来自光伏市场一线的经验分享,告诉你装高效单晶PERC的优势!
面积相关成本ARC(Area relation cost)是我为了方便大家清晰理解高低功率组件合理价差而引入的重要概念,本文将会就这一概念进行深入解读,让大家也学会用清晰明了的公式计算不同功率组件的合理价差,方便电站业主进行经济理性决策。
面积相关成本是指:光伏电站建设过程中和组件的面积直接相关的成本;例如光伏电站的运输、安装、线缆、支架、运维、土地等均为面积相关成本。面积相关成本与我们所熟悉的BOS成本有很大重叠部分,但也有诸多不同,例如逆变器成本算入BOS成本,但是逆变器属于容量相关的成本,功率越高逆变器成本就越大,所以选用高功率组件并不能摊低逆变器的成本;再例如运维成本属于电站建设好以后正常运营的支出,例如清洗维护成本、线缆更换、支架更换等维修成本。运维成本和面积相关,例如清洗面积越大清洗成本越高。但是运维成本并不算入BOS成本中。所以面积相关成本和BOS成本的区别以及共同点如下表:
面积相关成本 BOS成本
共同点 共同包含运输、安装、支架等成本
不同点 不包含逆变器成本
但包含运维成本 不包含运维成本
但包含逆变器成本
面积相关成本以单块组件所需为单位,不同电站类型、不同建设区域以及不同的劳动力成本都会导致面积相关成本有很大不同。但是综合各地、各种类型电站建设成本,我们会发现面积相关成本往往介于400元/片~800元/片之间。这就是说,电站建设过程中一片60型组件的运输、安装、支架、桩基、土地所需最少成本也在400元以上。所以提高发电功率摊低单位面积的相关成本成为急需解决的问题,也是高功率组件价格更贵的经济合理性基础。
由于不同组件封装形式不同、硅片质量不同、电池路线不同会导致功率有较大差异,目前普通多晶组件功率为275W,而单晶perc组件功率已经普遍达到300W+甚至310W的水平。我们选取单块组件面积相关成本为500元的常规电站为例,功率275W的组件单瓦需要摊销面积相关成本为500÷275=1.81元;功率达到305W的组件单瓦所摊销面积相关成本为500÷305=1.64元。功率更高的组件单瓦摊销面积相关成本更低,这是合理价差的根本来源,于是:
合理价差=500÷275-500÷305=0.17元。
按照上面的思路,我们可以先得到一个基本的计算合理价差的公式:
但是上述简单的计算公式有一个重大缺陷,那就是没有考虑perc大约3%的发电量增益。就是说305W的单晶perc组件等效于305W×1.03=314W的常规组件。单晶perc组件发电量有增益是有实证数据支持的,而且其理论原因也比较清晰,主要是由于:
1、单晶perc组件弱光效应好,由于能更好的吸纳弱光,电站每天启动时间更早、关闭时间更晚,相当于是每天早起晚睡勤劳的好同志。
2、第二个原因是工作温度低,由于单晶perc组件转化效率更高,工作时以热的形式耗散的能量少,正午艳阳高照下单晶perc组件相较于常规组件工作温度更低,我们都知道高温不利于组件正常发电,组件一般温度系数为0.46%,就是意味着组件温度每升高1度,发电量就会减少0.46%。更低的工作温度是提升发电量的又一关键原因。
当我们把单晶perc组件这3%发电增益也纳入考量带入计算公式时,结果就会大有不同。考虑3%的发电增益后主要带来两个变化:
1、等效功率变大,305W的单晶perc组件实际上相当于305×1.03=314W的常规组件。进而可以使面积相关成本摊低更多。
2、由于组件销售时还是按照305W的功率来计价,多发电相当赠送了一定功率的组件。就是说314W-305=9W相当于是赠送的。按照当前普通多晶组件2.45元/W的价格计算,价值相当于2.45×9=22元。由于组件功率是305W,则每瓦对应的价值为22÷305=0.072元。
考虑上述两个因素以后,对于一个每片60型组件面积相关成本为500元的电站项目,275W多晶组件和305W单晶组件的单瓦合理价格差为:
500÷275 - 500÷(305×1.03)+0.072=0.297元
这个公式可以分为三个部分来理解:
1、500÷275 是指面积相关成本500元的电站选用275W组件,单瓦所需摊销的成本。
2、500÷(305×1.03)是指一块组件面积相关成本为500元的电站项目选用305W功率的组件并且考虑3%的弱光效应发电增益后,单瓦功率要摊的成本。
3、0.072是指305W的单晶perc组件考虑3%的发电增益以后等效于314W的组件,但是组件销售的时候还是按照314W来计算,所以实际相当于“赠送”9W的功率,按照当前多晶组件每瓦售价2.45元计算,9W功率价值2.45×9=22.05元,对于一个305W的组件单瓦带来的价值提升为22.05÷305=0.072。
最后值得我们特别注意的是:这个公式最终结算得出的0.297元是该类电站最大可承受的价格差,如果此时单晶perc组件与常规多晶组件价格差<0.297元,则从经济理性的角度理应选择单晶perc组件,因为虽然价格贵一些但在电站假设过程中带来的摊销价值更大;但是如果单晶perc组件价格差>0.297,则从经济理性选择的角度,选择常规多晶组件更合适一些。
其实这个思维模型可以推而广之,可以用来计算双面组件的合理价差,对于有条件使用双面组件且假设背面功率增益为7%,面积相关成本为500元的电站项目,275W普通单面组件和300W双面组件的合理价差计算公式为:
500÷275 - 500÷(300×1.1)+0.245=0.548元
同样道理,这个公式也可以分为三个部分来解释:
1、500÷275 是指面积相关成本500元的电站选用275W组件,单瓦所需摊销的成本。
2、500÷(300×1.1)是指一块组件面积相关成本为500元的电站项目选用300W功率的组件并且考虑3%的弱光效应发电增益,以及7%的背面发电增益效应(合计10%的增益),单瓦功率要摊的成本。
3、0.245是指300W的双面组件,考虑弱光效应增益3%以及背面增益7%以后,等效于300×(1+3%+7%)=330W,相当于赠送30W功率的组件。按照当前组件价格2.45元计算,价值为73.5元,单片组件功率300W,则单瓦价值为73.5÷300=0.245元。
考虑这三个部分的增益以后,得出的结论我自己都是吃惊的,300W的单晶perc组件比275W的多晶组件卖贵0.5元都是合理的!所以对于地面电站有条件使用双面组件的项目,我的建议是能使用双面组件就选用双面。
大逻辑:
最近这些年,人力成本是不断上涨的,即便是印度地区,由于经济的发展,长期看人力成本也都是上涨趋势。再看看电站建设过程中所使用到的钢材、线缆等大宗商品,也是出在不断上涨的趋势中。这样的大格局下,要想继续降低光伏电站的建设成本,除了降低组件价格以外,最有效的办法便是提升组件效率了。有一些电站项目,面积相关的成本在项目总成本中占比突破一半,未来提效率带来的降本效果很可能远大于单纯降低组件价格所带来的效果。这也是我笃信单晶技术路线的最为核心、最为重要的原因。
我们再把这个思维模型推广到未来N型HIT电池路线,得到的效果就更加不可思议了,据说海外已经有优秀厂商可以把HIT组件正面功率做到360W,而且HIT同等容量的发电增益效果更加显著,双面率可以轻松做到90%+,那么360W的叠瓦双面HIT组件与当前275W的普通多晶组件合理价差是多少呢?
500÷275 - 500÷(360×1.15)+0.36=0.97元
就是说如果当前能生产出正面功率360W的HIT叠瓦双面组件,其每瓦卖贵0.9元以上都是完全合理的。高效高功率所体现出来的威力显露无遗,高效化几乎是未来的必然选择,理清这一事实,推广产业相关认知是本文期待的意义所在。
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2015年光伏领跑者计划推出,国家通过此项计划引导光伏行业有序升级,行业积极响应并顺势加快高效电池技术从研发走向量产的步伐。经过市场大浪淘沙,光伏行业主要选择的主要高效电池技术有:多晶黑硅电池技术、N型单晶双面电池技术以及P型单晶PERC电池技术。下面就电池工艺、组件功率、光致衰减、隐裂等方面探讨上述几种技术的优劣。
一、PERC单晶电池
1、PERC单晶单面电池
常规单晶电池主要效率区间为19.8-20%,对应的组件功率为280W。为了进一步提升单晶电池效率,在电池背面增加了钝化层。通过背面钝化层的作用,电池的表面复合速率显著降低,电池的效率提升到20.8-21%,对应的组件功率由280W提升到290W。
和常规单晶电池工艺相比,PERC单晶电池主要增加了背面钝化、背面SiNx膜沉积和激光打孔三道工艺。其中激光打孔工艺是利用一定脉冲宽度的激光在去除部分覆盖在电池背面的钝化层和SiNx覆盖层,以使丝网印刷的铝浆可以与电池背面的硅片形成有效接触,从而使光生电流可以通过Al层导出。因Al浆无法穿透SiNx层,其余未被激光去除的钝化层被覆盖在其上方的SiNx覆盖层保护,发挥降低表面复合速率,提升效率的作用。
通常背面的激光开孔面积约占电池片表面积的5-10%,如激光开孔面积过低,则光生电流在传输过程中电阻较大,从而产生较大的热损失,导致电流效率降低。如激光开孔面积过大,则钝化层无法有效发挥降低表面复合速率的作用,导致电池的效率无法有效提升。激光开孔工艺在电池片表面产生了5-10%的损伤。作为整片单一晶体,PERC单晶由于背面的完整晶体结构被破坏,有很大的隐裂或破碎的风险,晶体损伤可能导致硅片沿着此损伤整片碎裂。PERC单晶电池由于正反面金属结构不同所造成的2-5mm的翘曲,翘曲应力和激光损伤的联合作用下,PERC单晶电池的隐裂或破碎的风险将显著提高。
组件应用在光伏电站后,在整个生命周期内,组件都需要持续经受机械载荷或风载荷等考验。为了保证组件在光伏电站使用的可靠性,组件都需通过5400Pa机械载荷测试,行业标准是测试后组件功率的衰减量小于5%,因为激光开孔工艺造成的损伤导致硅片破碎几率增大,因此PERC单晶组件经过机械载荷测试后的衰减普遍大于5%,而常规单多晶组件的机械载荷测试功率衰减量普遍小于3%。可以看出PERC单晶组件的机械载荷衰减率明显高于其他组件产品。对光伏电站来说,在雪载荷和风载荷等的持续用下,PERC单晶组件从激光开孔点开始逐渐出现隐裂和破片,伴随的是组件功率的持续下降。PERC电池的高机械载荷衰减率PERC单晶组件的这一缺陷给光伏电站发电量带来了极大不确定性。为了缓解PERC单晶在机械载荷和隐裂方面的缺陷,行业采取在组件背面添加加固横梁的方式,并进行了采用加厚硅片来缓解隐裂的尝试,但这些方法均提高了组件的单瓦成本,与降低度电成本的大方向背道而驰。
光致衰减方面,多晶黑硅光衰约为1.5%,N型单晶基本没有光衰,而PERC单晶的光衰在2-10%之间,从而导致PERC单晶组件应用在光伏电站后很可能光电转换效率大幅下降,光伏电站发电量和收益率而随之大幅下降。
2、PERC单晶双面电池
PERC单晶单面电池的背面为全Al层,背面入射光线无法穿透该全Al层,因此PERC单晶单面电池只有正面可以吸收入射光进行光电转换。为了使PERC电池均有双面光电转换功能,行业改变了PERC电池的印刷工艺,将背面全Al层印刷工艺修改为背面局部Al层印刷工艺。该工艺是尽量保证背面Al浆印刷在激光开孔点处,以使光生电流仍然可以通过激光开孔点的Al层导出。
PERC单晶双面电池背面由全Al层改为局部Al层,因此背面的入射光可由未被Al层遮挡的区域进入电池,实现双面光电转换功能。由于激光开孔点仍然需要Al浆来疏导光生电流,因此背面的大部分区域任然覆盖了Al浆,因此和电池正面超过20%的光电转换效率相比,PERC单晶双面电池背面可吸收光线的区域有限,背面的光电转换效率预计在10-15%。同时由于背面由全Al层改为局部Al层,电池的正面效率可能会下降0.2-0.5%。
由于PERC单晶双面电池的工艺与PERC单晶单面电池的工艺并无明显区别,因此PERC单晶双面电池任然面临隐裂率高、机械载荷衰减率高、光致衰减率高等问题。对光伏电站来说,使用PERC单晶双面组件仍然有明显的可靠性风险,对保证电站收益率也是巨大的考验。
二、N型单晶双面电池
N型单晶双面电池在近年也逐步释放产能,从相关资料来看,国内若干主要企业均具有一定技术储备。这种电池的特点也是双面皆可吸收入射光线,从而提升电池和组件的发电量。目前有企业宣传该款电池的正面效率大于21%,背面效率大于19%。封装成组件后,正面功率接近300W,背面功率接近270W。结合各种应用场景,组件发电功率较高。和常规电池相比,该款电池主要增加了双面浆料印刷和硼元素掺杂(如旋涂、印刷高温推进和固态源扩散等)等工艺。目前国内主要企业储备的该产品技术基本都没有用到激光等工艺,因此整个电池制作工艺不对硅片造成额外损伤,组件可在各种使用条件下保持稳定性。此外,还具有无光致衰减、弱光响应好等特点。
P型单多晶电池正面印刷Ag栅线,背面整面印刷Al浆,因此电池正面和背面的金属结构和成分不对称,在丝网印刷烧结后电池片会产生2-5mm的翘曲,从而在电池内部产生应力,由于翘曲和应力的作用,P型单多晶电池的破片率明显提升。由此包括电池生产、组件生产和光伏电站组件中的电池破裂率均提升。N型单晶双面电池正背面均印刷Ag栅线且图形相近,因此N型单晶双面电池结构均有对称性,电池在丝网烧结印刷后不产生翘曲。此外,N型单晶双面电池的工艺流程中无激光等损伤,保持完整晶体结构。综合以上因素,N型单晶双面电池破片率更低。
由于N型单晶双面电池正背面均印刷银浆,因此该款银浆的耗量高于P型单多晶电池。在产能方面,N型电池与P型电池的相比还有差距。
三、多晶黑硅电池
多晶硅片中具有若干不同晶向的晶体,因此单晶广泛应用NaOH溶液各向异性制绒工艺并不适用于多晶制绒。目前通行的多晶硅制绒工艺主要是HF/HNO3混合溶液的缺陷腐蚀制绒法,此方法制绒后的硅片反射率约为18%,高于常规单晶制绒后11%的反射率,不利于多晶电池对入射光线的有效吸收。为了进一步降低多晶硅片制绒后的反射率,采用特殊制绒工艺在多晶硅片表面形成纳米结构,增加有效多晶硅片对入射光线的吸收。采用这种制绒工艺生产的多晶电池有更低的反射率,此方法制绒的多晶电池从肉眼来看比普通多晶电池更黑,因此这种工艺被称为黑硅制绒。
多晶黑硅制绒工艺主要有干法制绒和湿法制绒两种。干法黑硅制绒工艺为反应离子刻蚀法(Reactive Ion Etching,RIE),该方法是等离子体在电场作用下加速撞击硅片,在硅片表面形成纳米结构,从而降低多晶硅片的反射率。湿法黑硅制绒工艺为金属催化化学腐蚀法(Metal Catalyzed Chemical Etching,MCCE),该方法是在硅片表面附着金属,利用HF与强氧化剂混合溶液腐蚀硅片表面,附着在硅片表面的金属随着腐蚀过程而向下沉积,从而在硅片表面形成纳米结构,有效降低硅片表面的反射率。无论干法或是湿法黑硅制绒工艺,都可将多晶电池效率提升0.6%以上,采用多晶黑硅电池封装的组件功率也可从265W提升到275W。多晶黑硅电池的整个制作工艺简单,不对硅片造成额外的损伤,使多晶组件可在各种使用条件下保持可靠性,保证了多晶组件在光伏电站整个生命周期发电量的稳定。此外,多晶电池还具有光致衰减低的特点,多晶电池的光致衰减普遍低于1.5%,而PERC单晶电池的光致衰减为2-10%。可以看出,与PERC单晶电池相比,多晶黑硅的光致衰减率具有很好的优势。
在全球的晶体硅光伏产品中,多晶产品仍然占有50%以上的市场需求。多晶产品具有单瓦价格低、工艺成熟、组件可靠性高的特点,有效降低光伏电站风险,为光伏电站收益提供可靠保障。
结语
多晶黑硅电池和N型单晶双面电池在光致衰减率、破片率和机械载荷衰减率等方面均明显好于PERC单晶电池。因此相比于PERC单晶电池,多晶黑硅电池和N型单晶电池将为光伏电站带来更为稳定的发电量,光伏电站业主的投资回报也可以得到更好的保障。光伏电站作为预期运营25年、30年乃至更长时间的投资项目,除了组件初始功率外,还需要关注组件功率在整个电站生命周期的稳定性和衰减率,以保证稳定的投资回报。
上一篇文章发出之后,与朋友们又有了一些新的讨论。
整体上,大家能够清晰的感受到我对于光伏行业未来发展的看好。但这并不是说光伏行业目前已经很完美,甚至没有缺点。
事实上,光伏行业在过去十数年、甚至更长久的时间里,经历了太多的风风雨雨。
这个朝阳行业曾经像磁石一般,吸引着人才、技术与资本的蜂拥而至,并成就过中国福布斯富豪榜的首富。然而,随潮水落去,它也曾让英雄般的名字跌落神坛,无数投资者因此血本无归。
事物皆有两面,我们就来看看光伏的另外一面。
与朋友们讨论下来,主要的短板有这么五个:占地方、靠补贴、难消纳、不环保和不连续。篇幅关系,我们准备分成两篇,第一篇探讨前两个短板:占地方和靠补贴,后三个留到下一篇。
光伏发电的原理,来自于 光生伏特效应 。
一块暴露的半导体材料,阳光中的光子与之接触后会有一部分转化为电子。由于半导体内部材质的不均匀或者掺有杂质,不同的部位会产生不同数量的电子,有的地方多一些,有的地方少一点。电子数量的不同,使得不同部位之间产生了电压(电位差)。这个时候,如果以导电体将存在电位差的不同部位相连接,电流就形成了。
从最根本的角度来看,地球上绝大部分能源的最终来源,都是太阳。以煤炭、石油为代表的化石能源,来自于远古的动植物。植物依赖阳光进行光合作用,将水和二氧化碳转化为碳水化合物,这构成了所有动物的底层食物来源。
风能来自于大气运动,水能来自于水汽循环所带来的降雨,这背后的根本推动力还是太阳照射带来的温度变化。
这些天然存在的一次能源,经过各种形式的发电机转化为人类最重要的二次能源电力,再经由电网输送到千家万户,驱动着现代生活中所必不可少的各种电力设备和家用电器。
所以,光伏发电从一开始就带着人类十分美好的期盼,因为它避免了中间环节,可以直接从太阳能转换成为电能。
在光伏行业,最核心的研究课题就是 光电转换效率 ,即照射到太阳能面板上的光照有多少可以转换成电流。这个核心指标,驱动着整个行业不断的取得一个又一个技术进步。
既然是指标,就要计算。而要计算,就得有个标准。地球上即使是相同的时节,由于所处的地理纬度不同,太阳照射的强度差别会很大。高纬度的阳光常常照在身上却感受不到多少温暖,而此时赤道地区的阳光却能将人皮肤灼伤。所以,为了能够一致的做比较,光伏人将光电效率定义标准化了:
同时,规定了检测的条件:太阳能工作温度为25℃±2℃,以及照射强度为1000 W/M2。
看不懂也没关系,只要知道 转换效率越高越好 就行了,因为这意味着同样的光照条件下,可以发出更多的电量。
目前,学术界的研究认为,以晶体硅为材料的太阳能电池转换效率的 理论极限约为29%左右 。为了缩小与理论极限的差距,近年来在主流的P型单晶电池领域,晶科能源和隆基乐叶交替向世界纪录发起新的冲击。最新的记录由隆基乐叶在2019年1月16日创下, 转换效率为24.06% 。
在实际发电的时候,一片一片的太阳能电池片需要连接起来,构成一个发电的基本单元,这个单元就叫做组件。
我们来感受一下,一个组件所能够发出的电量,以目前较为典型的60片310Wp的单晶PERC组件为例。由于我国日照时间的不同,将全国划分为三类资源区,在计算中我们以二类资源区的中值1500小时/年作为参考。
即单个组件每年可以发电465度,按照家庭每天用电5度计算, 大概可供90天左右 。如果保障一个家庭的全年供电,大概需要4-5个组件。
当然,这是理想的情况,光伏发电受日照和环境温度的共同影响,而且随着使用年限的增加,发电能力会逐渐下降。
根据晶科能源的产品手册,我们大致可以看出,刚安装好的新组件初始发电功率实际为97%,经过12年使用后下降到90%,最终到达产品使用年限25年时进一步下降至80%。
这个组件有多大呢?根据产品手册的数据,长度为1.67米,宽度为1.00米,厚度为35毫米。这意味着,需要占地1.67平方米。也就是说,保障家庭每天5度的用电量,大概需要有1.67 * 4 = 6.68 平米的空旷空间。实际安装时,由于组件并不是平铺,而是有一定的倾斜角度,实际占地应该要少一些。
与之对比,我们以装机容量60万千瓦、火电设备利用小时4300小时/年、厂用电率4.34%的典型火力发电厂为例:
折合530万个组件的年发电量,按照每块1.67平米计算,约合886.37万平米,折合8.86 平方公里。
我们再做个极端测试,根据中国电力企业联合会报告,2018年我国全 社会 用电量 6.84 万亿千瓦时,假如全部采用上述的60片光伏组件来发电,大概需要占地 68400 / 24.68 * 8.86 = 2.46 万平方公里。大约占去了我国的960万平方公里国土面积的 0.26% 。
这就是光伏最大的短板, 单位面积发电量太低 ,远远不能够与火电相比。
理解了这一点,就能够理解为什么很多人仍然不看好光伏,因为光伏发电需要占用大量的土地面积,而我国的土地整体上是稀缺的,且价格不菲。
经过上面的计算,我们对光伏发电有了新的印象: 占地方 。
那在怎样的场景中,这个短板不是那么明显呢?
有这么几类:第一类,在我国的大西北,地广人稀、日照充足,适合建设大规模的光伏地面电站;在全世界范围内,符合这个特征的地方,还是挺多的,比如中东、北非、澳大利亚、美国的中西部等。
第二类,工业厂房、园区的屋顶。这些地方,本来就闲置在那里,利用起来装上光伏,完全不需要额外的土地成本。于是乎,我们看到京东的物流园、高铁的站台、谷歌的数据中心、甚至是苹果公司新建的总部大楼,都在屋顶装上了光伏。
第三类,以矿山的塌陷区、湿地、鱼塘、湖泊为代表,将光伏组件通过漂浮载体或者固定支架放置在这些区域。上市公司之中,阳光电源有不少漂浮载体的业务,而通威股份更是利用其深耕水产饲料的优势,搞起了渔光互补。
第四类,以农业大棚为载体,在其外部加上光伏,棚内搞种植,棚外搞发电,称之为农光互补。所发出来的电力,还能够为农业自动化提供能源。
在以上几类中,土地的成本较低、甚至可以忽略,所以只要光伏发电自身的成本能够有竞争优势,其应用就不可限量。毕竟,即使不考虑化石能源的不可再生因素,我国较高的工商业电价和居民电价本身就会对于低价的其他电力来源有着强烈的需求。
与单位面积发电量的不懈斗争,转换成了一个又一个的 光伏技术创新 。
这个过程最大的技术路线变革,是单晶电池片对于多晶的取代。所谓单晶,就是晶体硅中每一个硅原子都排列的整整齐齐,良好的晶体性质使得单晶有着更高的光电转换效率。
但这是有成本的,通过直拉法或者区熔法小心翼翼生成的单晶硅棒,成本一直居高不下,在和通过较低成本的铸锭法就能生成的多晶硅锭的竞争中处于下风。
近年来,隆基股份在单晶技术上连续取得突破,一方面通过拉晶设备的国产化和技术改进不断降低硅棒的生产成本,另一方面通过引入金刚线切割技术,大幅度的降低了硅片切割的成本,并通过硅片薄化技术进一步提高了出片率。
目前,电池片环节,单晶PERC技术引领了高效电池的产能升级,再叠加诸如双面双玻、半片等组件环节的诸多技术突破,共同将量产的高效光伏组件转换效率提升到 22% 以上。
这场单多晶的对决,让双方都突破了自我。
就在昨天,天合光能宣布其研发的高效N型单晶电池高达24.58%,创下了大面积TopCon电池效率最新的世界纪录。同一天,阿特斯发布新闻公告,其研发的高效多晶太阳能电池的转换效率达到22.28%,创造了新的大面积多晶电池的世界纪录。
似乎只在高 科技 领域才会有的百家争鸣,近年来在光伏行业正在不断上演。
就这样,随着 组件的转换效率 变得 越来越高,单位面积发电量 也就 越来越多, 而对于 土地的需求 也变得 相对减弱。
所以,有朝一日,像曾经风靡大江南北的太阳能热水器一样,家家的屋顶都变成了太阳能组件,也并非完全不可能。
作为新兴的可再生能源技术,光伏的产业化之路一直受到各国政府的高度重视。
实际上,在光伏成就无锡尚德的创始人施正荣先生以186亿元成为2006年中国大陆的新首富时,就是靠着欧洲、特别是德国政府对于光伏的大力补贴。
最终,市场证明靠着过度补贴成长起来的巨头,在补贴退去的时候也会推倒它们。时至今日,施正荣先生早已淡出人们的视角,尽管他仍然在这个行业里奋斗着。
在行业的起起落落之中,仍然有一些企业家在坚守,正是他们的坚持让这个行业迎来了新生。
在之前的文章中,我们通过对比火电龙头华能国际与光伏发电企业龙头协鑫新能源的财报数据,对于光伏发电成本做了推演。在数据的背后,光伏发电平价上网的脚步声正变得越来越清晰。
而这一天的到来,将会让很多的光伏发电项目,不再依赖国家补贴。
5月22日,国家发改委、能源局公布2019年第一批风电、光伏发电平价上网项目,其中光伏平价项目合计 14.78 GW 。
在全球市场上,平价上网项目也越来越多。2017年2月,日本丸红与晶科能源联合竞标阿布扎比大型光伏电站,累计装机1.18GW,中标电价为每度电2.42美分,折合人民币不到 0.17元 。
尽管光伏行业的企业一直在坚守,补贴的拖欠确实也对企业经营造成了实实在在的影响。
2018年,我国可再生能源补贴的缺口超过了1400亿元,这不可避免的会影响光伏补贴的及时发放。
光伏电站作为资本密集型的企业形态,由于不能够及时收到国家补贴导致运营资金的巨大压力,这会顺着产业链层层向上游传递。体现在财务数据上,就是光伏产业链上中游企业巨大的应收账款。
黑鹰光伏做过一个统计,截至2019年末,78家主要光伏公司应收账款和应收票据合计达到了1717.67亿元,大约是同期净利润的 8.03倍 。
所以,我们看到全球第二大光伏电站运营商协鑫新能源从去年开始,就在不断出售资产,开始了断臂求生。
2019年5月23日,协鑫新能源向云南能投集团一口气出售了19座国内正在运营的光伏电站,以换取资金减轻债务压力。这19座电站合计977MW,相当于其持有的全部7300MW光伏电站的13.38%。在此之前,协鑫新能源已经连续多次出售了合计760MW的光伏电站。和这次一样,接盘的都是能够以较低成本融资的国资企业。
这从一个侧面反映了, 如果能够以较低的利率融资,光伏电站的资产在当下已经具备相当的吸引力 。
所以,随着平价上网的到来,越来越多的光伏发电项目,可以在不依赖国家补贴的情况下运营。而这些电站的运营利润,将和其融资成本密切相关。
换句话说,后补贴时代, 融资成本的高低,才是决定光伏电站盈利质量的关键变量 。
未完待续。
单晶的转换效率高且昂贵;多晶转换效率低且便宜。
国内市场有很多多晶体,或者说都是多晶体。
日本的市场最近很火,但是日本要求很高,都是单晶。人们对日本的观念是做到最好,一次做好,对效率衰减要求非常高,需要我们国内学习。
历时8年的RCEP协议于11月15日正式签署。 RCEP全称为“区域全面经济伙伴关系协定”,2012年由东盟10国发起,邀请中国、日本、韩国、澳大利亚、新西兰、印度共同参加,旨在通过削减关税及非关税壁垒,建立统一市场的自由贸易协定。
除去尚有部分重要问题没有解决的印度未加入以外,其余十五国签订的该协议意味着,彼此之间将基于该协议为各方提供便利。
今年早些时候,能源一号对于逆变器和组件厂商在海外工厂、联络点以及办事处做过相对完整的梳理,以下是具体信息。今年以来,包括晶澳 科技 、隆基股份在内,还陆续收购和新建了一些海外基地。这些中资在海外的办事机构及投资项目,不少属于RCEP所在的亚太国家范畴内。
因而,以下公司都会备受RCEP协议签订的利好而获得更大的业务增长机遇及发展空间。
所以,RCEP的建立,将大大有利于中国与周边国家的新能源贸易往来,同时也对中国企业在未来在布局这些地区的新能源产品、市场带来更多便利。
举例来说,中资设在亚洲各地的海外工厂,可直接将中国的制造能力进行复制及略作变化,把产成品输向美国等个别对中国光伏设置贸易壁垒的地方。
中国企业本身,也可借由较好的贸易政策与RCEP协议所在国保持更好的关系与沟通,从而带动中方及贸易伙伴国家一同做大新能源产业。
疫情期间,有海外产能和强大分销渠道的公司,与世界各地朋友做生意的顺畅度大大提高,中国企业的地缘优势虽不能彻底体现出来,但因根深蒂固的海外厂区、办事机构及第三方合作伙伴关系,让业务协作并不受疫情问题的困扰。今年前三季度,业绩表现出色的中国A股及美股等公司,恰恰是上述这类企业。
从组件市场来看,正泰新能源、晶科能源、隆基股份、天合光能、协鑫等都在全球各地布局了大量产品生产线,不少位于亚洲等地。良好的海外工厂,加之部分厂商也同时拥有海外的硅片、支架等周边伙伴产能,对企业的出口贸易带来了极大便利。
逆变器领域来说,包括华为智能光伏、古瑞瓦特、锦浪 科技 、爱士惟、固德威等逆变器厂家,则可以通过庞大的分销网络、当地销售人员来承担及保障疫情期间的产品供应。
随着RCEP的签订,中国企业征战全球的战略意义更加深远。相关细节显示,RCEP所在国的所有货物贸易中,都可逐步取消关税与非关税壁垒。协定中指出合作应扩展到其他领域,包括但不限于银行、金融、 旅游 、工业合作、交通、电信、知识产权、中小企业、环境、生物技术、渔业、林业及林业产品、矿业、能源及次区域开发等。因此,需要金融、工业伙伴支持的中国新能源企业,中长线也会获得更多的利好。
再结合诸多国家宣布碳中和目标的情形,我们会发现,今后带给包括中国新能源厂商的机遇也会进一步扩大。9月,我国宣布力争2030年前碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。紧接着的10月,韩国总统文在寅在国会发表演讲时宣布,韩国将在2050年前实现碳中和。今年11月,日本有消息称考虑为实现2020碳中和目标采取税收刺激措施。此前,新西兰已完成碳中和目标立法。大趋势下,其余国家预计也会陆续确定碳中和的目标。
能源行业是完成碳中和目标的重要突破口,十五国共同签订的协议,将为国内外可再生能源企业带来更多的发展契机。下面将从光伏布局的角度来看看,中国企业在RCEP协议所在国的新能源业务发展脉络,以及这些国家本身所制定的新能源目标情况是怎样的。
东盟各国生物质能、地热能、水能资源最为丰富,风能、太阳能和潮汐能具有较大潜力。中国企业在东盟各国都有相当规模的光伏项目布局,以下以中国企业在越南、泰国的光伏布局为代表进行盘点。
越南的光伏市场一直是中国企业争取的重要地区,中国企业在越南的有关光伏布局包括大型光伏项目、工厂建立、产能收购、产品出口等颇多。
2019年,中国出口到越南的光伏组件达4.48GW,今年中国对越南市场的布局也在如火如荼地进行,对疫情的担忧并未影响到相关项目进程。
今年2月,隆基股份收购越南生产基地3GW电池、7GW组件;5月,中国电建签署越南禄宁550MW光伏发电项目合同;6月,中国电建签署越南富美330MW光伏发电项目合同;11月,晶澳 科技 越南基地年产3.5GW高功率组件项目开工奠基仪式顺利举行,该项目利用越南基地现有土地,投资7 亿元,建设年产3.5GW高功率组件生产线及配套设施。这些布局也是看好越南当地作为良好的产品输出地、贸易、土地、人员及新能源政策有优势等综合判断而进行的。
据国内多位负责越南市场的销售、项目开发负责人表示,今年越南光伏的新增装机容量在3.5~4GW左右。此次签署的RCEP或将进一步开拓中国企业在越南光伏市场的布局。
同样属于“东盟”十国的泰国,也是中国企业布局的关键市场。今年2月,中国能建签署泰国58.5MW浮体光伏EPC合同;4月,中能建葛洲坝国际逆势签约泰国90MW光热光伏项目EPC合同,投资金额高达5亿美元。2个月之后,晶澳 科技 为泰国12.5MW漂浮电站供货高效PERC组件。随后的8月,中国能建助力泰国11.56MW光伏停车场落地。
根据泰国的电力发展计划,到2036年,泰国的可再生能源发电总装机容量有望达到17GW,泰国仍然有巨大市场供光伏发展。
签订自贸协定的十五国中,值得重点提出的是韩国。
今年7月,韩国产业通商资源部发布政策:光伏组件供应商应具备低碳认证资质,且该政策未设置缓冲期,要求立即实施。而在中国光伏企业申请此项认证时,韩国认证部门以新冠疫情为由,拒绝到中国进行低碳认证,无法得到认证的中国企业对韩国的出口受到了阻碍。
国内业界普遍认为,韩国此举是人为向中国设置了贸易壁垒。此次签署的协定明确规定,协定各国在实质上所有货物贸易中逐步取消关税与非关税壁垒,韩国对中国人为设置的贸易壁垒有望在短时间内得到解决。
今年5月,韩国也公布了一项长期能源计划:至2034年,可再生能源占韩国能源结构的比例将从目前的15.1%提高到40%。与此同时,液化天然气发电的所占的比重将从32.3%下降到31%。在贸易壁垒问题得到解决之后,中国企业有望在韩国市场大展身手。
另一邻国——日本的新能源市场也表现不错,中国企业积极在当地开疆辟土。晶科能源、华为等早就在日本地区取得了相当惊艳的销售业绩。
今年3月,隆基股份也与日本信越集团签订掺镓相关专利许可协议;4月,日本的82MW光伏项目竣工,均采用来自国内厂商的铝合金架台;6月,晶澳 科技 宣布为日本关西地区110MW光伏电站供应单晶PERC MBB组件,该项目是日本市场目前规模最大的单体项目之一。
10月,日本首相菅义伟宣布了使温室气体排放量在2050年之前实质上减为零的目标。同理,以可再生能源为主导的碳中和目标市场布局,日本光伏市场在未来同样具有巨大潜力,中国企业也有望因自贸协定在交易过程中获利。
新西兰已经完成碳中和目标立法,澳大利亚还未提出到2050年实现净零排放目标或碳价的方案,但于今年9月表示,计划未来十年内在能源技术方面投资180亿澳元以减少碳排放。
中国在澳大利亚的布局包括,今年1月传来消息即将完工的,东方日升投资并承建的澳大利亚西部最大的132MW Merredin光伏电站。今年6月,中国能建葛洲坝国际也签署了澳大利亚85MW光伏电站的EPC项目。
在组件及电站领域,正泰新能源、晶科能源等都在澳大利亚拥有较广泛的布局及渠道伙伴商。而古瑞瓦特、锦浪 科技 、固德威、阳光电源、爱士惟等核心逆变器厂商也在澳大利亚的分布式市场斩获不少订单,深受当地消费者的好评。
新西兰方面,当地的电力输送国企Transpower于今年4月表示,到2050年,新西兰可通过基于风力、太阳能、地热和水力发电的多能源发电满足全国的电力需求。在装机容量方面,新西兰预计2050年太阳能容量可达6GW。中国企业在新西兰已经展开相应的市场开拓。未来随着RCEP的确定后,也会看到更多项目的开花结果。
综合澳大利亚和新西兰等两国对相关可再生能源的规划,在自贸协定的加持下,中国与两国开展相关项目合作或能得到一定的便利。
关税与非关税壁垒是国与国之间交易长久以来难以避免的问题,或是为保护本国企业而颁布的措施,或是为进行部分不正当竞争,然而历时八年才签署的协议向世界表明,合作才能共赢。
世界各国的共同目标最终指向实现“碳中和”,随着协议的签订,放开可再生能源的布局的脚步,实现“碳中和”的目标指日可待。
虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成正方形(四边都是圆弧状),因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题。
晶硅组件:单块组件成功率相对较高。同样占地面积下,装机容量要比薄膜组件高。
但组件厚重易碎,高温性能较差,弱光性差,年度衰减率高。