中国光伏往事与新局,得技术者得天下

甲子光年科技产业智库

甲子光年科技产业...

· 2022.11.23 18:16

只有引领技术的企业,才能引领新时代。

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中国光伏往事与新局,得技术者得天下

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图片来源@视觉中国

文|甲子光年科技产业智库,作者 | 涂明,编辑 | 九月、甲小姐

2021年,被称为中国“碳中和行动元年”——政策、行业动作频频,大量创业者和投资人开始转身看向碳中和;但与此同时,时间的紧迫性也导致一些企业心存投机,减碳动作变形,运动式“减碳”成为双碳进程中一道刺眼的疤痕。

“碳中和”是社会发展给出的一个确定结局,但过程中,依然充斥着诸多不确定性。这一期,我们从中国光伏20余年的跌宕发展历程聊起。

2006年5月起,无锡尚德太阳能电力有限公司创始人施正荣多次致电美国多晶硅制造龙头MEMC的CEO纳比尔·加里布,软磨硬泡了两个月,终于说服对方按照当年的硅价,以80~100美元/公斤的价格,签下一个价值50~60亿美元、时效长达10年的硅片采购订单。

拿下订单后,施正荣心情大好,他向媒体表示,“能和MEMC达成长期供应意向是一件大好事”,这能帮助尚德在未来3~10年的硅料紧缺潮中“获得稳定的原材料供应,从而保证了尚德的发展速度”。

当时,中国光伏正处在第一个黄金时代,海外市场爆发。一方面,中国光伏组件厂商顺势出海,获益巨大,施正荣借着时代红利荣登中国首富。另一方面,上游原材料多晶硅供应紧俏,价格飙升,缺乏议价能力的中国组件企业为保证生产,多数只能选择与海外厂商签订长期协议,提前锁定硅片价格,规避风险。

盛极一时的施正荣没想到,仅两年后,金融危机便席卷全球,光伏需求骤减,硅片价格断崖式下跌,触底时每公斤售价仅16美元。原本使尚德占尽价格优势的长期协议,反而成为致命负担。他只能再次拨通越洋电话,与MEMC发起一场长达两年的谈判。经过拉锯,2011年,协议终止,但尚德的代价是赔付2.12亿美元的违约金。

算上此前因金融危机而积压库存的高价原料、半成品和成品损失,经此一役,尚德伤筋动骨。两年后,曾经全球第一的光伏龙头无锡尚德破产重组。与此同时,另一家光伏企业保利协鑫并不急于同外国厂商签订协议、扩张组件产能,而是选择自主突破多晶硅的核心技术,将主动权从外国厂商手中夺回,在尚德陨落之时崛起。

过去20余年,中国光伏经历了几轮周期,每隔数年,便有旧王陨落,新王登台,这只是中国光伏跌宕发展的一个缩影。

如果总结经验,共性在于:当市场景气时,在原有技术与产品上疯狂投入、一拥而上的企业,最后很可能惨淡收场,反而是坚定新技术方向,忍住扩张冲动、冷静布局未来的企业,更有可能收获一个时代。

经过二十余年的发展,中国光伏历经技术革新,如今已成为多个产业环节的“世界第一”。在双碳目标下,今天,中国光伏发展又迎来了新的周期:中外光伏市场再次爆发,技术变革也来到了硅料、硅片之后的下一个环节——电池片领域。面对新机遇,诸多企业在既有产品上大笔投入、征杀不止,同时也有巨头在布局新技术,与创业公司一决高下。

群雄逐鹿的时代,谁能穿越新的周期?中山大学太阳能系统研究所所长沈辉向「甲子光年」提到,“过去的中国光伏,更像是‘跟跑者’,发展目标是超过前边领跑的人。但时至今日,跟跑的时代已经结束,中国光伏走到了‘领跑者’的位置,只有引领技术的企业,才能引领新的时代。”

1.0时代:多晶硅突围,中国光伏的第一道分水岭

中国光伏的成长路线图,本质上是技术发展的路线图,是降本增效的路线图。中国光伏的第一次技术革命,发生在光伏的上游——多晶硅领域。

2006年在中国光伏近20年的发展中并不起眼,但第一拨淘金者命运的分化,都在这一年埋下了伏笔。

世界光伏行业大爆发,发生在2004年。迫于环保和能源安全的双重压力,德国、瑞士、西班牙等多国相继出台光伏产业政策。大半个欧洲以及美国,以高出平均电价10倍的价格鼓励光伏发展。仅2004年之内,全球光伏市场的需求同比翻了整整一倍。

一个晶硅光伏组件的诞生,要经历硅料、硅片、电池片以及组件封装四步:先将硅矿提纯为多晶硅料,再进行铸锭或拉晶,切片,产生多晶/单晶硅片,然后结合磷、硼等辅材,改变硅片的物理结构,使之可以发电,形成电池片,最后将电池片串联,添加玻璃、盖板进行封装,即最终的组件产品。

一个晶硅光伏组件的诞生

当时,上游多晶硅生产技术被美、日、德三国垄断,中国光伏企业只能进入技术门槛更低的组件环节,利用劳动力成本低的优势,打开欧美市场。当时,中国光伏骨干企业几乎每家的出口占比均在95%以上。

仅在2004年一年,无锡尚德光伏产品出口额便翻了10倍,净利润近2000万美元,一跃成为全球十大太阳能电池制造商之一。2005年,尚德在美国纽交所上市,2006年,创始人施正荣成为了中国光伏行业催生的第一个首富,身家186亿美元。

但繁荣的背后,危机潜行。因下游光伏需求大增,上游硅料开始供不应求,价格连年上涨。在2000-2006年这六年间,多晶硅的价格翻了11倍,从9美元/公斤涨到100美元/公斤。

一面是市场需求高涨,一面是原料成本飙升,面对这一矛盾,中国光伏企业给出了两种不同的解法,第一批光伏淘金者的命运,因此走向了岔路。

施正荣的解法基于两个关键判断:一,光伏行业的需求在未来十年会持续增长,产能必须跟上;二,多晶硅的价格10年内只升不降,签订长期协议是最好的风险规避办法之一。这才有了开头他与MEMC签下10年订单的场景,2007年,尚德又与美国HoKu签订了6.78亿美元的多晶硅供货合同。

彼时,中国光伏企业对上游缺乏议价能力,通过同海外供应商签订长期协议,在保证原料供应的同时规避原料价格上涨风险,成了国内光伏企业的普遍选择。

“拥硅者为王”,以无锡尚德为代表的一批中国光伏组件商们,也确实因为这一决策尝到了甜头。

直至2008年,全球硅价仍在飙升,高点时,全球硅料价格一度高达500美元/公斤,相比之下,尚德凭借协议,只用花1/3乃至1/4的低价就可以买到原材料。省下一大笔钱,尚德迅速扩张电池组件产能,2008年,尚德光伏组件产量翻了10倍,成为全球产能第一的光伏组件企业。

施正荣不会想到,当时得意的两个关键判断,后来俱成泡影,尚德因此被拉下神坛。

2008年,世界金融危机爆发,欧美光伏需求骤减,多晶硅迅速价跌。从2008年起,无锡尚德不得不花费高出市价近一倍的价格,继续从MEMC购买硅料。2009年起,尚德再次与MEMC缠磨洽谈,2011年,长期协议终止,但尚德也因此伤筋动骨。

同时,中国光伏遭遇欧美“双反”政策,海外市场向中国众多企业关闭了大门。多重打击下,2013年4月,无锡尚德股价被评级为“卖出”,目标价0美元,并很快宣布破产重组,施正荣被免去董事长职位。

这是属于尚德的悲剧,同时也是无数中国光伏企业的悲剧。

据统计,2007年,中国光伏组件生产企业多达200多家,2008年一度猛增至近400家,但很快,因无法承受多晶硅价格过山车式的剧变,大多死伤殆尽,至2009年中旬,幸存者不足50家

透视这段历史,中国光伏企业第一次折戟沉沙,表面上是因为全球金融危机,深层原因是当时“原料、市场”两头在外的窘境。究其核心,还是因为关键技术并不掌握在自己手中——中国企业无法解决硅料的稀缺问题,只能被动接受原料上涨,需要靠长期协议来平摊风险。

当众多企业沉沦时,朱共山则以技术为锋镝,给出了第二种解法,带着保利协鑫穿越了光伏的第一个周期。

朱共山,江苏盐城人,早年经营20多家热电厂,成为“民营电王”,在施正荣登上中国首富榜的2006年,他转换赛道,进军光伏,投资70亿成立了江苏中能硅业。

与当时签订长协、押注扩张组件产能的企业不同,朱共山的选择是自研技术、自主生产,在技术上展现了过人的敏锐度和魄力。

彼时,冷氢化工艺是原材料多晶硅生产的核心技术,长期被美日德垄断。2005年,华陆工程科技有限责任公司技术工程师陈维平带着前化工部第六设计院的团队,花了一年时间,于2006年实现了技术突破。中能硅业成立后,朱共山便果断引入冷氢化工艺,同时聘请华陆工程的团队设计产线。

2007年,中能硅业的第一条产线投产,产能高达1500吨,是当时本土投产最早、规模最大的多晶硅产线——要知道,在2006年之前,全中国多晶硅的产量加在一起也仅有60吨。

2009年,朱共山早年创立的保利协鑫以263.5亿港元收购中能硅业的全部股权,协鑫因此一跃成为全球前三的多晶硅供应商。也在这一年,朱共山以97亿元身家成为当年的胡润能源富豪榜首富。

2013年,在“双反”的打击下,当国内不少光伏企业因此前大幅扩产而跌入谷底时,保利协鑫则凭借硅料、硅片一体化发展,击败当时海外市场的硅料霸主德国瓦克公司,手握全球1/4市场份额,成为最大多晶硅生产商。

面对相同的硅料困境,施正荣与朱共山做出了不同的选择,两家公司的命运也因此走向岔路。不过,选择会收到回报,但同样也要支付代价。选择押注关键技术,协鑫赢得了一个时代,但在下一个十年,因为眷恋旧技术,协鑫也失去了一个时代。

2.0时代:一体化VS新技术,中国光伏的第二道分水岭

第二波格局变迁始于硅片的技术革新,而忙于向下扩张产能的协鑫,将因为对技术进步速度的低估,而跌落王座。

在中国光伏发展的第一个10年,最常提到的是“三头在外”的困境,即原料来源、市场和核心技术都严重依赖国外。

旧王落新王起的同时,中国光伏也完成了第一次蜕变:通过自研自产、引进并改良国外技术两种手段,打破美、日、德的技术垄断,摆脱了多晶硅料长年受制于人的局面。直至今天,中国也依旧是世界最大的硅料原产国。

但国内市场尚未被撬动,市场在外,始终是一颗隐雷。2011年,这颗隐雷终于爆炸。

2010年12月31日,工信部为规范多晶硅发展,发布《多晶硅行业准入条件》,鼓励本土多晶硅规模化、集约化经营。

当技术与产业不断成熟,再叠加政策鼓励,保利协鑫、赛维LDK、中冶集团等多晶硅企业纷纷扩产。这一年,中国多晶硅产量已约占全球总产量的40%。同时,欧洲约51%、美国约86%的多晶硅光伏组件产自中国。

但国外市场感受到了中国光伏企业的威胁。2011年12月2日, 美国商务部针对中国光伏产品,展开了“反倾销、反补贴”调查,一年后,欧洲也正式启动对华光伏产品反补贴调查,这便是光伏史上著名的“双反”。

“双反”威力巨大,2012年底开始,中国光伏企业出口商品,就要被征收23%~254%的高额双反税,第二年,中国光伏产品对美国的出口额下跌近5成,对欧洲的出口额下跌71%,本土光伏行业在盲目性扩张后万马齐喑,产品价格大幅下滑,光伏行业几乎全线亏损,超过350家企业宣告破产。

遭遇重创,光伏产业过度依赖外需的问题开始被重视。为挽救中国光伏产业,2013年,中国政府推出了一系列救市政策,以此打开国内市场,刺激光伏企业发展:

  • 当年2月,国家发改委下发《关于完善光伏发电价格政策通知》,宣布将按0.35元/度电的标准补贴国内分布式光伏发电产业,为行业给予了资金支持;

  • 7月,《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》一文出台,宣布将光伏产业的发展重心转移到扩大国内市场、提高技术水平上来,并将未来两年内的光伏装机目标上调66%,同时鼓励光伏企业向中西部资源优势地区聚集

一系列文件出台,意味着我国光伏进入了以国内市场为主的度电补贴时代。此后两年,急于突围的光伏制造企业涌入西部,向产业链下游扩张。分布式光伏、地面光伏电站等设施拔地而起,此前因“双反”而破损严重的产业链条也得到重组。

在此背景下,2013年,已成为全球多晶硅料、硅片双龙头的保利协鑫,也决定进入光伏电站领域。

彼时,协鑫曾对外表示,“协鑫在多晶硅领域已经做到了全球第一”,是时候腾出手,“向下游纵深拓展”了。

2013年1月29日,协鑫成立子公司协鑫新能源控股有限公司,投资巨额,在4年内,将这个光伏电站领域的新兵推上了中国民营光伏电站规模第一、全球第二的宝座。

2014年时,该公司持有的光伏电站规模还只有353MW,等到2017年,这一数字已经拓展至了6GW,4年翻了20倍。

这个阶段,政策补贴是刺激光伏电站建设的主要因素,然而,当市场内在需求尚未真正爆发,由政策主导的需求并不稳固。

很快,由于整个光伏电站行业上马过快,产能爆发迅猛,用作补贴的可再生能源电价附加收入增长开始落后于补贴需求的增速,财政补贴出现缺口。

2018年,中国光伏补贴的拖欠缺口超过了600亿元,到2020年底,仅拖欠协鑫新能源的补贴就已高达91.7亿元。

光伏电站无疑是资金密度最高、资产最重的环节,对补贴依赖较大。所以,当协鑫新能源开始在这一领域近乎疯狂地扩张产能,而补贴又无法及时到位时,巨额亏损便成了必然。

比拖欠既有产能补贴威胁更大的,是停止补贴新增产能。当协鑫背负巨额负债艰难前行时,震撼业界的“531新政”正式颁布。

2018年5月31日,国家发改委、财政部和国家能源局等主管部门联合下发《关于2018年光伏发电有关事项的通知》。新政发布了一个重要变化:光伏上网电价将进一步下调,度电补贴进一步缩紧。

根据上述文件,从5月31日起,中国有补贴的分布式项目将从不限制建设规模收紧为全年10GW。而当时,中国的分布式项目装机规模已接近10GW,这意味着,新政之后并网的分布式光伏的“钱景”将大打折扣。

这里强调一个光伏行业的本质逻辑,即一切发展的目的都是为了降低发电度电成本,实现光电价格与火电持平甚至低于火电,从而做到平价上网。正因如此,有一条主线贯穿光伏发展历程,那就是降本增效——无论是扩张产线,拿政府补贴还是技术革新,都离不开这个核心

在这条主线下,协鑫侧重拿补贴、扩产能,所以一旦没了政府补贴,本就负债前行的协鑫前景愈发艰难。

从2018年下半年开始,朱共山决定壮士断腕。“资产负债率太高了,被逼的没办法。”谈及此,朱共山颇为无奈,“只能做减法,会以最快速度出售全部光伏电站资产”。

当保利协鑫正因向下一体化布局而陷入负债泥沼中时,另一家蛰伏多年的企业,隆基绿能,开始因押注新技术崛起。

在过去长达十余年时间中,多晶硅因生产成本更低、技术难度更小,一直是行业发展的主要原料。但从发电效率上,它不如成本更贵、难度更大的单晶硅。无锡尚德、江西赛维、保利协鑫等一众光伏龙头,也都是在多晶硅领域中彼此厮杀、起起伏伏。

当时光伏行业的共识是,单晶硅的物理结构优于多晶硅,但由于单晶硅生产的硅料成本与拉晶工艺成本一直居高难下,“贵”成了挡在单晶硅发展路上最大的绊脚石。

2014年,时任保利协鑫技术总监游达坦言,“就协鑫的研判来说,单晶硅从效率上确实更具未来”,但未来毕竟“未来”,当下的江山仍以多晶硅为主体,“受制于面积和封装损失、光衰,单晶硅微弱的发电优势无法体现在组件上,整体度电成本不如多晶硅”,他甚至预言,“按照这个逻辑,到2017年,单晶硅市占率不会超过35%”。

协鑫因此判定,多晶硅仍会是未来的主流,并由此放松了对单晶硅技术的研发。

而早在2006年,当全国的企业都在疯狂涌入上游多晶硅环节时,隆基就选择了“不领先、不扩产”,而是由创始人李振国带团队调研了包括市面上所有光伏技术手段,最终判断单晶硅将会是未来最佳的技术路线,并由此开启长达十年的探索。2013年,当协鑫等企业向下游扩展时,隆基的目光仍盯着转化效率更高、度电成本下降空间更大的单晶硅路线。

李振国坚信,降低成本的核心在于技术,什么技术成本最低、效率最高的,未来便属于这个技术。此外的其他经营手段,都只是推广这一技术的一种方式。

据统计,隆基自2012年上市至2021年,累计研发投入高达123.58亿,科研人才十年增长十倍,并且收效显著:

  • 硅料环节,隆基突破了多次装料拉晶技术,将单晶硅成本限缩至与多晶硅持平的水平;

  • 硅片环节,2012年,隆基突破了过去多年一直被日本厂商垄断的金刚线切技术。隆基内部测算,“金刚线径每下降10um,单片硅成本下降约0.15元、产能提升约4%。”2015年之后,金刚线切技术成为光伏行业标配,硅片切割速度提升300%,直到今天,该技术每年为产业节省成本300亿元以上

  • 2014年,隆基收购乐叶光伏,向中游电池片、组件环节延伸,在电池片环节,采用了当时最先进的PERC技术路线,可以将电池效率提高1个百分点,且对单晶电池片的提升效果最多可比多晶电池片高出近40%。

近乎全产业链的技术开花,隆基单晶硅片的成本迅速下降,在与多晶硅的竞争中占据优势。到2019年底时,隆基单晶硅的产能和出货量已全面超越多晶硅,达到42GW,超越协鑫,成为了硅片、组件的双龙头,改写了光伏行业格局。

隆基的崛起之路,技术进步是绝对的核心。而对协鑫而言,对国内光伏增长需求及政策补贴力度的高估,促使协鑫大举进军光伏产业链下游的组件以及地面电站环节,由此债台高筑;对技术迭代周期的低估,则令其未能及时调整技术方向,最终失去了世界第一硅片生产商的地位。

历史又一次验证,只顾短期逐利而强行“一体化”扩张的企业,必然受制于变化不定的市场环境与政策导向,陷入困顿,能持续穿越周期的,还是那些能握紧先进技术的企业。

3.0时代:“强者恒强,有点想死都死不掉的意味”

在硅料和硅片技术之后,电池片技术将引领第三次行业格局变迁。

如今,中国光伏踏入新周期。“双碳”目标被提出,欧洲能源危机持续,中国与欧洲光伏双市场开启,光伏新一轮扩产潮已经到来。

当下光伏行业的动向主要有三个方向。

1.不论是上游硅料、硅片,还是中下游电池片与组件,扩产都是当前主题。建设周期最长的上游硅料环节供给持续紧张,硅价已持续两年上涨,目前已达到30万元/吨,创近十年价格新高。

为避免出现“硅荒”,隆基、天合光能、晶科能源、新特能源等中下游企业已开始提前锁硅,同上游硅料供应商,如通威、协鑫、大全签订长期协议。

私募基金投资经理张途远(化名)告诉「甲子光年」,“如晶科这样的电池片、组件大厂,今年正计划大量扩张产能,希望凭借TOPCon(新的电池片技术)扩大自身市占率。在这样的关键阶段,提前锁量很有必要——在下一个阶段很可能无硅可用,因为硅料在一个阶段的产能是有限的,你不抢,就是别人的。”

2.一体化扩张依旧是光伏龙头发展的主流方向。

比如,硅料、电池片双龙头的通威集团,今年8月开始向下游组件领域进军。某头部光伏企业电池研究院院长姜元竹(化名)向「甲子光年」分析,通威的扩张, 一是想借此分摊上游产能过剩的风险,哪怕日后硅价下跌,企业可以通过自产自销、直售组件维持平衡;二是想通过一体化进一步降低成本,“论对成本的把控能力,通威几乎做到了业内极致。”

看上去,这像是历史周期的循环往复,但企业们也在经验中吸取了教训

与2006年中国光伏为规避全球硅价上涨风险而与海外厂商锁硅不同,当下厂商们只锁量,不锁价,如无锡尚德一般一次签订十年合约,将自己“锁死”的情况,再难复见;

今天的一体化与此前光伏行业的纵向扩张也不尽相同,如今的龙头们更显谨慎,一体化布局是在掌握了核心技术后的拓展——更像当年的隆基,先掌握核心技术能力,确保核心竞争力,再开辟新战场。

3.新一轮电池片技术“战国时代”到来。

在光伏系统中,成本核心是组件,占比高达43%,组件的成本核心是电池片,占比高达65%。而电池片的成本核心在于硅片,占比高达65%。因而,降低硅料与硅片成本是企业降本的第一着手点2006年协鑫突破多晶硅量产技术、2014年隆基突破单晶硅片技术,都是从这两个领域发力。

今天的光伏技术在这两个领域也有所进展,比如,硅料端的颗粒硅工艺、硅片端的大硅片与薄化技术。但颗粒硅技术的大规模普及尚需时日,大硅片技术本身又缺乏技术壁垒。

于是,业内普遍认为,光伏的第三次技术变革最有可能发生在硅料和硅片之后技术难度更高、降本空间更大的电池片领域。

先沿着晶硅电池的迭代方向看,隆基曾推动电池片从BSF向PERC的转变,但PERC电池已实现23%的光电转换效率,逼近24.5%的理论极限。今天,PERC开始向TOPCon、异质结,以及IBC三个领域变迁。

姜元竹认为,这次电池片变迁,在技术角度可以算作是一次质变。“随着PERC电池逐渐接近其24.5%的光电效率理论极限,光电效率更高的TOPCon、异质结与IBC必将取代PERC,剩下的只是时间问题。”

在TOPCon技术上,目前投入最大的是晶科能源,量产光电效率已经突破了24.6%,并预计在今年内落成16GW的生产线。中来股份同样领先,量产效率为24.5%,现有产能为3.6GW。

其他大公司在TOPCon电池上也动作频频:

  • 6月22日,晶澳科技宣布拟投入26.22亿元在扬州建设10GW规模的TOPCon生产线;

  • 9月22日,亿晶光电称其将斥资50亿元,在安徽全椒县经开区建设TOPCon量产线;

  • 而已在TOPCon技术上布局6年的天合光能也宣布,TOPCon电池已做到了高效率、低成本,可以进入大规模量产阶段,并计划于下半年将其位于江苏宿迁的TOPCon产线正式投产。

与TOPCon被众星捧月不同,异质结技术的待遇要冷清得多。相比于TOPCon技术,异质结的光电转化效率更高,光衰性、良产率、温度系数等多项性能均更加优异,但成本高、技术难度大。

目前,国内掌握异质结技术的企业屈指可数。野心勃勃如通威、阿特斯,在TOPCon与异质结两项技术上均有布局。还有东方日升,今年9月宣布将通过定增募集50亿元资金建设异质结电池产线,希望借助此次电池片迭代的机会实现弯道超车,超越电池片、组件环节的现有龙头,增加自身市场份额。

此外,异质结领域也集结了不少从大公司出走的创业者。

曾在汉能集团担任副总裁的徐晓华,曾带着团队多次刷新异质结电池光电转换效率的世界纪录。2020年,徐晓华与原中科院电工所的王文静联合创业,成立华晟新能源,目前已发展成为全国最大的异质结公司,产能突破2.5GW,在建产能超10GW。

2021年,原天合光能实验室主任黄强也带着新技术,在江苏常州成立了专注于异质结电池研发与制造的中能创光电。

如果跳出晶硅电池体系,钙钛矿电池也是眼下颇有竞争力的技术路线

所谓钙钛矿,是对一批具备特殊晶体结构的陶瓷氧化物的统称。这种材料导电性超强、发电效率更高,理论极限可达33%。无论是多晶硅还是单晶硅电池,原材料晶硅的发电效率都有其理论极限——29.4%。随着晶硅光伏逼近效率极限,未来,钙钛矿或将重塑以晶硅为核心的光伏产业体系。为抢占先机,业内已在投入布局。

如多晶硅巨头协鑫,在2019年便建设了10MW级的钙钛矿中试线,并于2021年底开始量产,预计产品发电效率可超18%,可谓是“自己革自己的命”;隆基、通威、晶澳、东方日升等龙头大企也均表示已在钙钛矿+晶硅叠层方向布置研发。

隆基绿能总裁李振国近期曾在《Engineering》上刊文称,如果在未来几年里钙钛矿电池的寿命和大面积效率损失问题能够得到有效改善,那么钙钛矿/晶硅叠层电池有望成为未来的高效率电池主流。

最新的进展发生在初创企业中。今年7月,大正微纳宣布已投产百兆瓦级钙钛矿组件,承诺效率为21%,8月,仁烁光能宣布在苏州建成的10MW级中试线投产,预计效率为22%。

尽管企业布局如火如荼,钙钛矿技术仍因光衰速度快、材料稳定性弱等原因,而面临成本高、量产难的困境,性价比明显低于晶硅电池,距实现产业化尚且遥远。

钙钛矿的争夺属于未来,而当下,一场关于光伏电池片技术的战争正在爆发。下一步谁能替代PERC成为主流,业内尚有分歧。

比较之下,TOPCon技术胜在研发、转型成本低,可基于已有产线直接转型,更受大厂青睐。但制约TOPCon量产的主要原因是良率较低,产出的电池片易损坏。中山大学太阳能系统研究所所长沈辉向「甲子光年」介绍,TOPCon的电池结构是非对称的,其制作工艺难度不大,但是流程十分繁琐——PERC电池的生产流程只有9道,而TOPCon的生产流程多达12道,这让TOPCon在量产后的良品率很难把控。

异质结胜在综合性能更强,生产流程只有4道,但问题还是太贵。据黄强介绍,目前异质结生产的两大痛点,一个是耗银量过高,一个是硅料耗费太大,如果能够减少硅和银的使用,异质结的成本便将大大降低。

企业们先用脚投了票。

大公司今年纷纷押注TOPCon,而异质结距产业化还有一段距离。如通威、天合光能等大企多是在观望。

龙头隆基不想错过机会,秉承“小孩才选择,成年人当然是全都要”的心态,几乎在产业链的所有技术环节都建有头部研究团队。此外,只有东方日升选择重注异质结。余下光伏大厂,则连异质结技术的中试线都尚未建成。

相比之下,走在产业化前沿的还是华晟、爱康等专注于异质结领域的企业。张途远认为,“投资者会更关注异质结技术,TOPCon的路怎么走,基本已经清晰,而异质结则更具备想象空间,也更适合初创企业发展,一旦成本得到控制,其未来十分广阔。”

当然,技术的发展速度通常难以准确衡量,光伏行业也有隐忧。大厂们其实也是在赌,赌异质结的降本速度没有那么快,赌TOPCon还将有较长的发展周期,赌钙钛矿等“未来”技术会来得更早或更晚。

这一幕何其熟悉。曾经,当单晶硅挑战多晶硅时,协鑫也是在赌单晶硅的降本无法短期实现,但结果却是技术的爆发速度远超想象。

不过,对于此轮技术革新将会产生的影响,沈辉认为,“TOPCon、异质结等技术的发展确实会让行业产生剧变,但从成本与增效幅度上看,依旧只是渐进式的技术,各家企业会大力布局,但很难像当年单晶取代多晶一样,对行业造成颠覆式的影响。”

这也从某种程度说明,光伏产业走过了跑马圈地的蛮荒时代,当光伏来到平价上网时代,曾经充满变数的市场环境与政策环境已然稳定。

一位从业者感慨,“与过去光伏企业大干快上、盲目扩张不同,现在的光伏龙头在前沿技术上布局全面,产能扩张都很谨慎,如隆基,其在产业链各个环节布局的技术团队,放到世界上都是顶尖的。强者恒强,有点想死都死不掉的意味。

回顾过去,光伏产业每一轮发展几乎都得益于政策补贴和技术革新驱动。2022年起,中国光伏产业将脱离政府补贴,平价时代全面到来。可以预见的是,此后以成本定输赢、以效率决胜负的充分竞争市场,将成为光伏行业的主流。

当光伏产业来到新的周期,历史似在轮回,是扩张既有产能、纵向一体化,还是押注新技术,不同的企业再次给出了不同的解法。谁能穿越新周期?人们很难预知。但追求更高效的技术,追求更低成本的电能,会是人类永恒不变的追求。

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