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能源環(huán)境新聞

大浪淘“沙”:中國光伏產(chǎn)業(yè)“提純”記

星之球科技 來源:經(jīng)濟觀察報2021-02-28 我要評論(0 )   

作為目前炙手可熱的新能源產(chǎn)業(yè),制作太陽能電池片的硅原料來源于毫不起眼的沙子。將含硅的沙子提純到一定的程度,就可以用于捕獲地球上取之不竭的清潔能量。中國光伏企...


 作為目前炙手可熱的新能源產(chǎn)業(yè),制作太陽能電池片的硅原料來源于毫不起眼的沙子。將含硅的沙子提純到一定的程度,就可以用于捕獲地球上取之不竭的清潔能量。

中國光伏企業(yè)的發(fā)展跌宕起伏。在政策扶持下,我國在短時間內(nèi)發(fā)展出了龐大的光伏產(chǎn)業(yè)鏈,2018年5月31的光伏新政之后,補貼政策逐漸退出,市場競爭也開始加劇,大量企業(yè)被淘汰。

目前,在技術(shù)積淀和市場考驗的基礎(chǔ)上,一批在技術(shù)和市場上具有較強競爭力的企業(yè)正在脫穎而出。近日,記者以投資者的身份調(diào)研咨詢了幾家具有代表性的光伏企業(yè),希望能探尋中國光伏企業(yè)“沙”中淘金、創(chuàng)新成長的歷程。

從養(yǎng)魚到“捕光”

通威股份(600438.SH)成立于1986年,前身是四川省眉山縣漁用合料廠。1991年公司正式更名為通威,形成了涉及水產(chǎn)飼料加工、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品加工等領(lǐng)域的經(jīng)營范圍。在2006年,通威控股子公司永祥樹脂投資建立了永祥硅業(yè),開始涉足多晶硅生產(chǎn)。后來,通威股份通過在內(nèi)蒙古包頭、四川成都、樂山、眉山、云南保山等地不斷擴產(chǎn),形成了硅料、電池片、光伏電站一體的光伏產(chǎn)業(yè)鏈條。

通威股份相關(guān)人士對記者表示,公司目前的漁光互補項目可以讓養(yǎng)殖戶在水面下養(yǎng)殖水產(chǎn)品,水面上發(fā)電?!拔磥淼姆较蚴前凑兆詣踊图s化的方向改造。如果其他的光伏企業(yè)做水面光伏的話,就不會考慮水下養(yǎng)殖的問題。”對方進一步表示。

近期,光大證券在一份研究報告中指出,相比農(nóng)牧板塊的各類產(chǎn)品業(yè)務(wù),光伏產(chǎn)品有著更高的毛利率。而相比太能電池及組件,多晶硅及化工和光伏發(fā)電毛利率更高。近4年以來,多晶硅及化工業(yè)務(wù)平均毛利率為34.77%,光伏發(fā)電業(yè)務(wù)平均毛利率為47.84%。

通威股份此前一直專注于光伏硅料、電池及電站環(huán)節(jié)。后來因光伏“5.31”新政、疫情以及行業(yè)波動性事件的影響,公司在產(chǎn)業(yè)議價能力上處于相對弱勢地位。為了改變局面,公司與天合光能合作投資,共同出資新建拉棒、切片環(huán)節(jié)產(chǎn)能。此舉鞏固了公司在硅料端的強勢地位,也開始試水硅片環(huán)節(jié)一體化發(fā)展。

從去年下半年到現(xiàn)在,硅料的供應(yīng)持續(xù)處于緊張狀態(tài)。通威股份的高純晶硅在2020年持續(xù)滿負荷生產(chǎn),月產(chǎn)超8000噸,產(chǎn)能利用率達116%。2020年在建產(chǎn)能7.5萬噸,2021年底投產(chǎn)后產(chǎn)能將達到15.5萬噸。根據(jù)通威2020-2023年度發(fā)展規(guī)劃,2022年硅料產(chǎn)能將達到 11-22萬噸,2023年將達到22-29萬噸。

據(jù)光大證券的預(yù)計,通威的硅料市場占有率在2021年底將達到22.37%。而且,下游企業(yè)為了避免硅料短缺帶來的影響,紛紛與通威等上游硅料生產(chǎn)商簽訂長單。通威硅料未來一段時間的產(chǎn)能已被提前鎖定,不愁銷路。

在技術(shù)方面,通威股份成立了大量技術(shù)中心改進工藝技術(shù)。根據(jù)分析師介紹,“通威的新項目采用自主知識產(chǎn)權(quán)的‘第五代永祥法’、獨創(chuàng)的‘反應(yīng)精餾法’,N型單晶 80%以上,達到電子級晶硅水平,實現(xiàn)高純晶硅‘中國制造’?!?/p>

通威股份則進一步向記者介紹稱:“公司目前正在研發(fā)下一代的太陽能電池,包括HJT(異質(zhì)結(jié))電池的研發(fā),目前還沒有量產(chǎn)?!惫獯笞C券分析師認為,目前通威積極研發(fā)的HJT、TOPCON、PERC+ 等電池很有可能成為下一代量產(chǎn)主流技術(shù)路線。

高端裝備攪局者

與通過農(nóng)牧養(yǎng)殖業(yè)起家的通威股份不同的是,上機數(shù)控(603185.SH)在2002年成立時就將自己定位于高端裝備制造領(lǐng)域,是一家從事精密機床研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)。2004年該公司進入光伏行業(yè),從事晶硅專用加工設(shè)備的制造。2019年,公司成立全資子公司弘元新料公司,進軍光伏單晶產(chǎn)業(yè)務(wù)。

上機數(shù)控相關(guān)人士對記者表示,公司的主要業(yè)務(wù)包括光伏切片設(shè)備和光伏硅片,目前大部分利潤來源于單晶硅片。

近期,根據(jù)東北證券分析師在研究報告中的統(tǒng)計,在2017之后的幾年里,上機數(shù)控裝備業(yè)務(wù)收入由緩慢增長到負增長,核心原因一方面是受“5.31”新政影響;另一方面,公司產(chǎn)品效率提升,導(dǎo)致下游客戶需求有所降低。但從產(chǎn)品單件看,公司單臺設(shè)備價格基本穩(wěn)定,毛利率一直維持在45%的水平。

分析師還介紹稱,光伏設(shè)備的主要生產(chǎn)商有日本小松、瑞士梅耶博格、國內(nèi)的上機數(shù)控、晶盛幾點、連城數(shù)控、高測股份等,其中連城數(shù)控主要為隆基股份提供相關(guān)設(shè)備。近年來,隨著國內(nèi)專用設(shè)備水平的提升,一方面隨著國內(nèi)光伏行業(yè)崛起,國內(nèi)設(shè)備企業(yè)更加貼近客戶,本土化優(yōu)勢更加明顯;另一方面,國內(nèi)設(shè)備在成本端優(yōu)勢更為明顯,在光伏產(chǎn)業(yè)全環(huán)節(jié)降本增效的趨勢下,國內(nèi)企業(yè)崛起。目前海外企業(yè)逐漸退出市場,上機數(shù)控切片機市場占有率達到45%左右,為行業(yè)第一。

在單晶硅項目上,目前上機數(shù)控的項目主要有兩個,分別是“包頭5GW單晶硅拉晶生產(chǎn)項目”以及“年產(chǎn)8GW單晶硅拉晶生產(chǎn)項目”,兩個投資項目總投資額分別為31億元以及57億元。分析師認為,對比同行單晶硅項目投資,公司項目實際產(chǎn)能彈性將遠高于公布產(chǎn)能。隨著公司不斷改進工藝,生產(chǎn)效率提升后,兩個項目實際投產(chǎn)可能達20GW左右。

“隨著上機數(shù)控產(chǎn)能逐步釋放,公司有望在2021年產(chǎn)能躋身行業(yè)前五,如繼續(xù)擴產(chǎn),有望實現(xiàn)產(chǎn)能更大幅度躍遷?!狈治鰩熑绱伺袛唷?/p>

從光伏材料到半導(dǎo)體材料

硅原料提純到一定程度就可以用于制作太陽能發(fā)電材料,而提純到更極致的程度則可以用于半導(dǎo)體的制作。

中環(huán)股份(002129.SZ)主營業(yè)務(wù)圍繞硅材料展開,專注單晶硅的研發(fā)和生產(chǎn)。公司的制造范圍在半導(dǎo)體制造和新能源制造領(lǐng)域延伸。其中半導(dǎo)體板塊包括半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體封裝;新能源板塊包括太陽能硅片、太陽能電池片、太陽能組件。

中環(huán)股份對記者表示,公司擁有生產(chǎn)光伏硅片和半導(dǎo)體硅片的兩類生產(chǎn)線。目前光伏硅片可以生產(chǎn)各種類型的硅片;大尺寸的半導(dǎo)體硅片一部分已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn),另一部分還處于研發(fā)驗證階段。

光大證券分析師在近期的一份研究報告中稱,“中環(huán)股份已經(jīng)成為國內(nèi)唯一擁有電子級和太陽能級硅材料雙產(chǎn)業(yè)鏈的上市公司?!?/p>

分析師指出,中環(huán)股份擁有國內(nèi)先進的單晶生長技術(shù),可有效降低晶體內(nèi)在缺陷,保障硅棒品質(zhì),提升太陽能電池轉(zhuǎn)換效率。憑借多年的技術(shù)研發(fā)和積累,在業(yè)內(nèi)率先推出了低衰減單晶硅棒和高效能單晶硅棒,成為國內(nèi)單晶拉制技術(shù)光伏應(yīng)用的領(lǐng)軍者。在單晶硅片方面,中環(huán)股份不僅具備一流的切片技術(shù)工藝與專用砂漿回收技術(shù),同時最早建成國內(nèi)最大的產(chǎn)業(yè)化鉆石線切片產(chǎn)線。

中環(huán)股份相關(guān)人士告訴記者:“由于半導(dǎo)體硅片的技術(shù)含量更高,利潤也相比光伏硅片更高。”

根據(jù)光大證券分析師的介紹,半導(dǎo)體單晶硅材料對于純度的要求比光伏工藝流程更復(fù)雜。光伏單晶硅純度一般在99.999%至99.999999%(5到8個9)。而半導(dǎo)體硅材料純度要達到 99.999999999%(11個9以上)。

在半導(dǎo)體生產(chǎn)方面,中環(huán)股份主導(dǎo)產(chǎn)品電力電子器件用半導(dǎo)體區(qū)熔單晶硅片綜合實力全球前三,國外市場占有率超過18%,國內(nèi)市場占有率超過80%。先后開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)換效率高達到26%的高效N型DW硅片、“零衰減”的直拉區(qū)熔硅片。

分析師也指出,12英寸大硅片由于設(shè)備和工藝差距有待國產(chǎn)化跨越。在國際巨頭占據(jù)全球半導(dǎo)體硅片主要市場份的背景下,中國大陸半導(dǎo)體硅片企業(yè)占比較小,技術(shù)較為薄弱,多數(shù)企業(yè)以生產(chǎn)200mm及以下半導(dǎo)體硅片為主,國內(nèi)企300mm硅片生產(chǎn)能力與國外先廠商相比仍有一定的差距。目前,中環(huán)股份總產(chǎn)能規(guī)劃8英寸的為105萬片/月,12英寸的為62萬片/月。

光伏的未來:從發(fā)電到儲電

目前,太陽能等新能源發(fā)電所面臨的最大問題之一是發(fā)電端和需求端的不匹配,比如居民用電需求較高的晚上卻沒有太陽能。而且,我國光照資源最多的地區(qū)和用電需求最多的地區(qū)距離較遠。解決這個辦法之一就是發(fā)展儲能,將新能源發(fā)電就地變?yōu)榛瘜W(xué)能或者氫能。

陽光電源(300274.SZ)公司成立于1997年,以光伏逆變器起家,目前已經(jīng)成為全球逆變器龍頭。

陽光電源相關(guān)人士對記者表示,公司主要是生產(chǎn)光伏設(shè)備,比如光伏逆變器、儲能系統(tǒng)以及水面光伏等,不生產(chǎn)光伏組件。

“由于在產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性方面具有優(yōu)勢,所以能夠受到市場認可?!睂Ψ礁嬖V記者。

國元證券的分析師彭聰在前段時間的研究報告中介紹稱,光伏逆變器是太陽能光伏系統(tǒng)的心臟,主要功能為將太陽能電池組件產(chǎn)的直流電轉(zhuǎn)化為交流點,并入電網(wǎng)或供負載使用,此外還具有最大功率跟蹤功能以及最大限度發(fā)揮太陽能電池性能和光伏發(fā)電系統(tǒng)保護等功能。

“光伏逆變器的可靠性、安全性直接關(guān)系太陽能發(fā)電系統(tǒng)整體的平穩(wěn)運行,其轉(zhuǎn)換效率直接影響太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率,其使用壽命直接關(guān)系到光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用年限?!迸砺斦J為。

憑借高性價比、售后服務(wù)等優(yōu)勢,國產(chǎn)逆變器逐步從國產(chǎn)替代變?yōu)榧铀俪龊#?012年國產(chǎn)逆變器在全球市占率僅為9%,到2019年為止,國產(chǎn)逆變器市占率達到58%,出貨量最高的兩家企業(yè)均為中國企業(yè),分別是華為(22%)和陽光電源(13%)。

從2014年開始,陽光電源與三星SDI在合肥設(shè)立儲能電池和儲能電源兩個合資公司,進軍儲能業(yè)務(wù)。

彭聰分析到,儲能系統(tǒng)具備削峰填谷、負荷調(diào)節(jié)的功能,能夠有效提高發(fā)電效率、降低用電成本。在日漸興起的能源互聯(lián)網(wǎng)中,由于可再生能源與分布式能源在大電網(wǎng)中的大量接入,結(jié)合微電網(wǎng)與電動車的普及應(yīng)用,電化學(xué)儲能技術(shù)將是協(xié)調(diào)這些應(yīng)用的至關(guān)重要的一環(huán),儲能環(huán)節(jié)將成為整個能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點。近幾年來用戶側(cè)出現(xiàn)多樣性需求,包括削峰填谷、5G 基站和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心等等,各樣的電能需求顯著拉動儲能的需求。

2020年《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書》顯示,2019年陽光電源儲能變流器、系統(tǒng)集成市場出貨量均位列中國第一。截至2020年6月底,陽光電源參與的全球重大儲能系統(tǒng)項目超過1000個,廣泛應(yīng)用在中國、美國、英國、加拿大、德國、日本、澳大利亞、印度等眾多國家,公司在海外儲能市場份額快速提升。在北美,陽光電源2019年工商業(yè)儲能市場份額為15%,2020上半年則超過了20%。

光伏儲能的另一條路是運用光伏發(fā)電制氫,將電轉(zhuǎn)化成氫能。陽光電源對記者表示:“目前公司在光伏制氫方面還處于研發(fā)階段?!?/p>

陽光電源2019年成立了氫能事業(yè)部,并在自己的陽光產(chǎn)業(yè)園投建了一個多模式制氫系統(tǒng)示范基地,其中包括光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、制氫裝置和氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。目前公司已簽訂數(shù)個光伏制氫示范項目,并在持續(xù)加大研發(fā)投入。

彭聰認為,氫氣需求巨大,遠期需求可達6000萬噸。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預(yù)計,到2030 年,中國氫氣需求量將達到3500萬噸,能源體系消費額占比達到5%;到2050年氫能在中國終端能源體系占比至少達到10%,氫氣需求量接近6000萬噸,產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值12萬億元。

“風(fēng)能光能電解水制氫是中長期最佳氫氣來源?!迸砺敱硎荆覈茪涑杀据^低,制氫路線包括化石燃料制氫、電解水制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、可再生能源制氫等。其中最佳制氫方式是可再生能源電解水制取綠氫。一方面可極大地消除氫氣生產(chǎn)過程中的碳排放問題,構(gòu)建真正潔凈的新型能源體系;另一方面隨著太陽能和風(fēng)能的存儲需求顯著增長,短周期儲能無法滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行,由可再生能源產(chǎn)生的大量氫氣與儲氫技術(shù)相結(jié)合,可以為電力系統(tǒng)提供長期的季節(jié)性儲能。

以光伏為例,當太陽能發(fā)電充足但無法上網(wǎng)、需要“棄光”時,利用光伏發(fā)電將水電解制成氫氣(和氧氣),將氫氣儲存起來。當需要電能時,將儲存的氫氣通過不同方式(內(nèi)燃機、燃料電池或其他方式)轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng),或者直接用于氫能汽車的行駛。


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