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在碳中和的全球共識下,光伏已經(jīng)成為受歡迎的軌道,一些機(jī)構(gòu)甚預(yù)測,光伏行業(yè)的市場空間預(yù)計將在未來十年內(nèi)翻一番。
特別是隨著技術(shù)的成熟,光伏的度電成本從十年前開始.47元/度下降0.37元/度,降幅高達(dá)85%,完全進(jìn)入光伏平價時代。
事實上,光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展離不開中國對光伏產(chǎn)業(yè)的重視。目前,整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品的核心產(chǎn)能幾乎來自中國:硅片占世界97%,硅料占世界75%,組件占世界71%,逆變器占世界60%。
中國企業(yè)決定了全球光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。沒有中國企業(yè)的努力,人類就不能這么快進(jìn)入光伏廉價時代。
但中國企業(yè)雖然掌握了光伏產(chǎn)業(yè)鏈的主動性,但只能依靠海外進(jìn)口光伏膠膜原材料,短時間內(nèi)仍無法完全獨立替代。
這就好像中國光伏產(chǎn)業(yè)的阿喀琉斯之踵,一旦遭遇“卡脖子”斷供,那么可能直接影響全球光伏產(chǎn)業(yè)的格局。
鑒于此,如何彌補中國光伏產(chǎn)業(yè)的后一個不足?誰將成為整個行業(yè)的希望?
/ 01 /
決定性的4.25%
一套交付給電站的完整光伏組件包括五個部分:焊帶、光伏玻璃、電池板、膠膜和背板。其中,電池板和光伏玻璃是成本相對較高的部分,膠膜的市場份額要小得多。
光伏膜是組件的一部分,約占光伏產(chǎn)業(yè)鏈總成本的5%,而在光伏膜中,核心原料約占85%,因此光伏膜原料約占總成本的4%.25%。
雖然4.25%的比例不高,但對于整個光伏組件產(chǎn)品來說意義重大,甚是直接決定光伏組件產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵因素。
光伏電池板是整個組件的功能核心,由硅片制成,相對脆弱,包裝過程不可逆轉(zhuǎn)。一套光伏組件產(chǎn)品的使用壽命與電池板的耐久性直接相關(guān),因此如何避免電池板長期平穩(wěn)運行已成為決定光伏組件壽命的關(guān)鍵。
一套光伏的運行壽命超過25年,在露天環(huán)境中工作時間較長,因此必須適當(dāng)保護(hù)電池板。在行業(yè)中,光伏薄膜被廣泛用作核心輔助材料,覆蓋在電池板上下,光伏玻璃、背板等輔助材料通過真空環(huán)境中的層壓工藝制成整體組件,以保護(hù)電池板。
雖然膠膜的成本比例很低,但它直接決定了光伏組件的發(fā)電效率。如果膠膜在運行過程中變色開裂,可能會失去對電池板的保護(hù),甚損壞整個光伏組件。
此外,分布式光伏BIPV場景中,EVA晶硅電池片直接封裝在鋼化玻璃中也有重要的應(yīng)用。未來,隨著BIPV的起量,EVA需求也有望進(jìn)一步增長。
在此基礎(chǔ)上,膠膜的穩(wěn)定性非常重要,甚可能影響光伏產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展。
/ 02 /
正在進(jìn)行的技術(shù)迭代
從技術(shù)角度看,光伏膠膜材料行業(yè)正在經(jīng)歷主流路線的產(chǎn)業(yè)迭代。
行業(yè)主流膠膜原料共有EVA樹脂和POE樹脂有兩類。根據(jù)具體性能差異,可分為透明度EVA膠膜、白色EVA膠膜、POE膠膜和共擠POE四類膠膜。
截止目前,EVA材料是主流的材料路線,其中成熟、透明的技術(shù)EVA主要是膠膜CPIA2020年透明數(shù)據(jù)EVA膠膜的市場份額達(dá)到56.7%,而POE膠膜和共擠POE膠膜總比例約為25%。
隨著時間的推移,EVA材料的比例將繼續(xù)下降,取而代之的是共擠壓POE膠膜市場占有率的持續(xù)提升。2030年,共擠POE預(yù)計膠膜市場份額將達(dá)到25%,很有可能成為下一代主流膠膜技術(shù)。
具體來看,EVA樹脂性能優(yōu)良,價格低廉,是目前主流的膠膜原料。在組件技術(shù)的發(fā)展過程中,更多的陽光通過增加電池板下膠膜的反射率來照射電池板,從而產(chǎn)生白色EVA膠膜。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,雙玻璃組件中下層的透明度 EVA 用白色代替膠膜EVA膠膜能使每個組件的功率增益達(dá)到7-10瓦,具有顯著的增益效果。
盡管EVA膠膜能滿足光伏組件的特性,但容易發(fā)生PID發(fā)電效率下降的現(xiàn)象。PID現(xiàn)象來自美國SunPower該公司于2005年提出是指光伏組件市場時間工作產(chǎn)生的鈍化效應(yīng),導(dǎo)致組件性能大幅下降。
由于組件直接暴露在室外,經(jīng)過長時間的侵蝕,容易有水蒸氣進(jìn)入組件邊緣,EVA水解后,材料會產(chǎn)生醋酸和光伏玻璃Na反應(yīng),從而腐蝕電池柵線,導(dǎo)致串聯(lián)電阻升高,組件性能大幅下降。
為了解決PID現(xiàn)象,POE膠膜應(yīng)運而生,滲透率正在逐漸提高。EVA膠膜相比,POE膠膜具有較高的水蒸氣阻隔率、更好的耐候性和更強的抗性 PID性能,能有效提高組件的使用壽命。
然而,POE然而,它是一種非極性材料劑沉淀嚴(yán)重,在生產(chǎn)效率、保存時間和使用方便性方面明顯弱于EVA因此,材料在使用過程中仍存在許多技術(shù)問題。
在現(xiàn)實中,常采用多層共擠POE解決這個問題的膠膜方案。POE膠膜采用共擠工藝POE樹脂與EVA擠造和保留樹脂POE的抗PID同時具有性和阻水性的優(yōu)點 EVA 工藝匹配特性好的材料。
目前,共擠POE膠膜是好的解決方案,但由于現(xiàn)階段缺乏規(guī)模效應(yīng),成本較高。POE膠膜被業(yè)界一致認(rèn)為是未來光伏膠膜下一代的主流技術(shù)路線。
光伏膠膜原料正在經(jīng)歷技術(shù)迭代,但對于中國光伏企業(yè)來說,正處于從0到1的原始積累階段。
/ 03 /
誰來彌補后一個光伏短板?
中國是世界上光伏大國,但在光伏膠膜原料方面,幾乎完全依賴海外進(jìn)口,生產(chǎn)光伏級EVA具有生產(chǎn)光伏級的能力POE的能力。
具體來看,EVA是一種應(yīng)用場景很廣的化學(xué)原料,根據(jù)醋酸乙烯脂(VA)含量不同,EVA應(yīng)用場景也有顯著差異。
材料中VA含量直接影響膠膜的粘結(jié)強度,VA含量越低,產(chǎn)品特性越接近低密度高壓聚乙烯(LDPE);VA含量越高,產(chǎn)品特性越接近橡膠。EVA材料需要28%-33%VA含量。
除VA除含量外,光伏級EVA材料還需要具有較高的熔融指數(shù)(MI),MI指樹脂融化后的流動性。一般來說,普通光伏級EVA需要保證MI白色高于25%EVA材料的MI范圍為6%-15%。
可見光伏級EVA并非所有高端產(chǎn)品EVA材料可用于光伏產(chǎn)業(yè)。EVA發(fā)展起步較晚,加上特殊的系數(shù)需求,目前我國光伏級的70%已經(jīng)開始。EVA依然依賴進(jìn)口。
縱觀一切EVA國內(nèi)生產(chǎn)能力的企業(yè)企業(yè)EVA只有斯?fàn)柊睢⒙?lián)鴻新科和寧波臺塑。榆林能化、揚子石化、中化泉州石化均于2021年5月7月投產(chǎn)。EVA材料尚未生產(chǎn)光伏級EVA的能力。
由于光伏級EVA生產(chǎn)過程要求高,擴(kuò)產(chǎn)周期慢,完全滿產(chǎn)可能需要5年左右。大部分都是EVA企業(yè)首先選擇生產(chǎn)LDPE作為過渡,待機(jī)器磨合穩(wěn)定后再轉(zhuǎn)產(chǎn)EVA。
此外,光伏膜供應(yīng)商的客戶粘度較高,所有光伏組件產(chǎn)品的出口都需要獲得當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)品認(rèn)證,如美國UL認(rèn)證,歐盟TUV認(rèn)證等。因此,光伏膠膜原料的替代需要一定的認(rèn)證周期,很難在短時間內(nèi)快速完成自主替代。
鑒于此,我國光伏級EVA突破主要在于斯?fàn)柊睢⒙?lián)鴻新科和寧波臺塑。
聯(lián)鴻新科是第 一個完成上市的光伏級EVA有中國科學(xué)院背景的廠家。公司業(yè)務(wù)橫跨光伏。EVA、鋰膜材料和生物可降解材料有望成為新材料領(lǐng)域的平臺企業(yè)。
2020EVA產(chǎn)品產(chǎn)量為13.13萬噸,EVA光伏膠膜材料在裝置生產(chǎn)中的比例通??梢赃_(dá)到裝置總產(chǎn)能的30%-50%。近日,聯(lián)鴻新科宣布完成EVA裝置擴(kuò)能改造將增加光伏級EVA材料1.預(yù)計2022年第 一季度末投產(chǎn)8萬噸/年。
除了聯(lián)鴻新科,斯?fàn)柊钸€可以通過資本并購登陸資本市場。A東方盛虹計劃143.6億元并購中國光伏級EVA斯?fàn)柊铑I(lǐng)先。斯?fàn)柊钅壳坝?0萬噸。EVA長期以來,產(chǎn)能和產(chǎn)能利用率一直在上升 超過100%,其中20萬噸可用于生產(chǎn)光伏材料。
從技術(shù)角度來看,斯?fàn)柊钍侨珖夥壍腅VA對于巴塞爾管式技術(shù)掌握的完 美制備,預(yù)計將實現(xiàn)100%的光伏生產(chǎn)EVA光伏級材料EVA產(chǎn)量只有50%左右。
實現(xiàn)斯?fàn)柊畈①徍?,東方盛虹將從滌綸龍頭轉(zhuǎn)變?yōu)楣夥塃VA材料龍頭有望迎來價值重塑。當(dāng)然,收購本身仍有一定的變量。
,寧波臺塑暫時沒有上市計劃。
在光伏行業(yè),POE材料不斷滲透EVA但是POE樹脂的生產(chǎn)被海外企業(yè)嚴(yán)格封鎖,我國仍能生產(chǎn)光伏級POE材料。
目前,陶氏化學(xué)以42%的市場份額成為世界第 一POE,三井化學(xué)以19%的份額分為二三位。
盡實現(xiàn)POE一批以萬華化學(xué)為首的民族化工企業(yè)仍在努力尋求技術(shù)突破。新數(shù)據(jù)顯示,萬華化學(xué)POE該項目已進(jìn)入中試階段,預(yù)計2025年將實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
同時,中石化、惠生石化、京博石化也有針對性POE的布局,光伏級POE材中產(chǎn)生。
無論是全局EVA材料還是POE我國材料存在明顯的產(chǎn)業(yè)缺口。在光伏產(chǎn)業(yè)鏈幾乎完全獨立可控時,膠膜材料的獨立替代尤為重要。
對于中國化工企業(yè)來說,光伏膜材料是一個非常重要的機(jī)會。誰能率先彌補光伏膜材料的不足,誰就能與光伏產(chǎn)業(yè)鏈深度綁定,有望成為資本的寵兒,得到市場的認(rèn)可。
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