面對涌現(xiàn)的新型電池,沒有人能夠準(zhǔn)確預(yù)測未來。
作者|張麟
進(jìn)入2024年還不到一個(gè)月,光伏產(chǎn)業(yè)就開始了新一輪的洗牌。
去年底開始,就有光伏企業(yè)大規(guī)模裁員的消息傳出,部分企業(yè)的裁員比例甚至高達(dá)20%。
面對洶涌的輿論,光伏巨頭也坐不住了,隆基綠能表示:“市場變化很大,企業(yè)會根據(jù)經(jīng)營情況、市場環(huán)境變化和未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,做相應(yīng)的資源分配。”晶澳科技、晶科能源等也陸續(xù)對相關(guān)傳聞做出了回應(yīng),但都否認(rèn)了裁員消息。
裁員更像是一個(gè)產(chǎn)業(yè)的“晴雨表”,無論傳言是真是假,都已經(jīng)反映出光伏產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了產(chǎn)品內(nèi)卷和產(chǎn)能過剩的情況。
除了產(chǎn)能本身,新型電池的突然涌現(xiàn)也是打破光伏產(chǎn)業(yè)原來的平靜局面的一大動因。就電池種類而言,曾經(jīng)的PERC電池開始逐漸失去絕對的市占比優(yōu)勢,TOPCon、異質(zhì)結(jié)(HJT)、鈣鈦礦電池成為了行業(yè)新寵,企業(yè)不得不開始新一輪的技術(shù)競賽。
新的技術(shù)也催生出了新的企業(yè),一些“小公司”開始利用技術(shù)積累和資本扶持入局光伏市場,即使隆基綠能、晶科能源等巨頭企業(yè)已經(jīng)在加速新型光伏電池的落地應(yīng)用,但在技術(shù)換代的產(chǎn)業(yè)節(jié)點(diǎn)上,新公司也有了和老牌企業(yè)同場競技的實(shí)力。
技術(shù)革新讓光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了新的周期,產(chǎn)業(yè)格局再次生變。
1.新周期的開始
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根據(jù)國家能源局發(fā)布的全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2023年1-11月光伏新增裝機(jī)163.88GW,同比增長149.4%,國內(nèi)光伏新增裝機(jī)量超出市場預(yù)期。第三方研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),2023年光伏新增裝機(jī)量約為216GW,幾乎是近四年的光伏新增裝機(jī)量的總和。
而PERC電池是幫助國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的最大推力。
2016年以前,國內(nèi)光伏市場還是BSF(鋁背場)電池的天下,但隨著PERC技術(shù)的發(fā)展,這種成本更低、轉(zhuǎn)換效率更高、制造工藝更簡單的電池迅速崛起并占領(lǐng)市場。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù),2021年P(guān)ERC電池的市占率已經(jīng)達(dá)到了91.2%。
PERC電池雖然目前仍占據(jù)大量的市場份額,但并不是光伏行業(yè)的最終解決方案。以TOPCon、異質(zhì)結(jié)(HJT)等電池為代表的N型電池(PERC為P型電池,這是根據(jù)電池硅片類型的不同劃分出的不同產(chǎn)品)已經(jīng)開始落地,并被認(rèn)為是未來光伏產(chǎn)業(yè)的主角。
從時(shí)間線上來看,PERC電池的應(yīng)用成熟期也不過短短5年,其23%左右的轉(zhuǎn)化效率曾讓中國光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了新的階段,但目前被產(chǎn)業(yè)寄予厚望的新型光伏電池的理論轉(zhuǎn)化效率都在27%以上,鈣鈦礦電池的理論轉(zhuǎn)化效率甚至高達(dá)30%。
某央企旗下光伏企業(yè)董事長王漢濤就對「甲子光年」表示:“中國的光伏產(chǎn)業(yè)基本上5、6年就會有一次技術(shù)迭代,PERC電池的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)很難再提升。”
2022年被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是新型光伏電池的應(yīng)用元年。從數(shù)據(jù)上來看,2022年,新投產(chǎn)的光伏電池產(chǎn)線雖然仍以PERC電池為主,但下半年起部分N型電池產(chǎn)能陸續(xù)釋放,截至年底,PERC電池市場占比下降到了88%,N型電池占比合計(jì)達(dá)到了9.1%。
目前幾乎所有的大廠都開始針對N型電池進(jìn)行了擴(kuò)產(chǎn),希望用技術(shù)轉(zhuǎn)化的來持續(xù)鞏固自身的行業(yè)地位。例如晶科能源曾在2022年年報(bào)中披露,其2023年組件出貨量目標(biāo)為60-70GW,其中N型出貨占比為60%。
同時(shí),根據(jù)行業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)InfoLink Consulting發(fā)布的報(bào)告顯示,盡管2023年P(guān)ERC仍有約60%的市場份額,但隨著N型電池技術(shù)的快速滲透、以及薄膜技術(shù)維持穩(wěn)定份額,2024年P(guān)ERC市占率將可能被壓縮至30%以內(nèi)。
資本市場也伺機(jī)而動,通過資金支持參與到了這場剛剛開始的光伏產(chǎn)業(yè)變革中。
東方財(cái)富數(shù)據(jù)顯示,2023年上半年,60家光伏企業(yè)發(fā)起了共計(jì)近2000億元的再融資。同時(shí)財(cái)聯(lián)社創(chuàng)投通數(shù)據(jù)顯示,2020年至2023年前三季度,光伏領(lǐng)域一級市場共計(jì)發(fā)生投融資事件164起,其中16筆融資金額超過10億元規(guī)模;A輪以前的早期輪次占比較大,共計(jì)83起。
光伏電池的研發(fā)也是一個(gè)燒錢的游戲。
根據(jù)光伏產(chǎn)業(yè)門戶網(wǎng)站索比光伏網(wǎng)的統(tǒng)計(jì),2022年國內(nèi)71家光伏企業(yè)研發(fā)費(fèi)用總額達(dá)到130億元,占總營收的2.41%,平均增速達(dá)到36.65%;通威股份、隆基綠能等頭部企業(yè),2022年在N型電池技術(shù)的研發(fā)上的投入在4-7億不等。
在光伏電池技術(shù)革新的新周期中,擁有資金實(shí)力和技術(shù)實(shí)力的企業(yè),開始準(zhǔn)備從光伏巨頭的餐盤中搶來一杯羹。
2.路線之爭
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長期來看,未來哪種新型光伏電池會成為市場主流?關(guān)于這個(gè)問題業(yè)內(nèi)仍然沒有達(dá)成一致。
中國新能源電力投融資聯(lián)盟秘書長彭澎對「甲子光年」表示,未來可能會有一類電池占據(jù)絕大多數(shù)的市場份額,就像目前的PERC電池一樣。
但產(chǎn)業(yè)內(nèi)也有不同的聲音,王漢濤就表示,未來的光伏市場或許會出現(xiàn)多種電池技術(shù)并行的局面,例如BC電池更適合在分布式光伏場景中應(yīng)用,異質(zhì)結(jié)電池更適合用在光伏電廠中,國內(nèi)與國外情況也會不盡相同。
上海交通大學(xué)太陽能研究所教授、博士生導(dǎo)師沈文忠認(rèn)為,在未來比較理想的情況下,BC、TOPCon、異質(zhì)結(jié)會成為三分天下的局面,不同客戶會有不同選擇。
但短期來看,幾乎所有人都認(rèn)為在新型光伏電池中TOPCon會率先得到發(fā)展。
國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)中國光伏標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會主席宋登元則曾公開表示,到2030年,以TOPCon和異質(zhì)結(jié)為主的N型電池技術(shù)的市場份額將超過50%。中國光伏行業(yè)協(xié)會也做出預(yù)測,到2025年TOPCon電池的市場份額將達(dá)到35%。
看好異質(zhì)結(jié)電池的王漢濤甚至也認(rèn)為TOPCon電池會率先得到大規(guī)模應(yīng)用。
王漢濤對「甲子光年」說:“TOPCon電池的產(chǎn)能今年基本上就會大量釋放,去年號稱是700GWh,但是實(shí)際的產(chǎn)能可能在200GWh左右,但今年可能就要超過500GWh了。所以今年TOPCon電池會占到光伏電池產(chǎn)業(yè)的半壁江山,它是新一代(光伏電池)技術(shù)里率先跑出來的?!?/p>
為什么TOPCon電池能夠率先突圍?這或許和技術(shù)無關(guān)。
TOPCon電池雖然為N型電池,但其生產(chǎn)門檻低,且與P型電池產(chǎn)線有著很高的兼容度。TOPCon工藝只需在P型電池產(chǎn)線上增加3至4道工序,能夠讓企業(yè)充分利用原有設(shè)備,從而大幅節(jié)省投資支出。
根據(jù)浙商證券的相關(guān)報(bào)告,目前新建TOPCon產(chǎn)線設(shè)備投資額為1.8-2.3億元/GW,從PERC升級至TOPCon的設(shè)備投資額僅需0.6-0.8億元/GW。王漢濤表示,TOPCon產(chǎn)線的投資額不高,同時(shí)光伏大廠本身也在進(jìn)行從PERC電池到新一代電池的改革,相較于研發(fā)其他類型的新電池,從PERC到TOPCon的轉(zhuǎn)化過程比較容易。
但生產(chǎn)流程的承接性有可能讓TOPCon電池“成也工藝,敗也工藝”。
在增加工序后,TOPCon的工序達(dá)到了12-13道,工藝流程變得非常長,這客觀上增加了設(shè)備、人員的把控難度和工藝難度,并會直接影響良品率。同時(shí)受制于PERC電池的工藝路徑,TOPCon電池的硅片尺寸受限,目前主流產(chǎn)品為180mm。
某光伏電池產(chǎn)業(yè)人士就向「甲子光年」透露:“TOPCon電池現(xiàn)在宣傳的比較好,但從實(shí)際情況來看它的穩(wěn)定性和良品率還是存在一些問題?!?/p>
就工序而言,異質(zhì)結(jié)電池是新一代光伏電池中最少的,僅有制絨、非晶硅沉積、TCO沉積、絲網(wǎng)印刷4道。這種極簡的制作方法也是很多企業(yè)將異質(zhì)結(jié)電池作為主要產(chǎn)品進(jìn)行布局的原因。
“異質(zhì)結(jié)電池是有優(yōu)勢的,工序很少并且轉(zhuǎn)化效率高?!蓖鯘h濤說,“目前國內(nèi)規(guī)劃了相應(yīng)產(chǎn)能的公司有幾十家,2023年真正能夠有產(chǎn)品出來的大概在十家以內(nèi)?!?/p>
王漢濤十分明確地表示TOPCon的快速起量會給異質(zhì)結(jié)電池廠家造成短期沖擊,并表示2023年會是光伏電池市場打亂仗的時(shí)候,大量TOPCon電池的產(chǎn)能釋放會造成價(jià)格壓低,異質(zhì)結(jié)的優(yōu)勢將會被這種價(jià)格波動所埋沒。
“到2025年,異質(zhì)結(jié)電池才會開始逐漸起量?!蓖鯘h濤對「甲子光年」說。
3.異質(zhì)結(jié)的未來
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異質(zhì)結(jié)電池規(guī)?;慨a(chǎn)應(yīng)用的最大阻礙是成本,這幾乎是一個(gè)任何環(huán)節(jié)都很貴的電池。
2020年以前,國內(nèi)幾乎沒有能夠提供異質(zhì)結(jié)生產(chǎn)設(shè)備的供應(yīng)商,設(shè)備主要由梅耶博格、YAC、AMAT、日本住友等外資品牌提供,每GW設(shè)備成本達(dá)到了近20億元。
此后隨著國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展,生產(chǎn)設(shè)備端開始進(jìn)行國產(chǎn)化,目前異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)線的每GW設(shè)備成本在4-4.5億元,但仍屬于前期一次性投入非常高的水平。
王漢濤表示,異質(zhì)結(jié)電池的設(shè)備端在國產(chǎn)化,不僅裝備需要國產(chǎn)化,一些關(guān)鍵的工藝技術(shù)也要國產(chǎn)化,才能讓整體的制造成本降下來,進(jìn)而擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。
在材料端,異質(zhì)結(jié)電池同樣面臨著很大的成本壓力。
中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,2021年,P型電池正面銀漿+背面銀漿消耗量約96.4mg/片,TOPCon電池正面銀漿+背面銀漿消耗量約141.3mg/片,而異質(zhì)結(jié)電池雙面低溫銀漿消耗量約190mg/片,是目前光伏電池里最高的。
“異質(zhì)結(jié)電池的材料端也偏貴,本身銀漿的用量就比別的電池要高,更何況異質(zhì)結(jié)電池還要用低溫銀漿,成本還會有提升?!蓖鯘h濤對「甲子光年」表示。
由于異質(zhì)結(jié)電池的制造過程需要將溫度控制在一個(gè)較低的水平,因此無法使用傳統(tǒng)的高溫銀漿(500℃以上)進(jìn)行燒結(jié),而低溫銀漿的成本較高,且國產(chǎn)化程度同樣不足。
本翼資本的行業(yè)報(bào)告中指出,2021年國內(nèi)高溫銀漿價(jià)格約5000-5500元/kg,而低溫銀漿價(jià)格約為6500元/kg,價(jià)差超過1000元/kg。
目前研發(fā)生產(chǎn)異質(zhì)結(jié)電池的企業(yè)基本都在利用“銀包銅”技術(shù)來降低低溫銀漿的用量,在轉(zhuǎn)化效率受影響程度可控的情況下降低電池成本。
東海證券在2023年9月發(fā)布的研報(bào)中表示,在異質(zhì)結(jié)電池材料端,企業(yè)正在利用銀包銅等技術(shù)通過金屬銅替代金屬銀的方式減少銀粉耗量,現(xiàn)階段銀包銅漿料中銀含量一般為40%-50%,未來仍有進(jìn)一步下降的空間。
但王漢濤認(rèn)為“銀包銅”仍然不是降低成本的最優(yōu)解,在與「甲子光年」交流中,他表示企業(yè)應(yīng)該研發(fā)全銅柵線的異質(zhì)結(jié)電池。
王漢濤對「甲子光年」說:“在光伏電池端的非硅成本里,金屬化成本大約可以占到70%,也就是說金屬化成本將占到整個(gè)電池的至少三分之一,銀柵路線是無法徹底降低成本的?!蓖鯘h濤補(bǔ)充道:“如果按照異質(zhì)結(jié)電池片每片成本8毛錢來算,用銅代替銀至少能讓成本降低8分錢,相當(dāng)于降低了十分之一?!?/p>
銅柵線異質(zhì)結(jié)電池的理論基礎(chǔ)比較簡單,最關(guān)鍵的步驟也只是蝕刻和電鍍。但光伏電池產(chǎn)業(yè)有規(guī)?;囊?,尤其是希望盡快上量降低成本的異質(zhì)結(jié)電池,對規(guī)?;男枨蟾訌?qiáng)烈,這使得連續(xù)電鍍的技術(shù)難度開始增加。
從市場情況來看,2022年開始有部分公司實(shí)現(xiàn)銅柵線成果轉(zhuǎn)化以及工藝突破,目前有少數(shù)幾家公司實(shí)現(xiàn)了銅柵異質(zhì)結(jié)電池的量產(chǎn)。
同時(shí),廣發(fā)證券、天風(fēng)證券等券商的研究報(bào)告顯示,銅柵線代替銀柵線已經(jīng)形成一種趨勢,在節(jié)省了純銀的低溫銀漿后可帶來成本的降低,但HJT銅電鍍的圖形化路線尚未最終確定。
無論是設(shè)備端還是材料端,企業(yè)都在通過技術(shù)研發(fā)使異質(zhì)結(jié)電池的成本下降,一旦成本具有和其他類型光伏電池的競爭能力,異質(zhì)結(jié)電池的高轉(zhuǎn)化率和簡單的制造工藝的優(yōu)勢將迅速凸顯,這也是很多企業(yè)押寶異質(zhì)結(jié)電池的重要原因。
而對下游客戶來說,電池類型和先進(jìn)程度往往是要滯后考慮的,其最關(guān)心的就是成本。因此我們看到,異質(zhì)結(jié)電池的短期發(fā)展方向就是利用各種手段,在各種環(huán)節(jié)降低成本。
成本的降低和規(guī)模的擴(kuò)大是一個(gè)閉環(huán),這個(gè)閉環(huán)關(guān)乎異質(zhì)結(jié)電池的未來。
*王漢濤為化名
審核編輯:黃飛
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