铸锭崛起

 行业动态     |      2019-07-25 14:59

岁末年初,在中国光伏产业,一种叫“铸锭单晶”的技术强势“冒尖”,多次上了“热搜”,成为行业和市场关注的焦点。

“铸锭单晶”是一种怎样的技术?在光伏“竞价新时代”,其有哪些竞争力?笔者综合了2019年初至今,包括索比光伏、光伏新闻、光伏荟、能源一号等专业媒体对这一技术的的报道,结合保利协鑫、荣德新能源等企业的市场动作与布局,对“铸锭单晶”做一次复盘与解析。

一、为何今年才“火”?

铸锭单晶又称类单晶,是指采用多晶铸锭炉,在常规多晶铸锭工艺的基础上加入单晶籽晶,定向凝固后形成方型硅锭,并通过开方、切片等环节,最终制成单多晶混合的硅片。由于铸锭单晶本质上沿用了多晶的制备工艺,二次技改投入较小,是更适合传统多晶企业进军单晶的新技术赛道。

事实上,铸锭单晶技术起源于上世纪七十年代,在8年前曾构成一股热潮,多家企业都有涉猎,但没有在市场上延续很长时间,很快被高效多晶取代了。分析原因,一是当时还没有黑硅制绒技术,单多晶混杂的硅锭切片制成电池后,晶花色差大影响美观;二个是整锭单晶比例很低,与常规铸锭多晶相比毫无性价比可言。

而荣德新能源的总裁唐骏在与索比光伏网曹宇的对话中分析,铸锭单晶技术多年来一路“坎坷”的原因有二:

一是技术早期一致性没有现在好。

二是2012年多晶铸锭技术取得了重要突破,小晶粒多晶铸锭技术成功后,高效多晶技术迅速风靡市场,也挤占了铸锭单晶发展空间。

但过去七八年时间,包括全球多晶产业链龙头的保利协鑫、荣德新能源等企业均未放弃对铸锭单晶技术的持续研发与投入。

对于保利协鑫而言,历经7年改良,第三代成熟铸锭单晶产品—鑫单晶G3于2018年起开始规模化应用,并在2019年集中发力,动作频频。

荣德也一直没有放弃铸锭单晶技术的发展。唐骏对索比表示:“我们内部相信这项技术一定有绽放异彩的时刻,只需要等待一个风口。实际上荣德的研发团队一直在坚持做新一代铸锭单晶产品的开发,并且终于在2019年初取得了技术上的重要突破,做好了下半年量产的必要准备。”

二、“跳高”和“跳远”?

荣德新能源的总裁唐骏用“跳高”和“跳远”来形容单多晶技术:“你觉得跳高和跳远哪个更好?当然是根据不同需要。但是铸锭单晶技术的出现,是一位擅长跳远的选手,起跳高度也和跳高选手几乎一致。”

那么,面对直拉单晶技术,“铸锭”到底有哪些差异优势?在一些业内人人士看来,铸锭单晶技术的成熟,给了多晶硅片企业一件强有力的武器。浙江大学的杨德仁院士盛赞其为“单晶的效率,多晶的成本。”

综合各方观点来看,相比直拉单晶,铸锭单晶有六大优点:更低光衰、更美外观、更高效率、方片优势、成本更低、无限兼容。

2019年5月,荣德与浙江大学硅材料国家重点实验室合作的荣德硅材料研究&产业化实验室也正式揭牌。“我们前期已经做了大量的研究和验证工作,但是与杨院士的合作,可以让我们在铸锭单晶产品的开发上得到更多的理论支持。”唐骏告诉索比光伏网总编曹宇。这也是单多晶技术第一次处于同一边界条件下比拼BOS成本和LCOE度电成本。

目前铸锭单晶电池效率已经可以做到22.28%,与单晶电池差距在0.3%以内。以72片组件计算,单晶组件385W,铸锭单晶可以做到380W以上,再考虑到多晶组件首年衰减更低,铸锭单晶的土地、人工、线缆成本都与单晶基本一致。综合各种因素,“鑫单晶G3”PERC电池量产效率和组件输出功率与直拉单晶基本相同,如考虑光衰方面优势,和直拉单晶组件实现同瓦输出,同时有1美分/瓦的利润空间。

众所周知,无论直拉单晶、还是铸锭单晶,对于电站投资商而言,投资成本和平准化发电成本(LCOE)才是组件选型的根本依据。“光伏荟”创始人张丽广基于国内一类光照资源区某大型地面电站典型场景,投资模型测算边界条件如下:

1.运维费用:0.03元/W,每年以3%的速度增长;

2.土地租金:800元/亩;

3.折现率:5%;

4.不含融资成本、耕地占用税、植被恢复、清扫机器人、水保环保等相关费用;

5.组件的衰减率:单晶PERC首年3%,次年0.6%;“鑫单晶G3”PERC首年衰减率2.5%;次年0.6%。

则测算出的的结果如下:

从测算结果可以看出,单价1.89元/Wp 的72片380瓦“鑫单晶G3”PERC组件与单价1.96元的72片385瓦直拉单晶组件相比,无论静态投资成本还是度电成本,鑫单晶组件都具有优势。

此外,来自保利协鑫的胡动力介绍,保利协鑫的“鑫单晶G3”产品,具有铸造技术的低成本、低能耗、大尺寸优势,同时兼具单晶的高效率、高质量优势。灵活的定制化尺寸,各种电池技术的高适配性,在下游终端客户的大批量验证中,已经得到了一致好评。

“鑫单晶”三代已经批量出货5400万片,协鑫的三个实证电站表明了“鑫单晶”效率和衰减的表现属于最优。

据能源一号梳理顺德中山大学太阳能研究院的报告:2019年4月1日——5月21日,在陕西榆神同东投实证电站,对比了330瓦的常规多晶、365瓦的鑫单晶、375瓦的单晶PERC等三类产品,常规多晶组件的总发电量为281.54kwh/kw,单晶PERC组件的发电量为276.08kwh/kw,“鑫单晶”的组件发电量为283.66kWh/kW,鑫单晶在同期的发电最多。

不过, 从直观的各种对比数据分析来看,这对市场投资者来说似乎是一道很简单的题,但对于制造企业来说,可能远未如此简单。索比光伏网总编曹宇分析:单晶企业在过去两年时间中获利颇丰,很可能在政策红利不再后采用价格的紧跟策略,通过降价保持市场竞争力,同时过去两年的储备积累和资本的助力,也让单晶企业更能忍受暂时的低利润率甚至亏损,因此多晶制造企业还远未可以高枕无忧。

三、市场才是“试金石”!

产品好不好,客户和市场说了算。

2019年5月28日,阿特斯阳光电力集团发布公告,宣布其研发的高效P5多晶太阳能电池转换效率达到22.28%,创造了新的大面积多晶电池的世界记录。

5月29日,阿特斯宣称已与法国电力公司旗下可再生能源北美分公司签署了一项长期组件供应协议,将为法国电力公司未来数年在北美开发的光伏项目提供总计1.8GW的P5多晶PERC光伏组件,这是阿特斯有史以来接到的最大订单,而这个订单的P5组件正是采用保利协鑫提供的铸锭单晶材料和技术。

在今年上海SNEC期间,保利协鑫发布了全新一代“鑫单晶G3”硅片产品,协鑫集成(002506.SZ)发布了420W超高效“鑫单晶叠瓦”组件。“鑫单晶G3”电池量产效率22.18%,与单晶电池的效率差值在0.3%以内,组件效率差距在5W以内,同时光衰仅为直拉单晶的50%。

上述产品的发布,标志着保利协鑫的单晶产品正式步入大规模应用阶段。也就在SNEC期间,阿特斯、正泰太阳能、日托光伏、爱康光电四家光伏企业与保利协鑫签订了6GW“鑫单晶”供应合作协议。

为了加速打入单晶市场,保利协鑫承诺在新品推广初期,“鑫单晶”将会与直拉单晶产品保持固定价差。

按照保利协鑫的产能规划,到今年底,“鑫单晶”硅片产能将达到8-10GW。2020年,保利协鑫旗下的1400多台铸锭炉将全部改造完毕,届时将在市场上大量供应鑫单晶硅片。而过去占主导的多晶硅片则只会保留一小部分,以满足部分老客户的需要。

协鑫集成则预计,2019年,其组件出货量超过6GW,同比增长20%。在协鑫集成的产品结构中,鑫单晶和Perc电池各占一半,几乎未涉及多晶和普通单晶产品。鑫单晶组件已收到逾1GW订单。以下图表为鑫单晶产能规划:

荣德新能源的总裁唐骏则向索比光伏网表示:“我们更强调给客户带去价值,以及给客户的客户,终端市场带去的价值。不只是铸锭单晶技术,我们的高效多晶技术与也在不断进步,我们内部测算过,从现在的售价来看,在大部分应用条件下,度电成本最低的还是高效多晶技术,但成本对比方面没有铸锭单晶那么简单明了。”

四、步步为营,更进一步

6月25日下午,等待已久的通威股份官网终于公布了其最新的电池报价,其中一个显著变化,是将铸锭单晶PERC电池作为单独分类的产品进行报价:158.75mm尺寸铸锭单晶PERC单晶电池的价格只要1.09元/W,比同尺寸PERC单晶电池低0.1元/W。

增加铸锭单晶电池报价,这意味着主流PERC电池产品增添了新的成员,铸锭单晶硅片在通威等一线电池大厂步入大批量应用和出货阶段。

7月4日,PV Infolink发布了光伏产品最新现货价格表。数据显示,金刚线切割的多晶硅片价格稍有下降,平均为1.87元/片,而单晶硅片的平均价格仍为3.12元/片,价差达到1.25元/片的水平。

同时,随着铸锭单晶产品实现批量供货,各平台纷纷将铸锭单晶硅片、电池片价格列入每周统计。以PV Infolink为例,158.75mm铸锭单晶硅片的价格为2.85元/片,比同样尺寸的单晶硅片价格(3.47元/片)低0.62元/片;即使是157mm铸锭单晶硅片,按照盖锡咨询的统计,其价格也比156.75mm单晶硅片低0.43元/片,表现出较强的竞争力。

近日,根据光伏新闻消息,保利协鑫铸锭单晶技术获得重大突破,其热场经改造后,成品率上升6%,平均成品率接近50%,而目前单晶的综合成品率也就在58%左右,半融铸锭多晶则在62%左右。保利协鑫铸锭单晶技术虽然获得重大突破,但是保利协鑫仍不满足,目前已经开始研发下一代的热场,据说成品率可以进一步提高到55%左右。

此外,保利协鑫从下月起,166铸锭单晶硅片将开始量产,铸锭单晶硅片每月出片数将超过一亿片。同时保利协鑫将在2019年内会推出“鑫单晶G4”,进一步缩小与单晶效率的差距到0.2以内,另外加上面积的优势,可以与同边长尺寸圆角单晶组件做到同瓦输出,并且大幅改善电池效率分布,同时衰减也可以大大降低。