《光伏电池技术路线之争愈演愈烈》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2020-10-01
  • 目前异质结的概念在市场上已是如火如荼,极端的假设条件下,业内已经有人开始计算异质结成本追平PERC的可能性,但目前看来,专业电池企业及二线企业在异质结技术的推进速度上明显比头部垂直一体化巨头更快,这是“创新者的窘境”光伏版,还是巨头企业的“明月照大江”,现在还不好下结论。

      但可以肯定的是,中短期内市场必然要面临PERC、异质结、TOPCon共存的一个产业格局,企业间的技术大战已经悄然掀起。

      异质结电池真的来了

      异质结太阳能电池最早是由日本三洋公司于1990年开发,前期设备以进口为主,国内较早布局的企业为汉能、钧石、晋能、中智等,生产规模较小,属于小众市场,而随着异质结设备的国产化,国内光伏企业,尤其是二线乃至三线企业纷纷宣布要进军,目前国内的产能规划已超过了50GW,业内普遍预测,异质结电池短中期之内转换效率将会突破25%。

      不过,虽然目前计划投资异质结电池与对此进行研究的企业很多,但切实拿出成果的很少,量产规模普遍不大。

      “老玩家”中,晋能的异质结量产平均效率已达23.85%,预计年底可达24.2%,据晋能科技总经理杨立友表示:“目前晋能科技异质结产品的成本是PERC的138%,我们对下降至108%的水平比较有把握,这只是比较保守目标。”

      钧石能源则另辟蹊径,于今年的snec展会上极具创意的推出了HDT多晶异质结双面组件,据称,其电池的转换效率高达23.5%,成本却比PERC低了10%。

      “新玩家”中,东方日升(300118)是前十组件出货商中第一个对异质结组件进行量产的,在最新的半年报中,东方日升表示其异质结电池最高量产效率已高达24.2%,最高组件效率高达22%以上,首批实现9BB异质结半片低温焊接封装工艺,半片异质结组件转换效率突破21.90%,首年的衰减率不超过2%,30年衰减率不超过16.5%。除此之外,公司还提到要将异质结与叠瓦技术相结合,目前已完成前期工作,可快速试产。

      前十出货的组件企业中,除东方日升外只有阿特斯切实有异质结的产能规划已经开工,预计2021年一季度出货,天合光能在半年报中透露其有关异质结的科研进展称近期即将完成HJT产品的TUV认证,但并未进行产能规划。

      专业太阳能电池制造商也已入局,通威HJT电池研发产线于2018年底便已经启动,2019年6月正式运行,截止至2019年报,HJT电池最高转换效率已经突破24.6%,但在半年报中未披露有关HJT技术的具体进展。

      银浆是“N时代”的锁,MBB是钥匙

      不过异质结电池想实现产业化,成本依然是决定性因素。

      银浆成本是制约异质结电池成本的最主要因素,异质结电池需要更多银浆,而且是价格更贵的低温银浆,根据2019年光伏产业发展路线图的统计数据,P型电池银浆消耗量约114.7mg/片,这其中还有32mg为背银。异质结电池双面都要刷银浆,消耗量为300mg/片,数量上相差接近三倍。

      据安信、华创等研报统计,低温银浆主要由京都电子KEM垄断,售价约达6500-6800元/kg,而高温银浆售价为4500-4800,按照2019年的平均值300mg/片来计算,每片电池片的银浆成本高达1.95元,而PERC电池即使同样使用KEM的银浆,每片成本也仅在5毛左右,如果使用国产高温银浆这个价格还会更低。相比之下,靶材成本甚至设备折旧成本反倒是显得无足轻重了。

      产业目前也在为银浆成本的降低而努力,一方面推进低温银浆国产化和银包铜等方式降低银浆价格,另一方面则则是通过MBB等技术手段降低银浆使用量,根据SOLARZOOM新能源智库所说,银包铜+无主栅甚至可以追平PERC的银耗。

      但是目前来看,虽然高温银浆的国产化进展如火如荼,但低温银浆市场中日本KE依然处于绝对垄断地位,为了保障利润,国内目前实现规模化出货的仅晶银、帝科、聚和等少部分企业可以做到试探性量产,且产能并不充裕,银包铜技术也不成熟。

      所以中短期内,电池企业自身节省银浆使用量的技术,将是异质结电池缩小与PERC成本差异实现量产的关键所在,这其中最主要就是MBB技术。

      虽然MBB技术应用的主要目的是为了减少电池功率损失,提高导电性和降低碎片率,但是由于增加主栅数量过程中主栅宽度逐步缩窄、细栅宽度逐步减小,客观上导致了银浆消耗量减少,拉近了异质结与PERC的成本差距。

      根据2019中国光伏产业发展路线图所示,2019年9BB电池片涌入市场,市占率16.5%,比5BB电池节省银浆25%。

      因此,9BB乃至12BB、无主栅等技术与N型硅片相结合的技术目前已成为异质结电池量产并追赶PERC的重要技术手段,不但增效更是降本,目前量产异质结组件大多采用MBB技术,东方日升半年报中称,公司成为首批实现9BB异质结半片低温焊接封装工艺的供应商,在天合光能的半年报中也有相关研究,将N型MBB切半双面双玻和单玻组件实现量产能力作为公司研发目标之一。

      PERC和TOPCon的防守反击

      当然,短期之内市场依然是PERC的天下,PERC的扩产依然如火如荼,而中长期来看,TOPCon与异质结哪个更优也需要拭目以待。

      或许是无心插柳,愈演愈烈的大尺寸技术客观上延长了异质结电池落地的时间,因为目前国产异质结设备主要的加工尺寸为G1和M6,且异质结产线建成后技改难度较大,许多企业希望设备尺寸可以由210mm向下进行兼容,以应对尺寸上的风险,给国产设备厂家增加了工作量。

      短期来看,异质结不管是量产效率还是实验室效率,想要拉开PERC三个点的以上都不容易,隆基在2019年宣布,PERC电池的实验室转换效率达到24.06%,正式突破此前业内定义的24%的天花板,半年报中显示,隆基的量产记录也已经突破了23%,天合半年报中披露新建PERC产线转换效率达到22.8%-22.9%,晶澳年报中称量产效率已达到22.7%。

      中期来看,异质结面对TOPCon优势也并不明显,鹿死谁手尚未可知,因为PERC生产线可以通过改造升级为TOPCon生产线,参考中利腾辉6月10日公告的,同时技改1GW TOPCon全产线和新建1GW异质结全产线的项目预算(电池+组件),拟投资金额分别为3.75亿和12亿,建设周期分别为18个月和24个月,成本相差了3.2倍。即使只考虑设备及安装费用,二者也分别为2.75亿和9.7亿,相差了3.53倍。

      因此,通过技改PERC产线升级TOPCon无论是成本还是时间,都远远小于异质结,几乎可以默认中长期的未来,至少龙头企业现有PERC产能中大部分都可以升级为TOPCon产能。

      头部出货企业中,晶科、天合光能一直是TOPCon电池的先行者,根据中国光伏委员会发布最新发布,晶科创造了的TOPCon双面电池24.87%(全面积)和24.90%(孔径面积)的中国最高效率,甚至曾在官微文章《关于Tiger Pro,你想问的都在这里》中明确表示:“比较TOPCon以及异质结,我们综合比较几个维度,目前我们是选择了TOPCon。”目前晶科的Tiger-N型组件已经量产。

      天合在半年报中披露,TOPCon电池的实验效率达到24.58%,公司目前量产最高批次平均效率达到23.8%,研发扩散工艺并成功导入TOPCon生产线,黄河水电量产效率达到23.2%,中来则制定了效率>25%的研发目标。

      长期来看,光伏产业技术路线又该如何去走呢?强者恒强的产业格局又是否会被打破?

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  • 《光伏电池组件企业ESG披露率大增》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-01-16
    • 根据中信证券日前发布的研究报告,随着光伏行业的持续发展,国内光伏电池与组件行业的ESG报告披露率正在快速上升。“企业ESG报告披露率由2015年18%上升至2021年75%,仅次于银行和非银金融,远高于31%的全市场平均披露率。”   日前,欧盟理事会正式通过了《企业可持续发展报告指令》(CSRD,Corporate Sustainability Reporting Directive)。作为欧盟环境、社会和公司治理(ESG)信息披露核心法规,CSRD对欧盟企业的ESG信息披露提出了更为严格的要求。 虽然CSRD属欧盟立法,但行业人士表示,所有为欧洲企业提供产品与服务的相关方,都将受到CSRD的外溢影响,被动履行ESG相关的合规义务。 中国光伏电池与组件行业与欧洲市场贸易关系紧密,当前,行业主要企业的ESG披露情况如何?又有哪些亟待提升和完善的工作呢? 披露率明显提升 根据中信证券日前发布的研究报告,随着光伏行业的持续发展,国内光伏电池与组件行业的ESG报告披露率正在快速上升。“企业ESG报告披露率由2015年18%上升至2021年75%,仅次于银行和非银金融,远高于31%的全市场平均披露率。” 特别是对于上市公司而言,中信证券研报指出,A股光伏电池组件企业ESG报告披露率增速在A股上市公司分行业比较中排名前列。2021年,A股光伏电池组件企业ESG报告披露率相比2019年披露率增加了65%,高于其他分行业ESG报告披露率增速。 披露率增加的背后是企业对ESG治理的重视程度的显著提升。中信证券数据科技首席分析师张若海研究团队分析指出,这得益于行业内部需求和外部压力的双重驱动。 张若海研究团队认为,一方面,随着光伏平价上网政策的施行和企业间竞争的日趋激烈,电池和组件企业需要不断降低光伏产品的生产成本。能源和资源消耗在光伏产品生产成本中占有较大比例,通过技术降低能源和资源消耗强度,是光伏企业发展的内在需求。 另一方面,在张若海研究团队看来,中国企业在光伏电池组件行业占有毫无疑问的领导地位,在贸易摩擦风险可能升级的今天,提升ESG治理水平,积极应对外国ESG审查,能够尽可能降低贸易摩擦对企业出海业务的影响。有组件厂商海外业务相关负责人表示,在部分欧美国家,光伏组件的投资者和采购方已经开始对供应商提出要求,希望供应商能够确保自身企业及产品符合严格的ESG政策。 海外评级不高 中国纺织工业联合会社会责任办公室研究员王静表示,在世界范围内,目前共有超过600家的ESG评级机构,但各机构建并没有建立统一的ESG评级体系和标准,各个评级主体有各自打分方式和量化方法。“例如,有的只通过企业主动披露的公开信息和其他具有公信力渠道的信息来评估一家公司的ESG风险,有的则是和多个国际财务数据咨询平台进行合作,联合公布评级结果,还有的对于参评企业的市值、成交量和上市时间都设有门槛,符合要求的企业才会列入候选名册。” 就中国光伏电池和组件企业的评级而言,中信证券研究表明,2022年以来,不同机构之间评价的差异正在逐步缩小。总体而言,国外机构的评价低于国内机构,其中以彭博、标普以及富时罗素最为显著。 究其原因,张若海研究团队表示,一方面,国内企业的ESG治理确实仍存在进步空间;另一方面,海外评价体系无法完全适用于国内企业。 需更加关注 绿色生产能力和海外贸易风险 中国本土的光伏电池组件行业在ESG评价的过程中更适用怎样的标准?该设置哪些实质性议题呢? 参考国内外标准和国内外龙头企业ESG报告,中信证券也相应的建议。总体而言,要跳脱出“E/S/G”的定式划分,光伏电池组件行业ESG实质性议题更应关注绿色生产能力和海外贸易风险。 具体而言,在绿色生产方面,光伏产品使用阶段的绿色属性和制造阶段的污染属性形成鲜明的冲突,解决冲突的关键是衡量产品的碳回收期,由此引发关于产品自身耗能与排放、产品质量、技术路线,乃至负外部性内部化等一系列关注点。 值得注意的是,中信证券研报强调,销往不同国家和地区的同种产品的碳回收期可能不同。以加拿大能源在其2021年ESG报告中进行的测算为例,在美国得克萨斯州这样的产油州,能源结构以火电为主,光伏产品的碳回收期为1年;而在法国,能源结构以核电为主,光伏产品的碳回收期可达10.6年。 在海外贸易风险方面,中信证券方面表示,在ESG理念更加深入人心,但贸易摩擦不断存在升级风险的今天,以ESG为名,行贸易保护之实的情况频繁发生。为了防止类似情形,既要关注企业在强迫劳动和冲突矿产方面的应对,也要关注海外政策的变化和企业遭遇的相关调查。