回顧光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史,這十幾年來中國光伏先后經(jīng)歷追趕、并跑、超越等過程,實現(xiàn)華麗轉(zhuǎn)身。當前,我國光伏產(chǎn)業(yè)無論是市場規(guī)模、技術(shù)水平,還是生產(chǎn)制造和產(chǎn)業(yè)鏈完善程度均處于全球第一。雖然我國光伏行業(yè)取得了驕人的成績,但是在某些材料領域我們曾或多或少的受到國外制約,下面就讓我們一起來看一下光伏行業(yè)容易被“卡脖子”的環(huán)節(jié)吧。
高純石英砂
石英坩堝是由高純石英砂通過模具定型,使用電弧法高溫制作而成,具有耐高溫、使用時間長、高純度等特點,主要是用于半導體與太陽能拉制單晶硅棒的輔助性耗材。
在單晶硅生產(chǎn)中,石英坩堝是一次性使用的熔硅和晶體生長的關(guān)鍵材料,對單晶硅的生產(chǎn)成本和產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量都有直接的影響。
我國用于單晶硅生產(chǎn)的石英坩堝通常采用雙層或三層結(jié)構(gòu),石英砂的純度會直接影響硅棒拉晶質(zhì)量。
石英砂純度越低,在高溫熔制過程中越容易產(chǎn)生黑點氣泡。用作內(nèi)層砂時,長時間處于高溫環(huán)境下會使石英坩堝內(nèi)壁所含氣泡受熱釋放,從而影響到單晶硅片生產(chǎn)的穩(wěn)定性和成功率。
因此內(nèi)層砂對石英砂的純度要求更高,價格也更高,然而受礦源和技術(shù)的影響,我國石英坩堝用內(nèi)層砂等高純石英高端產(chǎn)品仍需要從美國、挪威等進口。
作為石英坩堝的主要原材料,高純石英砂的短缺將直接導致石英坩堝的產(chǎn)量受限,進而影響單晶硅的拉晶數(shù)量。
隨著光伏裝機量的不斷增長,石英坩堝需求量與日俱增,在供需矛盾下,高純石英砂需求缺口有望進一步擴大,或?qū)⒊蔀楣夥袠I(yè)新的“卡脖子”環(huán)節(jié)。
光伏膠膜:POE
光伏膠膜作為光伏組件的部分材料之一,主要作用是將光伏電池片、光伏玻璃和背板粘結(jié)在一起,在保證組件透光性能前提下可隔絕外界水汽,延長光伏組件壽命,保護電池片,并將其封裝成可以輸出直流電的光伏組件。
光伏膠膜主要分為EVA膠膜、POE膠膜、EPE膠膜等。其中POE膠膜具有阻水性能和電絕緣性能優(yōu)異、透光率高、耐老化性能好等特點。N型電池普遍需要抗電勢誘導衰減更強的膠膜,POE尤為適用。
市場上光伏級別POE膠膜主要是乙烯-1-辛烯或乙烯-1-丁烯無規(guī)共聚物,多用于太陽能單玻、雙玻組件的封裝,雙玻組件無邊框結(jié)構(gòu)使POE的應用更有技術(shù)優(yōu)勢。
當前,N型電池對抗電勢誘導衰減性能具有更高要求,對膠膜的技術(shù)升級提出了新要求。
POE膠膜或共擠型POE膠膜以相對優(yōu)異的抗電勢誘導衰減性能,有望率先為TOPcon組件配套,用量也會不斷增長。鈣鈦礦電池對水蒸氣尤為敏感,也必須使用POE作為封裝材料。
國外公司對生產(chǎn)POE粒子所需催化劑進行了專利保護,并封鎖了原料高碳烯烴的生產(chǎn)工藝技術(shù),限制技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
目前,我國POE樹脂完全依賴進口,陶氏化學約占42%左右的市場份額,其他主要生產(chǎn)商包括??松?middot;美孚、北歐化工、三井化學、韓國LG集團、SK集團和沙特基礎工業(yè)公司等。
國內(nèi)萬華化學、中石化、鼎際得、榮盛石化、衛(wèi)星化學等企業(yè)紛紛布局POE,但目前大部分處于中試裝置或更早期的階段。
跟蹤支架
光伏電站的發(fā)電量取決于接受的太陽光輻射量,即取決于光伏組件與太陽光的角度。
光伏支架作為光伏支撐結(jié)構(gòu)主要起到固定和支撐光伏組件的作用,用來保持光伏組件與太陽光的入射角度,確保光伏組件能夠更多地接收到太陽的輻射,目前國內(nèi)常見的光伏支架有固定式支架、單軸跟蹤式支架、雙軸跟蹤式支架三種。
目前,固定支架在中國占據(jù)主流地位,海外市場則是跟蹤支架滲透率較高。
近年來,隨著跟蹤支架可靠性提升,造價成本降低,以及光伏平價上網(wǎng)趨勢倒逼電站投資者更重視發(fā)電效率等因素,新興光伏市場,特別是亞太、中東、澳大利亞及非洲,跟蹤支架的需求快速提升。
但是從跟蹤支架全球市場整體格局來看,跟蹤支架市場集中度高,目前主要以國外廠商主導。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),以美國為代表的成熟市場,跟蹤支架的滲透率較高,接近80%;而國內(nèi)市場方面,跟蹤支架僅處于發(fā)展萌芽期,目前市場滲透率不足20%。
縱觀全球跟蹤支架市場格局,歐美企業(yè)占據(jù)主動,中國企業(yè)處于追趕者角色,市場份額不高,但增長潛力明顯更優(yōu)于歐美企業(yè)。
具體而言,全球前十大跟蹤支架企業(yè)中,中國企業(yè)僅有中信博與天合光能兩家,市場份額分別約為8%和4%。但是隨著國內(nèi)跟蹤支架逐漸被下游客戶認可接受,近年來我國跟蹤支架龍頭企業(yè)從控制到驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)形成了完整的供應鏈渠道。
經(jīng)營模式上,國內(nèi)支架企業(yè)采用研發(fā)設計+生產(chǎn)制造的一體化模式,更具品控和成本優(yōu)勢。在技術(shù)方面,我國跟蹤支架龍頭企業(yè)技術(shù)上的差距正不斷與歐美頂尖企業(yè)縮小。
低溫銀漿
光伏銀漿是電池片電極的核心材料,占電池片非硅成本比例約33%,其性能直接影響電池的轉(zhuǎn)換效率。按技術(shù)路線及工藝流程分類,光伏銀漿可分為高溫銀漿及低溫銀漿。
目前P型電池及N型TOPCon電池主要使用高溫銀漿,而HJT電池則由于非晶硅薄膜含氫量較高等特有屬性,要求生產(chǎn)環(huán)節(jié)溫度不得超過250℃,因此,HJT電池的發(fā)展與低溫銀漿的技術(shù)、生產(chǎn)成本等因素息息相關(guān)。
目前,高溫銀漿基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,低溫銀漿國產(chǎn)化不足。
當前各電池技術(shù)路線中除HJT電池使用低溫銀漿外,其他電池路線均使用高溫銀漿。高溫銀漿作為光伏銀漿市場主體,早期杜邦、賀利氏、三星SDI等海外巨頭公司憑借技術(shù)和資金實力,率先搶占了全球高溫銀漿市場的絕大多數(shù)份額,但近年來已出現(xiàn)了明顯的國產(chǎn)替代趨勢。
在國產(chǎn)企業(yè)替代浪潮中,帝科股份、蘇州固锝、聚和材料率先“突圍”。目前銀漿的國產(chǎn)化率處于上升過程中,已經(jīng)打破了境外廠商壟斷的局面。
另一方面,由于當前HJT電池滲透率較低,低溫銀漿市場規(guī)模較小,而原材料又受日本廠商限制。
低溫銀漿需要同時滿足印刷和固化工藝要求,需要額外的固化劑作為原料,并且混合工序的工藝控制比高溫銀漿更加嚴苛。
全球范圍內(nèi)低溫銀漿主要供給方為日本京都電子,我國主要廠商為蘇州固锝,低溫銀漿國產(chǎn)率較低,國產(chǎn)化尚處萌芽階段。
EVA光伏料
EVA廣泛應用于光伏膠膜、發(fā)泡鞋材、電線電纜、熱熔膠、涂覆料、農(nóng)膜等領域。
其中,發(fā)泡鞋材、熱熔膠及農(nóng)用膜是EVA的傳統(tǒng)應用領域,隨著新能源產(chǎn)業(yè)在我國的快速發(fā)展,自2021年后,光伏膠膜已成為我國EVA消費量最大的應用領域。
由于光伏級EVA生產(chǎn)壁壘高、擴產(chǎn)周期長、轉(zhuǎn)產(chǎn)限制多,能夠生產(chǎn)光伏級EVA的企業(yè)屈指可數(shù)。截至2021年底,只有斯爾邦石化、聯(lián)泓新科、寧波臺塑三家企業(yè)能穩(wěn)定生產(chǎn)光伏級EVA樹脂,合計產(chǎn)能約為30萬噸/年。
相比之下,同期國內(nèi)光伏級EVA消費量達到80萬噸,進口依賴度超過60%。
2022年,作為光伏膠膜核心原料,光伏級乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA粒子一度因供應不足而“漲至天際”,成為影響光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
也正是在此背景下,國內(nèi)掀起了EVA項目建設熱潮,如今伴隨國內(nèi)產(chǎn)能的提升,EVA市場供應相對充裕。
結(jié)語
中國光伏產(chǎn)品在國際市場上具有較強的競爭力和影響力,但也面臨著一些困難和壓力,因此中國光伏產(chǎn)業(yè)必須抓緊核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈的“命門”,不斷克服短板,真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
原標題:那些曾受制于人的光伏材料,如今都怎么樣了?