碳中和開局之年，光伏行業(yè)技術(shù)競爭白熱化

隨著技術(shù)進(jìn)步、規(guī)?；?yīng)，光伏發(fā)電成本迅速下降，為碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的支撐。

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

本文對當(dāng)前的技術(shù)競爭情況和未來的成本下降趨勢進(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)展勢頭越來越猛，2020年我國光伏新增裝機(jī)規(guī)模48.2GW，同比增漲60%。2020年我國多晶硅產(chǎn)量39.2萬噸，同比增長14.6%。盡管幾家硅料企業(yè)相繼宣布擴(kuò)產(chǎn)，但投產(chǎn)需要時(shí)間，因此目前硅料仍然供不應(yīng)求。

在硅料、硅片、電池片、組件、應(yīng)用等光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，處于上游的硅料環(huán)節(jié)研發(fā)成本高，生產(chǎn)門檻高，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(jié)。

近日，協(xié)鑫發(fā)布公告稱經(jīng)過多年自主研發(fā)，協(xié)鑫FBR顆粒硅技術(shù)實(shí)現(xiàn)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，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，與無錫上機(jī)數(shù)控股份有限公司簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議書，擬于內(nèi)蒙古自治區(qū)共同投資建設(shè)30萬噸顆粒硅的研發(fā)及生產(chǎn)項(xiàng)目。根據(jù)合同，中能與上機(jī)擬就30萬噸顆粒硅生產(chǎn)及下游應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行合作，項(xiàng)目總投資預(yù)計(jì)為人民幣180億元。項(xiàng)目將分為三期具體實(shí)施，第一期設(shè)計(jì)產(chǎn)能擬為6萬噸，預(yù)計(jì)投資人民幣36億元。

根據(jù)協(xié)鑫最新發(fā)布的公告，稱顆粒硅各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)已達(dá)到西門子法致密料標(biāo)準(zhǔn)，甚至部分指標(biāo)還優(yōu)于致密料，顆粒硅單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%，90%可用于單晶。并可以實(shí)現(xiàn)單晶自動化加料，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(yàn)，現(xiàn)在下結(jié)論還為時(shí)過早。

目前上游硅料生產(chǎn)主要是用改良西門子法，通威是這方面的龍頭。西門子法工藝成熟穩(wěn)定，過程簡單可控，設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，容易復(fù)制和擴(kuò)大規(guī)模。

關(guān)于改良西門子法，通威股份發(fā)布了公告，通威稱改良西門子法是已經(jīng)經(jīng)過長期運(yùn)營，市場成熟和穩(wěn)定的工藝路線，通威具備產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、裝置穩(wěn)定性高、運(yùn)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(quán)的多項(xiàng)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)營一切正常，滿產(chǎn)滿銷，積極保障供應(yīng)。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(quán)和供應(yīng)鏈的合作，并與多家行業(yè)公司簽訂長期供應(yīng)鏈訂單。

2、HJT技術(shù)到底會不會成為主流？

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(jié)）有可能成為PERC技術(shù)的主要替代路線。

P型單晶電池所采用的PERC技術(shù)目前平均轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到23%左右，而HJT理論上能達(dá)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(nèi)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(yùn)輸，價(jià)格較常規(guī)銀漿要高10-20%。其次是生產(chǎn)設(shè)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(shè)備能夠達(dá)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(yàn)。

3、鈣鈦礦電池技術(shù)

鈣鈦礦型太陽能電池，是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池。鈣鈦礦太陽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(rèn)為是極具潛力的光伏技術(shù)之一。

作為新型電池，鈣鈦礦太陽能電池最大的特點(diǎn)就是不需要用硅。目前，國內(nèi)開發(fā)出的鈣鈦礦電池功率轉(zhuǎn)換效率超過21%，已經(jīng)接近硅太陽能電池的效率水平。同時(shí)，鈣鈦礦材料具有帶隙可調(diào)、價(jià)格低廉、可大面積制備等特點(diǎn)，且鈣鈦礦太陽能電池在較高透明度下的功率轉(zhuǎn)換效率依然出色，并且具有優(yōu)秀的顏色調(diào)節(jié)能力。這些優(yōu)點(diǎn)都使得鈣鈦礦太陽能電池在未來的光伏發(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億元的融資，在昆山高新區(qū)建設(shè)一條100MW級別的大面積鈣鈦礦光伏組件量產(chǎn)生產(chǎn)線，協(xié)鑫光電稱完成本輪融資后，將致力于打造大規(guī)模鈣鈦礦太陽能電池組件量產(chǎn)線，不斷推動鈣鈦礦的商業(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(tuán)隊(duì)擬進(jìn)軍太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域。

然而目前我國關(guān)于鈣鈦礦太陽能電池的研究仍處于起步階段，還存在一些問題亟需解決，如鈣鈦礦太陽能電池較差的長期穩(wěn)定性、材料的毒性問題，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)路線下，硅片尺寸的競爭

自2019年來，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)組件廠家紛紛將182mm、210mm為典型尺寸的大硅片組件推入市場，硅片尺寸變大直接導(dǎo)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(dāng)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，210產(chǎn)品的電池片良品率和切片良品率得到了顯著提升，已經(jīng)與182產(chǎn)品相當(dāng)，210*55片的產(chǎn)品與182*72片的產(chǎn)品組件尺寸相當(dāng)，但功率提高了10W以上。目前通威、中環(huán)、上機(jī)數(shù)控、天合等光伏企業(yè)紛紛開始選擇210mm尺寸產(chǎn)品。

當(dāng)然，同技術(shù)路線競爭相比，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(tǒng)投資成本將繼續(xù)下降

在過去十年間，太陽能光伏發(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(tǒng)配套費(fèi)用的降低，前者降幅達(dá)90%，這些因素使得太陽能光伏發(fā)電的總裝機(jī)成本下降了80%以上。

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

根據(jù)中國光伏協(xié)會（CPIA）發(fā)布的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展線路圖（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(zhǔn)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(qū)實(shí)現(xiàn)與煤電基準(zhǔn)同價(jià)。

此外，2020年我國地面光伏系統(tǒng)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(jù)CPIA預(yù)計(jì)，2021年，隨著產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)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(tǒng)初始全投資成本可下降至3.81元/W，到2030年，我國光伏系統(tǒng)初始投資成本將會降至3.15元/W。

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

2020-2030年我國地面光伏系統(tǒng)初始全投資變化趨勢（單位：元/W）

來源：中國光伏協(xié)會

對于未來展望，企業(yè)也有清晰的判斷。比如，今年兩會期間，全國人大代表、通威集團(tuán)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(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，不再需要補(bǔ)貼。‘十四五’期間，預(yù)估光伏發(fā)電的成本還會下降三分之一以上。”

03結(jié)語

商場如戰(zhàn)場，技術(shù)路線競爭是最關(guān)鍵的競爭。短期看，當(dāng)前的主流技術(shù)依然安全，長期看，只有時(shí)間能給出正確的答案。

（張學(xué)坤 冉澤）