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乐鱼-以通威为样本:中国光伏缘何能够实现技术反制?

作者:肥仔 发布日期:2023-12-27

本文系基在公然资料撰写,仅作为信息交换之用,不组成任何投资建议。

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在财产经济全球化竞争历程中,我们经常面对手艺封闭,特别是高端制造手艺。面临手艺封闭,无数中国企业抗压前行,推动国产化冲破,现在已在诸多行业成立财产优势壁垒。此中之一就是光伏。

2022年12月30日,商务部发布《中国制止出口限制出口手艺目次(收罗公家定见版)》,拟将光伏硅片制备、激光雷达等7项手艺列入制止或限制出口手艺条目。我国之所以可以或许在光伏范畴实现手艺反制,可以一分为二地看。从体面看,我国具有全球最年夜光伏产能和最完美的财产链,可以或许为全球市场供给跨越70%的组件;从里子看,我国光伏出产手艺全球领先,好比光伏电池转化效力是世界之最。

图:中国光伏电池片尝试室效力屡破记载,资料来历:中国光伏行业协会

中国光伏站上手艺曲线趋向之巅,并不是一挥而就,且仍处在不容有掉的延续进化当中。梳理此中的财产脉络纪律与要害手艺演进,已成为我们洞悉中国甚至全球光伏将来新款式的重中之重。

01中国光伏二十年,从范围领先到手艺领跑

时候回到2001年,我国光伏行业方才起步。在那时欧美国度鼎力补助光伏的布景下,全球光伏市场快速成长,刚插手WTO的中国享受了光伏火爆需求带来的制造业盈利。短短数年,到2007年,我国便成为全球最年夜的光伏制造国。不外我们其实不是光伏利用年夜国,那时光伏首要市场依然在海外,并且要害手艺不在手上,焦点原料也严重依靠进口,更像是来料加工的脚色。

总之,以量取胜的中国光伏面对“三头在外”的窘境。履历二十年的成长,我国光伏行业成就斐然,已成为名不虚传的全球光伏制造中间。从范围维度,中国光伏产量和装机量均为世界第一。截止2022年,我国多晶硅产量持续12年、光伏组件产量持续16年、光伏新增装机量持续10年、光伏累计装机量持续8年位居全球首位。从手艺维度,我国光伏财产在上、中、下流各环节几近都可以实现国产化供给,而且构成了一批世界级的龙头企业。中国光伏企业一向在开辟更高效、本钱更低的光伏手艺。以光伏电池片为例,我国光伏晶硅电池尝试室效力屡屡刷新世界记载,引领行业降本增效。

图:中国光伏电池尝试室效力屡破记载,资料来历:中国光伏行业协会

现实上,光伏是典型的手艺密集型行业。中国光伏由年夜变强的进程也是手艺一路冲破的进程,谁能抢占手艺高地将很年夜水平上决议将来款式。市场对光伏手艺存眷度最高确当属电池片。比拟硅料、硅片等环节,电池片的手艺更轻易呈现重年夜手艺变化。所以一向以来,电池片的手艺比赛始终剧烈。当前光伏电池片正处在P型向N型迭代的要害期。而N型电池手艺线路正显现多样化特点,各年夜厂商陆续推出电池新手艺产物。

在浩繁手艺线路中,一种新的高效电池出产手艺引发了我们的存眷:通威TNC电池手艺。就在客岁11月,通威TNC高效电池手艺获评中国进博会组委授与的2022年度十年夜“零碳中国”立异手艺。之所以这个手艺引发我们的高度正视,是由于通威TNC电池手艺在电池效力、输出功率、系统本钱等方面都处在行业领先地位,有助在鞭策全球光伏向前成长。站在行业角度,通威TNC电池手艺其实已成为中国光伏手艺优势的典型样本。

02以通威为样本,解码中国光伏手艺的比力优势

1、甚么是TNC电池手艺?

何谓TNC高效电池手艺?是指通威基在N型钝化接触电池手艺,采取其自立研发的PECVD多晶硅沉积手艺线路,经由过程实现下降电阻,提高填充因子进而晋升光电转换效力的一种高效电池出产手艺。相较在今朝主流的PERC电池,TNC电池的首要区分在钝化层制备,需要在电池后背制备一层超薄氧化硅,然后再沉积一层搀杂硅薄层,两者配合构成钝化接触布局。而这项手艺难点在在隧穿氧化层发展和多晶硅层沉积。

图:通威TNC电池布局,资料来历:通威

通威采取原位PECVD工艺进行地道氧化和搀杂聚膜沉积,成功解决了地道氧化膜的平均性和薄膜剥落等困难。当前通威操纵TNC手艺出产的电池量产转换效力已跨越25.1%,组件功率到达575W以上 (182尺寸72片版型) 。我们查询到,通威已率先申请了多项TNC电池手艺相干的发现专利,成为其手艺护城河。

图:通威太阳能电池片专利,资料来历:专利之星检索系统

2、TNC电池手艺的要害看点

光伏电池片是实现光电转换最为焦点的环节,其手艺线路和工艺程度直接影响光伏组件的发电效力和利用寿命。从发电效力看,TNC电池采取通威立异的SMBB手艺,不但可以下降微隐裂酿成的功率消耗,还可以缩短细栅上40%的电传播输距离,下降电池的内讧损掉,从而有用晋升组件现实运行时的发电效力。今朝,SMBB手艺已经由过程TUV认证和2项IEC靠得住性测试。

图:通威的SMBB手艺,资料来历:通威

从组件功率看。在不异组件尺寸和版型的条件下,通威TNC组件功率较其他厂家P型组件主流功率可提高20-25W。测算下来,在系统端地盘面积不异环境下,TNC组件的系统功率可提高4.2%。从功率衰减机能看。衰减率是决议光伏产物全周期发电量的要害身分。通威TNC组件首年衰减1%,每一年衰减不高在0.4%,比拟常规PERC组件,全周期机能优势更加较着。

图:通威TNC产物的功率衰减机能对照,资料来历:通威

从组件温度系数看。通威TNC组件的功率温度系数为-0.30%/℃,年夜幅优在常规P型组件的-0.35%/℃。在高温区域或夏日高温情况下,TNC组件发电量增益优势加倍凸起。

图:在分歧地域通威TNC组件的发电增益数据,资料来历:通威

从组件双面率看。通威TNC双面双玻组件产物系列的双面率较行业主流P型双面双玻组件晋升10-15%。组件后背在有光照的环境下可取得更多的整体输出功率增益,对辐照优良的地面年夜型电站项目,假如搭配跟踪支架,额外发电增益更凸起。与此同时,通威在TNC组件的封装和布局设计上做了年夜量手艺立异,让TNC电池手艺的优势加倍凸起。好比在组件的封装上,在包管组件质量靠得住性的条件下有用减小了片间距,晋升了组件空间操纵率和输出功率。在采取不异效力电池的条件下,组件效力可晋升0.15%以上。

图:通威的高密度封装手艺,资料来历:通威

再好比组件的布局设计,TNC组件采取电池切半,上下对称并联络构设计,不但可以实现年夜幅下降组件内部电学消耗,还能有用削减因遮挡(暗影、异物等)引发的输出损掉。总结来讲,得益在通威自立研发的TNC高效电池手艺和立异制造工艺,通威TNC产物在综合机能上位居行业领先程度。

3、TNC手艺对行业意味着甚么?

效力和本钱是制造业的永久寻求。就光伏行业而言,降本增效的需求加倍火急。一项光伏新手艺是不是成功,要害评价指标就是可否实现更年夜水平的降本增效。起首讲到光伏本钱的下降。LCOE(平准化度电本钱)是业内权衡光伏系统经济性的主要指标,下降LCOE的首要的办法是削减初始扶植投资和提高系统发电收益。通威TNC高效光伏组件因为效力高、更低的衰减和更好的温度系数等,不但能下降系统BOS本钱和地盘利用本钱。以182-72双玻版型组件为例,按照测算,通威TNC组件的LCOE可下降约3.4%。

图:通威TNC组件的度电本钱阐发,资料来历:通威

其次,是经济效益的提高。凭仗更高的输出功率、更优良的功率衰减机能、更高的双面率,通威TNC手艺出产的双面组件较传统PERC双面组件平均单瓦发电量增益高3-5%。以通威自产的182尺寸72版型半片组件为例,其功率可达575W以上,较传统PERC双面组件平均单瓦发电量增益高3%-4%。按照国度划分的I类、Ⅱ类、III类光照资本区域,采取通威TNC手艺出产的高效光伏组件发电增益别离可达3.25%、3.30%、3.96%,均到达行业领先程度。接下来跟着TNC电池的范围化出产和制造本钱下降,其经济性将进一步增强,在组件端到达与PERC不异的本钱程度。

届时,TNC电池有望替换PERC成为首要手艺线路,引领中国光伏财产继续前行。按照公然信息,通威TNC产物的出产正在快速推动中,其位在眉山的一期1GWh工场已处在量产阶段,另外一家8GWh工场正在扶植中。截至今朝,通威高效电池组件产物已在甘肃、山西、海南等多个区域市场的光伏发电项目实地利用。本年下半年,通威将实现TNC电池和组件的范围化产出。最后,从全财产链看,从PERC到TNC手艺,二者的产线和工序差别较小,制备流程比力接近,首要是后者增添了隧穿氧化层和多晶硅沉积装备,和硼分散设备。也就是说,行业龙头可以有用操纵原有产能实现手艺的进级。

4、通威若何实现手艺站位?

光伏电池手艺多样化,行业龙头竞争剧烈,为何通威的电池手艺具有行业领先性?复盘通威在光伏行业的成绩,其电池手艺的优势不是偶尔,更多是源在手艺立异基因。举例来讲,在进入光伏行业之初,通威选择了手艺壁垒最高的硅料环节。通威颠末多年手艺立异,研发出了具有自立常识产权的“永祥法”多晶硅出产工艺,使其出产本钱做到行业最低。

今朝,“永祥法”已迭代进级到了第七代。在电池片环节,通威太阳能已持续6年成为全球范围领先、出货量最年夜的太阳能企业。但当行业主流PERC手艺出产的太阳能电池面对效力晋升天花板、降本增效瓶颈时辰,通威没有坐拥范围优势,而是延续立异,不竭冲破手艺鸿沟。自2020年最先,通威太阳能年夜量投入资金、人力、时候本钱进行TOPCon电池研发工作,直到研发出具有通威特点的TNC电池手艺。通威选择同时跟进多种手艺线路,紧跟手艺的变化和冲破。对N型电池,通威一向对峙TOPCon和HJT的同步研发,旨在寻觅将来降本增效空间更年夜的手艺。当前TOPCon电池手艺已有重年夜冲破,其HJT手艺也在快速推动中。

在2021年7月16日,通威1GW HJT首片电池片下线。近日,经权势巨子第三方机构TV南德测试见证,通威210 HJT双玻组件实测正面最高功率720.7W,缔造了异质结组件功率记载。除TNC和HJT产线,通威还成立了IBC电池实验线,首片IBC电池已在2022年7月正式下线,今朝正在进一步优化产线。同时,公司钙钛矿尝试室也已搭建完成。电池手艺永久都在进级,按照通威光伏首席手艺官邢国强博士对外流露的信息,通威将来将把SE手艺整合到TOPCon工艺流程中,继续将电池效力提高到25.9%以上。

行文至此,我们不难看出通威在光伏电池手艺的研发上面是全方位投入,依托在本身壮大的研发和工程制造能力,不竭推出更具市场竞争力的产物。

03光伏行业的新高地

当前我国光伏的累计装机量约为3.9亿千瓦。依照双碳方针计划,2050年光伏的总装机范围要到50亿千瓦,这意味着将来30年光伏的装机量还要增加约13倍。放眼全球,跟着洁净能源转型和世界列国对能源平安正视水平的不竭提高,列国纷纭调高光伏装机方针。叠加光伏发电本钱延续下行,经济性不竭晋升,全球市场对光伏需求简直定性不竭增添。当前时点来看,中国光伏毫无疑问已成为具有国际竞争优势的计谋性新兴财产。那末接下来若何才能继续连结领先性?

1、垂直一体化——中国光伏财产的新优势

最近几年来我国光伏行业一体化成长趋向逐步增强,龙头企业纷纭经由过程垂直一体化结构来打造本身竞争力,从而实现强者恒强。经由过程垂直一体化结构,不但可以降本增效,还能加快手艺的融会开辟,晋升企业的焦点竞争力。素质而言,垂直一体化便是晋升经济效益的路子,也是培育本身竞争力,加强反抗风险能力,进行自动计谋计划的手段。在垂直一体化这个年夜趋向下,光伏各家企业竞争的焦点将从曩昔专注在利润转化为对财产全链价值的结构与要害手艺掌控。更主要的是,光伏行业的竞争将由某个环节的单项竞争,升维至财产链的周全竞争。仍是以通威为例,今朝通威在光伏范畴构建了从上游高纯晶硅出产、中游高效太阳能电池片和组件出产到下流光伏电站扶植和运营的垂直一体化财产链。安身本身在行业上游多年积淀的深挚优势,通威进一步延长结构,为下流供给高效的组件产物,不但可以进一步晋升公司的整体竞争力,同时也加倍契合本身降本增效的行业任务。在剧烈的行业竞争中,通威的优势在在,其上下流垂直一体化带来的本钱优势和手艺敏感性,将有用下降组件制造本钱和光伏系统的度电本钱,终究强化晋升其市场竞争力。今朝通威组件产能为14GW,按照计划,其组件产能在2023年将到达80GW;对电池片,到2023年,通威电池产能到达102GW,2026年电池产能到达130-150GW。届时,通威垂直一体化带来的优势将更加凸起。面临风云变换的全球市场时,具有垂直一体化的企业将表示出更壮大的抗风险能力和竞争优势,如斯才能充任中国光伏行业的中坚气力。

2、立异手艺激起范围势能

按照海关总署数据,2022年我国光伏产物的出口再立异高。全球对中国光伏的需求还在不竭增加。

图:我国光伏组件出口额稳步增加,资料来历:海关总署,华创证券

另外一方面,海外埠区的光伏制造正在从头启动,最先推出相干政策鼓励本土光伏制造成长。2022年2月,印度尼西亚打算投资40亿美元构建多晶硅财产,以增进光伏组件的出产。

2022年3月,欧盟光伏协会发布能源自力建议书,该建议书的发布晋升了欧洲光伏财产自力性。2022年7月,印度能源巨子塔塔电力公司与印度泰米尔纳德邦当局签订了一份体谅备忘录,将投资扶植一处4GW电池和4GW组件厂。

将来立异手艺照旧充任光伏财产的焦点驱动力,以手艺为“矛”,中国的范围势能将进一步激起。以组件为例,当下我国组件行业已构成隆基、晶科、天合、晶澳四巨子款式,2022年其出货量合计约170GW,占全球新增装机的2/3摆布。而光伏组件是个高速增加的市场,也常常意味着有机遇孕育出新的组件巨子。

作为光伏组件的新入局者,今朝通威在组件环节已充实证实了手艺优势,拉长时候维度,通威的进入也代表着中国企业将把握全球光伏财产更强的话语权。总之,在中国光伏主力军的配合尽力下,光伏手艺实现不竭冲破,在手艺与范围共振之下,中国光伏的比力优势得以延续凸显。

原文题目:以通威为样本:中国光伏缘何可以或许实现手艺反制?

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