光伏电池技术竞赛已经到了赛点

商界观察
2023-08-16

光伏行业第一轮技术竞赛在硅阶段,GCL集团获胜;第二轮技术竞赛在硅片阶段,隆基绿可以获胜;目前是第三轮技术竞赛,发生在电池阶段。谁能赢?

 

 

依靠制造业特性来降低光伏成本的路径已经接近天花板,产品升级将成为光伏企业竞争的主要领域。

 

在过去的20年里,光伏制造的成本通过健全的生产工艺和扩大的生产规模降低了90%以上。与此同时,占据市场主流的光伏电池转换效率从12%提高到23%左右——技术创新必须继续提高效率。

 

 

光伏电池技术的变化已经进入关键节点,更有效的电池已经量产。所有光伏企业都必须调整生产线,选择更有效的新技术路线,否则会被淘汰或边缘化。

 

大量资本涌入是促进光伏技术加速变革的另一个主要原因。2022年,中国光伏企业融资总额达到1362亿元,是2019年的近4倍,产业链各个环节的产能是2019年的3倍以上。这些新产能采用新技术路线,新技术产品的产量将在一两年内超过目前的主流电池产量。届时,新老产能将开始大规模更换。

 

PERC电池目前占据光伏市场的主流地位,新一代量产高效光伏电池主要有两种:TOPCon电池-2022年开始量产;HJT电池-2023年开始量产。

 

PERC是指钝化发射区背面的光伏电池,TOPCon是指技隧穿氧化层钝化触摸电池,HJT是一种将薄膜电池技术与晶硅电池技术相结合的电池,也称为异质结电池。

 

很多业内人士告诉《财经十一人》,PERC电池的主流位置将在2025年之前被取代。然而,关于TOPCon和HJT电池将在更长的时间内占据主流电池的地位,仍然存在争议。之后,下一代电池将是一种更高效的电池,在这两种电池的基础上叠加钙钛矿。因此,选择技术路径对于光伏企业来说是一件重要而迫切的事情。

 

图1:预测每个电池市场的比例

 

TOPCon电池的成本低于HJT,后者的效率高于前者。TOPCon生产线从产业链的角度来看,与旧生产线有一定的兼容性,技术更加成熟;HJT是一种全新的工艺和生产线,其工艺流程更短,技术门槛更高。

 

新技术孕育了许多快速发展的新公司:TOPCon和HJT路线上资本最喜欢的新能源和华盛新能源,两家公司的估值都在100亿元左右;还有很多与新技术相关的光伏公司,比如拉普拉斯,已经或者即将进行IPO,从TOPCon生产线起步。

 

TOPCon和HJT技术几乎都是光伏龙头公司布局的,其中晶科能源(688223.SH)TOPCon下注,东方日升(300118.SZ)而HJT则更加看好,其它大多数一线公司都是主要推广其中一项技术,同时建立其它技术的中试生产线。

 

新秀公司能否以新技术领先,现在的龙头企业能否在这个技术变革周期中保持自己的地位?光伏企业的新技术竞赛已经到了赛点。

 

01 抢位新技术

 

光伏制造业从上游到下游分为四个阶段:硅材料、硅片、电池片和零件。电池转换效率决定了光伏发电的整体效率,不同的电池技术对上下游产品有不同的要求。晶体硅光伏电池根据硅片衬底的不同分为P型和N型。此前,P型硅片是光伏的主流电池;现在,从P型到N型的转变已经开始。

 

P型BSF(铝背场电池)是上一代主流光伏电池,P型PERC电池是目前的主流产品;N型电池转换效率更高,目前主要生产TOPCon和HJT两种N型电池。

 

PERC电池占据光伏市场主流地位十多年,PERC电池占据主流地位的时间缩短至六年,预计PERC的主流地位将在2024-2025年间被取代。

 

目前TOPCon电池最有希望接力主流光伏电池,2022年开始量产。HJT紧随其后,从2023年开始大规模生产。

 

根据中国光伏协会发布的《2022-2023年中国光伏产业发展路线图》,2022年 2008年,PERC量产 平均光电转换效率为23.2%。TOPCon电池量产平均转换效率达到24.5%,异质结电池量产平均转换效率达到24.5%。 24.6%的电池效率提高1%,这意味着每平方米光伏组件每年可以多发12.5度电(按行业平均值估算)。

 

图2:每个电池量产转化率值预测

 

业界普遍认为,由于资本的巨大驱动力,这两种电池将在两到三年内迅速成为主流。但TOPCon和HJT都是过渡性商品,两者最终都需要与钙钛矿电池叠加,才能产生更有效的叠层光伏电池,预计光电转换效率可以超过30%。

 

光伏信息机构智汇光伏创始人王淑娟告诉《财经十一人》,大多数制造商投资建设TOPCon生产线,因为没有一项技术能够超越其性价比。HJT的效率优势更加明显,工艺流程更加简短,但其成本下降缓慢,仍然是非主流商品。未来这两种技术会长期并存,但市场份额不同,主要看谁的性价比更高。

 

未来两年将进行新老产能的更换。根据中国光伏协会的统计,2022年中国光伏电池总产能为505.5.5GW,产量为330.6GW 。其中,PERC 电池市场份额下降至电池市场份额 88%;市场占TOPCon电池市场的比例 8.3%,合27.4GW;异质结电池市场份额约比 0.6%,合2GW。

 

根据招商证券,PV-根据tech的统计,2022年公布的TOPCon电池生产规模达到400-500GW。截至2023年5月中旬,TOPCon电池的生产能力已达到100GW。 GW,全生产运行容量约为70GW。预计2023年TOPCon电池出货量将达到100GW,约为2022年的4倍。

 

 

工厂建设和生产线达到满产所需的上坡时间约为一年,因此,2024年将是TOPCon电池产能大幅增长的一年。根据中信建投证券发布的研究报告,2023年TOPCon产能在372GW左右,到2024年底,建设产能将达到635GW。这个数字将超过PERC电池的生产能力。

 

目前,HJT电池产能的建设速度比TOPCon慢。根据国鑫证券的统计,截至2023年7月,目前国内光伏企业HJT电池和规划产能已超过214.6GW。

 

华盛新能源董事长徐晓华告诉《财经十一人》,与TOPCon相比,HJT的设备供应和原材料供应相对有限,需要半导体和薄膜电池的技术和实践经验。这样的团队比较稀缺。因此,HJT更适合实力雄厚的新公司和积累的龙头企业。

 

据中国光伏协会预测,到2025年,TOPCon和HJT的市场份额将超过50%;到2030年,HJT电池的市场份额将接近TOPCon,总共占市场份额的70%左右。

 

协鑫集成 (002506.SZ) 执行总裁蒋卫朋告诉《财经十一人》,现阶段TOPCon技术性价比更高,理论上HJT和钙钛矿叠层更适合未来。因此,该公司首先建立了TOPCon的量产线,并准备了HJT的试生产线。协鑫集成的母公司协鑫集团拥有中国最大的钙钛矿电池试生产线。

 

02 崛起的新秀和分化的领导者

 

虽然新一代高效电池还没有占据市场主流,但随着市场认可度的不断提高,一些新公司迅速崛起。与此同时,由于技术变化,龙头企业的排名也开始发生变化。

 

越来越多的高效N型电池组件获得订单。自2023年以来,N型电池组件在电力央企光伏组件招标中的比例大幅增加,N型电池组件在2月份发布招标公告中的比例达到30%-40%。;随后4-5月,华能、大唐、华电招标中N型占50%。

 

图3:一些制造商在2023年SNEC上展出的N型组件产品

 

HJT是一种完全不同的生产线和工艺流程,与PERC电池相比。对没有旧设备负担的企业而言,选择未来更有前途的HJT技术更具优势。鉴于技术门槛较高,HJT的新秀企业成长并不快,只有华盛新能源一枝独秀。

 

华盛新能源成立于2020年7月,致力于生产HJT电池、硅片和零部件。目前,该公司是HJT产能最高的公司。华盛新能源已完成第二轮融资,融资金额超过30亿元。目前估值已达100多亿元。

 

徐晓华表示,到2023年底,华盛新能源的HJT电池产能将达到19GW左右,到2024年底将达到近30GW,相应的交货量将从2023年的4GW增加到2024年的16GW。

 

在龙头企业中,HJT产能最大的是东方日升,预计2023年HJT电池产能接近3GW。

 

全球市场总监庄英宏告诉《财经十一人》,现在HJT组件的功率已经超过700W,而TOPCon几乎做不到。HJT的性价比很快就会超过TOPCon。虽然东方日升现在已经建立了TOPCon生产线,但是未来将逐步转变为以HJT为主。

 

 

与PERC电池工艺流程相比,TOPCon生产线相对完善,因此,大多数光伏制造企业都选择了TOPCon,同时,一些专注于TOPCon的新兴企业在过去两年中迅速崛起。

 

新能源是TOPCon新秀公司,融资最多,产能增长最快。公司成立于2018年7月,到2023年底,产能达到30GW,2022年零部件销量位居中国光伏行业前十。公开资料显示,一项新能源已经完成了9轮融资,IPO已经启动,估值接近100亿元。

 

随着新型电池技术的加持,龙头企业的排名也逐渐发生变化。

 

晶科股份于2022年率先量产TOPCon电池,目前产量最高。在零部件销售排行榜上,晶科股份从2021年的第四名上升到2022年的第二名。2023年上半年,其排名跃升至第一位。到2023年底,晶科股份TOPCon电池产能将达到55GW,全年出货量超过40GW。

 

 

图4:2022年和2023年零部件销售排行榜

 

正泰集团旗下最大的民营光伏发电公司正泰新能,TOPCon电池产能仅次于晶科股权。到2023年底,正泰新能电池产能将达到45GW,其中TOPCon产能将达到38GW,占总产能的84%。2021年,正泰新能在零部件销售排行榜上排名第十,上升至2022年第七。2023年上半年销量持续上升。

 

正泰新能董事长陆川告诉《财经十一人》,TOPCon在两年内的性价比远高于HJT,目前HJT的产量太小,不能算是商业产量。未来,光伏技术变革的方向尚未确定。

 

聚焦光伏硅材料生产的GCL集团开始增加光伏电池和零部件,其子公司GCL集成负责建设。蒋卫朋表示,公司在芜湖基地总产能20GW的TOPCon电池项目10GW已于7月底投产,目前正处于产能攀升期,预计今年年底前完全生产。

 

03 谁能胜出?

 

第一轮光伏产业技术竞赛在硅料阶段,GCL集团获胜;第二轮技术竞赛在硅片阶段,隆基绿能(601012.SH)获胜;目前是第三轮技术竞赛,发生在电池阶段,谁能获胜?

 

目前大部分企业基本都选择了重点发展的电池技术,但还是很少有生产线已经建成甚至完全生产。未来观望的企业还有机会再次选择,本轮技术竞赛的赢家一定会在先锋中诞生。

 

假如TOPCon的性价比持续明显高于HJT,那么TOPCon阵营的领先企业将继续保持领先地位,行业格局也不会有太大变化。若情况发生变化,HJT阵营的企业将迅速超越,光伏产业格局将发生巨大变化。

 

对TOPCon持乐观态度的一方认为,HJT的性价比很难超过。根据中信建投证券研究报告,目前HJT的成本高于TOPCon。 0.12-0.13 元/瓦,主要高于银浆、设备成本、目标等。尽管有很多方法可以降低HJT的成本,但是TOPCon的成本也在降低。到2023年底,TOPCon的一体化成本比HJT低4分/瓦。到2024年底,TOPCon的一体化成本仍然比HJT低2-3分/瓦。从长远来看,两面 HJT极限效率为28.7%,HJT极限效率为28.5%,因此,HJT很难通过效率优势获得溢价。

 

图5:目前TOPCon和HJT的性价比

 

对HJT持乐观态度的一方认为,HJT的成本将在2023年底降至与TOPCon持平,2024年将进入竞争激烈的阶段。

 

根据Infolinkolink、根据TCL中环的最新报价数据,如果硅片导入110,则根据HJT量产效率达到25.7%。μ商品,银耗实现10mg/W、实现12mg//W,每台设备降至3亿元//GW,那么 HJT电池的生产成本将降至0.588元/元/元W,电池费用与TOPCon(0.582元//2元)W)只有0.006元/元的差距。W。考虑到 目前HJT电池性能优异, HJT 部件较 TOPCon 溢价达到0.15元/元/元W。

 

对于上述数据的实现,HJT阵营非常乐观,而TOPCon阵营则认为实现起来非常困难。

 

作为TOPCon阵营的新人,蒋卫朋表示,公司生产的TOPCon电池的效率只能在生产线完全生产后才能看到,目前很难预测效率的提高速度。在成本方面,预计TOPCon整个行业的平均成本将在一年后下降5%,未来成本将继续下降。五年之内,TOPCon生产线的市场竞争力会更好。

 

从更长的时间来看,光伏作为一个商业产业,只有20多年的历史。与完善的制造业和传统的能源产业相比,光伏仍处于产业链的早期阶段,光伏企业有机会改写产业格局。

 

隆基绿能是光伏行业市值最高的公司,针对有200多年历史的杜邦公司。管理层希望隆基绿能长期持续下去。在这一轮技术变革周期中,隆基绿能更看好的是另一种新型电池HPBC-复合钝化背触电池。同时,该公司建立了TOPCon电池生产线,并建立了HJT试生产线,但都不是领先地位。HPBC电池的市场前景还有待检验。

 

作为光伏核心辅料的龙头企业,杜邦公司在高峰期全球一半的光伏组件中使用杜邦材料。杜邦TEDLAR业务全球光伏市场总监付波告诉《财经十一人》,R&D本身和新技术实现大规模制造存在很大的不确定性。在光伏行业,无论是现在的龙头企业还是新秀公司,都需要从以制造和效率为核心的公司升级为两翼制造和R&D的公司。只有通过不断的新技术超越竞争对手,才能获得发展空间。

 

本文来自微信公众号“财经十一人”(ID:caijingEleven),作者:不只是十一人,36氪经授权发布。

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