量发展遥遥领先,根据中国光伏行业协会(CPIA)统计,截至2018年底,我国光伏发电累计并网容量已超过174GW,占全球的34%;2018年我国新增光伏并网装机容量44GW,新增及累计装机容量均为全球第一。
国家能源局最新多个方面数据显示,截止2019年9月底,我国光伏发电装机190.19GW;2019前三季度光伏新增装机15.99GW,同比下降53.7%;下降的原因系(1)2019年光伏发电项目国家补贴竞价结果在7月份才公布,时间较为紧凑影响项目进度;(2)未来几年我国将步入平价上网的关键时期,企业面临拖欠补贴、非技术成本居高不下等压力,竞争力较弱的厂商退出市场。预计2020全年光伏新增装机将出现恢复式增长,展望“十四五”期间,不依赖补贴将使光伏摆脱总量控制束缚,新增装机市场将稳步上升。
尽管2018年、2019前3Q国内光伏新增装机量会降低,但生产端仍在持续增长。国家统计局数据显示,2018年和2019年国内光伏电池产量分别为96.05GW和128.62GW,同比分别增长1.6%和33.9%,生产端的景气增长主要受益于海外需求。首先,欧洲各国逐渐实现平价,内生增长开始显现,法国、德国等增速较高;其次我国“531”新政后光伏需求急冻,光伏产品价格下降快速刺激海外需求量开始上涨;同时国内有突出贡献的公司积极走出去,取得较快增长。
我国光伏生产各环节在全球的竞争力均较强,据CPIA统计,2017年我国多晶硅、硅片、电池、组件四大主要环节在全球市场占比已分别达到55%、83%、68%和71%,处于领头羊。未来面对全球巨大的增量空间,国产龙头厂商将显著受益。
2018年底,国内单体装机最大(500MW)的光伏领跑者项目与青海格尔木正式并网发电,该项目上网电价平均为0.316元/千瓦时,低于当地煤电标杆电价0.3247元/千瓦时近1分钱,正式吹响我国光伏平价上网号角,光伏发电成本的迅速下降,得益于我国的技术进步、政策扶持和规模化发展。据伍德麦肯兹2019的统计显示,中国光伏成本在过去三年下降了近40%,降本速度略快于全球中等水准。按照其测算,预计光伏度电成本将于2026年低于煤电成本。光伏电价逼价上网临界点,产业链对于新技术的敏感度极高,有突出贡献的公司加快研发,各环节新技术极其活跃。
具体分硅料、硅片、电池片、组件四大环节看,多晶硅料工艺较为稳定、落后产能淘汰,成本管控等继续降本增效。多晶硅占据整个光伏发电成本40%左右,三氯氢硅西门子法是目前工业生产里广泛采用的制备方式,工艺稳定后随着规模效应释放以及设备国产替代,近几年硅料价格持续性下降,带动企业深度洗牌,各企业在电费、管理、技术等方面竞争非常激烈。硅片生产端设备包括硅片生长设备和切片设备,生长设备分为单晶生长炉和多晶铸锭炉。目前单晶PERC电池效率已经稳定在22.2%以上,而多晶PERC电池效率平均在20.5%左右,单晶硅片竞争优势明显。
电池片PERC仍在扩产,HJT等技术稳步推进。在《光伏制造业规范条件》和“领跑者”计划推动下,各种晶硅电池生产技术进步迅速。传统的电池片主要是采用铝背场(Al-BSF)技术,2018年起PERC逐步量产,多种新技术稳步推进CPIA多个方面数据显示,2018年单晶硅片占比45%,预计2019年将过半,到2025年将上升至73%,对单晶炉的需求将结构性上升。受益于热场增加、连续拉棒技术等工艺进步,单晶炉单炉投料量稳步增长。下一步效率提升指向大硅片技术,总面积相等的情况下,单个硅片尺寸越大,电池片数量越少,这样做才能够减少焊带、减少遮光面积,从而提升转换效率。根据可再生能源学会光伏专业委员会统计的最高效率,2019年与2018年相比,多晶硅PERC电池效率由22%提升至22.8%,单晶硅PERC电池效率由23.1%提升至24.03%,HIT电池效率由23.7%提升至24.85%,TOPCon电池效率由23.1%提升至24.58%。
组件半片封装及MBB渗透率提升,利好激光、叠瓦、丝网印刷设备。CTM值衡量电池封装成组件过程中的功率损失,用组件额定功率与电池片功率总和的比值来表示,CTM值越高表示封装功率损失程度越小。采用半片及叠片、多主栅(MBB)技术等能分别使CTM提高2个百分点。①半片及叠片技术,2019年全片电池片封装仍占据80%左右市场,由于半片或更小片的电池片组件功率封装损失更小,未来半片及更小尺寸电池片应用份额将大幅上升。在产线上,小尺寸封装是使用激光切割法沿着垂直于电池主栅线的方向进行切割,新增了激光切片机、窜焊机、点胶等的设备需求。②多主栅(MBB)技术,主栅能缩短电流在细栅上的传导距离,降低横向电阻损失。叠加更细更窄的主栅设计,还能够大大减少银浆耗量、降低组件生产所带来的成本。设备端,对应的串焊、检测、丝网印刷设备需要更新。
领跑者计划对光伏技术指标一直有指引作用,早在2017年、2018年,单晶PERC技术路线%,产业对新技术的推进极为迅速,PERC电池快速在效率、成本两方面均拥有了显著优势。中国可再次生产的能源协会光伏专业委员会(CPVS)多个方面数据显示,2019年单晶硅PERC电池国内最高效率24.03%;成本方面,根据PVInfoLink公布的价格情况,单晶PERC电池片价格(0.92元/片~0.95元/片)已下降至低于传统BSF电池片价格(0.98元/片~1元/片),预计未来几年PERC电池技术路线将继续占据市场主导地位。
PERC技术路线年底,国内PERC产能约116GW,2020年仍有42GW左右扩产规模,有较大产能规划的包括通威、隆基乐叶、爱旭太阳能等。由于光伏技术在快速革新中,有突出贡献的公司能更快提升效率,拥有先发优势,产能将快速向头部集中,有突出贡献的公司的扩产投资情况值得期待。通威2月11日晚公告显示,计划于成都金堂投资200亿元扩产30GW电池片产能,分4期建设,每期各7.5GW,其中一期将于2020年3月启动,预计2021年内投产,后续项目3-5年内逐步投产;加上眉山二期扩产,2020年总扩产规模有望达13GW,超市场预期。
PERC技术电池产线与传统AL-BSF技术相容性高,生产工序上在背面沉积一层氧化铝钝化层,同时为了硅片与铝背场接触、有必要进行激光开槽,增加的设备包括沉积设备和激光设备,当前主流的沉积氧化铝技术路线使用PECVD,PECVD设备基本国产化,供应商包括捷佳伟创、北方华创、丰盛装备等。
大尺寸技术在产业落地迅速,隆基于19年底表示,到2020年底其166尺寸的组件产能将超过20GW, 占规划产能的80%。由于现有产线尺寸的份额将快速上升。中环则计划2020年将产出16GW的G12硅片,前不久中环子公司天津环欧与中环海河基金设立大硅片切片业务公司天津环智,主产G12大尺寸硅片。
HJT电池技术兼具薄膜电池和晶硅电池的优点,初步量产后效率和成本降低空间更大,有望成为下一代主流技术。整体看,目前国产设备已经在HJT各环节中取得突破,捷佳伟创能供应清洗制绒设备、RPD设备、丝网印刷设备;迈为股份除供应优质丝网印刷设备外,也在研发并验证CVD设备,致力于为客户提供HJT整线解决方案;理想能源已在最核心PECVD取得突破;钧石能源PVD、PECVD等核心设备均为自主研发并拥有自主知识产权。
国内HJT产能布局情况看,2018年异质结电池产能约850MW,布局较早的厂商包括晋能、中智、汉能、均石,2018年起通威、爱康、东方日升等企业也纷纷公布了HJT扩产计划,根据公告,目前通威的HJT中试线MW。