中国粉体网讯 “大尺寸硅片和大尺寸组件是行业近两年越来越热的话题,现在光伏人见面,要是不谈谈产品大尺寸化发展,可能会被认为是外行。”一位业内人士的调侃,道出了目前光伏行业内技术发展的重要趋势。
图片来源:TCL中环
硅片作为光伏晶硅产业链中上游的重要环节,在降本方面一直发挥独特且不可替代的作用。大尺寸和薄片化是硅片降本增效的两个重点方向。
1大尺寸硅片有多大?
硅片从材料上看,分为多晶硅片和单晶硅片,但随着转换效率更高的单晶硅电池成为市场主流,多晶硅片已经算被淘汰了,目前,光伏行业针对硅片的分化主要在于尺寸。
硅片尺寸经历了三次主要的变革:第一阶段1981年-2012年,硅片尺寸以100mm、125mm为主;第二阶段2012年-2015年,以156mm(M0)、156.75mm(M2)为主;第三阶段2018年以来,出现了158.75mm(G1)、161.7mm(M4)、163mm、166mm(M6)、182mm(M10)、210mm(G12)等大尺寸硅片。
大尺寸硅片技术是指在生产电池片及组件过程中,采用更大尺寸的硅片,从而降低能量转化过程中的损耗,提升电池片效率及组件功率。根据CPIA统计,2022年,市场上硅片尺寸种类多样,包括156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm等,且各占有一定的市场份额。
2022年,以182mm(M10)、210mm(G12)为代表的大尺寸硅片合计市场占比已经超过80%。
2大尺寸硅片的优点
大尺寸硅片能够在光伏制造和光伏应用两个方面降低成本,从而降低光伏发电的应用成本。
在制造方面,在拉棒环节,加大硅片尺寸有利于提高长晶炉的加料量,从而降低能耗;在从拉棒、切片、电池片到组件的制造环节,加大硅片尺寸有利于以更低的边际成本提升产能,降低人工成本和折旧费用;在组件制造环节,加大硅片尺寸能够减少电池片间的连接,有利于提高组件可靠性,并减少电池片间空隙面积,提升组件效率,进而提升对组件辅材的利用效率。所有这些因素一起降低每瓦组件的非硅成本。同时,加大硅片尺寸有利于制造功率更高的组件。
在应用方面,高效率和高功率组件能够减少电站占地面积,提高对土地的利用效率,并减少支架、电缆等BOS用量,降低组件安装人工时,便于电站维护,从而降低电站的建设和运维成本,是降低光伏电站平准化度电成本的有效途径。
3大尺寸硅片市场发展
近年来,大尺寸硅片发展迅速,市占率快速提升。根据CPIA数据显示,以G12(210mm尺寸)和M10(182mm尺寸)为代表的大尺寸硅片合计占比由2020年的4.5%迅速提升至2022年的82.8%,成为市场绝对主流。
相较于小尺寸硅片,182mm及210mm等大尺寸硅片拥有更大的截面尺寸,可提升单次拉晶量、切片量,能够摊薄各生产环节的生产成本,进而降低光伏发电度电成本。同时,大尺寸硅片单片瓦数更高,对应生产的组件产品功率更高,符合光伏行业增效降本的发展需求,是行业长期的发展方向。
在2022年度业绩说明会上,TCL中环表示,预计2023年,166英寸及以下泛8英寸硅片市场需求将迅速退出,大尺寸硅片市场需求将快速提升,并可能面临产能过剩的情况。
4大尺寸硅片行业格局
4.1大尺寸硅片阵营
大尺寸硅片目前主要分为182mm、210mm两个阵营。
(1)182mm尺寸硅片
182mm主要是从垂直产业一体化的角度出发,基于对光伏电池的安装运输、组件的功率和效率、上下游协同性的考虑。
182mm尺寸代表企业:隆基股份、晶科能源、晶澳股份。
(2)210mm尺寸硅片
210mm主要是从生产成本、系统成本的角度出发,210mm硅片在单炉拉棒环节中产量提升15%以上,下游电池生产成本降低约0.02元/W,电站建设总成本降低约0.1元/W。
210mm尺寸代表企业:TCL中环、天合光能、东方日升。
4.2光伏硅片“尺寸之争”
当前,行业182、210阵营划界明显。硅片作为产业链中上游环节,其尺寸大小关系到电池组件甚至下游电站的适配选择。
“尺寸”之所以会成为光伏硅片主要的迭代路径,原因首要在于大尺寸硅片对于组件单位成本的摊薄。硅片做大了之后,可以把整个(光伏)组件的功率档往上提升,加上原先组件生产所需辅材成本基本不变,就达到了一个摊薄组件生产费用的效果,相当于每瓦的成本降低了。
实际上,大尺寸硅片和组件并不是越大越好。尺寸在增大的同时也会带来一定的副作用和隐患。比如不断做大硅片尺寸,可能会增加工艺的不稳定性;大尺寸组件会降低组件的力学稳定性和长期可靠性。
一位资深专业人士表示:"尺寸不统一,给产业链带来了巨大负担,违背了光伏行业历次创新的初衷,即优化产业链配套、建设生态、降低度电成本、推动应用端价值最大化。”
“不同尺寸的出现,主要是企业差异化竞争策略引起的,都想要打败竞争对手。但作为业主,关心的是性价比和附加成本的问题。”关于182、210尺寸谁更优,一位终端电站企业人士谈到了他的观点。电池厂商并不会轻易卷入到这场由硅片和组件厂商主导的争议中,从多数电池厂商表态来看,并不会专门区分182或是210,更多时候仍是按订单需求来生产。
4.3矩形硅片“异军突起”
有没有一种综合了182及210两类硅片优势的产品?天合光能试图给出一套新的答案。
2022年,天合光能推出的组件产品采用了210矩形硅片(G12R)电池技术及组件设计,首次应用210*182mm硅片,兼顾两种“代表性”尺寸,推出2384*1134mm的组件尺寸,这样的设计让210R组件既保留了对于182组件的效率优势,也减少了210组件因尺寸、重量而带来的成本抬升。
根据天合光能提供的数据,210R组件的发电功率相较于182组件实现了20—30W的提升,系统初始投资成本降低超2.4分/W。而在运输方面,40HC集装箱可以容纳20托210R组件,与传统210组件包装相比,提升装载量可达5.4%。
天合光能产品战略与市场部负责人张映斌博士在3月3日发布会中直言,210mm*182mm是目前行业中最优的硅片尺寸。在张映斌看来,兼顾各方优势的210R产品生命周期将相对长很多,如果实现尺寸统一,产业链内的企业可以专注于其他方面的改善,减少浪费。
从数据来看,综合了182及210两类尺寸优势的210R产品,似乎确如张映斌所说,到了行业统一尺寸的历史时刻。
但对于天合递向182阵营的“橄榄枝”,国内一家182厂商的产品经理却不置可否。因为在他看来,天合推出的矩形硅片产品,等同于从侧面承认210组件存在的诸多问题。
“他们既不愿意放弃自己210的身份,又意识到了210存在的限制,所以把182弄进来,最后成了这么个‘四不像’。”而针对天合光能官方所公布的数据,该产品经理的表达就更直接:“反过来比的话,功率不如传统的210,效率还是比不过182,属于一个折中的解决方案,没有什么很革命性的变化。”
光伏作为一门科技产业,如何寻求技术突破是所有公司都需要面对的问题,一旦稍有懈怠就可能被竞争对手弯道超车。
面对这样一个极其巨大体量、也需要极其多耐心发展的行业,短时的利润和产业排名先后显然不是最重要的;相反,能够抓住产业变革的机会,持续推进自身的技术领先性保证不掉队,通过各种合作锚定自身产业链影响力,这些才是光伏企业最需要做到的。
参考来源:
【1】阿特斯首次公开发行股票并在科创板上市招股意向书
【2】证券时报《光伏大尺寸趋势下的变与不变:210产业链有利可图182阵营仍有大批拥趸》
【3】经济观察报《天合光能“梭哈”210R产品背后:光伏硅片“尺寸战争”硝烟继续……》
【4】证券之星《价格战继续!TCL中环迎战隆基》
(中国粉体网编辑整理/星耀)
注:图片非商业用途,存在侵权请告知删除!