從被質(zhì)疑為“概念炒作”、“資本噱頭”到加速量產(chǎn),異質(zhì)結(jié)(HJT)只用了三年時間。光伏業(yè)內(nèi)對于誰是下一代電池技術(shù)的爭論仍在持續(xù),但這絲毫不妨礙資本市場對異質(zhì)結(jié)的熱捧,A股異質(zhì)結(jié)概念股新高不斷。截至8月30日,異質(zhì)結(jié)設(shè)備企業(yè)邁為股份收盤價796.83元,復權(quán)后股價是2018年11月上市之初的21倍。金辰股份也是典型代表,8月以來上演多番漲停,與年初相比股價漲幅達303%。
從產(chǎn)業(yè)端看,據(jù)不完全統(tǒng)計,目前異質(zhì)結(jié)國內(nèi)規(guī)劃產(chǎn)能超60GW(1GW=1000MW),新老電池片廠商均有布局:安徽華晟(500MW量產(chǎn)線)、明陽智能(5GW規(guī)劃)、金剛玻璃(1.2GW安裝)、潤陽集團(5GW規(guī)劃)等新玩家歷史包袱較輕,提速推進;傳統(tǒng)電池片廠商中,通威(金堂1GW量產(chǎn)線+400MW中試線)、晉能(200MW中試線)、愛康(560MW中試線、5GW計劃)、晶澳(200MW計劃)、阿特斯(250MW量產(chǎn)線)等也開始由審慎關(guān)注轉(zhuǎn)向謹慎探索。由于異質(zhì)結(jié)效率提升顯著,自去年開始投建中試線的企業(yè)明顯增多,2020-2021年,是名副其實的異質(zhì)結(jié)投資元年。
異質(zhì)結(jié)并不是一項新誕生的電池技術(shù),最早由日本三洋公司在1990年開發(fā)成功,并對其進行專利保護。起初受三洋專利保護和薄膜技術(shù)的限制,異質(zhì)結(jié)的產(chǎn)業(yè)化進程推進緩慢。隨著三洋基礎(chǔ)專利保護在2011年到期,許多晶體硅電池公司、薄膜電池公司和光伏設(shè)備企業(yè)進入異質(zhì)結(jié)電池領(lǐng)域。2017年以來,一批國內(nèi)企業(yè)開始啟動或規(guī)劃異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線,商業(yè)化節(jié)點加速到來。在近日舉行的2021HJT異質(zhì)結(jié)商業(yè)化量產(chǎn)高峰論壇上,新能源行業(yè)智庫SOLARZOOM光儲億家創(chuàng)始人劉昶預(yù)測,未來五年,異質(zhì)結(jié)技術(shù)的滲透率將從現(xiàn)在不到1%提高到70%以上,將有越來越多的新資本和新面孔加入異質(zhì)結(jié)賽道。
作為技術(shù)本身來說,現(xiàn)階段異質(zhì)結(jié)的優(yōu)點和缺點一樣明顯。資本狂歡的背后,異質(zhì)結(jié)究竟能否掀起一場新的光伏技術(shù)革命?
下一代技術(shù),誰主沉?。?br />
PERC是當前光伏行業(yè)的主流電池技術(shù),2020年P(guān)ERC電池片市場占比為86.4%。隨著近年來PERC電池效率不斷攀升,效率提升的速度也在逐漸放緩,P型PERC量產(chǎn)效率達到23%左右的瓶頸區(qū)。光伏技術(shù)迭代路在何方?業(yè)內(nèi)對此的共識是,N型電池是接棒P型電池的下一代電池技術(shù)。除異質(zhì)結(jié)外,TOPCon、IBC也是N型電池的熱門技術(shù)路線。下一代技術(shù)究竟是異質(zhì)結(jié)還是TOPCon?這是去年以來所有光伏論壇上熱議程度最高的焦點話題。
“低溫度系數(shù)、低衰減、高轉(zhuǎn)化效率、工藝簡單等,是N型異質(zhì)結(jié)技術(shù)最主要的優(yōu)勢。”安徽華晟新能源科技有限公司CTO、中科院電工研究所太陽電池技術(shù)研究部主任王文靜對媒體表示。光伏電池溫度升高時輸出效率會降低,通常來說,電池片溫度每升高1℃,PERC電池的溫度系數(shù)為-0.37%,異質(zhì)結(jié)電池為-0.25%,高環(huán)境溫度下的功率損失更小。加上量產(chǎn)效率已能達到24%以上、無光致衰減(LID)和電位衰減(PID),這些都意味著異質(zhì)結(jié)在光伏電站端的全生命周期上的發(fā)電增益更具優(yōu)勢。
此外,異質(zhì)結(jié)電池的結(jié)構(gòu)決定了可以天然雙面發(fā)電,工藝流程只有清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、導電膜沉積、絲印固化四個環(huán)節(jié),相比8道工序的PERC電池大大簡化。在技術(shù)延伸上,隨著異質(zhì)結(jié)技術(shù)的逐漸成熟,未來有望成為一種平臺型技術(shù),與鈣鈦礦結(jié)合形成疊層電池。
但是,盡管生產(chǎn)流程簡單,異質(zhì)結(jié)在每個環(huán)節(jié)的制造難度較PERC電池大幅提升,對清潔度、精細度、均勻性和連續(xù)性的要求非常嚴格。
“現(xiàn)階段最大的痛點還是成本高,單GW的設(shè)備投資,異質(zhì)結(jié)超過4億元,PERC在2億元左右,此外銀漿用量大。”王文靜稱,從性價比的角度來說,要超越主流PERC技術(shù),異質(zhì)結(jié)的性能是高了,但價格還有繼續(xù)下降的空間。
成本高,設(shè)備、銀漿“兩道坎”,是光伏業(yè)內(nèi)圍繞異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)最大的爭議點。支持者們認為,隨著國產(chǎn)設(shè)備進步和規(guī)?;瘍?yōu)勢,加上硅片薄片化、銅替代等降本方案的突破,異質(zhì)結(jié)規(guī)?;慨a(chǎn)后的度電成本有望在2023年與當前主流的PERC技術(shù)打平。反對派則認為,異質(zhì)結(jié)成本太高,無論是固定資產(chǎn)投資成本,還是銀漿等材料成本,短期性價比難以超越PERC,甚至不如TOPCon。TOPCon生產(chǎn)線可在現(xiàn)有PERC產(chǎn)線基礎(chǔ)上進行改造,異質(zhì)結(jié)則與現(xiàn)有設(shè)備不兼容,必須“另起爐灶”投資。
路線之爭的本質(zhì),不是純粹的技術(shù)之爭。從實驗室數(shù)據(jù)來看,異質(zhì)結(jié)和TOPCon的理論轉(zhuǎn)換效率均在28%以上。正是由于TOPCon可以由傳統(tǒng)PERC升級改造而來,因此當前持有大量PERC產(chǎn)線的廠商最具備“站TOPCon”以延續(xù)現(xiàn)有產(chǎn)線壽命的動力,“站異質(zhì)結(jié)”等同于存量資產(chǎn)減值、“革自己的命”。對于新入局者而言,押注異質(zhì)結(jié),意味著可以在又一輪光伏技術(shù)迭代中占據(jù)領(lǐng)先身位。對于資本來說,為PERC“續(xù)命”的TOPCon不足以撼動當前的產(chǎn)業(yè)格局,更加顛覆性的異質(zhì)結(jié)技術(shù)具備更大的想象空間和資本增值空間。
多位資深光伏從業(yè)人士對媒體稱,上述“心態(tài)”的不同,是導致下一代電池技術(shù)之爭愈演愈烈的關(guān)鍵原因。
異質(zhì)結(jié)降本,進展到哪步了?
無論出于何種立場,降低成本、提高轉(zhuǎn)化效率,是異質(zhì)結(jié)走向更大規(guī)模商業(yè)化量產(chǎn)必須解決的“痼疾”,成本下降對于提升滲透率而言至關(guān)重要。
安徽華晟新能源公司是目前異質(zhì)結(jié)賽道上的領(lǐng)跑者之一,擁有全球首個異質(zhì)結(jié)低成本智能化量產(chǎn)項目。前述異質(zhì)結(jié)商業(yè)化量產(chǎn)高峰論壇上,華晟電池事業(yè)部總經(jīng)理徐昕首次全面發(fā)布了該量產(chǎn)線上的日產(chǎn)量、平均效率、良率、成本等數(shù)據(jù):華晟500MW項目經(jīng)5個月的調(diào)試進入達產(chǎn)階段,目前產(chǎn)能利用率已經(jīng)達到85%、量產(chǎn)平均效率達24.2%、良率超過98%。
徐昕介紹,該條產(chǎn)線的首要任務(wù)是先把產(chǎn)能跑滿,盡可能將生產(chǎn)制造成本降下來,以接近預(yù)設(shè)目標。目前該產(chǎn)線的銷售訂單遠大于生產(chǎn)能力,到今年四季度,團隊會在目前24.2%的平均轉(zhuǎn)化效率基礎(chǔ)上做進一步效率提升。此外,華晟正在進行二期量產(chǎn)線的設(shè)備選型,計劃在二期量產(chǎn)線上實現(xiàn)25%左右的轉(zhuǎn)化效率。
他羅列的一份來自于某中東客戶的實證數(shù)據(jù)顯示:2021年7月,異質(zhì)結(jié)雙面組件的發(fā)電量超出PERC雙面組件約8%,超出PERC單面組件約20%。“產(chǎn)能拉滿之后,異質(zhì)結(jié)的整體成本與PERC的差距將縮減到2毛錢以內(nèi),騰出利潤空間。”
針對外界最關(guān)心的異質(zhì)結(jié)銀漿成本,徐昕給出一組數(shù)據(jù):量產(chǎn)4個月,華晟500MW產(chǎn)線單片銀漿耗量(9BB產(chǎn)品)從240多毫克降至195毫克左右。華晟特有的低銀漿耗量方案(M6-S12BB)中,有望將銀漿耗量降低到160毫克以內(nèi),預(yù)計銀銅漿導入后銀漿耗量可以再減少一半。
“異質(zhì)結(jié)電池將進入10GW時代,這個周期已經(jīng)很近了。”王文靜預(yù)測,到今年底國內(nèi)異質(zhì)結(jié)投產(chǎn)規(guī)模將達到6GW左右,明年華晟2GW產(chǎn)能也將實現(xiàn),2022年10GW異質(zhì)結(jié)總產(chǎn)能是大概率事件。“設(shè)備降本目前已經(jīng)很明顯,今年再招標可能會達到單GW 4億元以下,明年可能達到3.5億元甚至更低。目前單片銀漿耗量在200毫克左右,下一步,銀包銅漿料將在今年第四季度或者明年初導入到產(chǎn)線中。”他對媒體稱,到明后年,異質(zhì)結(jié)和PERC在電站端的LCOE(平準化度電成本)曲線將基本接近或形成交叉點。
邁為股份董事長周劍對異質(zhì)結(jié)產(chǎn)能擴張和優(yōu)勢的預(yù)計更加樂觀。他透露,邁為的微晶量產(chǎn)設(shè)備將于今年年底推出。異質(zhì)結(jié)加上微晶,電池量產(chǎn)效率可達到26%,“到2022年,由于微晶的導入,異質(zhì)結(jié)和TOPCon會拉開一個比較大的差距。”
金剛玻璃總經(jīng)理嚴春來給出的不同電池片技術(shù)單GW設(shè)備投資對比中,PERC為1.5億至2億元,TOPCon在2億至2.5億元,當前的異質(zhì)結(jié)在4億至4.5億元,參考國產(chǎn)化設(shè)備此前的成本下降速度,1-2年后單GW異質(zhì)結(jié)設(shè)備投資可降至2.5億至3.5億元,“異質(zhì)結(jié)設(shè)備如果能降到低于3個億,接近TOPCon生產(chǎn)線,競爭力就會更明顯。”
異質(zhì)結(jié)電池的擴容將快速拉動稀有金屬材料銦的需求量,后者是可用來制作異質(zhì)結(jié)電池所需ITO靶材。外界擔憂,異質(zhì)結(jié)的大規(guī)模量產(chǎn)會帶來銦的產(chǎn)能明顯不足和價格飆升。對此,SOLARZOOM 副總裁馬弋崴在前述論壇上提出,異質(zhì)結(jié)需求爆發(fā)確實會造成銦價大漲,但銦價暴漲不會導致異質(zhì)結(jié)生產(chǎn)成本的顯著上升。“即使銦價上漲至12000元/千克,靶材成本也僅有0.05元/W。”在技術(shù)層面上,已經(jīng)有了降低銦用量的技術(shù)方案,包括使用摻鋁氧化鋅(AZO)、采用SiNx或SiOx蓋帽層來降低ITO的用量等。
劉昶認為,基于異質(zhì)結(jié)相較于傳統(tǒng)PERC技術(shù)在光電轉(zhuǎn)換效率及全生命周期單位發(fā)電量上的比較優(yōu)勢,可獲得比PERC組件高0.30元/W以上的銷售溢價,待異質(zhì)結(jié)組件在低銀耗及硅片薄片化技術(shù)成熟后,將帶來0.20元/W以上的單位凈利潤。“未來四到五年,我們認為PERC仍然有一定的空間。但到2025年左右,異質(zhì)結(jié)將至少在90%甚至95%以上替代PERC。”
新一輪行業(yè)大洗牌即將到來?
根據(jù)SOLARZOOM新能源智庫統(tǒng)計,截至目前,全球具有實際量產(chǎn)能力的異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能5.26GW,其中海外產(chǎn)能約1.64GW,國內(nèi)產(chǎn)能3.62GW,而在3.62GW的實際產(chǎn)能中,只有1.75GW產(chǎn)能出自量產(chǎn)線,其余都是中試線產(chǎn)能。數(shù)字雖然不高,但是考慮到異質(zhì)結(jié)的崛起時間,已是相當不錯的成績。
有業(yè)內(nèi)觀點認為,新一代電池技術(shù)對PERC技術(shù)的顛覆,將導致堪比上一輪單晶替代多晶的技術(shù)革命和行業(yè)洗牌。目前看來,懸念仍存,但行業(yè)正迎來多種技術(shù)共存競技的過渡窗口。
從公開表態(tài)上看,作為重要風向標的光伏龍頭企業(yè)對異質(zhì)結(jié)均有跟蹤和技術(shù)儲備,做著兩手準備。
6月1日,隆基股份公布經(jīng)權(quán)威第三方研究所測試的異質(zhì)結(jié)電池實驗室數(shù)據(jù),以25.26%的轉(zhuǎn)換效率刷新異質(zhì)結(jié)最高紀錄。該公司同時宣布,其N型TOPCon、P型TOPCon也一舉刷新世界紀錄。
這令外界有些意外,原因是在此之前,隆基在下一代電池技術(shù)路線上偏向于TOPCon,并曾屢次表態(tài)“異質(zhì)結(jié)在5年內(nèi)還不具備商業(yè)化價值”。“異質(zhì)結(jié)技術(shù)也在不斷進步,我們發(fā)布了新的世界紀錄,隆基的研發(fā)團隊可以說也是世界上最好的異質(zhì)結(jié)研發(fā)團隊,我們對異質(zhì)結(jié)非常了解。”對此,鐘寶申在今年SNEC期間對媒體回應(yīng)稱,TOPCon與異質(zhì)結(jié)各有特點,最終還是要看哪種技術(shù)路線真正能夠幫助客戶降低成本,能夠保障電站30年可靠運行。
鐘寶申對媒體稱,異質(zhì)結(jié)仍面臨非常多挑戰(zhàn),比如對稀有金屬的使用。總結(jié)來說,技術(shù)上能否取得優(yōu)勢,有待繼續(xù)考證;技術(shù)取得優(yōu)勢后,量產(chǎn)形成規(guī)模,資源上能否支撐,是第二道待解之題。他在接受中國能源報采訪時說,究竟哪些技術(shù)最終會成為主流,或是成為隆基最大規(guī)模的投資方向?還需要再進一步驗證。今年隆基會率先將TOPCon投入量產(chǎn)。
通威股份作為PERC時代光伏電池龍頭,此前分別在成都和合肥建設(shè)了兩條異質(zhì)結(jié)中試線。今年7月中旬,通威成都金堂基地1GW異質(zhì)結(jié)項目第一片電池片下線。通威近日對外披露進展時稱,目前1GW產(chǎn)線已調(diào)試完畢,產(chǎn)線處于產(chǎn)能爬坡中,將根據(jù)進展情況規(guī)劃后續(xù)異質(zhì)結(jié)的產(chǎn)能。通威1GW異質(zhì)結(jié)項目是國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)商的“練兵場”,捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、鈞石、理想萬里暉幾家主流設(shè)備商均在其中。通威的TOPCon小試和中試線也在推進中。
8月23日,國內(nèi)光伏組件頭部企業(yè)晶澳科技宣布50億元定增計劃,其中3億元用于高效太陽能電池研發(fā)中試項目,“以提升異質(zhì)結(jié)電池的中試生產(chǎn)能力,為該產(chǎn)品的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。 ”
天合光能在2021年中期業(yè)績報告中稱,其TOPCon電池實驗室可量產(chǎn)電池效率可達到24.5%。新建了500MW的210mmx210mm大尺寸TOPCon電池中試線,為后續(xù)大規(guī)模投產(chǎn)做好技術(shù)儲備。異質(zhì)結(jié)電池和組件技術(shù)也一直是公司的研究重點,正在進行210 HJT組件認證,已完成HJT可靠性的研究工作,取得了突破性進展。
王文靜對媒體分析稱,異質(zhì)結(jié)電池的大規(guī)模量產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)基本成型。他建議道,下一步需要做好的是三件事:現(xiàn)有異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)的全產(chǎn)業(yè)鏈匹配;異質(zhì)結(jié)電池的進一步降本;通過導入微晶技術(shù)等,進一步將異質(zhì)結(jié)電池的效率提升到25%以上。