BOB半岛中国光伏十年“背水一战”如何用光电效率提升穿越产业周期?

  BOB半岛技术融合创新并快速发展的新力量,日渐被摆上重要位置。日前,首个以该产业为主题的2023能源电子产业发展大会在广东举行,

  发展可再生能源已成为全球共识,世界各国都在积极寻找清洁能源发展战略,探索不同的发展路径。自从中国“双碳”战略目标提出以来,以风光发电为支撑的新型电力系统建设提速前进。

  更细分来看,在能源转型产业赛道上,光伏的地位更加举足轻重。展会期间多位专家认为,随着这几年装机容量逐渐增加,光伏已是全球主力军,高效、高功率已经是未来发展趋势。

  能源电子,是电子信息技术和新能源需求融合创新产生的新兴产业,是生产能源、服务能源、应用能源的电子信息技术及产品的总称,主要包括太阳能光伏、新型电池、重点终端应用、关键信息技术及产品等领域。

  “构建智能高效的新能源系统,是我们最终的目标。”中国工程院院士丁荣军在展会期间表示BOB半岛,要坚实电力电子器件基础,加强高集成度与高精度智能传感器研发,构建一体化的技术体系,推动信息技术与能源技术高效深度融合。

  如何进一步推动能源电子产业发展?总裁李振国在会上建议,深入推动能源电子全产业链的共同融合,发展提升新型技术研究能力,优化完善市场环境,引导企业进行海外布局BOB半岛,支持技术创新。

  在新型电力系统建设中,以风光发电为主体的新能源体系日渐成为主体BOB半岛。截至去年底,我国风电、光伏发电装机容量分别为3.7亿千瓦和3.9亿千瓦,约占我国电源总容量的27%,新能源发电量突破1万亿千瓦时,占我国总发电量的12.5%,新能源已成为我国第二大电源。

  在新增装机方面,也爆出快速增长态势。据国家能源局发布全国电力工业统计数据,今年1-9月,全国发电新增装机128.94GW,同比增长145%,其中集中式光伏61.80GW,分布式光伏67.14GW。

  向好的数据都在说明,光伏产业已经实现从混沌走向了明朗:从“三头在外”的困局,扭转为牢牢掌握各环节话语权。据中国光伏行业协会统计,2022年,多晶硅、硅片、片和组件等光伏主产业链环节在全球的产量占比均超过80%。2023年上半年,我国多晶硅产量超过60万吨,硅片产量超过250GW,产量超过220GW,组件产量超过200GW。

  在产业发展中,涌现出一批优势企业,硅料环节如通威股份、大全能源,电池片龙头有、捷泰科技,组件环节有、天合光能、晶科能源等。在这条万亿级的新能源赛道上,中国光伏已经成为制造规模更大、产业链支撑更为完善、技术成本前列的产业之一。

  光伏的未来需求也是星辰大海。2022年全球光伏发电量占比仅约4.5%左右,而IEA预计2030年光伏发电量占总发电量比例应在20%以上,2050年应在37%以上。为实现此目标,预计全球光伏装机量仍将持续高速增长。

  这其中的巨大贡献BOB半岛,又离不开电池效率的提升。不能忽视的是,我国光伏产业的发展日新月异,光伏企业近十年来在产业链上下游不断实现技术创新和降本增效,让光伏发电成本下降了近90%,成功进入了平价时代。

  可以说,产业发展的根本支撑,还是来自于光伏电池转换效率和度电成本的问题得到解决。

  光伏行业的发展基本围绕两条主旋律:在产业链价格这一“明线”上,由于阶段性供应不平衡,近年来多个环节时常在供给不足和产能过剩中摇摆:去年三季度伊始,多晶硅涨至30万元/吨这一近十年高价,且持续时间超过5个月;到今年二季度,由于产能过剩等问题开始显现,多晶硅又急跌至6万元/吨,近成本线附近。硅片和组件环节同样面临类似问题。另外,随着各厂商精益生产制造工艺的成熟,制造环节降本的空间不断收窄。

  但效率提升这一“暗线年之前,光伏产业以铝背场多晶硅电池为主,虽然其转换效率不足20%,但这是让太阳能发电从理论走向产业化的技术,光伏发电真正进入了电力市场。

  更进一步的转折发生在2016年。当年,发明了管式PERC技术,成为首家使用管式PERC技术量产PERC单面和双面电池的公司,一举将光伏电池的量产效率提升至22%以上。PERC电池理论转换效率极限为24.5%。如果以1%电池效率对应减少下游电站5%开发成本计算,不考虑其余成本项变动的情况下,PERC的问世,直接为下游节省成本超过20%。

  不久之后,PERC在隆基、爱旭等龙头企业的共同推进下,迅速替代前代BSF铝背场电池,问鼎行业主流,让光伏发电真正实现了平价上网。

  但这似乎还不够。随着PERC电池转换效率接近极限,并且未能彻底解决以P型硅片为基底的电池所产生的光衰现象,N型电池应运而生。2022年,以、爱旭股份、华晟新能源等为代表的光伏企业开始在各自领域内发力,TOPCon,BC,异质结电池组件纷纷问世,光伏电池技术开始走向“各显神通”的时代。

  N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好、载流子寿命更长等优点,因此从一开始,就对前代PERC电池形成替代之势,也让技术路线之争更加激烈。

  现阶段,TOPCon电池产能规划更多,但亦有人豪赌未来。今年9月,隆基绿能宣布“All in BC”,并认为BC电池是光伏的未来。作为一家连续多年组件出货前列的企业,隆基的决策或许有一定参考性。

  事实上,并不是一项新技术,问世至今已超过40年历史。但此前因为工艺和成本问题,迟迟没有走向量产。作为一种平台型的技术,是将金属电极位于电池片背面,正负极呈指交叉状排列。BC电池效率提升空间较大,除自身工艺优化外,也可以结合TOPCon、HJT的钝化方式,分别开发出与TOPCon钝化接触技术相结合的POLO-IBC(TBC)电池技术、与HJT非晶硅钝化技术相结合的HBC电池,也可以与钙矿电池结合制备叠层电池。

  也正是因为BC电池有更高的理论效率上限,具体到产品层面,BC电池组件呈现更大优势。今年11月,TaiyangNews发布11月全球组件高效率排名,共有54款组件产品上榜。在前五位中BOB半岛,有四个产品都是应用了BC的技术路线,其中爱旭ABC组件以24%的量产转换效率位列榜首。事实上,这已是爱旭的ABC组件连续第九个月来排名前列,打破了国外企业对该榜单的长期垄断。

  微小的效率提升,放大到终端电站都意义重大。根据TV今年9月的评估数据,Perc的组件效率中位数是20.96%,TOPCon组件效率中位数是21.57%,HJT组件效率中位数是21.58%。BC电池组件的测试数据位居前列,比TOPCon高0.7%,为22.25%。

  当然,正如每一次技术迭代都会带动行业的洗牌与竞争格局的重新分配,新老技术之间的争论和博弈还是持续。但可以预见的是,在BC电池已经具备明显竞争力的当下,TOPCon的“主流”地位必然受到冲击。

  事实上,尽管中国光伏产业已经取得诸多辉煌的成绩,但背后也少不了艰辛:2012年,美国对华出口光伏产品实行反倾销和反补贴(即“双反”)调查;2018年,“531新政”正式取消度电补贴,市场需求一度萎缩;即使在行业火热的当下,大规模新建项目集中投产,也埋下产能过剩的隐忧,价格战更是时有发生。

  在产业链价格不稳定的当下,更多的企业认识到,科技创新既是光伏行业降本的核心驱动力,也是企业行稳致远的支撑。在不久前的一场围绕行业高质量发展的交流中,爱旭股份董事长陈刚认为,光伏产业从长期来看是一个需求快速增长的产业,技术迭代较快,一旦旧产品无法提供更低的度电成本,就将被优秀产能替代,而高效优质产能并不过剩。

  目前,业内已经形成一定共识,即光伏产业链只有电池环节预计还有技术进步的台阶,其他环节没有较大的技术变革。因此,电池技术进步将成为降本增效的主要途径,推动装机需求持续高速增长。这似乎也预示着似乎这一轮行业的变革与洗牌,拥有更强电池研发生产能力的企业,将手握更加扎实的筹码。

  在N型时代,市场上大致有三种N型主流产品。其中,凭借其较高的理论转换效率、成熟的技术工艺和较高的性价可,市场渗透率快速提升,主流量产效率已经达到25.5%左右,但超过1400GW的产能规划,让投资商承担巨大的沉没成本;异质结电池虽然效率相较TOPCON有所优势且工艺步骤较少,但目前囿于高昂的设备和材料成本,竞争力仍需要进一步提升。

  BC电池凭借多项优势,一经面世就成为优选。随着激光图形化和非银金属化应用,叠加龙头企业引领作用及产业链配套全面发展,BC电池从之前的“奢侈品”,开始走向更广阔的应用市场。

  今年5月,爱旭在第十六届“SNEC光伏大会暨(上海)展览会”上正式宣布,经权威认证,N型ABC系列基于M10规格72版型单玻组件以最高组件效率24.27%、交付效率高至24.0%,刷新其于3月刚创下23.6%的光伏组件转换效率世界纪录。

  据了解,ABC组件融合了多项创新技术,包括全面积受光和全硅发电、全背电极技术、全背接触钝化技术、全无银金属涂布以及全产业链端到端的极致技术,具有光学损失低、转换效率高、美观质感强、可靠性高等优势,因而在效率上持续占优,也在终端市场上也享有明显的销售溢价。

  在全生命周期内、同等面积下,ABC组件发电量相较目前市场主流的PERC组件可提高15%以上,市场潜力巨大。除此之外,爱旭股份ABC系列产品全面应用无银化技术,解除晶硅电池“银耗”障碍,开启光伏无银新时代。

  爱旭股份的零碳之路走得更远。公司宣布将与奥地利布尔根兰能源公司在布尔根兰州成立联合创新中心,共同设立以“气候中和”技术和解决方案为主题的游客中心,双方还将在微电网、能源互联网、碳中和等领域开展技术创新研发合作,在先后实现家庭、社区、行政区碳中和的基础上,最终扩展到整个布尔根兰州,未来还将实现更大规模的推广。

  这也说明,爱旭的ABC组件产品和零碳解决方案在海外得到了充分认可,也展现出了在中国光伏产业中举足轻重的地位。

 

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