资本热捧异质结技术 能否掀起新一轮光伏技术革命
2021年08月30日 21:58
来源: 澎湃新闻
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【资本热捧的异质结技术 能否掀起新一轮光伏技术革命?】从被质疑为“概念炒作”、“资本噱头”到加速量产,异质结(HJT)只用了三年时间。光伏业内对于谁是下一代电池技术的争论仍在持续,但这丝毫不妨碍资本市场对异质结的热捧,A股异质结概念股新高不断。(澎湃新闻)

  从被质疑为“概念炒作”、“资本噱头”到加速量产,异质结(HJT)只用了三年时间。光伏业内对于谁是下一代电池技术的争论仍在持续,但这丝毫不妨碍资本市场对异质结的热捧,A股异质结概念股新高不断。截至8月30日,异质结设备企业迈为股份(300751)收盘价796.83元,复权后股价是2018年11月上市之初的21倍。金辰股份(603396)也是典型代表,8月以来上演多番涨停,与年初相比股价涨幅达303%。

  从产业端看,据不完全统计,目前异质结国内规划产能超60GW(1GW=1000MW),新老电池片厂商均有布局:安徽华晟(500MW量产线)、明阳智能(5GW规划)、金刚玻璃(1.2GW安装)、润阳集团(5GW规划)等新玩家历史包袱较轻,提速推进;传统电池片厂商中,通威(金堂1GW量产线+400MW中试线)、晋能(200MW中试线)、爱康(560MW中试线、5GW计划)、晶澳(200MW计划)、阿特斯(250MW量产线)等也开始由审慎关注转向谨慎探索。由于异质结效率提升显著,自去年开始投建中试线的企业明显增多,2020-2021年,是名副其实的异质结投资元年。

  异质结并不是一项新诞生的电池技术,最早由日本三洋公司在1990年开发成功,并对其进行专利保护。起初受三洋专利保护和薄膜技术的限制,异质结的产业化进程推进缓慢。随着三洋基础专利保护在2011年到期,许多晶体硅电池公司、薄膜电池公司和光伏设备企业进入异质结电池领域。2017年以来,一批国内企业开始启动或规划异质结产线,商业化节点加速到来。在近日举行的2021HJT异质结商业化量产高峰论坛上,新能源行业智库SOLARZOOM光储亿家创始人刘昶预测,未来五年,异质结技术的渗透率将从现在不到1%提高到70%以上,将有越来越多的新资本和新面孔加入异质结赛道。

  作为技术本身来说,现阶段异质结的优点和缺点一样明显。资本狂欢的背后,异质结究竟能否掀起一场新的光伏技术革命?

  下一代技术,谁主沉浮?

  PERC是当前光伏行业的主流电池技术,2020年PERC电池片市场占比为86.4%。随着近年来PERC电池效率不断攀升,效率提升的速度也在逐渐放缓,P型PERC量产效率达到23%左右的瓶颈区。光伏技术迭代路在何方?业内对此的共识是,N型电池是接棒P型电池的下一代电池技术。除异质结外,TOPCon、IBC也是N型电池的热门技术路线。下一代技术究竟是异质结还是TOPCon?这是去年以来所有光伏论坛上热议程度最高的焦点话题。

  “低温度系数、低衰减、高转化效率、工艺简单等,是N型异质结技术最主要的优势。”安徽华晟新能源科技有限公司CTO、中科院电工研究所太阳电池技术研究部主任王文静对澎湃新闻表示。光伏电池温度升高时输出效率会降低,通常来说,电池片温度每升高1℃,PERC电池的温度系数为-0.37%,异质结电池为-0.25%,高环境温度下的功率损失更小。加上量产效率已能达到24%以上、无光致衰减(LID)和电位衰减(PID),这些都意味着异质结在光伏电站端的全生命周期上的发电增益更具优势。

  此外,异质结电池的结构决定了可以天然双面发电,工艺流程只有清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、导电膜沉积、丝印固化四个环节,相比8道工序的PERC电池大大简化。在技术延伸上,随着异质结技术的逐渐成熟,未来有望成为一种平台型技术,与钙钛矿结合形成叠层电池。

  但是,尽管生产流程简单,异质结在每个环节的制造难度较PERC电池大幅提升,对清洁度、精细度、均匀性和连续性的要求非常严格。

  “现阶段最大的痛点还是成本高,单GW的设备投资,异质结超过4亿元,PERC在2亿元左右,此外银浆用量大。”王文静称,从性价比的角度来说,要超越主流PERC技术,异质结的性能是高了,但价格还有继续下降的空间。

  成本高,设备、银浆“两道坎”,是光伏业内围绕异质结电池技术最大的争议点。支持者们认为,随着国产设备进步和规模化优势,加上硅片薄片化、铜替代等降本方案的突破,异质结规模化量产后的度电成本有望在2023年与当前主流的PERC技术打平。反对派则认为,异质结成本太高,无论是固定资产投资成本,还是银浆等材料成本,短期性价比难以超越PERC,甚至不如TOPCon.TOPCon生产线可在现有PERC产线基础上进行改造,异质结则与现有设备不兼容,必须“另起炉灶”投资。

  路线之争的本质,不是纯粹的技术之争。从实验室数据来看,异质结和TOPCon的理论转换效率均在28%以上。正是由于TOPCon可以由传统PERC升级改造而来,因此当前持有大量PERC产线的厂商最具备“站TOPCon”以延续现有产线寿命的动力,“站异质结”等同于存量资产减值、“革自己的命”。对于新入局者而言,押注异质结,意味着可以在又一轮光伏技术迭代中占据领先身位。对于资本来说,为PERC“续命”的TOPCon不足以撼动当前的产业格局,更加颠覆性的异质结技术具备更大的想象空间和资本增值空间。

  多位资深光伏从业人士对澎湃新闻称,上述“心态”的不同,是导致下一代电池技术之争愈演愈烈的关键原因。

  异质结降本,进展到哪步了?

  无论出于何种立场,降低成本、提高转化效率,是异质结走向更大规模商业化量产必须解决的“痼疾”,成本下降对于提升渗透率而言至关重要。

  安徽华晟新能源公司是目前异质结赛道上的领跑者之一,拥有全球首个异质结低成本智能化量产项目。前述异质结商业化量产高峰论坛上,华晟电池事业部总经理徐昕首次全面发布了该量产线上的日产量、平均效率、良率、成本等数据:华晟500MW项目经5个月的调试进入达产阶段,目前产能利用率已经达到85%、量产平均效率达24.2%、良率超过98%。

  徐昕介绍,该条产线的首要任务是先把产能跑满,尽可能将生产制造成本降下来,以接近预设目标。目前该产线的销售订单远大于生产能力,到今年四季度,团队会在目前24.2%的平均转化效率基础上做进一步效率提升。此外,华晟正在进行二期量产线的设备选型,计划在二期量产线上实现25%左右的转化效率。

  他罗列的一份来自于某中东客户的实证数据显示:2021年7月,异质结双面组件的发电量超出PERC双面组件约8%,超出PERC单面组件约20%。“产能拉满之后,异质结的整体成本与PERC的差距将缩减到2毛钱以内,腾出利润空间。”

  针对外界最关心的异质结银浆成本,徐昕给出一组数据:量产4个月,华晟500MW产线单片银浆耗量(9BB产品)从240多毫克降至195毫克左右。华晟特有的低银浆耗量方案(M6-S12BB)中,有望将银浆耗量降低到160毫克以内,预计银铜浆导入后银浆耗量可以再减少一半。

  “异质结电池将进入10GW时代,这个周期已经很近了。”王文静预测,到今年底国内异质结投产规模将达到6GW左右,明年华晟2GW产能也将实现,2022年10GW异质结总产能是大概率事件。“设备降本目前已经很明显,今年再招标可能会达到单GW 4亿元以下,明年可能达到3.5亿元甚至更低。目前单片银浆耗量在200毫克左右,下一步,银包铜浆料将在今年第四季度或者明年初导入到产线中。”他对澎湃新闻称,到明后年,异质结和PERC在电站端的LCOE(平准化度电成本)曲线将基本接近或形成交叉点。

  迈为股份董事长周剑对异质结产能扩张和优势的预计更加乐观。他透露,迈为的微晶量产设备将于今年年底推出。异质结加上微晶,电池量产效率可达到26%,“到2022年,由于微晶的导入,异质结和TOPCon会拉开一个比较大的差距。”

  金刚玻璃总经理严春来给出的不同电池片技术单GW设备投资对比中,PERC为1.5亿至2亿元,TOPCon在2亿至2.5亿元,当前的异质结在4亿至4.5亿元,参考国产化设备此前的成本下降速度,1-2年后单GW异质结设备投资可降至2.5亿至3.5亿元,“异质结设备如果能降到低于3个亿,接近TOPCon生产线,竞争力就会更明显。”

  异质结电池的扩容将快速拉动稀有金属材料铟的需求量,后者是可用来制作异质结电池所需ITO靶材。外界担忧,异质结的大规模量产会带来铟的产能明显不足和价格飙升。对此,SOLARZOOM 副总裁马弋崴在前述论坛上提出,异质结需求爆发确实会造成铟价大涨,但铟价暴涨不会导致异质结生产成本的显著上升。“即使铟价上涨至12000元/千克,靶材成本也仅有0.05元/W。”在技术层面上,已经有了降低铟用量的技术方案,包括使用掺铝氧化锌(AZO)、采用SiNx或SiOx盖帽层来降低ITO的用量等。

  刘昶认为,基于异质结相较于传统PERC技术在光电转换效率及全生命周期单位发电量上的比较优势,可获得比PERC组件高0.30元/W以上的销售溢价,待异质结组件在低银耗及硅片薄片化技术成熟后,将带来0.20元/W以上的单位净利润。“未来四到五年,我们认为PERC仍然有一定的空间。但到2025年左右,异质结将至少在90%甚至95%以上替代PERC。”

  新一轮行业大洗牌即将到来?

  根据SOLARZOOM新能源智库统计,截至目前,全球具有实际量产能力的异质结电池产能5.26GW,其中海外产能约1.64GW,国内产能3.62GW,而在3.62GW的实际产能中,只有1.75GW产能出自量产线,其余都是中试线产能。数字虽然不高,但是考虑到异质结的崛起时间,已是相当不错的成绩。

  有业内观点认为,新一代电池技术对PERC技术的颠覆,将导致堪比上一轮单晶替代多晶的技术革命和行业洗牌。目前看来,悬念仍存,但行业正迎来多种技术共存竞技的过渡窗口。

  从公开表态上看,作为重要风向标的光伏龙头企业对异质结均有跟踪和技术储备,做着两手准备。

  6月1日,隆基股份公布经权威第三方研究所测试的异质结电池实验室数据,以25.26%的转换效率刷新异质结最高纪录。该公司同时宣布,其N型TOPCon、P型TOPCon也一举刷新世界纪录。

  这令外界有些意外,原因是在此之前,隆基在下一代电池技术路线上偏向于TOPCon,并曾屡次表态“异质结在5年内还不具备商业化价值”。“异质结技术也在不断进步,我们发布了新的世界纪录,隆基的研发团队可以说也是世界上最好的异质结研发团队,我们对异质结非常了解。”对此,钟宝申在今年SNEC期间对澎湃新闻回应称,TOPCon与异质结各有特点,最终还是要看哪种技术路线真正能够帮助客户降低成本,能够保障电站30年可靠运行。

  钟宝申对澎湃新闻称,异质结仍面临非常多挑战,比如对稀有金属的使用。总结来说,技术上能否取得优势,有待继续考证;技术取得优势后,量产形成规模,资源上能否支撑,是第二道待解之题。他在接受中国能源报采访时说,究竟哪些技术最终会成为主流,或是成为隆基最大规模的投资方向?还需要再进一步验证。今年隆基会率先将TOPCon投入量产。

  通威股份作为PERC时代光伏电池龙头,此前分别在成都和合肥建设了两条异质结中试线。今年7月中旬,通威成都金堂基地1GW异质结项目第一片电池片下线。通威近日对外披露进展时称,目前1GW产线已调试完毕,产线处于产能爬坡中,将根据进展情况规划后续异质结的产能。通威1GW异质结项目是国产设备生产商的“练兵场”,捷佳伟创迈为股份、钧石、理想万里晖几家主流设备商均在其中。通威的TOPCon小试和中试线也在推进中。

  8月23日,国内光伏组件头部企业晶澳科技宣布50亿元定增计划,其中3亿元用于高效太阳能电池研发中试项目,“以提升异质结电池的中试生产能力,为该产品的大规模产业化生产打下良好基础。 ”

  天合光能在2021年中期业绩报告中称,其TOPCon电池实验室可量产电池效率可达到24.5%。新建了500MW的210mmx210mm大尺寸TOPCon电池中试线,为后续大规模投产做好技术储备。异质结电池和组件技术也一直是公司的研究重点,正在进行210 HJT组件认证,已完成HJT可靠性的研究工作,取得了突破性进展。

  王文静对澎湃新闻分析称,异质结电池的大规模量产技术已经基本成型。他建议道,下一步需要做好的是三件事:现有异质结电池技术的全产业链匹配;异质结电池的进一步降本;通过导入微晶技术等,进一步将异质结电池的效率提升到25%以上。

(文章来源:澎湃新闻)

文章来源:澎湃新闻 责任编辑:DF075
原标题:观察丨资本热捧的异质结技术,能否掀起新一轮光伏技术革命?
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