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在“碳中和”的目標之下，車企“換道”新能源已是行業(yè)共識。太陽能光伏發(fā)電成為車企們重點發(fā)展的領域。

8月16日，長城汽車官微發(fā)布消息，長城控股集團與江蘇省錫山經濟技術開發(fā)區(qū)簽署戰(zhàn)略合作。根據協議，無錫極電光能科技有限公司（以下簡稱“極電光能”） 全球總部及鈣鈦礦創(chuàng)新產業(yè)基地項目將落地錫山經濟技術開發(fā)區(qū)，總投資30億元，總占地面積156畝。同時，項目計劃建設全球首條GW級鈣鈦礦光伏組件和BIPV產品生產線、100噸鈣鈦礦量子點生產線，以及全球創(chuàng)新中心總部大樓，預計年產值將達到25億元。


據悉，極電光能前身是長城汽車研究院內部的鈣鈦礦技術團隊，成立于2020年4月，主要從事鈣鈦礦光伏、鈣鈦礦光電產品研發(fā)和制造。在2021年極電光能鈣鈦礦光伏組件效率首破20%成為行業(yè)內全球第一，并以組件效率20.5%的優(yōu)異表現被Martin Green全球太陽電池效率表收錄。目前，極電光能已完成2.2億元Pre-A輪融資，并建有全球規(guī)模最大的150MW鈣鈦礦光伏組件試制線。

從長遠來看，車企想要通過提前部署光伏產業(yè)，爭奪該領域的話語權。但行業(yè)口中的鈣鈦礦究竟是什么？為何車企們會如此熱衷開發(fā)？

揭開“鈣鈦礦”的面紗

眾所周知，晶硅在幾十年的發(fā)展過程中，已經占據了光伏市場超過95%的市場份額。自1954 年美國貝爾實驗室研制出第一個實用的晶硅太陽能電池起，其在實驗室可實現的最高轉換效率就在27%左右，最高極限為29.43%。

但業(yè)界對其未來發(fā)展?jié)撃懿⒉豢春?，極電光能總裁于振瑞表示，經過70年研發(fā)、20多年商業(yè)化生產，無論是效率還是成本，晶硅都已經接近天花板。要實現‘雙碳’目標，承載全球電力清潔化的任務，總需要有更大潛力的新技術接力。陷入瓶頸的光伏產業(yè)急需新的材料，業(yè)內普遍認為新材料的接力棒就是鈣鈦礦。


鈣鈦礦其實和字面上“鈣、鈦、礦”并沒有關系，它指的是一類與鈣鈦礦（CaTiO3）晶體結構類似的“ABX3”化合物。簡單來說，就是具有某種特定結構的材料總稱。

2009年，日本科學家首次用鈣鈦礦太陽能發(fā)電時，光電轉換效率僅為3.8%，當時的晶硅電池實驗室轉化效率已經達到18%。但經過了大概十年時間的研究，鈣鈦礦的實驗室轉換效率已經能超過29%，趕上了晶硅四五十年才達到的記錄。

不僅如此，鈣鈦礦是直接帶隙材料，吸光能力遠高于晶硅材料。新式鈣鈦礦光伏電池的單層理論效率可達31%，鈣鈦礦雙結疊層電池轉換效率可達35%，鈣鈦礦三結疊層電池理論效率可達45%以上。如果摻雜新型材料，鈣鈦礦電池的轉換效率最高能達到驚人的50%，是目前晶硅電池的2倍左右。


有業(yè)內人士透露，100兆瓦的單一鈣鈦礦電池工廠，從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進入，到組件成型，總共只需45分鐘，是目前晶硅達不到的速度。此外，投資相對較低、低能耗、穩(wěn)定性強的特點讓鈣鈦礦有著更大的優(yōu)勢。總體來看，這些優(yōu)勢無論是對汽車行業(yè)還是其他行業(yè)都有著強大的吸引力。

不過，對于目前鈣鈦礦在市場上所處的困境，也有相關行業(yè)人解釋道，鈣鈦礦的結晶工藝是一個全新的工藝過程，在別的行業(yè)里找不到類似的東西，從設備到材料的體系都具有不確定性，因此還未實現量產。

鈣鈦礦前景被看好

在長城汽車規(guī)劃的森林生態(tài)體系中，鈣鈦礦創(chuàng)新產業(yè)基地項目就是重要組成部分。在長城汽車董事長魏建軍的規(guī)劃中，極電光能只是其新能源規(guī)劃的其中一環(huán)。在極電光能之前，長城就已經成立了以鋰電為主的蜂巢能源，專注氫能源技術的未勢能源。也被業(yè)界認為，魏建軍在新能源領域所布的“一盤大棋”。因此，各新能源板塊并非孤立。

實際上，鈣鈦礦電池的成本比單晶硅、多晶硅電池低約40%，也就是說一度電省1毛多錢，用光伏發(fā)電以制氫，就自然把制氫成本降下來了，一旦成本降低，在與汽油車和純電車的競爭中就有優(yōu)勢。長城汽車的未來規(guī)劃中，鋰電、氫能、光電，都將投入研發(fā)，為未來新能源汽車市場儲備力量。


此前，現代汽車曾推出全新索納塔（參數丨圖片）混動版，該車在車頂搭載了一塊太陽能電池板，可為車輛動力系統電池包和12V電池供電，理論上太陽能電池板采集到的能量可供車輛免費行駛700英里/年（約合1200公里/年）。但由于汽車車頂配置的基于晶硅太陽能電池打造的太陽能車頂，所以汽車存在電池相對重、電池轉化效率低等技術壁壘。

今年6月，據《全球光伏》消息，韓國現代汽車集團已與蔚山國立科學技術研究所（UNIST）的一個研究團隊合作，開發(fā)了一種新的鈣鈦礦太陽能電池，可以在陽光下為車輛充電。盡管不知道能否真正應用于汽車上，但已經算是一大突破。

除現代汽車和長城，其他企業(yè)也早已盯上光伏產業(yè)這塊市場。僅在今年5月份，就有包括寧德時代、ST華鈺、騰訊等多家家企業(yè)涉足鈣鈦碳領域。此外，除了鈣鈦礦，車企在光伏產業(yè)布局的也不少，通用汽車早在2011年就已進軍光伏；特斯拉在2016年進入光伏市場，旗下擁有太陽能屋頂和Powerwall電池系統；比亞迪旗下的光伏產品就是主流的晶硅太陽能電池……據不完全統計，截至目前共有87家企業(yè)跨行業(yè)進入光伏領域。其中，65家企業(yè)進入光伏下游發(fā)電領域，22家企業(yè)進入光伏制造端。

當然，真正吸引車企紛紛加入光伏產業(yè)的戰(zhàn)局，最根本的原因在于其未來發(fā)展前景可觀。


近兩年，八部委相繼發(fā)布了《加快農村能源轉型發(fā)展助力鄉(xiāng)村振興的實施意見》、《智能光伏產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》和《關于推進中央企業(yè)高質量發(fā)展做好碳達峰碳中和工作的指導意見》等政策利好文件，確定了集中式+分布式雙驅發(fā)展發(fā)展路徑，為2022光伏大爆發(fā)奠定了政策基礎。

光伏產業(yè)和新能源汽車行業(yè)都是國家戰(zhàn)略扶持產業(yè)，其中新能源汽車已經從政策驅動邁入了市場驅動，而光伏產業(yè)仍在政策驅動過程中。因此，光伏未來還有很大的市場空間，等待車企去挖掘。

原標題：押寶鈣鈦礦，長城“殺入”光伏產業(yè)