光伏上遊如何夯實產業根基(一線調研·光伏行業觀察)
習(xi) 近平主席在二〇二四年新年賀詞中指出,新能源汽車、鋰電池、光伏產(chan) 品給中國製造增添了新亮色。
從(cong) 零起步,從(cong) 跟跑到領跑,我國光伏行業(ye) 近年來實現跨越式發展,重點環節國產(chan) 化程度大幅提升,以高科技、高附加值、引領綠色轉型成為(wei) 出口新增長點。去年前三季度,我國矽料、矽片、電池、組件產(chan) 量比上年同期增長均超過70%,行業(ye) 總產(chan) 值超過1.2萬(wan) 億(yi) 元。
光伏行業(ye) 如何進一步鍛造競爭(zheng) 優(you) 勢?未來增長空間如何?近日,記者走訪內(nei) 蒙古、江蘇等地,探尋中國光伏行業(ye) 的增長密碼。
——編 者
國內(nei) 現存最老的光伏電站多少歲?
41歲。
海拔2000多米之上,峰巒疊嶂之間,甘肅蘭(lan) 州榆中縣園子岔鄉(xiang) 小岔村,就是這座建於(yu) 1983年的小電站的舊址。電站曾為(wei) 當時依靠煤油燈照明的100多戶村民送去寶貴電能,不過,它所用的光伏組件全部由國外企業(ye) 生產(chan) 。
40多年後,同樣在榆中,近千座分布式光伏發電設施已落地運營並全部實現國產(chan) 化。放眼望去,不隻在國內(nei) ,借由浙江寧波舟山港、新疆霍爾果斯口岸、雲(yun) 南磨憨口岸等,中國生產(chan) 的光伏產(chan) 品正被運往全球。
彎道超車,是很多人談及中國光伏行業(ye) 時的常用詞。
2001年,我國光伏電池產(chan) 量僅(jin) 3兆瓦;到2010年底,產(chan) 量已達8000兆瓦,約占全球總產(chan) 量的一半。這10年間,行業(ye) 突飛猛進,一度盛傳(chuan) “擁矽為(wei) 勝”的說法,殊不知與(yu) 國外廠商簽訂的大額矽料訂單,在全球金融危機時,卻成了負擔。
本世紀第二個(ge) 10年,行業(ye) 痛定思痛,改變了原料、設備、市場“三頭在外”的狀況,打造出具有成本、質量等多重優(you) 勢的完整產(chan) 業(ye) 鏈,光伏產(chan) 品成為(wei) 外貿的亮眼名片之一。
快速超越的背後,是這一行業(ye) 遭遇逆境時的奮起,更是多方合力下,光伏製造含金量的逐步提升。其中,矽料、矽片等重點環節中技術的鑽研和突破,可謂關(guan) 鍵一步。2005年,中國多晶矽產(chan) 量僅(jin) 占當年全球光伏電池耗矽量的0.3%,行業(ye) 所需95%以上的多晶矽依賴進口;也正是這一年,國內(nei) 企業(ye) 開始往產(chan) 業(ye) 鏈上遊探索,開辟自力更生的新路。
2022年,我國多晶矽產(chan) 量全球占比已達85.6%,矽片產(chan) 量占比達97.4%。
未來,光伏上遊環節如何不斷突破,持續鍛造國際競爭(zheng) 優(you) 勢?又如何在競爭(zheng) 壓力加大的未來,繼續推動行業(ye) 高質量發展?整個(ge) 行業(ye) 正麵對時不我待的新挑戰。
產(chan) 量大和擴產(chan) 為(wei) 何共存
品質優(you) 先,高端產(chan) 能依然稀缺
光伏人常說,生產(chan) 製造之路,從(cong) 一粒沙開始。
大自然中常見的沙子、鵝卵石,主要成分都是二氧化矽,也就是光伏產(chan) 業(ye) 鏈上遊原料——矽料的重要來源。當然,在實際生產(chan) 中,主要使用產(chan) 自矽礦的矽石,再進一步提純得到矽料。
2023年以來,隨著產(chan) 能逐步釋放、行業(ye) 競爭(zheng) 日趨激烈,矽料價(jia) 格波動下降。然而,通威股份有限公司、協鑫科技控股有限公司等頭部企業(ye) 仍在持續擴產(chan) :四川樂(le) 山,通威新增投資約60億(yi) 元建設年產(chan) 12萬(wan) 噸高純晶矽項目,力爭(zheng) 於(yu) 2024年投產(chan) ;內(nei) 蒙古呼和浩特,協鑫科技旗下的內(nei) 蒙古鑫環矽能10萬(wan) 噸顆粒矽產(chan) 能於(yu) 去年9月正式投產(chan) ……
看似矛盾的背後,鋪陳出一條自然而清晰的產(chan) 業(ye) 邏輯——高端產(chan) 能依然稀缺。不斷革新技術、提高產(chan) 品質量,是頭部企業(ye) 逆勢擴產(chan) 的底氣所在。
記者來到內(nei) 蒙古通威高純晶矽有限公司的露天生產(chan) 基地,隻見球形、橢圓形的儲(chu) 罐體(ti) 積龐大,各式管道交錯密布。其中,10多座數十米高的銀塔格外引人注目。
“工業(ye) 矽在氫化的過程中,會(hui) 產(chan) 生進一步還原所需的三氯氫矽,但也會(hui) 產(chan) 生大量的副產(chan) 物以及金屬雜質。”內(nei) 蒙古通威高純晶矽有限公司總經理張習(xi) 鬆打了個(ge) 比方,“這些高塔是精餾塔。可以把它們(men) 想象成巨大的開水壺,精餾的原理就好比燒開水。三氯氫矽以蒸氣的形態冒出來並被收集起來,而雜質等像水垢一樣留在‘開水壺’底部。3個(ge) 塔為(wei) 一組,經過多次不同壓力和溫度的‘燒水’,產(chan) 品純度大幅提升,能夠更好滿足下遊的產(chan) 品升級需求。”
除了提升純度,不斷革新產(chan) 品也是邁向高端的重要路徑。在協鑫科技旗下的內(nei) 蒙古鑫元矽材料科技有限公司,記者看到了一桶直徑2毫米左右的鉛灰色小球。這種名為(wei) “顆粒矽”的矽料得名於(yu) 它的形態,在填裝矽料時,球形能帶來更高的熔化速率,有利於(yu) 節約工時、提升單產(chan) 。
“我們(men) 生產(chan) 的顆粒矽產(chan) 品,起初由於(yu) 表麵積大,容易吸附粉塵、雜質。”內(nei) 蒙古鑫元矽材料科技有限公司副總經理李鹹江介紹,“所以要給顆粒矽‘洗澡’,通過自我摩擦、超聲波振蕩等方式,把產(chan) 品表麵的‘髒衣服’脫掉。另外,對‘洗澡水’進行粉塵濁度檢測,還能更加精確地測定除塵效果。”
目前,隨著除塵能力的提升、與(yu) 下遊客戶合作測試的推進,協鑫科技的顆粒矽產(chan) 品品質不斷提升。中國光伏行業(ye) 協會(hui) 發布的數據顯示,截至2022年末,顆粒矽的市場占有率為(wei) 7.5%,相較2021年的4.1%顯著提高。
價(jia) 格和利潤如何平衡
低價(jia) 考驗,成本優(you) 勢獨具競爭(zheng) 力
“技術和價(jia) 格是觀察光伏行業(ye) 發展的關(guan) 鍵脈絡。”能見研究院副院長曹開虎說。在產(chan) 業(ye) 發展過程中,技術推動產(chan) 品性能不斷提升,但若高性能產(chan) 品的價(jia) 格沒有競爭(zheng) 力,也會(hui) 導致有價(jia) 無市。
這在矽片製造技術的發展過程中得到了充分體(ti) 現。隨著行業(ye) 競爭(zheng) 不斷加劇,2023年,光伏組件價(jia) 格一度低於(yu) 1元/瓦,而矽片成本在組件成本中占35%—40%。中國有色金屬工業(ye) 協會(hui) 矽業(ye) 分會(hui) 專(zhuan) 家委副主任呂錦標分析,如果按照1元/瓦的價(jia) 格,很多企業(ye) 會(hui) 麵臨(lin) 虧(kui) 損,小廠可能被淘汰出局。
如何進行有效的成本控製,是決(jue) 定企業(ye) 生死存亡的必答題。
曆史總有相似,10多年前,同樣的難題也擺在隆基綠能創始人、總裁李振國麵前。彼時,他所堅持的單晶矽片路線雖然效率優(you) 勢突出,但在成本、價(jia) 格方麵完全無法與(yu) 多晶相提並論。2008年,單片單晶矽片的價(jia) 格約為(wei) 100元;近日,中國有色金屬工業(ye) 協會(hui) 矽業(ye) 分會(hui) 公布的市場成交價(jia) 顯示,單片單晶矽片的成交均價(jia) 低至2元左右。
10餘(yu) 年間,價(jia) 格降幅超90%如何實現?答案是全行業(ye) 對降本增效的不懈探索。
位於(yu) 內(nei) 蒙古鄂爾多斯的隆基綠能光伏全產(chan) 業(ye) 鏈項目現場,切片車間一台前側(ce) 敞口的機器內(nei) ,數以萬(wan) 米長的鉛黑色金剛線緊緊纏繞在約1米長的卷軸上。粘有單晶矽方棒的晶托位於(yu) 金剛線上方的工作台上。隨著工作台下壓,高速運轉的金剛線就切割出了極薄的矽片。
“所謂金剛線,其實是將硬度極高的金剛石微粉顆粒,均勻固結在母線上。”鄂爾多斯市隆基矽材料有限公司副總經理劉鵬介紹,“此前,業(ye) 界主要采用砂漿切割法,切割效率較低,還容易產(chan) 生汙染。而金剛線不僅(jin) 能提供更大的切削力,還能減少切割損耗,大幅降低了線耗、矽料等成本。”
2012年,金剛線切割技術主要被國外企業(ye) 壟斷,國內(nei) 企業(ye) 購買(mai) 金剛線價(jia) 格不菲。不過,李振國看到了這一技術能夠帶來的降本潛力,與(yu) 國內(nei) 廠家緊密合作、協同攻關(guan) ,承擔短期虧(kui) 損壓力推廣技術……2013年,隆基綠能率先開始金剛線切割技術替代,並向行業(ye) 推廣。據估算,這一技術推動行業(ye) 在矽片環節每年節約30%的矽料。
除了提高生產(chan) 效率、降低矽料損耗,在保證電池轉換效率的前提下生產(chan) 大尺寸、更輕薄的產(chan) 品,也成為(wei) 近年來矽片企業(ye) 攤薄成本、減輕下遊壓力的途徑之一。
“10微米大約是一根頭發絲(si) 直徑的1/6,看似微不足道,卻直接影響著矽片企業(ye) 的利潤。”TCL中環內(nei) 蒙古晶片生產(chan) 基地生產(chan) 總監李斌介紹,“據測算,矽片每減薄10微米,可降低矽片成本約5.5%。”
近年來,通過應用特別設計的切割設備、具有自主知識產(chan) 權的影像監測係統,TCL中環實現設備在高速運轉狀態下的高精度金剛線切割,有效提升了原料利用率。目前,中環量產(chan) 矽片厚度已從(cong) 2021年1月的175微米下降到130微米,單位公斤出片數提升了6.8片。
節能和發展如何並行
減汙降耗,綠色行業(ye) 更要綠色發展
“要以清潔能源製造清潔能源。”在2023年APEC工商領導人峰會(hui) 配套活動“可持續企業(ye) 家對話”上,李振國說,“在為(wei) 全球創造低成本清潔能源、促進能源公平的同時,我們(men) 積極踐行綠色低碳的生產(chan) 製造理念。”
光伏毫無疑問是綠色能源,但光伏製造尤其是上遊矽料、矽片製造曾一度被貼上“高耗能、高汙染”的標簽。節能和發展如何並行?
在“雙碳”目標引領下,工業(ye) 和信息化部在《光伏製造行業(ye) 規範條件(2021年本)》中明確提出,“光伏製造企業(ye) 應采用工藝先進、安全可靠、節能環保、產(chan) 品質量好、生產(chan) 成本低的生產(chan) 技術和設備”。此外,針對終端產(chan) 品的生產(chan) 全流程碳足跡追溯,也進一步倒逼光伏上遊企業(ye) 綠色發展。
協鑫科技選擇在提升工藝裏找答案。“顆粒矽的工藝環節從(cong) 6個(ge) 降到了3個(ge) ,反應溫度從(cong) 1100攝氏度降到了700攝氏度,這些都能大大降低綜合電耗、水耗等。”協鑫科技聯席首席執行官蘭(lan) 天石介紹。
除了向內(nei) 尋求工藝提升,向外探索、因地製宜也是推動節能降耗的一大路徑。
脫膠、清洗、切片……每生產(chan) 1張矽片需要消耗0.5升左右的水,相當於(yu) 1瓶普通瓶裝水。在光伏製造過程中,矽片生產(chan) 環節的水耗較大。
近年來,多家光伏頭部企業(ye) 因內(nei) 蒙古綠電資源豐(feng) 富,紛紛在此建設生產(chan) 基地。但對於(yu) 水資源匱乏且時空分布不均的內(nei) 蒙古來說,如何因地製宜?
以鄂爾多斯市伊金霍洛旗為(wei) 例,這裏年產(chan) 煤炭2億(yi) 噸以上,但水資源相對匱乏,此外還曾長期受疏幹水(采煤過程中從(cong) 煤層或井下湧出的汙水)困擾。近年來,當地政府推動疏幹水在市政、綠化等領域淨化利用,但隻能利用一小部分,淨化成本還是難以攤平。
光伏企業(ye) 的工業(ye) 用水需求,正好為(wei) 汙水利用找到了突破口。
“我們(men) 根據伊金霍洛旗委、旗政府要求,收集伊金霍洛旗境內(nei) 東(dong) 部14座和南部3座煤礦每天產(chan) 生的合計約12萬(wan) 立方米的疏幹水,經處理後可以保障隆基綠能所在的蒙蘇經濟開發區部分工業(ye) 用水。”聖圓水務集團供水管理部部長白瑞介紹,隆基綠能光伏全產(chan) 業(ye) 鏈項目每天使用的淨化後疏幹水約2萬(wan) 噸,有效減少了地表水、地下水的使用。
西北地區的冬日低溫,也成為(wei) 節水的一大助力。在內(nei) 蒙古通威高純晶矽有限公司,循環水管道上方放置著幾台巨大的圓形風機。“內(nei) 蒙古秋冬溫度低、風大,可以利用這些風冷塔對循環水進行冷卻。”張習(xi) 鬆說,“節能降耗、綠色發展已經成為(wei) 我們(men) 的日常理念。”
政府支持和行業(ye) 協同如何助力
展望未來,行業(ye) 增長仍有較大空間
“充分的市場競爭(zheng) 、產(chan) 業(ye) 門類齊全的配套優(you) 勢、政策的支持引導等,鍛造了中國光伏製造的完備產(chan) 業(ye) 鏈,打造了其國際競爭(zheng) 優(you) 勢。”中國光伏行業(ye) 協會(hui) 秘書(shu) 長王世江表示,如果要穿越周期、挖掘更大增長空間,行業(ye) 仍有一些堵點需要打通。
向外看,目前海外的一些碳足跡追溯標準,尚存在與(yu) 國內(nei) 不銜接之處。據王世江介紹,目前對光伏產(chan) 品出口時的碳足跡追溯,壓力主要在上遊,且對上遊利用水電生產(chan) 製造、購買(mai) 國內(nei) 綠證的行為(wei) 存在認證堵點。“在一些認證標準中,不將水電視為(wei) 清潔能源。此外,不同市場的綠證係統標準不一,這導致國內(nei) 光伏產(chan) 品在出口時,麵臨(lin) 認證銜接困難。”王世江說,針對這些難題,光伏行業(ye) 協會(hui) 正在積極推動解決(jue) 。
向內(nei) 看,讓高耗能的光伏上遊環節更好使用綠電,需要地方政府與(yu) 相關(guan) 企業(ye) 之間的密切合作。調研過程中,呼和浩特金山高新技術產(chan) 業(ye) 開發區管委會(hui) 副主任馮(feng) 吉龍表示,如今,配建光伏電站、打造源網荷儲(chu) 一體(ti) 化的產(chan) 業(ye) 園,從(cong) 而在生產(chan) 時使用成本更低的綠電,成為(wei) 推動當地光伏企業(ye) 發展的新趨勢。目前,位於(yu) 該開發區內(nei) 的中環產(chan) 業(ye) 園積極推動園區企業(ye) 使用綠電,助力當地打造綠電消納示範區,但如何在保障企業(ye) 綠電需求的同時兼顧電網穩定性,還需進一步探索。
促進標準統一、方便上下遊對接生產(chan) ,仍需要行業(ye) 協同發力。“光伏矽片和組件的尺寸不統一,造成其他配件、運輸、終端安裝等環節存在不暢,這也是行業(ye) 近年來麵臨(lin) 的痛點之一。”隆基綠能董事長鍾寶申介紹,包括隆基綠能在內(nei) 的9家光伏企業(ye) 共同成立了光伏組件尺寸標準化研討組,推動新一代矩形矽片相關(guan) 組件尺寸的標準化,以提高生產(chan) 效率、降低製造成本。
麵對矽料、矽片價(jia) 格下滑,產(chan) 能趨於(yu) 過剩的態勢,王世江分析,從(cong) 更長的行業(ye) 周期來看,短期波動屬於(yu) 市場競爭(zheng) 的正常現象。
多位受訪企業(ye) 主要負責人表示,對未來仍有信心。“在光伏行業(ye) 發電成本持續下降和全球綠色經濟發展等有利因素的推動下,全球光伏新增裝機仍將穩步增長,行業(ye) 降本增效路徑與(yu) 企業(ye) 核心競爭(zheng) 力將更多依靠技術創新和製造方式優(you) 勢。”TCL集團創始人李東(dong) 生表示。
《 人民日報 》( 2024年01月29日 06 版)
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