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能源環境新聞

新一代光伏電池將量產,會改變產業格局嗎?

星之球科技 來源:《財經》2020-10-27 我要評論(0 )   

十年間,光伏企業(ye) 龍頭榜已更迭三輪,HJT電池會(hui) 重塑光伏產(chan) 業(ye) 格局嗎?業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) ,兩(liang) 年左右可見分曉。新一代光伏技術——HJT電池已到商業(ye) 化量產(chan) 前夕。光伏技術革新往往...

十年間,光伏企業(ye) 龍頭榜已更迭三輪,HJT電池會(hui) 重塑光伏產(chan) 業(ye) 格局嗎?業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) ,兩(liang) 年左右可見分曉。

 

新一代光伏技術——HJT電池已到商業(ye) 化量產(chan) 前夕。

光伏技術革新往往帶來產(chan) 業(ye) 格局變遷。在多次技術進步的推動下,光伏龍頭企業(ye) 榜單在近十年已更迭三輪。量產(chan) 後的HJT電池,會(hui) 再次重塑光伏產(chan) 業(ye) 格局嗎?

多位接受《財經》記者采訪的業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) ,HJT電池的成本將在兩(liang) 年左右低於(yu) 目前市場占有率最高的PERC電池,屆時未布局HJT電池的今日之龍頭企業(ye) ,將會(hui) 麵臨(lin) 更強大的挑戰者,地位將開始動搖。

HJT(Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer) 是利用晶體(ti) 矽基板和非晶矽薄膜製成的混合型太陽能電池,是結合了薄膜太陽能技術的單晶矽電池。

HJT電池結構示意圖,其特征是以光照射側(ce) 的p-i型a-Si:H膜(膜厚5-l0nm)和背麵側(ce) 的i-n型a-Si:H膜(膜厚5-l0nm)夾住晶體(ti) 矽片,在兩(liang) 側(ce) 的頂層形成透明的電極和集電極,構成具有對稱結構的HIT太陽能電池。

資料來源:OFweek行業(ye) 研究中心

PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)是指發射極及背麵鈍化電池,是目前量產(chan) 效率最高的單晶矽電池。

HJT電池的光電轉換率高於(yu) PERC電池,且衰減率更低,其劣勢在於(yu) 成本偏高。今年以來,HJT電池的各項成本已大幅下降,尤其是在設備投資方麵。

據SOLARZOOM 新能源智庫統計,HJT相關(guan) 設備在近一年裏已完成國產(chan) 化,總成本從(cong) 去年11月的17億(yi) 元/GW,下降至4億(yi) 元/GW。

業(ye) 界對HJT電池的投資熱情高漲。據光伏資訊機構智匯光伏統計,2020年以來宣布規劃的HJT項目產(chan) 能高達27.75GW,其積累總規劃產(chan) 能超過52GW。這一數字接近2019年中國光伏電池片總產(chan) 量108.6GW的一半。

不過,HJT電池並未受到龍頭企業(ye) 的重視,還有業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) HJT電池成本下降的速度並不會(hui) 很快。除了光伏電池市場份額最大的通威股份(600438.SH)已開建1GW量產(chan) 的HJT電池產(chan) 線,其他布局HJT電池的企業(ye) 多為(wei) 二三線企業(ye) ,以及新進入者。

光伏矽片和組件市場份額最大的隆基股份(601012.SH)仍然堅持全產(chan) 線生產(chan) PERC電池相關(guan) 產(chan) 品。隆基股份總裁李振國對《財經》記者表示,隆基有關(guan) 注HJT的實驗室,但我們(men) 不會(hui) 去建設不具有經濟性的產(chan) 線。如果HJT電池成本能夠大幅降低,我們(men) 也能很快做好布局。不過,我們(men) 對PERC電池轉換率提高和成本下降的前景更有信心。

看好HJT電池人士認為(wei) ,其成為(wei) 下一代主流電池的趨勢是肯定的,取代PERC電池隻是時間問題。“光伏電池技術的變革往往由中小企業(ye) 發起,這也是中小企業(ye) 的機遇。曆史已證明技術能夠改革產(chan) 業(ye) 格局。” 中科院電工所太陽電池研究部主任王文靜對《財經》記者說。

十年前,尚德、英利是光伏行業(ye) 的龍頭;五年前,協鑫以新型矽料技術成為(wei) 規模最大、最具影響力的光伏企業(ye) ;近兩(liang) 年,隆基以單晶矽取勝,成為(wei) 當前市值最大、市場占有率最高的光伏企業(ye) 。隨著技術變遷,前兩(liang) 輪的行業(ye) 龍頭已淪為(wei) 二三線企業(ye) ,甚至被淘汰;下一輪電池技術變遷會(hui) 帶來什麽(me) ,尚未可知。

01

HJT電池已達量產(chan) 邊界

2020年被業(ye) 內(nei) 稱為(wei) HJT產(chan) 業(ye) 化元年,新建或計劃新建的HJT項目蜂擁而至。

據光伏行業(ye) 協會(hui) 統計,2020年上半年有6家企業(ye) 宣布計劃投建超過10GW的HJT電池項目。智匯光伏的統計數據更龐大:截至今年9月,今年宣布新建的HJT電池產(chan) 能規劃為(wei) 27.75GW。加上之前已有產(chan) 能及之前宣布的產(chan) 能規劃,HJT電池的總規劃產(chan) 能已經超過52GW。

在規劃產(chan) 能極速膨脹之前,HJT電池產(chan) 量占光伏電池總產(chan) 量的比重剛超過1%。此前HJT電池的產(chan) 線均為(wei) 1GW以下的中試產(chan) 線,達到或超過1GW的產(chan) 線被認為(wei) 是大規模商業(ye) 化量產(chan) 的標誌。多位業(ye) 內(nei) 人士告訴《財經》記者,中國企業(ye) 的首條1GW以上級別的HJT電池產(chan) 線有望在明年建成投產(chan) 。

一般而言,新產(chan) 品上市要經曆試驗樣品、中試產(chan) 線、大規模量產(chan) 三個(ge) 階段。

國際谘詢公司IHS Markit的數據顯示,目前全球HJT電池已建成產(chan) 能2.3GW,其中中國約2.2GW,開工率為(wei) 60%-65%。該公司高級分析師胡丹對《財經》記者表示,HJT電池在2020年到2022年之間的年產(chan) 量增長預計將達到40%-50%。

目前HJT電池產(chan) 量最大的中國企業(ye) 是東(dong) 方日升(300118.SZ)。2020年以來,東(dong) 方日升銷售的HJT組件為(wei) 0.07GW。該公司全球市場總監莊英宏告訴《財經》記者,公司2020年的HJT電池組件出貨量可以達到0.1GW。

東(dong) 方日升年產(chan) 2.5GW的HJT電池與(yu) 組件項目已於(yu) 2019年8月在浙江省寧波市開工,總投資33億(yi) 元。目前,該項目一期500MW產(chan) 線已完成設備調試,開始生產(chan) 。莊英宏表示,明年項目將實現量產(chan) ,產(chan) 能可達1GW。

除了東(dong) 方日升,中利集團、天合光能(688599.SH)、愛康科技(002610.SZ)、比太科技、鈞石能源、山煤國際、通威股份等多家企業(ye) 均已宣布投資新建GW級的HJT相關(guan) 項目。目前,全國有接近10GW的HJT電池產(chan) 能在建。

某光伏電池企業(ye) 智能化生產(chan) 車間

作為(wei) 光伏電池市場份額最大的企業(ye) ,通威股份對HJT電池的布局受到業(ye) 內(nei) 關(guan) 注。該公司於(yu) 2018年11月在成都開建1GWHJT電池項目,其中一期產(chan) 能0.2GW。2019年6月20日,通威股份宣布首片HJT電池下線。此外,該公司在合肥的工廠也於(yu) 今年5月份開建0.2GW的HJT電池相關(guan) 產(chan) 線。

多位業(ye) 內(nei) 人士透露,通威股份在成都的1GWHJT電池產(chan) 線目前已完成設備招標,進入建設階段。對此,通威股份拒絕了《財經》記者的采訪請求。

新能源智庫SOLARZOOM光儲(chu) 億(yi) 家創始人劉昶對《財經》記者表示,通威股份還準備了10GWHJT電池規模擴張的產(chan) 業(ye) 鏈配套。一旦此次啟動的1GW產(chan) 線獲得較好運營,其產(chan) 線規模必將擴大。這代表了PERC電池企業(ye) 向HJT轉型的趨勢。

HJT電池的實驗室最高效率紀錄由漢能集團在2019年創造。由於(yu) 漢能集團經營不善,其HJT電池已陷入停滯。不過,漢能集團技術人員去年11月公布了HJT電池的某些核心技術,助推了HJT電池產(chan) 業(ye) 的發展,漢能集團的相關(guan) 技術人員也加入了一些新興(xing) HJT電池企業(ye) 。

HJT概念受到了資本市場的熱捧。近期,山煤國際(600546.SH)、東(dong) 方日升、邁為(wei) 股份(300751.SZ)等多家HJT電池相關(guan) 上市公司漲停。新能源智庫SOLARZOOM 編製的HJT相關(guan) 公司指數今年年初以來漲幅103%,遠超滬深兩(liang) 市的漲幅均值。

02

成為(wei) 新一代主流電池的兩(liang) 大挑戰

量產(chan) 後的HJT電池能否成為(wei) 新一代主流光伏電池,取決(jue) 於(yu) 兩(liang) 大因素:一是成本能否低於(yu) 目前主流的PERC電池;二是轉換效率能否繼續保持對PERC的明顯優(you) 勢。

據IHS Markit測算,目前產(chan) 線產(chan) 出的HJT電池轉換效率在24%左右,比PERC電池高兩(liang) 到三個(ge) 百分點;單位製造成本比PERC電池高兩(liang) 成。胡丹表示,HJT電池的性價(jia) 比目前低於(yu) PERC電池,異質結的性價(jia) 比需要等產(chan) 業(ye) 鏈配套,規模擴大實現成本競爭(zheng) 力。難以判斷HJT的性價(jia) 比何時才能達到甚至反超PERC。

HJT電池成本主要包括自矽料、漿料、折舊和靶材,分別占總成本的47%、24%、6%和5%。中信建投證券發布的研報稱,HJT電池的矽料成本可通過減薄矽片的方式下降,未來減薄空間約為(wei) 45%;漿料成本的降低空間主要來自減量和降價(jia) ,未來減量空間為(wei) 40%、降價(jia) 空間為(wei) 30%;折舊成本主要來自設備投資,目前進口設備整線投資水平超過 8 億(yi) 元/GW,全部國產(chan) 化後成本預計將降至 5 億(yi) 元/GW。

相關(guan) 企業(ye) 對HJT電池成本下降潛力持樂(le) 觀態度。晉能科技是最早布局HJT電池的企業(ye) 之一,該公司於(yu) 2017年開建0.2GW的中試產(chan) 線。目前,晉能科技HJT電池成本是PERC電池的138%,該公司計劃近期將成本下降至PERC電池的108%。

晉能科技總經理楊立友對《財經》記者表示,漿料、設備等多個(ge) 因素都有較大的成本下降潛力。例如,主要依靠進口的製絨添加劑即將實現國產(chan) 化,這部分成本降幅可達80%以上。另外,HJT電池的銀漿耗量大約是傳(chuan) 統電池的五倍, 通過升級技術水平即可降低銀漿耗量,降幅大概在50%-70%之間。

HJT電池和PERC電池均屬單晶矽太陽能電池,兩(liang) 者的理論轉換效率上限均為(wei) 29%。中國實驗室效率最高的單晶矽太陽電池紀錄由漢能集團保持——25.1%,這也是6英寸HJT太陽電池的世界最高效率。

多位業(ye) 界人士認為(wei) ,量產(chan) PERC電池的效率已逼近天花板,進一步提升的空間有限。PERC電池目前平均量產(chan) 轉換效率為(wei) 22.4%-22.5%,最高效率接近23%。王文靜說,23%或許是PERC電池的瓶頸,繼續提高效率的難度明顯增加。目前HJT電池量產(chan) 效率基本都在24%左右,保持1.5個(ge) 百分點以上的效率優(you) 勢,HJT電池才有望全麵替代PERC電池。

目前晉能科技的HJT中試產(chan) 線平均轉換效率為(wei) 23.85%,預計今年年底達到24.2%。東(dong) 方日升目前量產(chan) 的HJT電池最高效率為(wei) 24.2%。通威股份的HJT電池產(chan) 線在今年4月前達到的最高轉換效率為(wei) 24.6%。

資料來源:中國光伏行業(ye) 協會(hui)

新能源智庫SOLARZOOM發布的報告稱,當前HJT相比PERC電池的生產(chan) 成本高0.18元/W,但在轉換效率上高1.5個(ge) 百分點,因此,從(cong) 全生命周期裏看,HJT電池成本已比PERC電池低0.08元/W左右。到2021-2022年,HJT的生產(chan) 成本將與(yu) PERC持平或更低,總成本將低於(yu) PERC電池0.2元/W。

樂(le) 觀者認為(wei) ,HJT電池大規模量產(chan) 後,將加快對PERC電池的替代進程,兩(liang) 年左右的時間就有望超越PERC的性價(jia) 比。王文靜則認為(wei) ,HJT電池性價(jia) 比超越PERC電池還需要三年左右的時間。HJT電池與(yu) PERC電池將會(hui) 在未來幾年裏互相競爭(zheng) ,成為(wei) 並存的兩(liang) 大主流產(chan) 品。

03

光伏產(chan) 業(ye) 格局會(hui) 重塑嗎?

在光伏產(chan) 業(ye) 快速發展十餘(yu) 年裏,兩(liang) 次技術躍遷已推動產(chan) 業(ye) 格局兩(liang) 輪洗牌。

光伏產(chan) 業(ye) 第一次大洗牌始於(yu) 2010年前後。2009年之前,矽料成本高昂,光伏晶矽產(chan) 品成本因此居高不下,非晶矽的薄膜太陽能技術被看好。2009年,保利協鑫發明冷氫化工藝量產(chan) 矽料,成本大幅下降。隨後,歐美削減太陽能電價(jia) 補貼,並對中國光伏企業(ye) 征收懲罰性關(guan) 稅,中國光伏企業(ye) 銷量驟降。於(yu) 是,高價(jia) 矽料采購較多、押寶薄膜太陽能技術的光伏企業(ye) 紛紛倒下,當時最大光伏企業(ye) 的無錫尚德破產(chan) ,英利陷入債(zhai) 務危機被迫重組。而享受低價(jia) 矽料優(you) 勢的保利協鑫逐漸成為(wei) 行業(ye) 龍頭,並大力發展多晶矽片。

2013年,以隆基股份為(wei) 代表的新興(xing) 勢力大力發展成本高但轉換效率更高的單晶矽片。當年多晶矽片的市場占有率超過80%,單晶矽片不到20%。隨著成本降低,單晶矽性價(jia) 比逐漸超過多晶矽。從(cong) 2016年開始,堅持多晶矽的保利協鑫逐漸失去市場,單晶矽PERC電池成為(wei) 主流產(chan) 品。是為(wei) 光伏產(chan) 業(ye) 格局的第二次大洗牌。

這兩(liang) 次技術躍遷分別發生在矽料和矽片環節,當下業(ye) 內(nei) 共識是:下一次技術躍遷將發生在電池環節。

不過,除了HJT電池,其他幾款新一代電池也有競爭(zheng) 力。晶矽電池按照矽片型號可分為(wei) N型電池和P型電池。P型電池的極致即為(wei) PERC電池,N型電池是提高轉換效率的方向。與(yu) HJT同屬N型電池的PERT(鈍化發射極背表麵全擴散電池,一種典型的雙麵電池)、TOPCon(隧穿氧化鈍化接觸技術電池)、IBC(全背電極接觸晶矽太陽電池) 都有不同規模的擴產(chan) ,尤其是TOPCon電池,實際新增產(chan) 能可能超越HJT。

顛覆以上太陽能電池材料的非晶矽電池——鈣鈦礦電池也受到業(ye) 界高度關(guan) 注。鈣鈦礦電池的轉換效率上限更高,理論極限值為(wei) 33%,鈣鈦礦電池和晶體(ti) 矽組成的的疊層電池理論轉換率極限更是高達43%。

堅定看好HJT電池的業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) ,HJT和鈣鈦礦的疊層電池是十年內(nei) 的終極太陽能電池產(chan) 品,它可以實現量產(chan) 28%的轉換效率。因此,HJT電池產(chan) 線的技術壽命可以長達十年。

鈣鈦礦太陽能組件效率世界紀錄保持者杭州纖納光電科技有限公司創始人姚冀眾(zhong) 對《財經》記者表示,不管是PERC還是HJT,鈣鈦礦與(yu) 其疊層的電池都可以大幅提高光電轉換效率,而鈣鈦礦材料的雙層電池轉化效率也可達到40%以上。假以時日,鈣鈦礦電池會(hui) 更具有競爭(zheng) 力。

從(cong) 光伏產(chan) 業(ye) 鏈的角度看,電池市場是更可能被重塑的環節,電池產(chan) 業(ye) 集中度目前是光伏產(chan) 業(ye) 鏈裏最低的,前十名企業(ye) 總的市場占有率隻在50%上下。

王文靜認為(wei) ,電池技術革新一旦成功,光伏產(chan) 業(ye) 格局必將再次洗牌。新技術所帶來的不確定性,使得中小企業(ye) 有了逆襲的機遇。前兩(liang) 次技術躍遷過程中倒下的龍頭企業(ye) ,多是源於(yu) 其舊有技術產(chan) 能過大,難以掉頭。如今,電池片已進入技術躍遷的新時期,龍頭企業(ye) 應該吸取曆史教訓,避免重蹈覆撤。

但企業(ye) 人士態度更謹慎一些。“HJT和PERC的競爭(zheng) 還沒分勝負。我們(men) 想等超越PERC之後再唱高調。”某大力投資HJT電池的上市公司相關(guan) 負責人說。


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