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能源環境新聞

大浪淘“沙”:中國光伏產業“提純”記

星之球科技 來源:經濟觀察報2021-02-28 我要評論(0 )   

作為(wei) 目前炙手可熱的新能源產(chan) 業(ye) ,製作太陽能電池片的矽原料來源於(yu) 毫不起眼的沙子。將含矽的沙子提純到一定的程度,就可以用於(yu) 捕獲地球上取之不竭的清潔能量。中國光伏企...


 作為(wei) 目前炙手可熱的新能源產(chan) 業(ye) ,製作太陽能電池片的矽原料來源於(yu) 毫不起眼的沙子。將含矽的沙子提純到一定的程度,就可以用於(yu) 捕獲地球上取之不竭的清潔能量。

中國光伏企業(ye) 的發展跌宕起伏。在政策扶持下,我國在短時間內(nei) 發展出了龐大的光伏產(chan) 業(ye) 鏈,2018年5月31的光伏新政之後,補貼政策逐漸退出,市場競爭(zheng) 也開始加劇,大量企業(ye) 被淘汰。

目前,在技術積澱和市場考驗的基礎上,一批在技術和市場上具有較強競爭(zheng) 力的企業(ye) 正在脫穎而出。近日,記者以投資者的身份調研谘詢了幾家具有代表性的光伏企業(ye) ,希望能探尋中國光伏企業(ye) “沙”中淘金、創新成長的曆程。

從(cong) 養(yang) 魚到“捕光”

通威股份(600438.SH)成立於(yu) 1986年,前身是四川省眉山縣漁用合料廠。1991年公司正式更名為(wei) 通威,形成了涉及水產(chan) 飼料加工、水產(chan) 養(yang) 殖、食品加工等領域的經營範圍。在2006年,通威控股子公司永祥樹脂投資建立了永祥矽業(ye) ,開始涉足多晶矽生產(chan) 。後來,通威股份通過在內(nei) 蒙古包頭、四川成都、樂(le) 山、眉山、雲(yun) 南保山等地不斷擴產(chan) ,形成了矽料、電池片、光伏電站一體(ti) 的光伏產(chan) 業(ye) 鏈條。

通威股份相關(guan) 人士對記者表示,公司目前的漁光互補項目可以讓養(yang) 殖戶在水麵下養(yang) 殖水產(chan) 品,水麵上發電。“未來的方向是按照自動化和集約化的方向改造。如果其他的光伏企業(ye) 做水麵光伏的話,就不會(hui) 考慮水下養(yang) 殖的問題。”對方進一步表示。

近期,光大證券在一份研究報告中指出,相比農(nong) 牧板塊的各類產(chan) 品業(ye) 務,光伏產(chan) 品有著更高的毛利率。而相比太能電池及組件,多晶矽及化工和光伏發電毛利率更高。近4年以來,多晶矽及化工業(ye) 務平均毛利率為(wei) 34.77%,光伏發電業(ye) 務平均毛利率為(wei) 47.84%。

通威股份此前一直專(zhuan) 注於(yu) 光伏矽料、電池及電站環節。後來因光伏“5.31”新政、疫情以及行業(ye) 波動性事件的影響,公司在產(chan) 業(ye) 議價(jia) 能力上處於(yu) 相對弱勢地位。為(wei) 了改變局麵,公司與(yu) 天合光能合作投資,共同出資新建拉棒、切片環節產(chan) 能。此舉(ju) 鞏固了公司在矽料端的強勢地位,也開始試水矽片環節一體(ti) 化發展。

從(cong) 去年下半年到現在,矽料的供應持續處於(yu) 緊張狀態。通威股份的高純晶矽在2020年持續滿負荷生產(chan) ,月產(chan) 超8000噸,產(chan) 能利用率達116%。2020年在建產(chan) 能7.5萬(wan) 噸,2021年底投產(chan) 後產(chan) 能將達到15.5萬(wan) 噸。根據通威2020-2023年度發展規劃,2022年矽料產(chan) 能將達到 11-22萬(wan) 噸,2023年將達到22-29萬(wan) 噸。

據光大證券的預計,通威的矽料市場占有率在2021年底將達到22.37%。而且,下遊企業(ye) 為(wei) 了避免矽料短缺帶來的影響,紛紛與(yu) 通威等上遊矽料生產(chan) 商簽訂長單。通威矽料未來一段時間的產(chan) 能已被提前鎖定,不愁銷路。

在技術方麵,通威股份成立了大量技術中心改進工藝技術。根據分析師介紹,“通威的新項目采用自主知識產(chan) 權的‘第五代永祥法’、獨創的‘反應精餾法’,N型單晶 80%以上,達到電子級晶矽水平,實現高純晶矽‘中國製造’。”

通威股份則進一步向記者介紹稱:“公司目前正在研發下一代的太陽能電池,包括HJT(異質結)電池的研發,目前還沒有量產(chan) 。”光大證券分析師認為(wei) ,目前通威積極研發的HJT、TOPCON、PERC+ 等電池很有可能成為(wei) 下一代量產(chan) 主流技術路線。

高端裝備攪局者

與(yu) 通過農(nong) 牧養(yang) 殖業(ye) 起家的通威股份不同的是,上機數控(603185.SH)在2002年成立時就將自己定位於(yu) 高端裝備製造領域,是一家從(cong) 事精密機床研發生產(chan) 的企業(ye) 。2004年該公司進入光伏行業(ye) ,從(cong) 事晶矽專(zhuan) 用加工設備的製造。2019年,公司成立全資子公司弘元新料公司,進軍(jun) 光伏單晶產(chan) 業(ye) 務。

上機數控相關(guan) 人士對記者表示,公司的主要業(ye) 務包括光伏切片設備和光伏矽片,目前大部分利潤來源於(yu) 單晶矽片。

近期,根據東(dong) 北證券分析師在研究報告中的統計,在2017之後的幾年裏,上機數控裝備業(ye) 務收入由緩慢增長到負增長,核心原因一方麵是受“5.31”新政影響;另一方麵,公司產(chan) 品效率提升,導致下遊客戶需求有所降低。但從(cong) 產(chan) 品單件看,公司單台設備價(jia) 格基本穩定,毛利率一直維持在45%的水平。

分析師還介紹稱,光伏設備的主要生產(chan) 商有日本小鬆、瑞士梅耶博格、國內(nei) 的上機數控、晶盛幾點、連城數控、高測股份等,其中連城數控主要為(wei) 隆基股份提供相關(guan) 設備。近年來,隨著國內(nei) 專(zhuan) 用設備水平的提升,一方麵隨著國內(nei) 光伏行業(ye) 崛起,國內(nei) 設備企業(ye) 更加貼近客戶,本土化優(you) 勢更加明顯;另一方麵,國內(nei) 設備在成本端優(you) 勢更為(wei) 明顯,在光伏產(chan) 業(ye) 全環節降本增效的趨勢下,國內(nei) 企業(ye) 崛起。目前海外企業(ye) 逐漸退出市場,上機數控切片機市場占有率達到45%左右,為(wei) 行業(ye) 第一。

在單晶矽項目上,目前上機數控的項目主要有兩(liang) 個(ge) ,分別是“包頭5GW單晶矽拉晶生產(chan) 項目”以及“年產(chan) 8GW單晶矽拉晶生產(chan) 項目”,兩(liang) 個(ge) 投資項目總投資額分別為(wei) 31億(yi) 元以及57億(yi) 元。分析師認為(wei) ,對比同行單晶矽項目投資,公司項目實際產(chan) 能彈性將遠高於(yu) 公布產(chan) 能。隨著公司不斷改進工藝,生產(chan) 效率提升後,兩(liang) 個(ge) 項目實際投產(chan) 可能達20GW左右。

“隨著上機數控產(chan) 能逐步釋放,公司有望在2021年產(chan) 能躋身行業(ye) 前五,如繼續擴產(chan) ,有望實現產(chan) 能更大幅度躍遷。”分析師如此判斷。

從(cong) 光伏材料到半導體(ti) 材料

矽原料提純到一定程度就可以用於(yu) 製作太陽能發電材料,而提純到更極致的程度則可以用於(yu) 半導體(ti) 的製作。

中環股份(002129.SZ)主營業(ye) 務圍繞矽材料展開,專(zhuan) 注單晶矽的研發和生產(chan) 。公司的製造範圍在半導體(ti) 製造和新能源製造領域延伸。其中半導體(ti) 板塊包括半導體(ti) 材料、半導體(ti) 器件、半導體(ti) 封裝;新能源板塊包括太陽能矽片、太陽能電池片、太陽能組件。

中環股份對記者表示,公司擁有生產(chan) 光伏矽片和半導體(ti) 矽片的兩(liang) 類生產(chan) 線。目前光伏矽片可以生產(chan) 各種類型的矽片;大尺寸的半導體(ti) 矽片一部分已經實現量產(chan) ,另一部分還處於(yu) 研發驗證階段。

光大證券分析師在近期的一份研究報告中稱,“中環股份已經成為(wei) 國內(nei) 唯一擁有電子級和太陽能級矽材料雙產(chan) 業(ye) 鏈的上市公司。”

分析師指出,中環股份擁有國內(nei) 先進的單晶生長技術,可有效降低晶體(ti) 內(nei) 在缺陷,保障矽棒品質,提升太陽能電池轉換效率。憑借多年的技術研發和積累,在業(ye) 內(nei) 率先推出了低衰減單晶矽棒和高效能單晶矽棒,成為(wei) 國內(nei) 單晶拉製技術光伏應用的領軍(jun) 者。在單晶矽片方麵,中環股份不僅(jin) 具備一流的切片技術工藝與(yu) 專(zhuan) 用砂漿回收技術,同時最早建成國內(nei) 最大的產(chan) 業(ye) 化鑽石線切片產(chan) 線。

中環股份相關(guan) 人士告訴記者:“由於(yu) 半導體(ti) 矽片的技術含量更高,利潤也相比光伏矽片更高。”

根據光大證券分析師的介紹,半導體(ti) 單晶矽材料對於(yu) 純度的要求比光伏工藝流程更複雜。光伏單晶矽純度一般在99.999%至99.999999%(5到8個(ge) 9)。而半導體(ti) 矽材料純度要達到 99.999999999%(11個(ge) 9以上)。

在半導體(ti) 生產(chan) 方麵,中環股份主導產(chan) 品電力電子器件用半導體(ti) 區熔單晶矽片綜合實力全球前三,國外市場占有率超過18%,國內(nei) 市場占有率超過80%。先後開發了具有自主知識產(chan) 權的轉換效率高達到26%的高效N型DW矽片、“零衰減”的直拉區熔矽片。

分析師也指出,12英寸大矽片由於(yu) 設備和工藝差距有待國產(chan) 化跨越。在國際巨頭占據全球半導體(ti) 矽片主要市場份的背景下,中國大陸半導體(ti) 矽片企業(ye) 占比較小,技術較為(wei) 薄弱,多數企業(ye) 以生產(chan) 200mm及以下半導體(ti) 矽片為(wei) 主,國內(nei) 企300mm矽片生產(chan) 能力與(yu) 國外先廠商相比仍有一定的差距。目前,中環股份總產(chan) 能規劃8英寸的為(wei) 105萬(wan) 片/月,12英寸的為(wei) 62萬(wan) 片/月。

光伏的未來:從(cong) 發電到儲(chu) 電

目前,太陽能等新能源發電所麵臨(lin) 的最大問題之一是發電端和需求端的不匹配,比如居民用電需求較高的晚上卻沒有太陽能。而且,我國光照資源最多的地區和用電需求最多的地區距離較遠。解決(jue) 這個(ge) 辦法之一就是發展儲(chu) 能,將新能源發電就地變為(wei) 化學能或者氫能。

陽光電源(300274.SZ)公司成立於(yu) 1997年,以光伏逆變器起家,目前已經成為(wei) 全球逆變器龍頭。

陽光電源相關(guan) 人士對記者表示,公司主要是生產(chan) 光伏設備,比如光伏逆變器、儲(chu) 能係統以及水麵光伏等,不生產(chan) 光伏組件。

“由於(yu) 在產(chan) 品的質量和穩定性方麵具有優(you) 勢,所以能夠受到市場認可。”對方告訴記者。

國元證券的分析師彭聰在前段時間的研究報告中介紹稱,光伏逆變器是太陽能光伏係統的心髒,主要功能為(wei) 將太陽能電池組件產(chan) 的直流電轉化為(wei) 交流點,並入電網或供負載使用,此外還具有最大功率跟蹤功能以及最大限度發揮太陽能電池性能和光伏發電係統保護等功能。

“光伏逆變器的可靠性、安全性直接關(guan) 係太陽能發電係統整體(ti) 的平穩運行,其轉換效率直接影響太陽能光伏發電係統的發電效率,其使用壽命直接關(guan) 係到光伏發電係統的使用年限。”彭聰認為(wei) 。

憑借高性價(jia) 比、售後服務等優(you) 勢,國產(chan) 逆變器逐步從(cong) 國產(chan) 替代變為(wei) 加速出海,2012年國產(chan) 逆變器在全球市占率僅(jin) 為(wei) 9%,到2019年為(wei) 止,國產(chan) 逆變器市占率達到58%,出貨量最高的兩(liang) 家企業(ye) 均為(wei) 中國企業(ye) ,分別是華為(wei) (22%)和陽光電源(13%)。

從(cong) 2014年開始,陽光電源與(yu) 三星SDI在合肥設立儲(chu) 能電池和儲(chu) 能電源兩(liang) 個(ge) 合資公司,進軍(jun) 儲(chu) 能業(ye) 務。

彭聰分析到,儲(chu) 能係統具備削峰填穀、負荷調節的功能,能夠有效提高發電效率、降低用電成本。在日漸興(xing) 起的能源互聯網中,由於(yu) 可再生能源與(yu) 分布式能源在大電網中的大量接入,結合微電網與(yu) 電動車的普及應用,電化學儲(chu) 能技術將是協調這些應用的至關(guan) 重要的一環,儲(chu) 能環節將成為(wei) 整個(ge) 能源互聯網的關(guan) 鍵節點。近幾年來用戶側(ce) 出現多樣性需求,包括削峰填穀、5G 基站和互聯網數據中心等等,各樣的電能需求顯著拉動儲(chu) 能的需求。

2020年《儲(chu) 能產(chan) 業(ye) 研究白皮書(shu) 》顯示,2019年陽光電源儲(chu) 能變流器、係統集成市場出貨量均位列中國第一。截至2020年6月底,陽光電源參與(yu) 的全球重大儲(chu) 能係統項目超過1000個(ge) ,廣泛應用在中國、美國、英國、加拿大、德國、日本、澳大利亞(ya) 、印度等眾(zhong) 多國家,公司在海外儲(chu) 能市場份額快速提升。在北美,陽光電源2019年工商業(ye) 儲(chu) 能市場份額為(wei) 15%,2020上半年則超過了20%。

光伏儲(chu) 能的另一條路是運用光伏發電製氫,將電轉化成氫能。陽光電源對記者表示:“目前公司在光伏製氫方麵還處於(yu) 研發階段。”

陽光電源2019年成立了氫能事業(ye) 部,並在自己的陽光產(chan) 業(ye) 園投建了一個(ge) 多模式製氫係統示範基地,其中包括光伏係統、儲(chu) 能係統、製氫裝置和氫燃料電池發電係統。目前公司已簽訂數個(ge) 光伏製氫示範項目,並在持續加大研發投入。

彭聰認為(wei) ,氫氣需求巨大,遠期需求可達6000萬(wan) 噸。根據中國氫能聯盟的預計,到2030 年,中國氫氣需求量將達到3500萬(wan) 噸,能源體(ti) 係消費額占比達到5%;到2050年氫能在中國終端能源體(ti) 係占比至少達到10%,氫氣需求量接近6000萬(wan) 噸,產(chan) 業(ye) 鏈年產(chan) 值12萬(wan) 億(yi) 元。

“風能光能電解水製氫是中長期最佳氫氣來源。”彭聰表示,我國製氫成本較低,製氫路線包括化石燃料製氫、電解水製氫、工業(ye) 副產(chan) 氫、可再生能源製氫等。其中最佳製氫方式是可再生能源電解水製取綠氫。一方麵可極大地消除氫氣生產(chan) 過程中的碳排放問題,構建真正潔淨的新型能源體(ti) 係;另一方麵隨著太陽能和風能的存儲(chu) 需求顯著增長,短周期儲(chu) 能無法滿足電力係統穩定運行,由可再生能源產(chan) 生的大量氫氣與(yu) 儲(chu) 氫技術相結合,可以為(wei) 電力係統提供長期的季節性儲(chu) 能。

以光伏為(wei) 例,當太陽能發電充足但無法上網、需要“棄光”時,利用光伏發電將水電解製成氫氣(和氧氣),將氫氣儲(chu) 存起來。當需要電能時,將儲(chu) 存的氫氣通過不同方式(內(nei) 燃機、燃料電池或其他方式)轉換為(wei) 電能輸送上網,或者直接用於(yu) 氫能汽車的行駛。


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