去年前三季度，我國硅料、硅片等產(chǎn)量比上年同期增長均超七成
光伏上游如何夯實(shí)產(chǎn)業(yè)根基
習(xí)近平主席在二〇二四年新年賀詞中指出，新能源汽車、鋰電池、光伏產(chǎn)品給中國制造增添了新亮色。
從零起步，從跟跑到領(lǐng)跑，我國光伏行業(yè)近年來實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，重點(diǎn)環(huán)節(jié)國產(chǎn)化程度大幅提升，以高科技、高附加值、引領(lǐng)綠色轉(zhuǎn)型成為出口新增長點(diǎn)。去年前三季度，我國硅料、硅片、電池、組件產(chǎn)量比上年同期增長均超過70%，行業(yè)總產(chǎn)值超過1.2萬億元。
光伏行業(yè)如何進(jìn)一步鍛造競爭優(yōu)勢？未來增長空間如何？近日，記者走訪內(nèi)蒙古、江蘇等地，探尋中國光伏行業(yè)的增長密碼。
——編者
國內(nèi)現(xiàn)存最老的光伏電站多少歲？
41歲。
海拔2000多米之上，峰巒疊嶂之間，甘肅蘭州榆中縣園子岔鄉(xiāng)小岔村，就是這座建于1983年的小電站的舊址。電站曾為當(dāng)時(shí)依靠煤油燈照明的100多戶村民送去寶貴電能，不過，它所用的光伏組件全部由國外企業(yè)生產(chǎn)。
40多年后，同樣在榆中，近千座分布式光伏發(fā)電設(shè)施已落地運(yùn)營并全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。放眼望去，不只在國內(nèi)，借由浙江寧波舟山港、新疆霍爾果斯口岸、云南磨憨口岸等，中國生產(chǎn)的光伏產(chǎn)品正被運(yùn)往全球。
彎道超車，是很多人談及中國光伏行業(yè)時(shí)的常用詞。
2001年，我國光伏電池產(chǎn)量僅3兆瓦；到2010年底，產(chǎn)量已達(dá)8000兆瓦，約占全球總產(chǎn)量的一半。這10年間，行業(yè)突飛猛進(jìn)，一度盛傳“擁硅為勝”的說法，殊不知與國外廠商簽訂的大額硅料訂單，在全球金融危機(jī)時(shí)，卻成了負(fù)擔(dān)。
本世紀(jì)第二個(gè)10年，行業(yè)痛定思痛，改變了原料、設(shè)備、市場“三頭在外”的狀況，打造出具有成本、質(zhì)量等多重優(yōu)勢的完整產(chǎn)業(yè)鏈，光伏產(chǎn)品成為外貿(mào)的亮眼名片之一。
快速超越的背后，是這一行業(yè)遭遇逆境時(shí)的奮起，更是多方合力下，光伏制造含金量的逐步提升。其中，硅料、硅片等重點(diǎn)環(huán)節(jié)中技術(shù)的鉆研和突破，可謂關(guān)鍵一步。2005年，中國多晶硅產(chǎn)量僅占當(dāng)年全球光伏電池耗硅量的0.3%，行業(yè)所需95%以上的多晶硅依賴進(jìn)口；也正是這一年，國內(nèi)企業(yè)開始往產(chǎn)業(yè)鏈上游探索，開辟自力更生的新路。
2022年，我國多晶硅產(chǎn)量全球占比已達(dá)85.6%，硅片產(chǎn)量占比達(dá)97.4%。
未來，光伏上游環(huán)節(jié)如何不斷突破，持續(xù)鍛造國際競爭優(yōu)勢？又如何在競爭壓力加大的未來，繼續(xù)推動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展？整個(gè)行業(yè)正面對時(shí)不我待的新挑戰(zhàn)。
產(chǎn)量大和擴(kuò)產(chǎn)為何共存
品質(zhì)優(yōu)先，高端產(chǎn)能依然稀缺
光伏人常說，生產(chǎn)制造之路，從一粒沙開始。
大自然中常見的沙子、鵝卵石，主要成分都是二氧化硅，也就是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游原料——硅料的重要來源。當(dāng)然，在實(shí)際生產(chǎn)中，主要使用產(chǎn)自硅礦的硅石，再進(jìn)一步提純得到硅料。
2023年以來，隨著產(chǎn)能逐步釋放、行業(yè)競爭日趨激烈，硅料價(jià)格波動下降。然而，通威股份有限公司、協(xié)鑫科技控股有限公司等頭部企業(yè)仍在持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)：四川樂山，通威新增投資約60億元建設(shè)年產(chǎn)12萬噸高純晶硅項(xiàng)目，力爭于2024年投產(chǎn)；內(nèi)蒙古呼和浩特，協(xié)鑫科技旗下的內(nèi)蒙古鑫環(huán)硅能10萬噸顆粒硅產(chǎn)能于去年9月正式投產(chǎn)……
看似矛盾的背后，鋪陳出一條自然而清晰的產(chǎn)業(yè)邏輯——高端產(chǎn)能依然稀缺。不斷革新技術(shù)、提高產(chǎn)品質(zhì)量，是頭部企業(yè)逆勢擴(kuò)產(chǎn)的底氣所在。
記者來到內(nèi)蒙古通威高純晶硅有限公司的露天生產(chǎn)基地，只見球形、橢圓形的儲罐體積龐大，各式管道交錯(cuò)密布。其中，10多座數(shù)十米高的銀塔格外引人注目。
“工業(yè)硅在氫化的過程中，會產(chǎn)生進(jìn)一步還原所需的三氯氫硅，但也會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物以及金屬雜質(zhì)。”內(nèi)蒙古通威高純晶硅有限公司總經(jīng)理張習(xí)松打了個(gè)比方，“這些高塔是精餾塔。可以把它們想象成巨大的開水壺，精餾的原理就好比燒開水。三氯氫硅以蒸氣的形態(tài)冒出來并被收集起來，而雜質(zhì)等像水垢一樣留在‘開水壺’底部。3個(gè)塔為一組，經(jīng)過多次不同壓力和溫度的‘燒水’，產(chǎn)品純度大幅提升，能夠更好滿足下游的產(chǎn)品升級需求。”
除了提升純度，不斷革新產(chǎn)品也是邁向高端的重要路徑。在協(xié)鑫科技旗下的內(nèi)蒙古鑫元硅材料科技有限公司，記者看到了一桶直徑2毫米左右的鉛灰色小球。這種名為“顆粒硅”的硅料得名于它的形態(tài)，在填裝硅料時(shí)，球形能帶來更高的熔化速率，有利于節(jié)約工時(shí)、提升單產(chǎn)。
“我們生產(chǎn)的顆粒硅產(chǎn)品，起初由于表面積大，容易吸附粉塵、雜質(zhì)。”內(nèi)蒙古鑫元硅材料科技有限公司副總經(jīng)理李咸江介紹，“所以要給顆粒硅‘洗澡’，通過自我摩擦、超聲波振蕩等方式，把產(chǎn)品表面的‘臟衣服’脫掉。另外，對‘洗澡水’進(jìn)行粉塵濁度檢測，還能更加精確地測定除塵效果。”
目前，隨著除塵能力的提升、與下游客戶合作測試的推進(jìn)，協(xié)鑫科技的顆粒硅產(chǎn)品品質(zhì)不斷提升。中國光伏行業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2022年末，顆粒硅的市場占有率為7.5%，相較2021年的4.1%顯著提高。
價(jià)格和利潤如何平衡
低價(jià)考驗(yàn)，成本優(yōu)勢獨(dú)具競爭力
“技術(shù)和價(jià)格是觀察光伏行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵脈絡(luò)。”能見研究院副院長曹開虎說。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，技術(shù)推動產(chǎn)品性能不斷提升，但若高性能產(chǎn)品的價(jià)格沒有競爭力，也會導(dǎo)致有價(jià)無市。
這在硅片制造技術(shù)的發(fā)展過程中得到了充分體現(xiàn)。隨著行業(yè)競爭不斷加劇，2023年，光伏組件價(jià)格一度低于1元/瓦，而硅片成本在組件成本中占35%—40%。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會專家委副主任呂錦標(biāo)分析，如果按照1元/瓦的價(jià)格，很多企業(yè)會面臨虧損，小廠可能被淘汰出局。
如何進(jìn)行有效的成本控制，是決定企業(yè)生死存亡的必答題。
歷史總有相似，10多年前，同樣的難題也擺在隆基綠能創(chuàng)始人、總裁李振國面前。彼時(shí)，他所堅(jiān)持的單晶硅片路線雖然效率優(yōu)勢突出，但在成本、價(jià)格方面完全無法與多晶相提并論。2008年，單片單晶硅片的價(jià)格約為100元；近日，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會公布的市場成交價(jià)顯示，單片單晶硅片的成交均價(jià)低至2元左右。
10余年間，價(jià)格降幅超90%如何實(shí)現(xiàn)？答案是全行業(yè)對降本增效的不懈探索。
位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯的隆基綠能光伏全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目現(xiàn)場，切片車間一臺前側(cè)敞口的機(jī)器內(nèi)，數(shù)以萬米長的鉛黑色金剛線緊緊纏繞在約1米長的卷軸上。粘有單晶硅方棒的晶托位于金剛線上方的工作臺上。隨著工作臺下壓，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的金剛線就切割出了極薄的硅片。
“所謂金剛線，其實(shí)是將硬度極高的金剛石微粉顆粒，均勻固結(jié)在母線上。”鄂爾多斯市隆基硅材料有限公司副總經(jīng)理劉鵬介紹，“此前，業(yè)界主要采用砂漿切割法，切割效率較低，還容易產(chǎn)生污染。而金剛線不僅能提供更大的切削力，還能減少切割損耗，大幅降低了線耗、硅料等成本。”
2012年，金剛線切割技術(shù)主要被國外企業(yè)壟斷，國內(nèi)企業(yè)購買金剛線價(jià)格不菲。不過，李振國看到了這一技術(shù)能夠帶來的降本潛力，與國內(nèi)廠家緊密合作、協(xié)同攻關(guān)，承擔(dān)短期虧損壓力推廣技術(shù)……2013年，隆基綠能率先開始金剛線切割技術(shù)替代，并向行業(yè)推廣。據(jù)估算，這一技術(shù)推動行業(yè)在硅片環(huán)節(jié)每年節(jié)約30%的硅料。
除了提高生產(chǎn)效率、降低硅料損耗，在保證電池轉(zhuǎn)換效率的前提下生產(chǎn)大尺寸、更輕薄的產(chǎn)品，也成為近年來硅片企業(yè)攤薄成本、減輕下游壓力的途徑之一。
“10微米大約是一根頭發(fā)絲直徑的1/6，看似微不足道，卻直接影響著硅片企業(yè)的利潤。”TCL中環(huán)內(nèi)蒙古晶片生產(chǎn)基地生產(chǎn)總監(jiān)李斌介紹，“據(jù)測算，硅片每減薄10微米，可降低硅片成本約5.5%。”
近年來，通過應(yīng)用特別設(shè)計(jì)的切割設(shè)備、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的影像監(jiān)測系統(tǒng)，TCL中環(huán)實(shí)現(xiàn)設(shè)備在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的高精度金剛線切割，有效提升了原料利用率。目前，中環(huán)量產(chǎn)硅片厚度已從2021年1月的175微米下降到130微米，單位公斤出片數(shù)提升了6.8片。
節(jié)能和發(fā)展如何并行
減污降耗，綠色行業(yè)更要綠色發(fā)展
“要以清潔能源制造清潔能源。”在2023年APEC工商領(lǐng)導(dǎo)人峰會配套活動“可持續(xù)企業(yè)家對話”上，李振國說，“在為全球創(chuàng)造低成本清潔能源、促進(jìn)能源公平的同時(shí)，我們積極踐行綠色低碳的生產(chǎn)制造理念。”
光伏毫無疑問是綠色能源，但光伏制造尤其是上游硅料、硅片制造曾一度被貼上“高耗能、高污染”的標(biāo)簽。節(jié)能和發(fā)展如何并行？
在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，工業(yè)和信息化部在《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件（2021年本）》中明確提出，“光伏制造企業(yè)應(yīng)采用工藝先進(jìn)、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備”。此外，針對終端產(chǎn)品的生產(chǎn)全流程碳足跡追溯，也進(jìn)一步倒逼光伏上游企業(yè)綠色發(fā)展。
協(xié)鑫科技選擇在提升工藝?yán)镎掖鸢浮?ldquo;顆粒硅的工藝環(huán)節(jié)從6個(gè)降到了3個(gè)，反應(yīng)溫度從1100攝氏度降到了700攝氏度，這些都能大大降低綜合電耗、水耗等。”協(xié)鑫科技聯(lián)席首席執(zhí)行官蘭天石介紹。
除了向內(nèi)尋求工藝提升，向外探索、因地制宜也是推動節(jié)能降耗的一大路徑。
脫膠、清洗、切片……每生產(chǎn)1張硅片需要消耗0.5升左右的水，相當(dāng)于1瓶普通瓶裝水。在光伏制造過程中，硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)的水耗較大。
近年來，多家光伏頭部企業(yè)因內(nèi)蒙古綠電資源豐富，紛紛在此建設(shè)生產(chǎn)基地。但對于水資源匱乏且時(shí)空分布不均的內(nèi)蒙古來說，如何因地制宜？
以鄂爾多斯市伊金霍洛旗為例，這里年產(chǎn)煤炭2億噸以上，但水資源相對匱乏，此外還曾長期受疏干水（采煤過程中從煤層或井下涌出的污水）困擾。近年來，當(dāng)?shù)卣苿邮韪伤谑姓⒕G化等領(lǐng)域凈化利用，但只能利用一小部分，凈化成本還是難以攤平。
光伏企業(yè)的工業(yè)用水需求，正好為污水利用找到了突破口。
“我們根據(jù)伊金霍洛旗委、旗政府要求，收集伊金霍洛旗境內(nèi)東部14座和南部3座煤礦每天產(chǎn)生的合計(jì)約12萬立方米的疏干水，經(jīng)處理后可以保障隆基綠能所在的蒙蘇經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)部分工業(yè)用水。”圣圓水務(wù)集團(tuán)供水管理部部長白瑞介紹，隆基綠能光伏全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目每天使用的凈化后疏干水約2萬噸，有效減少了地表水、地下水的使用。
西北地區(qū)的冬日低溫，也成為節(jié)水的一大助力。在內(nèi)蒙古通威高純晶硅有限公司，循環(huán)水管道上方放置著幾臺巨大的圓形風(fēng)機(jī)。“內(nèi)蒙古秋冬溫度低、風(fēng)大，可以利用這些風(fēng)冷塔對循環(huán)水進(jìn)行冷卻。”張習(xí)松說，“節(jié)能降耗、綠色發(fā)展已經(jīng)成為我們的日常理念。”
政府支持和行業(yè)協(xié)同如何助力
展望未來，行業(yè)增長仍有較大空間
“充分的市場競爭、產(chǎn)業(yè)門類齊全的配套優(yōu)勢、政策的支持引導(dǎo)等，鍛造了中國光伏制造的完備產(chǎn)業(yè)鏈，打造了其國際競爭優(yōu)勢。”中國光伏行業(yè)協(xié)會秘書長王世江表示，如果要穿越周期、挖掘更大增長空間，行業(yè)仍有一些堵點(diǎn)需要打通。
向外看，目前海外的一些碳足跡追溯標(biāo)準(zhǔn)，尚存在與國內(nèi)不銜接之處。據(jù)王世江介紹，目前對光伏產(chǎn)品出口時(shí)的碳足跡追溯，壓力主要在上游，且對上游利用水電生產(chǎn)制造、購買國內(nèi)綠證的行為存在認(rèn)證堵點(diǎn)。“在一些認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中，不將水電視為清潔能源。此外，不同市場的綠證系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不一，這導(dǎo)致國內(nèi)光伏產(chǎn)品在出口時(shí)，面臨認(rèn)證銜接困難。”王世江說，針對這些難題，光伏行業(yè)協(xié)會正在積極推動解決。
向內(nèi)看，讓高耗能的光伏上游環(huán)節(jié)更好使用綠電，需要地方政府與相關(guān)企業(yè)之間的密切合作。調(diào)研過程中，呼和浩特金山高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管委會副主任馮吉龍表示，如今，配建光伏電站、打造源網(wǎng)荷儲一體化的產(chǎn)業(yè)園，從而在生產(chǎn)時(shí)使用成本更低的綠電，成為推動當(dāng)?shù)毓夥髽I(yè)發(fā)展的新趨勢。目前，位于該開發(fā)區(qū)內(nèi)的中環(huán)產(chǎn)業(yè)園積極推動園區(qū)企業(yè)使用綠電，助力當(dāng)?shù)卮蛟炀G電消納示范區(qū)，但如何在保障企業(yè)綠電需求的同時(shí)兼顧電網(wǎng)穩(wěn)定性，還需進(jìn)一步探索。
促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、方便上下游對接生產(chǎn)，仍需要行業(yè)協(xié)同發(fā)力。“光伏硅片和組件的尺寸不統(tǒng)一，造成其他配件、運(yùn)輸、終端安裝等環(huán)節(jié)存在不暢，這也是行業(yè)近年來面臨的痛點(diǎn)之一。”隆基綠能董事長鐘寶申介紹，包括隆基綠能在內(nèi)的9家光伏企業(yè)共同成立了光伏組件尺寸標(biāo)準(zhǔn)化研討組，推動新一代矩形硅片相關(guān)組件尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化，以提高生產(chǎn)效率、降低制造成本。
面對硅料、硅片價(jià)格下滑，產(chǎn)能趨于過剩的態(tài)勢，王世江分析，從更長的行業(yè)周期來看，短期波動屬于市場競爭的正?，F(xiàn)象。
多位受訪企業(yè)主要負(fù)責(zé)人表示，對未來仍有信心。“在光伏行業(yè)發(fā)電成本持續(xù)下降和全球綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展等有利因素的推動下，全球光伏新增裝機(jī)仍將穩(wěn)步增長，行業(yè)降本增效路徑與企業(yè)核心競爭力將更多依靠技術(shù)創(chuàng)新和制造方式優(yōu)勢。”TCL集團(tuán)創(chuàng)始人李東生表示。
原標(biāo)題：光伏上游如何夯實(shí)產(chǎn)業(yè)根基
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