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光伏发电王者:光电转换率决定谁将成为王者(3)

  薄膜太阳能电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料柔性衬底上,附上厚度只有几微米的感光材料制成。与晶体硅光伏电池相比,薄膜电池具有用材少、成本低、安装方便、易折叠卷曲等优点。由于透光性好,薄膜电池更适用于商业建筑物的表面(BIPV)。另一方面,非晶硅薄膜电池的制备工艺难度低于晶硅电池,水、电消耗远低于晶硅电池,因此其能量回收的时间更少。

  拓日新能(002218)是国内最大的非晶硅薄膜电池(转换率6%左右)生产企业,其非晶硅生产线中超过70%的设备是自行研制,这也是其核心竞争力之所在。目前国内多数拟进入或已进入非晶硅薄膜电池生产领域的企业,设备基本外购,而非晶硅薄膜电池工艺成本中,设备折旧占45%以上。

  2007年多晶硅价格暴涨,非晶硅薄膜电池技术路径竞争力提升,带动了相关投资对设备的旺盛需求,但由于设备供应商较少,当时采购成本也相对较高。然而,多晶硅价格在2008年下半年暴跌,薄膜电池技术路径的成本优势减弱,前期大笔投资遇到极大经营压力。

  有研究员认为,自制设备除成本较低可提升竞争力外,更说明拓日新能对非晶硅薄膜电池技术理解深刻,未来该技术路径产品的研发持续性有保证。对此,拓日新能董事长陈五奎很自信,“非晶硅薄膜电池产业技术方面的问题,国内没有几个人比我更懂。我们自己设计制造的生产设备,比进口的效率并不差。”

  虽然相较其他企业具有成本优势,但陈五奎对非晶硅薄膜电池的劣势也并不避讳:“拓日新能的设备维护费用依然非常高。而且相对于晶硅产品,非晶硅薄膜电站占用土地面积大,工序繁多,产品生产周期长,经过一年左右的初级衰退之后,转化率仅能稳定在5%左右。”

  据测算,在5MW的生产规模下,非晶硅薄膜太阳能电池组件的生产成本在2美元/瓦以下,而单线产能达到40MW-60MW甚至更高的全自动化生产线,其产品生产成本则更低。相对于平均3.5美元/瓦的国际市场销售价格而言,其利润空间可见一斑。虽然遭遇了经济危机,但拓日新能非晶硅薄膜电池毛利率仍维持在30%左右。但陈五奎认为,“就算降低售价也不一定能够刺激市场。”

  目前拓日新能拥有25兆瓦非晶硅薄膜电池年产能,陈五奎希望未来能做到40-50兆瓦/年。陈五奎坚信,“薄膜电池肯定会率先达到1元/千瓦时的标准,特别是非晶硅薄膜。”

  虽然很理解并看好非晶硅薄膜,但为规避单一技术风险,陈五奎选择在单晶硅电池路径上有所突破。2008年7月,拓日新能在乐山组建工业园,建设单晶硅电池生产线,目前已经进入生产阶段。陈五奎介绍,其单晶硅电池片业务仅限于后端产业链,即拉晶、切片(毛利率10%,光电转换率16%-17%),至于组件都是交给深圳的企业完成(此时转换率会有衰退)。

  对于单晶硅的生产经营,陈五奎介绍,以前两头在外,现在2/3的原材料外购,明年将减少到1/2,后年争取实现80%自给。陈五奎希望单晶硅电池能够达到50兆瓦/年的规模,与非晶硅薄膜电池平分秋色,“两种技术的产能在明年都会释放。”

  陈五奎认为,未来十年,比较成熟的技术仍将是晶硅电池,特别是在多晶硅价格暴跌之后。“晶硅电池已经有60年发展,相对稳定。当薄膜电池成本为晶硅电池60%的时候,薄膜电池才比较有竞争力,目前这一水平还没有达到。”

  也许是基于对光伏产业的理解,在多晶硅价格处于顶峰的时候,拓日新能选择投资下游拉晶切片生产线(此时薄膜电池应更具竞争力)。反其道而行收到了良好效果,拓日新能大兴土木之时,材料价格已经跌至低位,避开了金融危机带来的伤害;当首期产能有效释放之时,又基本与市场回暖时间相吻合。

  陈五奎表示,“投资之前我们对行业进行了广泛调研,各企业的产能释放时间都了解,目前来看,时间差打得很好。”陈五奎大胆预测,2010年,国内光伏产业和市场一定会起飞。

  孚日股份:CIGSSe薄膜电池始作俑者

  对薄膜电池,有业内人士评价,大部分现有的薄膜太阳能电池板,虽然本身有可能比晶硅电池板廉价,但加上系统平衡成本后,其总成本对终端用户而言并不便宜,所以市场竞争优势不明显。只有高效率的薄膜电池才能降低发电成本,节约安装用地,从而领跑太阳能市场。孚日股份(002083)的优势就在于其铜铟镓硫硒(CIGSSe)薄膜电池产品的高转换效率。

  孚日股份原是一家主营毛纺的企业,2008年1月开始转型布局太阳能电池。它同时选择了多晶硅电池和CIGSSe薄膜电池两条技术路径作为发展方向,不过各有侧重。孚日股份在光伏发电领域拥有两家子公司,孚日光伏(全资控股)——经营CIGSSe薄膜电池组件生产业务,埃孚光伏(由孚日股份和ALEO各出资50%成立)——经营晶硅电池组件封装业务。

  据了解,埃孚光伏总规划80MW,分三期完成,一期10MW已于2008年8月8日建成,二期40MW于2009年5月安装调试完成,三期30MW将在2010年建完。埃孚光伏的生产线设备为德国、瑞士进口的自动化设备。

  在产品销售上,初期埃孚光伏采用包销方式拓展市场,以OEM合资方ALEO包销形式销售。埃孚光伏的经营目标是达到10%的毛利率和5%的税前净利率。据了解,埃伏光伏未来希望注册自主品牌sunvim,在国内销售。

  与埃孚光伏相比,孚日光伏更引人侧目,后者是国内首家引进CIGSSe薄膜电池生产线的公司。CIGSSe薄膜电池具有转化效率高、重量轻、生产能耗低、弱光效应好、化学稳定性好、光转化率无衰退、抗高温、成本低等诸多优势,在建筑光伏领域具备更强竞争优势。目前薄膜电池的市场占有率增速较快,而CIGS薄膜电池的增速最为明显。

  CIGSSe属于CIS家族。它对不同“颜色”的光具有最宽的反应和极好的敏感性,对可见光的吸收系数是所有薄膜电池材料中最高的。由于该技术路线薄膜厚度约为2-4微米,远低于晶硅电池平均180微米的厚度,从而原材料消耗相对较少。有专家认为,其量产后每瓦生产成本有望降至1美元。

  孚日光伏采用德国Johanna solar technology(JST)的电池技术,该技术量产后的转化率为9.6%,位居全球领先水平。孚日股份董事长孙日贵对《证券市场周刊》表示,“孚日光伏的转换率将从9%起步,很快将超过10%。目前CIGSSe薄膜电池的实验室转换率高达19.9%,产业化后转换率仍有很大提升空间。

  由于多层膜结构和工艺的复杂性,CIGS光伏组件产业化和商业化的进程相对比较缓慢,这同时也意味着更高的技术壁垒。

  在产能方面,孙日贵介绍,首条CIGSSe薄膜电池生产线从2008年2月开工,目前主体厂房已经完工,第一条30MW生产线并未受到经济危机影响,已经开始安装调试,预计今年四季度试产。第二条30MW生产线预计在2010年一季度开始安装,至2010年下半年投产。而其项目规划远景是总投资60亿元,建设240MW/年产能。

  CIGSSe薄膜电池技术路线也具有薄膜电池高投资成本、高折旧的通病。据了解,孚日光伏首期60MW生产线共投资15亿元,其中设备投资高达12亿元。对于降低生产成本,孙日贵寄希望于提高转换率,“目前我们依然在研发新技术、设备来提高效率,因为效率每提高1%,产品成本下降10%。

  对于业界1元/千瓦时的目标,孙日贵认为,不光组件成本,系统成本也要下降。对薄膜电池而言,提高效率、采用新的封装方式、降低初始投资、开发新的应用方法、整合建材等是着眼点。此外,还需注意产品质量,如果用低质量产品实现低发电成本,使用时间短,维护成本将上升。

  国联证券分析师刘彬认为,薄膜电池如果设备投资额大幅降低,在转化率、稳定性上有较大突破,不排除淘汰晶硅太阳能的可能。

  而国信分析师彭继忠则认为,由于薄膜电池组件需要占用更大的土地面积以及支架数量,而单价上也并不占优,因此,相对晶体硅电池并不具备投资成本优势。从运营看,由于薄膜电池效率在最初的一年衰减比晶体硅电池更快,因此实际发电量也会减少更多。整体而言,当前薄膜光伏电站盈利能力低于晶体硅光伏电站。


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