碳中和開(kāi)局之年，光伏行業(yè)技術(shù)競爭白熱化

隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步、規?；?，光伏發(fā)電成本迅速下降，為碳達峰、碳中和目標的實(shí)現提供了強有力的支撐。

光伏行業(yè)的技術(shù)路線(xiàn)競爭一刻不停，目前一些新的技術(shù)又開(kāi)始造勢，比如顆粒硅技術(shù)、異質(zhì)結技術(shù)、鈣鈦礦電池技術(shù)等，但最終哪些新技術(shù)路線(xiàn)能夠勝出或者分得一杯羹還需要時(shí)間的檢驗。不管怎樣，行業(yè)競爭激烈對下游用戶(hù)、對行業(yè)的發(fā)展總是好事。

本文對當前的技術(shù)競爭情況和未來(lái)的成本下降趨勢進(jìn)行一下梳理。

01光伏行業(yè)新技術(shù)競爭加快

1、硅顆粒技術(shù)到底行不行？

近年我國光伏行業(yè)發(fā)展勢頭越來(lái)越猛，2020年我國光伏新增裝機規模48.2GW，同比增漲60%。2020年我國多晶硅產(chǎn)量39.2萬(wàn)噸，同比增長(cháng)14.6%。盡管幾家硅料企業(yè)相繼宣布擴產(chǎn)，但投產(chǎn)需要時(shí)間，因此目前硅料仍然供不應求。

在硅料、硅片、電池片、組件、應用等光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，處于上游的硅料環(huán)節研發(fā)成本高，生產(chǎn)門(mén)檻高，需要投入大量的資金，是光伏產(chǎn)業(yè)鏈成本的重要環(huán)節。

近日，協(xié)鑫發(fā)布公告稱(chēng)經(jīng)過(guò)多年自主研發(fā)，協(xié)鑫FBR顆粒硅技術(shù)實(shí)現了電子級顆粒硅量產(chǎn)。

3月2日，保利協(xié)鑫能源發(fā)布公告稱(chēng)，于2021年2月28日，保利協(xié)鑫全資附屬公司江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司，與無(wú)錫上機數控股份有限公司簽訂戰略合作框架協(xié)議書(shū)，擬于內蒙古自治區共同投資建設30萬(wàn)噸顆粒硅的研發(fā)及生產(chǎn)項目。根據合同，中能與上機擬就30萬(wàn)噸顆粒硅生產(chǎn)及下游應用領(lǐng)域的研發(fā)項目進(jìn)行合作，項目總投資預計為人民幣180億元。項目將分為三期具體實(shí)施，第一期設計產(chǎn)能擬為6萬(wàn)噸，預計投資人民幣36億元。

根據協(xié)鑫最新發(fā)布的公告，稱(chēng)顆粒硅各項品質(zhì)指標已達到西門(mén)子法致密料標準，甚至部分指標還優(yōu)于致密料，顆粒硅單程轉化率高達99%，90%可用于單晶。并可以實(shí)現單晶自動(dòng)化加料，智慧化生產(chǎn)。

其實(shí)顆粒硅技術(shù)已經(jīng)誕生多年，但一直沒(méi)有成為主流技術(shù)。關(guān)于顆粒硅技術(shù)能否真的有如此大的優(yōu)勢，還需要時(shí)間的檢驗，現在下結論還為時(shí)過(guò)早。

目前上游硅料生產(chǎn)主要是用改良西門(mén)子法，通威是這方面的龍頭。西門(mén)子法工藝成熟穩定，過(guò)程簡(jiǎn)單可控，設備標準化，容易復制和擴大規模。

關(guān)于改良西門(mén)子法，通威股份發(fā)布了公告，通威稱(chēng)改良西門(mén)子法是已經(jīng)經(jīng)過(guò)長(cháng)期運營(yíng)，市場(chǎng)成熟和穩定的工藝路線(xiàn)，通威具備產(chǎn)品品質(zhì)穩定、生產(chǎn)效率高、裝置穩定性高、運行安全性高等特點(diǎn)，能夠兼顧產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)成本的保障。通威在公告中還提到，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，通威在高純晶硅核心技術(shù)領(lǐng)域形成了具有自主知識產(chǎn)權的多項成果，技術(shù)、成本處于行業(yè)領(lǐng)先水平。截至目前，公司高純晶硅生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)一切正常，滿(mǎn)產(chǎn)滿(mǎn)銷(xiāo)，積極保障供應。目前，公司已與隆基股份、天合光能、晶科能源建立制造端股權和供應鏈的合作，并與多家行業(yè)公司簽訂長(cháng)期供應鏈訂單。

2、HJT技術(shù)到底會(huì )不會(huì )成為主流？

在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，電池片領(lǐng)域的技術(shù)競爭同樣激烈。目前光伏市場(chǎng)PERC電池成為主流。P型單晶硅電池在經(jīng)歷了BSF電池（鋁背場(chǎng)電池）和PERC電池之后，目前效率已經(jīng)接近理論瓶頸。在眾多發(fā)展方向中，HJT（異質(zhì)結）有可能成為PERC技術(shù)的主要替代路線(xiàn)。

P型單晶電池所采用的PERC技術(shù)目前平均轉換效率能達到23%左右，而HJT理論上能達到25%左右。因此，HJT技術(shù)已經(jīng)廣泛的受到了行業(yè)的關(guān)注。另外，相對于PERC而言，HJT采用的低溫工藝，是比較好的電池薄片化技術(shù)，對效率提升有比較大的幫助。所以，目前包括通威在內很多光伏企業(yè)都在布局HJT技術(shù)。

但目前HJT技術(shù)還面臨很多瓶頸，在成本方面HJT還缺乏競爭力。要做到有競爭力，首先要考慮漿料減量。HJT的漿料采用的是低溫銀漿，生產(chǎn)工藝難度高，同時(shí)需要冷鏈運輸，價(jià)格較常規銀漿要高10-20%。其次是生產(chǎn)設備的國產(chǎn)化：PERC的生產(chǎn)成本只有2.5-3億元/GW，而HJT電池進(jìn)口設備能夠達到8-10億元/GW。

所以HJT技術(shù)雖然先進(jìn)，但能不能替代PERC技術(shù)成為主流也需要時(shí)間的檢驗。

3、鈣鈦礦電池技術(shù)

鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池，是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具備高效率和低成本特點(diǎn)，而且對環(huán)境造成的影響較小，被認為是極具潛力的光伏技術(shù)之一。

作為新型電池，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池最大的特點(diǎn)就是不需要用硅。目前，國內開(kāi)發(fā)出的鈣鈦礦電池功率轉換效率超過(guò)21%，已經(jīng)接近硅太陽(yáng)能電池的效率水平。同時(shí)，鈣鈦礦材料具有帶隙可調、價(jià)格低廉、可大面積制備等特點(diǎn)，且鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在較高透明度下的功率轉換效率依然出色，并且具有優(yōu)秀的顏色調節能力。這些優(yōu)點(diǎn)都使得鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在未來(lái)的光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展中占有重要的地位。

近日，協(xié)鑫光電宣布完成新一輪超過(guò)億元的融資，在昆山高新區建設一條100MW級別的大面積鈣鈦礦光伏組件量產(chǎn)生產(chǎn)線(xiàn)，協(xié)鑫光電稱(chēng)完成本輪融資后，將致力于打造大規模鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組件量產(chǎn)線(xiàn)，不斷推動(dòng)鈣鈦礦的商業(yè)化進(jìn)展。

此外，網(wǎng)傳寧德時(shí)代也在籌建鈣鈦礦研究團隊擬進(jìn)軍太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域。

然而目前我國關(guān)于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究仍處于起步階段，還存在一些問(wèn)題亟需解決，如鈣鈦礦太陽(yáng)能電池較差的長(cháng)期穩定性、材料的毒性問(wèn)題，以及大面積疊層電池在效率上仍然與小面積器件存在較大差距，制約了鈣鈦礦疊層電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

4、同一技術(shù)路線(xiàn)下，硅片尺寸的競爭

自2019年來(lái)，基于大尺寸硅片的高功率組件成為光伏行業(yè)的主流趨勢，各個(gè)組件廠(chǎng)家紛紛將182mm、210mm為典型尺寸的大硅片組件推入市場(chǎng)，硅片尺寸變大直接導致組件電流的提升。對于182mm以下尺寸的組件，電流提升并不明顯，但當硅片尺寸增加至210mm時(shí)，組件電流從10A迅速提升至18A左右。

2021年1月以來(lái)，210產(chǎn)品的電池片良品率和切片良品率得到了顯著(zhù)提升，已經(jīng)與182產(chǎn)品相當，210*55片的產(chǎn)品與182*72片的產(chǎn)品組件尺寸相當，但功率提高了10W以上。目前通威、中環(huán)、上機數控、天合等光伏企業(yè)紛紛開(kāi)始選擇210mm尺寸產(chǎn)品。

當然，同技術(shù)路線(xiàn)競爭相比，尺寸競爭雖然激烈但屬于次一級的競爭。

02競爭之下光伏系統投資成本將繼續下降

在過(guò)去十年間，太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本快速下降，成本的下降主要是由于電池板價(jià)格和系統配套費用的降低，前者降幅達90%，這些因素使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電的總裝機成本下降了80%以上。

我國地面光伏系統的初始全投資主要由組件、逆變器、支架、電纜、一次設備、二次設備等關(guān)鍵設備成本，以及土地費用、電網(wǎng)接入、建安、管理費用等部分構成。其中，建安費用主要為人工費用、土石方工程費用及常規鋼筋水泥費用等，未來(lái)下降空間不大。組件、逆變器等關(guān)鍵設備成本隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和規?；б?，仍有巨大的下降空間，將成為下一階段光伏系統降本的主要部分。

根據中國光伏協(xié)會(huì )（CPIA）發(fā)布的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展線(xiàn)路圖（2020版）》，2020年，全投資模型下的地面光伏電站在1800h、1500h、1200h、1000h的LCOE（平準發(fā)電成本）分別為0.2、0.24、0.29、0.35元/kWh（分布式光伏電站為0.17、0.2、0.26、0.31元/kWh）。2021年后在大部分地區實(shí)現與煤電基準同價(jià)。

此外，2020年我國地面光伏系統的初始全投資成本為3.99元/W左右，較2019年下降0.56元/W，降幅為12.3%。其中，組件約占投資成本的39.3%，占比較去年上升0.8個(gè)百分點(diǎn)。非技術(shù)成本約占17.3%（不包含融資成本），較2019年下降了0.3個(gè)百分點(diǎn)。

據CPIA預計，2021年，隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節新建產(chǎn)能的逐步釋放，組件價(jià)格回歸合理水平，光伏系統初始全投資成本可下降至3.81元/W，到2030年，我國光伏系統初始投資成本將會(huì )降至3.15元/W。

2020-2030年光伏地面電站不同等效利用小時(shí)數LCOE估算（元/kWh）

2020-2030年光伏分布式電站不同等效利用小時(shí)數LCOE估算（元/kWh）

2020-2030年我國地面光伏系統初始全投資變化趨勢（單位：元/W）

來(lái)源：中國光伏協(xié)會(huì )

對于未來(lái)展望，企業(yè)也有清晰的判斷。比如，今年兩會(huì )期間，全國人大代表、通威集團董事局主席劉漢元表示，“2020年平均上網(wǎng)電價(jià)已降至0.35元/千瓦時(shí)，今年有望全部實(shí)現平價(jià)上網(wǎng)，不再需要補貼。‘十四五’期間，預估光伏發(fā)電的成本還會(huì )下降三分之一以上。”

03結語(yǔ)

商場(chǎng)如戰場(chǎng)，技術(shù)路線(xiàn)競爭是最關(guān)鍵的競爭。短期看，當前的主流技術(shù)依然安全，長(cháng)期看，只有時(shí)間能給出正確的答案。

（張學(xué)坤 冉澤）