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光伏電池技術(shù)“之爭”:XBC電池雙面率短板明顯,單瓦成本存“剛性限制”,“躋身”主流或耗費千億級投資

欄目:行業(yè)動態(tài) 發(fā)布時間:2024-11-11
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2024年對光伏行業(yè)而言意義非凡,2023年底初顯行業(yè)格局變化的苗頭,在這一年演變?yōu)闊o法回避的問題,產(chǎn)業(yè)鏈上下游進入“洗牌”階段,光伏業(yè)發(fā)展態(tài)勢從“高歌猛進”切換成“理性調(diào)整”。

在技術(shù)層面,這一年N型技術(shù)迅速崛起爆發(fā),市場地位穩(wěn)步攀升,意味著光伏技術(shù)的新一輪迭代拉開大幕,而隨著2024年上半年各家廠商半年報的披露,業(yè)績數(shù)據(jù)的顯著變化,同樣標(biāo)志著光伏發(fā)展史又一道重要分水嶺的形成。

證券之星注意到,雖然當(dāng)前以TOPCon為首的N型電池技術(shù)已實現(xiàn)了大規(guī)模的產(chǎn)能落地并站穩(wěn)腳跟,但光伏行業(yè)的“技術(shù)分歧”并未緩解,業(yè)內(nèi)目前最大觀點碰撞可以概括為“五年之爭”,即未來5年內(nèi),哪一種技術(shù)路線能成為行業(yè)主流?盡管業(yè)內(nèi)目前根據(jù)技術(shù)類型細分出了3種N型電池技術(shù)路線,但關(guān)于TOPCon和XBC的爭論明顯更多。

但目前來看,XBC電池要想實現(xiàn)低成本量產(chǎn)還有較大阻礙,而在對比光伏裝機需求增量和供給端產(chǎn)能逐漸落地的情況下,XBC大規(guī)模擴充的動力也明顯不足,加之在技術(shù)層面XBC電池雙面率短板明顯,單瓦成本剛性限制的制約下,想要如業(yè)內(nèi)所言躋身主流地位還需要海量的資金投入。

光伏技術(shù)“5年之爭”打響

現(xiàn)階段,堅持TOPCon路線的企業(yè)包括晶科能源、晶澳科技、天合光能、通威股份、鈞達股份、一道新能、正泰新能等;而選擇XBC路線的則主要以愛旭股份與隆基綠能為首。

證券之星注意到,在業(yè)內(nèi),“XBC與TOPCon技術(shù)之爭”并不是一個秘密,事實上,早在2022年8月24日,隆基綠能管理層在2022年上半年投資者交流會上明確表示:“我們認(rèn)為TOPCon是一個過渡性的技術(shù)路線。”

此后,眼見TOPCon快速發(fā)展,產(chǎn)能迅速落地。但在隆基綠能2023年上半年業(yè)績投資者交流會上,公司董事長鐘寶申依然明確表示:“我們依然堅持,其(TOPCon)是一個過渡性產(chǎn)品的觀點”,“在未來的5-6年或者說到2028年-2029年,XBC電池會是晶硅電池的絕對主流,包括雙面和單面電池?!?/span>

7月4日,鐘寶申在投資者交流會上表示,隆基全面投資XBC技術(shù)的戰(zhàn)略已十分清晰,未來大量的產(chǎn)品會采用XBC類電池技術(shù)路線。XBC技術(shù)是單結(jié)電池終極技術(shù)路線,將成為未來5年內(nèi)主流技術(shù)平臺等。

幾次旗幟鮮明且篤定的表態(tài),不僅在行業(yè)中釋放了一個顯著信號,也給所有人強化了一個認(rèn)識:隆基綠能要在XBC路線一路走到底。

隆基綠能對于XBC技術(shù)的推崇是有原因的,理論上XBC電池結(jié)構(gòu)有以下三個優(yōu)點:一是正面沒有金屬柵線遮擋,轉(zhuǎn)換效率高;二是非常美觀,特別適合應(yīng)用于分布式光伏場景;三是通用性好,TOPCon、HJT、PERC、疊層電池等都可以跟XBC技術(shù)相結(jié)合,疊加工藝?yán)^續(xù)擴大效率優(yōu)勢。

但拋開XBC目前存在的幾項技術(shù)制約來看,即便是要想躋身主流地位,在當(dāng)下卻面臨著一個嚴(yán)峻的考驗:對比今后的供需兩側(cè)的增長情況,XBC的產(chǎn)能擴張缺乏動力。

具體而言,根據(jù)中國光伏協(xié)會預(yù)測,樂觀情況下,到2028年全球光伏裝機容量大約有561GW,對應(yīng)的組件出貨約為674GW。而在供給方面,到2028年,預(yù)計TOPCon產(chǎn)能將達到983GW,將占據(jù)主流供給地位。

進一步來看,若組件需求來到674GW,對應(yīng)電池環(huán)節(jié)產(chǎn)能約1379-1444GW,對應(yīng)供需比2.67-2.14;即使剔除存在的PERC產(chǎn)能后,先進產(chǎn)能的供需比依然高達2倍以上,遠超1.1倍的供需平衡線;因此電池環(huán)節(jié)將長期保持產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的狀態(tài),行業(yè)內(nèi)各企業(yè)新擴產(chǎn)動力不足,換言之,今后一段時間里TOPCon產(chǎn)能領(lǐng)先優(yōu)勢將使得該技術(shù)維持主流供給的地位。

而剩下的唯一可能提供擴產(chǎn)動力的是市場需求缺口。根據(jù)天合光能戰(zhàn)略、產(chǎn)品與市場負責(zé)人張映斌在8月份的一場演講中表示,以2023年為例,頭部10家企業(yè)占據(jù)約78%的市場份額。假設(shè)這一比例在2028年保持不變,頭部10家組件企業(yè)出貨約524GW,對應(yīng)電池需求將達到576GW。目前,根據(jù)這些公司的現(xiàn)有產(chǎn)能和規(guī)劃總和來估算,約存在61GW的電池缺口。但與此同時,許多專業(yè)廠商的產(chǎn)能已達到259GW,因此,頭部10家的出貨需求完全可以通過這些專業(yè)產(chǎn)能來滿足。

投資回報率的決定性作用

那么有沒有一種可能,即便是供需比明顯失衡,企業(yè)還要選擇擴產(chǎn)?當(dāng)然有,只要投資回報率足夠高,依然可以驅(qū)動廠商來搏一搏。但是就目前數(shù)據(jù)測算來看,這種情況目前僅存在理論可能。

今年7月12日晚間,隆基綠能公告顯示,為加快推動BC二代技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,根據(jù)產(chǎn)能布局規(guī)劃,隆基綠能擬投資建設(shè)隆基綠能光伏(西咸新區(qū))一期年產(chǎn)12.5GW高效BC電池項目。項目預(yù)計總投資32.06億元,其中固定資產(chǎn)投資27.49億元(含部分存量資產(chǎn)改造和利用),流動資金4.57億元。

以此測算,隆基綠能BC二代電池單GW投資成本大約2.56億元,而目前行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀廠商的TOPCon電池單GW的建設(shè)成本已經(jīng)逼近1.1-1.2億元左右。?

綜合公開數(shù)據(jù)來看,單GW投資XBC要比TOPCon高1億/GW以上,制造成本大概至少要高8分錢到1毛錢每瓦??紤]到隨著未來技術(shù)的發(fā)展,成本都有可能繼續(xù)下降,XBC與TOPCon二者成本差異可能會降低到5分/瓦或3-4分/瓦左右就比較困難了。

由于XBC有一些“剛性成本”無法完全抹平,包括更高折舊、更厚的硅片、更多銀漿、相對低良率及特殊組件封裝等。

而根據(jù)測算,XBC即使在全球高價值市場(高輻照&高BOS),客戶價值大約4分錢左右。鑒于有客戶愿意為了美學(xué)買單,初期溢價大概1美分/W,基本可以覆額外成本增加。但隨著時間的推移,這個溢價一定會減少。

事實上,TOPCon相對PERC去年的溢價至少有1毛錢或7、8分錢每瓦,但是現(xiàn)在只有1-2分錢/W,甚至持平。因此隨著時間的推移和規(guī)模的擴大,BC的溢價無法一直維持。即使假設(shè)未來溢價還能有5-6分/W,在這樣的情況下,XBC的投資至少需要6年回本。

從另一個角度來看,XBC要成為市場主流,至少需要投資400GW,因為市場需求為700GW,XBC的市場份額需超過50%才能成為主流,這也意味著至少需要1000億的投資。在當(dāng)前行業(yè)狀況和資本融資的背景下,這1000億的資金來源尚需進一步探討。

TOPCon為何是未來5年主流技術(shù)?

回過頭來看,TOPCon能夠迅速占據(jù)主流正是得益于從產(chǎn)品、技術(shù)到產(chǎn)業(yè)合作等環(huán)節(jié)上,全產(chǎn)業(yè)鏈的配套與融合不斷加深,以及更高的成本節(jié)約性,是技術(shù)溫和迭代的首選。

具體而言,TOPCon相關(guān)產(chǎn)線可兼容了上一代PERC關(guān)鍵設(shè)備和工藝;其二,我國對TOPCon整線全套核心設(shè)備自主可控;其三,TOPCon產(chǎn)線投資及電池、組件所用的輔材成本較其他n型技術(shù)明顯要低,并且還在持續(xù)下降。

以HJT電池技術(shù)的數(shù)據(jù)來對比,HJT的溫度系數(shù)和雙面率都很好,但與TOPCon量產(chǎn)的效率并未拉開差距——效率只高0.2%,組件功率大概高5W左右,HJT裝備的單GW投資卻幾乎是TOPCon的3倍。

InfoLink研究報告表示,目前看來光伏電池的下一次技術(shù)迭代不會太快來臨,TOPCon電池在未來5內(nèi)將持續(xù)為市場上最主要的產(chǎn)品。據(jù)其預(yù)測,2028年,TOPCon技術(shù)市占率將達到75%。

另外從理論上講,電池設(shè)計需要考慮的關(guān)鍵因素是光吸收、鈍化、多子傳輸之間的平衡,就目前已知的領(lǐng)域,接觸鈍化加poly的體系是最優(yōu)的量產(chǎn)方案,當(dāng)攻克了硼擴和poly沉積等關(guān)鍵技術(shù)后,TOPCon自然成為了頭部企業(yè)的首選。

InfoLink報告則指出,TOPCon電池由于其高轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性能,適合用于大規(guī)模地面電站,這些電站需要在廣闊土地上實現(xiàn)最大化的能量輸出,在每瓦度電成本(LCOE)中也相比其他技術(shù)更具優(yōu)勢。

TOPCon的度電成本優(yōu)勢主要體現(xiàn)在低輻照優(yōu)勢及雙面率優(yōu)勢上面。其為正背雙面接觸結(jié)構(gòu),XBC為交叉指狀背接觸結(jié)構(gòu)。XBC結(jié)構(gòu)決定了其正面無遮擋,背面遮擋率和Poly Si寄生吸收卻遠高于TOPCon。通過理論推算及實際測試,TOPCon的雙面率較XBC高15%。

雙面率越高,在雙面場景下單瓦發(fā)電能力越強。通過模擬不同地面反射率情況下TOPCon與XBC發(fā)電量差異,可見5%-30%的地面反射率對應(yīng)TOPCon單瓦發(fā)電能力增益為0.4%-1.09%。地面反射率越高,單瓦發(fā)電能力差異越大。

此外,光伏組件大部分時間都是在低于1000W/m2的輻照度下工作,因此低輻照性能越優(yōu),組件單瓦發(fā)電能力越高。XBC因其背接觸的工藝結(jié)構(gòu),而具有低并聯(lián)電阻特性,導(dǎo)致其低輻照性能相比TOPCon低了約5%。

換言之,如果未來幾年有一種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對TOPCon當(dāng)前市場地位的替代,那么這種技術(shù)的單GW投資、產(chǎn)業(yè)鏈配套成熟度、效率差距等一定要拉開相當(dāng)大的差距,這樣才具備投資的現(xiàn)實價值,但目前來看,暫時還沒有這種足夠領(lǐng)先的技術(shù)問世。

而5年后,即便是進入了疊層時代,那么TOPCon等兩面電極接觸結(jié)構(gòu)電池更適合與鈣鈦礦等形成疊層,TOPCon+鈣鈦礦疊層有望突破電池效率30%以上,依然具有強大的競爭力。

長期主義還是投機主義?

TOPcon電池的綜合優(yōu)勢造就了它當(dāng)下的市場地位,相比之下,目前XBC電池在技術(shù)端、應(yīng)用端、市場端都存在不同程度的難點,而押注BC路線的廠商們也在技術(shù)攻關(guān)的過程中出現(xiàn)過“戰(zhàn)略搖擺”。

今年3月12日,ABC電池與組件全球龍頭愛旭股份公告披露,擬投資27.15億元,將浙江義烏基地現(xiàn)有的25GW PERC電池產(chǎn)能,升級改造為TOPCon電池產(chǎn)能。該項目4月份啟動,預(yù)計今年下半年投產(chǎn)。

3月18日,愛旭股份再次宣布,擬投資60億在安徽滁州建設(shè)15GW N型TOPCon電池產(chǎn)能,預(yù)計今年底前陸續(xù)投產(chǎn)。依次測算,預(yù)計到今年年底,這位業(yè)內(nèi)ABC電池龍頭旗下的N型TOPCon電池產(chǎn)能實際上已超越了N型ABC電池及組件產(chǎn)能。

證券之星注意到,在今年6月份的新品發(fā)布會上,鐘寶申表示,5年內(nèi)XBC將成為絕對主流,市占率將超過50%。他甚至破天荒地提出,要和所有人打賭,賭注是一個億。

董事長親自為技術(shù)路線站臺并為此愿意和所有人打賭,這種表態(tài)變化足以看出隆基綠能的心境并非云淡風(fēng)輕,也從側(cè)面反映BC路線在從實驗室走向大規(guī)模量產(chǎn)過程的艱難。

事實上,在經(jīng)歷了2024年上半年的巨虧后,隆基綠能的戰(zhàn)略布局也出現(xiàn)變化。9月19日晚,金陽新能源發(fā)布公告,其間接全資附屬公司金陽(泉州)已與福建鉅能電力有限公司、隆基綠能訂立合資協(xié)議,訂約方將共同成立合資公司,生產(chǎn)HBC太陽能電池。

9月21日,隆基綠能回應(yīng)稱,本次與金陽合作的HBC項目,與隆基自己的HPBC二代是完全不同的技術(shù)工藝。同時,隆基自己的HBC技術(shù)量產(chǎn)中試線也在正常推進中,與金陽的技術(shù)路線是相互獨立的。

證券之星注意到,根據(jù)協(xié)議,鉅能、金陽(泉州)將以現(xiàn)金及注入資產(chǎn)方式分別出資3.46億元、1.80億元,分別占股52.51%、27.31%,而隆基則將以西安航天產(chǎn)業(yè)基地的四條PERC生產(chǎn)線折資1.33億元,占股20.18%。

此外,合資公司將把隆基的這四條PERC生產(chǎn)線升級為高效率HBC生產(chǎn)線。符合效率及質(zhì)量等各方面相關(guān)的合同規(guī)范后,合資公司將向隆基或其關(guān)聯(lián)公司出售其生產(chǎn)的大部分HBC太陽能電池,并由隆基或其關(guān)聯(lián)公司進一步封裝成組件銷售。

公告一經(jīng)發(fā)布后,引發(fā)了多方推測。此前,隆基綠能披露投資者關(guān)系活動記錄表顯示,進入今年上半年,公司的HPBC二代電池量產(chǎn)線全線貫通,技術(shù)成本指標(biāo)全面達標(biāo)。基于HPBC二代技術(shù),公司推出了面向集中式市場的Hi-MO9組件,輸出功率高達660W。在產(chǎn)品發(fā)布后不到2個月時間,公司已獲得超過1GW訂單。

在宣稱HPBC二代技術(shù)高歌猛進的同時,隆基此番參與的HBC項目卻為何和自己的HPBC二代是完全不同的技術(shù)工藝?到底孰優(yōu)孰劣呢?如果是自家技術(shù)更優(yōu)秀,那何必大費周章和其他廠商合作呢?若是自家技術(shù)落后,那么僅僅占股兩成的合資公司又如何反哺企業(yè)?

合理的猜想是,隆基綠能目前的HBC量產(chǎn)是不是存在某種問題?技術(shù)或是專利方面存在交叉?又或是公司在XBC路線上的技術(shù)儲備缺乏,必須依靠合作的方式才能實現(xiàn)XBC產(chǎn)品量產(chǎn)呢?

根據(jù)公告顯示,金陽新能源仍舊保留知識產(chǎn)權(quán),通過知識產(chǎn)權(quán)合作的方式向合資公司注入技術(shù),合資公司通過支付許可費使用生產(chǎn)及制造HBC產(chǎn)品所需的知識產(chǎn)權(quán),而這對于隆基綠能來說并不像占據(jù)了有利條件。

實際上,隆基綠能在豪賭BC技術(shù)路線的道路上也有過動搖,2023年8月22日,鄂爾多斯隆基光伏30GW高效單晶電池項目舉行投產(chǎn)儀式。彼時宣傳資料聲稱該項目承接著隆基集團高效N型TOPCon電池技術(shù)成果轉(zhuǎn)化,發(fā)揮著提升產(chǎn)品市場競爭力、占有率的關(guān)鍵作用。

鐘寶申也曾對外表示,“畢竟TOPCon比PERC在性能上有明顯的提升。雖然我們說有更好的,但是遠水解不了近渴?!?/span>

而隆基綠能此前推出的Hi-MO9電池實際上就是TOPCon電池。Hi-MO9采用了BC電極結(jié)構(gòu)的TOPCon技術(shù),即TBC技術(shù)。這種技術(shù)是在主流的TOPCon技術(shù)基礎(chǔ)上,通過改變電極結(jié)構(gòu)來提高電池的性能。

鐘寶申曾對外表示,“隆基一直堅持長期主義”。但真正的長期主義者應(yīng)該關(guān)注行業(yè)發(fā)展的每一個階段,理解技術(shù)演進的復(fù)雜性和必要性,而不是錯過行業(yè)主流的“過渡性技術(shù)路線”,不積硅步,無以至千里。長期主義者的勝利恰恰是建立在一次次過渡技術(shù)上的領(lǐng)先。

基于此,考慮到XBC電池本身技術(shù)攻關(guān)難點仍需克服,實驗室轉(zhuǎn)量產(chǎn)不及預(yù)期,應(yīng)用場景偏向小眾的情況,加之未來TOPCon組件出貨量預(yù)估的技術(shù)市占率占比在70%至80%,假設(shè)XBC能夠解決低成本量產(chǎn)的難題,但能否形成足夠高的投資回報率,又是否獲得充分的擴產(chǎn)動力和足夠的市場空間支撐,統(tǒng)統(tǒng)都是未知數(shù)。

(文章來源:證券之星)

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