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誰來補上中國光伏產(chǎn)業(yè)的最后一塊短板?

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2021-12-20 08:43:21

“碳中和”的全球共識下,光伏已經(jīng)成為最“熱門”的賽道,甚至有機構(gòu)預測,光伏行業(yè)的市場空間有望在未來十年迎來十倍上漲。

尤其隨著技術(shù)成熟,光伏的度電成本已經(jīng)從十年前的2.47元/度下降至0.37元/度,降幅高達85%,全面進入光伏“平價時代”。

實際上,光伏行業(yè)的飛速發(fā)展與中國對于光伏產(chǎn)業(yè)的重視密不可分,目前整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品的核心產(chǎn)能幾乎都來自于中國:硅片占全球97%的產(chǎn)量、硅料占全球75%的產(chǎn)量、組件占全球71%的產(chǎn)量、逆變器占全球60%的產(chǎn)量。

中國企業(yè)決定著全球光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,如果沒有中國企業(yè)的努力,那么人類一定不可能如此快的進入光伏“平價時代”。

然而,盡管中國企業(yè)掌握著光伏產(chǎn)業(yè)鏈的主動,但在光伏膠膜原材料這一環(huán)節(jié)卻只能依靠海外進口,短時間內(nèi)依然無法完成全面自主替代。

這就好像中國光伏產(chǎn)業(yè)的阿喀琉斯之踵,一旦遭遇“卡脖子”斷供,那么可能直接影響全球光伏產(chǎn)業(yè)的格局。

鑒于此,中國光伏產(chǎn)業(yè)的最后一塊短板該如何補全呢?誰又會成為整個產(chǎn)業(yè)的希望呢?

決定性的4.25%

一套交付給電站的完整光伏組件包括:焊帶、光伏玻璃、電池片、膠膜、背板五部分。其中,電池片和光伏玻璃是成本占比較高的部分,膠膜的市場份額要小很多。

光伏膠膜是組件中的一環(huán),約占光伏產(chǎn)業(yè)鏈條總成本的5%,而在光伏膠膜中,核心原材料占比約85%,因此光伏膠膜原材料的占比約為總成本的4.25%。

雖然4.25%的占比并不高,但對于整個光伏組件產(chǎn)品而言,卻是意義重大的,甚至是直接決定光伏組件產(chǎn)品質(zhì)量、壽命的關鍵性因素。

光伏電池片是整個組件的功能核心,由硅片制成,相對而言較為脆弱,且封裝過程具有不可逆性。一套光伏組件產(chǎn)品的使用壽命直接與電池片的耐用程度相關,因此如何避免電池片長時間平穩(wěn)運行,就成為決定光伏組件壽命的關鍵。

一套光伏的運營壽命在25年以上,并長時間在露天環(huán)境工作,因此必須對電池片進行適當?shù)谋Wo。在行業(yè)中,普遍采用光伏膠膜作為核心輔材,覆蓋在電池片上下,與光伏玻璃、背板等輔材在真空環(huán)境下通過層壓工藝制成整體組件,從而起到保護電池片的作用。

雖然膠膜成本占比很低,但卻直接決定光伏組件的發(fā)電效率,如果運營期間膠膜發(fā)生了變色、龜裂等情況,那么可能會喪失對于電池片的保護,甚至有可能對整個光伏組件造成損壞。

此外,在分布式光伏BIPV場景中,EVA也有著重要的應用,直接將晶硅電池片封裝在鋼化玻璃中。未來隨著BIPV的起量,EVA的需求量也有望進一步增長。

基于此,膠膜的穩(wěn)定性就顯得至關重要,甚至可能影響光伏產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展。

一次正在進行的技術(shù)迭代

從技術(shù)角度來看,光伏膠膜材料行業(yè)正在經(jīng)歷一次主流路線的產(chǎn)業(yè)迭代。

行業(yè)中的主流膠膜原材料共有EVA樹脂和POE樹脂兩大類。根據(jù)具體的性能差異,又可分為透明EVA膠膜、白色EVA膠膜、POE膠膜和共擠POE膠膜四大類。

截止目前,EVA材料是主流的材料路線,其中又以技術(shù)最為成熟的透明EVA膠膜為主。據(jù)CPIA數(shù)據(jù),2020年透明EVA膠膜的市場占有率達到56.7%,而POE膠膜和共擠POE膠膜合計占比約為25%。

隨著時間的推移,EVA材料的占比將持續(xù)降低,取而代之的是共擠POE膠膜市場占有率的持續(xù)提升。至2030年,共擠POE膠膜市場占有率有望達到25%,極有可能成為下一代主流的膠膜技術(shù)。

具體來看,EVA樹脂性能優(yōu)良、價格便宜,是當下最最主流的膠膜原材料。在組件技術(shù)發(fā)展過程中,通過增加電池片下層膠膜反射率的方式,讓更多的陽光射到電池片上,因此行業(yè)中衍生出白色EVA膠膜。

相關數(shù)據(jù)顯示,將雙玻組件中下層的透明 EVA 膠膜更換成白色EVA膠膜,可以讓每塊組件功率增益達7-10瓦,具備顯著的增益效果。

盡管EVA膠膜已經(jīng)能夠滿足光伏組件的特性,但卻很容易發(fā)生PID現(xiàn)象,存在發(fā)電效率下降的可能。PID現(xiàn)象是由美國SunPower公司于2005年提出的,指光伏組件市場時間工作所產(chǎn)生的鈍化效應,導致組件性能大幅衰減。

由于組件直接暴露在室外,經(jīng)歷長時間的歲月侵蝕,組件邊緣部分很容易有水汽進入,EVA材料在遭遇水解后會生產(chǎn)醋酸,與光伏玻璃中的Na發(fā)生反應,從而腐蝕電池柵線,導致串聯(lián)電阻的升高,組件性能大幅衰減。

為了解決PID現(xiàn)象,POE膠膜應運而生,目前滲透率正在逐漸提升。與EVA膠膜相比,POE膠膜具有更高的水汽阻隔率、更優(yōu)秀的耐候性能和更強的抗 PID性能,能夠有效的提升組件的使用時長。

然而,POE卻是非極性材料,助劑析出嚴重,在生產(chǎn)效率、保存時間和使用便捷性上都要明顯弱于EVA材料,因此在使用過程中依然存在很多技術(shù)問題。

現(xiàn)實之中,往往采用多層共擠POE膠膜的方案來解決這個問題。共擠POE膠膜通過共擠工藝將POE樹脂與EVA樹脂擠出制造,保留POE的抗PID性和阻水性優(yōu)勢,同時也具備 EVA 材料的良好工藝匹配特性。

從目前來看,共擠POE膠膜是最優(yōu)的解決方案,但卻由于現(xiàn)階段缺乏規(guī)模效應,因此成本較高。共擠POE膠膜被行業(yè)一致認為是未來光伏膠膜的下一代主流技術(shù)路線。

光伏膠膜原材料正在經(jīng)歷一次技術(shù)迭代,但對于中國光伏企業(yè)來說,卻正處于從0到1的原始積累階段。

誰來補上最后一塊光伏短板?

中國是世界上的光伏大國,但在光伏膠膜原材料這一環(huán)節(jié),卻幾乎完全依賴于海外進口,僅有三家國內(nèi)公司具備生產(chǎn)光伏級EVA的能力,尚無任何一家公司具備生產(chǎn)光伏級POE的能力。

具體來看,EVA是一種應用場景很廣的化學原料,根據(jù)醋酸乙烯脂(VA)含量的不同,EVA所應用的場景也顯著差異。

材料中VA含量直接影響膠膜的粘結(jié)強度,VA含量越低,產(chǎn)品特性就越接近低密度高壓聚乙烯(LDPE);VA含量越高,產(chǎn)品特性就越接近橡膠。光伏級EVA材料需要具備28%-33%的VA含量。

除VA含量外,光伏級EVA材料還需要具備較高的熔融指數(shù)(MI),MI指的是樹脂融化后的流動性大小。一般而言,普通光伏級EVA需要保證MI高于25%,白色EVA材料的MI范圍為6%-15%。

由此可見,光伏級EVA一種較為高端的產(chǎn)品,并非所有EVA材料都能應用于光伏產(chǎn)業(yè)。我國的EVA發(fā)展本來就起步較晚,再加上特殊的系數(shù)需求,導致目前我國70%的光伏級EVA依然依賴于進口。

縱觀所有具備EVA產(chǎn)能的國內(nèi)企業(yè),能夠生產(chǎn)光伏級EVA的也只有斯爾邦、聯(lián)泓新科和寧波臺塑三家。榆林能化、揚子石化、中化泉州石化均在2021年5-7月投產(chǎn)EVA材料,但暫未具備生產(chǎn)光伏級EVA的能力。

由于光伏級EVA對于產(chǎn)生工藝要求較高,因此擴產(chǎn)周期緩慢,想要完全達到滿產(chǎn)狀態(tài),可能需要花費5年左右的時間。大部分的EVA企業(yè)都是選擇首先生產(chǎn)LDPE作為過渡,待機器磨合穩(wěn)定后再轉(zhuǎn)產(chǎn)EVA。

再加上光伏膠膜供應商的客戶粘性較高,所有光伏組件產(chǎn)品的出口均需要獲得當?shù)氐漠a(chǎn)品認證,如美國的UL認證、歐盟的TUV認證等。因此光伏膠膜原材料的替代需要一定的認證周期,很難在短時間內(nèi)迅速完成自主替代。

鑒于此,我國光伏級EVA的突破口主要在于斯爾邦、聯(lián)泓新科和寧波臺塑三家身上。

聯(lián)泓新科是第一家完成上市的光伏級EVA廠商,具備中科院背景。公司業(yè)務橫跨光伏EVA、鋰電薄膜材料、生物可降解材料,有望成為新材料領域的平臺型企業(yè)。

2020年公司EVA產(chǎn)品的產(chǎn)量為13.13萬噸,EVA裝置生產(chǎn)光伏膠膜料占比通??蛇_裝置總產(chǎn)能的30%-50%。日前,聯(lián)泓新科宣布完成EVA裝置擴能改造,將增加光伏級EVA材料1.8萬噸/年,預計于2022年一季度末建成投產(chǎn)。

除聯(lián)泓新科外,斯爾邦也有可能通過資本并購的方式,登陸資本市場。A股滌綸公司東方盛虹籌劃以143.6億元并購中國光伏級EVA龍頭斯爾邦。斯爾邦目前擁有30萬噸EVA產(chǎn)能,產(chǎn)能利用率長期在 100%以上,其中可全部用于生產(chǎn)光伏料的有20萬噸。

從技術(shù)角度分析,斯爾邦是全國光伏級EVA制備技術(shù)最成熟的公司,其對于巴塞爾管式的技術(shù)已經(jīng)掌握的爐火純青,預計可實現(xiàn)100%生產(chǎn)光伏級EVA材料,而其他公司的光伏級EVA出產(chǎn)率僅為50%左右。

在實現(xiàn)對于斯爾邦的并購后,東方盛虹將從滌綸龍頭轉(zhuǎn)型成為光伏級EVA材料龍頭,有望迎來價值重塑,當然收購本身仍存在一定的變數(shù)。

另外一家公司,寧波臺塑暫時沒有上市計劃。

光伏行業(yè)內(nèi),POE材料正在不斷滲透EVA材料的市場份額,但POE樹脂的生產(chǎn)卻被海外企業(yè)嚴密封鎖,我國尚沒有任何一家公司能夠生產(chǎn)光伏級POE材料。

目前,陶氏化學以42%的市場份額,成為全球排名第一的POE樹脂龍頭公司,三井化學、美孚公司均以19%的份額分列二三位。

盡管尚未有國內(nèi)公司實現(xiàn)POE樹脂的量產(chǎn),但以萬華化學為首的一批民族化工企業(yè)依然在努力尋求技術(shù)上的突破。最新資料顯示,萬華化學的POE項目已經(jīng)到了中試階段,有望在2025年實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)。

同時,中國石化、惠生石化、京博石化也均有針對POE的布局,光伏級POE材料有望在這些公司中產(chǎn)生。

縱觀全局,無論是EVA材料還是POE材料,我國都存在明顯的產(chǎn)業(yè)缺口。在光伏產(chǎn)業(yè)鏈幾乎已經(jīng)完全自主可控的情況下,膠膜材料的自主替代就顯得尤為重要。

對于中國化工企業(yè)而言,光伏膠膜材料是很重要的一次機會,誰能夠率先補上光伏膠膜材料這塊短板,誰就能夠與光伏產(chǎn)業(yè)鏈深度綁定,有望成為資本的寵兒,獲得市場的認可。

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