裂变、纵横、崛起，全球光伏技术各行其道
2022-04-13 09:54 [太阳能] 来源于：全球光伏 作者：全球光伏
导读：中、美、欧、印，多年来全球最大的新增光伏市场，在能源独立和市场蛋糕的刺激下，不约而同地推出激励措施并制定本国的光伏垂直整合制造计划。作为一个新兴产业，光伏技术日新月异再正常不过。然而，当历史前进到21世纪第二个十年，光伏技术竟到了一个历史抉
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中、美、欧、印，多年来全球最大的新增光伏市场，在能源独立和市场蛋糕的刺激下，不约而同地推出激励措施并制定本国的光伏垂直整合制造计划。作为一个新兴产业，光伏技术日新月异再正常不过。然而，当历史前进到21世纪第二个十年，光伏技术竟到了一个历史抉择的十字路口。
但在技术路线的选择上，无论是政策保障，还是市场引导，中、美、欧、印出现了重大分歧。这个分歧，具体来说，四大光伏市场到底选择PERC或碲化镉，还是异质结或是TOPCon？
1
美国 – 薄膜光伏碲化镉CdTe
美国本来是太阳能光伏技术和产业的奠基人，无论是晶硅光伏还是薄膜光伏。
晶硅路线或是薄膜路线，产业界已经争论了30年，但在过去的20年中，晶硅技术完胜。薄膜技术相比晶硅材料有明显的成本优势，哪怕是两年前多晶硅一度降到60元/kg，但薄膜光伏最欠缺的就是追平晶硅的发电效率，其次是证明薄膜技术和晶硅这样的无机非金属一样耐久
然而自从中国开始做光伏，美国的晶硅光伏产业瞬间崩塌。晶硅光伏的度电成本被中国降到极致，就算加上各种关税，美国的本土晶硅组件制造就像一个扶不起的阿斗，依然毫无竞争力，约80%的新增装机依赖进口。
就在201关税四年即将到期之际，美国光伏行业传来一个令人振奋的消息，First Solar（原Solar CELLs）布置在科罗拉多州热带干旱地区的碲化镉组件实证试验成功运行25年，经NREL数据分析，每年的衰减率仅为0.5%，25年实证后还有88%的发电功率。
这还是在最严苛的热带干旱地区，温和气候下寿命会更长，NREL的数据反馈，增强了已经更名为First Solar的产品管理人员更多信心。之后不久，First Solar宣布将其碲化镉光伏组件25年功率质保延长到30年。
既然寿命不输于晶硅，剩下的就只是效率和成本问题。美国能源部更是加大了对薄膜光伏产业的支持，无论是资助NREL对First Solar碲化镉光伏产品的研发，还是未来的钙钛矿光伏。从效率上来说，用于空间卫星的砷化镓效率最高，就是薄膜光伏，钙钛矿的实验室效率已经高于晶硅，碲化镉的效率也在不断提升；从成本上来说，美国政府宁愿相信，只要有规模，就能降成本。
从全球光伏市场占有率来说，2021年光伏组件全球出货量前十中，First Solar的碲化镉组件出货量排到全球第九，过去从未跌出过前十。而First Solar扛起的不仅是全球薄膜光伏的希望，也是美国未来光伏产业的希望。
如果这时候你还认为美国201关税延期和对东南亚晶硅光伏反规避调查是为了保护美国本土的晶硅光伏制造，那可能真的是被蒙蔽了。对中国光伏产品的双反关税都存在十年了，如果说补贴，美国自己的重建美好 - 光伏全产业链制造激励政策对光伏制造的补贴将近30%，中国光伏都已经平价上了，美国光伏还有25%的ITC税收减免，并被延长到2030年。
2021年3月美国能源部太阳能技术办公室（SETO）宣布成立CdTe 光伏加速器联盟（CdTe PV Accelerator）；6月，SETO正式发布计划投资2000万美元推动碲化镉 (CdTe) 光伏 (PV) 加速器计划，由NREL负责牵头确定一个由能影响整个美国 CdTe 供应链的领先公司和研究机构组成的联盟领导层；6月SETO批准1400万美元由桑迪亚国家实验室牵头钙钛矿光伏的研究。
中国光伏制造依靠全球超过百吉瓦的市场才让晶硅光伏有如此的成本优势，美国仅20GW左右的国内市场根本无法撑起晶硅光伏制造降本的空间，所用的晶硅光伏产品中约80%仍依赖进口。而美国First Solar的薄膜光伏在贸易政策的保护下，撑起了美国近一半的光伏市场需求。或许在美国能源部看来，只要给First Solar足够的市场，薄膜光伏的降本路线一定能撑到钙钛矿光伏起来的那天。
2
中国 – 晶硅TOPCon
继BSF、PERC后，中国光伏产业已经在布局并量产下一代光伏技术。而在异质结HJT 和TOPCon路线的博弈中，主流光伏企业基本选择了TOPCon。
五年前，中国光伏产业有中智、爱康、晋能等选择了异质结，而中来、林洋等则选择了TOPCon，像隆基、晶科、天合、晶澳、通威等都选择了观望；三年前异质结概念火热之际，日升、通威、华晟等选择了异质结，林洋退出后就剩中来独立支撑继续扩产TOPCon；直到一年前龙头企业晶科率先表态，坚定选择了TOPCon。
截止当前，中国已建成异质结约10GW，但TOPCon技术路线仅晶科一家就已建成滁州一期8GW，尚德电力2GW也即将投产，通威也开始建设1GW试生产线（但TOPCon到这个时候其实已经不再需要试生产），天合8GW项目计划于2022下半年投产，润阳光伏的5GW产线TOPCon升级已经开始……
但也有分析认为，TOPCon与异质结的技术红利尚未完全吃透，因此隆基、晶澳仍未正式宣布其最终选择。但有了晶科、天合、润阳等选择，尽管TOPCon比异质结更晚发力，便已把异质结甩开几条大街。行业预期，2022年中国将建成40GW TOPCon产能，而到2023年有望达到80GW。
目前TOPCon电池成本比异质结低约0.13元/W，设备投资比异质结更低，如果是在传统PERC产线上改造则投入更低。随着头部企业的大量投入，TOPCon设备的规模化降本会比异质结更快。中国有全球最大的PERC电池产能，唯有选择TOPCon才能最大程度地对现有产能进行再利用，发挥其最大价值。
TOPCon、异质结技术上谁更高效尚未有定论，但现有PERC产能的包袱很有可能逼着通威、隆基、晶澳等做出最经济的选择，至少不会放弃TOPCon。
3
欧洲 – 异质结
太阳能的许多早期创新都发生在欧洲，但过去十多年中，世界上大部分光伏组件和相关材料的制造能力转移到了亚洲。随着欧洲再次寻求能源独立，欧洲的光伏市场将很快再度爆发，《全球光伏》公众号近日已经有多篇专题报道。
吃自己的市场红利，欧洲也一直致力于重建本地光伏制造业，尤其是在地缘冲突和政治危机的背景下，这也是《RePower Europe》计划的重点。
但和全球其它市场一样，欧洲已经不可能在现有赛道上与中国光伏制造业竞争。相比美国，欧洲还拉不下脸使用关税大棒等贸易壁垒，因此寻找一条独立自主而又代表未来发展的技术路线，成为欧洲弯道超车的最好选择。在这一点上，欧洲确实有其独特的领先优势，表现在既有领先技术，又有一定的产业。
到目前为止，欧洲的大部分计划的首选技术是生产基于异质结技术 (HJT) 的电池和组件 - 这也是目前最先进的电池概念之一，而不是从 p 型 PERC 升级。包括德国的梅耶博格、挪威的REC和法国Recom，以及意大利的Enel，都集中在HJT上。梅耶博格可以说是全球异质结技术产业化的最大推动者，也是最大的功臣，尽管其商业解决方案在中国并未被接受，但这并不妨碍它的技术解决方案仍是全球领先。
相比美国几乎为零的晶硅光伏，欧洲这些年还保持了瓦克的多晶硅产能，尽管一度差点放弃，但在过去两年中由于多晶硅暴涨，2021年利润暴增13000%。瓦克不仅有欧洲的多晶硅产能，还有美国的多晶硅产能也一直在运行，尽管产能有限，但供应欧洲还是足够的，这一点上欧洲不会被卡脖子。
如果在光伏产业链硬要找一种卡脖子技术的话，大概属于硅片，中国的硅片产能占全球的95%以上。如果欧洲没有自己的硅片产能，靠把自己的多晶硅送到中国加工成硅片在拿回来，这个成本显然是不划算的。美国尽管有1366直接法硅片技术，但随着单晶完胜多晶，1366已经基本出局。欧洲呢？
目前欧洲最大的期望大概是由Fraunhofer开发的EpiWafer，一种特殊工艺制程的硅片。《全球光伏》近期报道：EpiWafer的制造工艺无需熔融、结晶，无需铸锭、切割，厚度低达120um，已实现23-24%的电池效率，不仅显著降低生产成本，还极为匹配n型单晶技术，将是未来TOPCon和异质结技术的最佳材料。
至于电池，欧洲这些光伏企业投资的就是异质结电池，再封装成组件。再加上欧洲一直没有放弃背板和封装材料制造，包括康维明、Endurans等，尽管产能不大，但扩产也很容易。
此外，异质结的叠层电池也是欧洲比较领先的技术，最看好的是与钙钛矿做叠层。Oxford PV牛津光伏是最早的钙钛矿产业化企业，也是叠层电池技术的先行者之一，其实验室规模设备的效率已接近 30%，他们坚定地选择异质结作为叠层的底电池。Oxford PV 首席执行官 Frank Averdung近期在采访中表示：“在欧洲，目前的光伏制造能力是微不足道的，而且没有PERC等常规产品。而对我们来说，如果我们想要最高的效率，我们需要性能最好的底部电池，这当然就是异质结。”
欧洲没有PERC产能的包袱，无论是选择异质结，还是TOPCon都是新建产线，投资的差别没有中国那么大。并且欧洲有能力的企业本来就不多，对异质结技术有足够的把控，但TOPCon的产业化和降本技术基本上都是在中国。
在异质结和TOPCon孰是孰非尚不清楚之时，从产业链自主的角度，欧洲选择异质结作为其“将光伏制造带回欧洲”的技术路线，必然是当下最好的决定。
4
印度 – “PERC+”？
前三大市场的选择，趋势性很强，而当轮到印度时，“PERC+”后面多了个问号。不是在问PERC加什么，而是不知道印度会不会“PERC +”，即使是，也不知道加什么，怎么加。
作为全球第四大光伏市场，又是急需电力的发展中国家，减排压力也很大，因此印度以市场换产能和技术投资的期待也很高。印度已经出台了多条“印度光伏制造”的激励措施，推行ALMM许可将进口产品排除在政府项目和上网项目之外，并对进口太阳能产品上征收高达40%的基本关税，对光伏背板材料、玻璃等实施反倾销，竭力扶持本国的光伏制造业。
然而印度政府最尴尬的是，一没钱，二没技术，三缺投资。印度糟糕的国内政治环境和双边冲突让很多中国企业不放心，印度自己又没钱，也没有光伏研发的实力，就连做BIS认证需要的本国实验室历经三年还没有建起来，逆变器BIS认证至今仍采用自我声明的方式。
没有自主知识产权和技术，注定了印度只能捡别国剩下的技术和投资。印度光伏市场几乎是全球廉价光伏产品消纳的代名词，印度现有的本土电池和组件产能中，几乎有一半都是158.75尺寸以下，该尺寸2021年在中国的市占率已经低于5%。
2021年美国1366 Technologies公司计划在印度投资硅片制造，这或许是1366将来唯一的硅片量产基地，其原因之一大概是也只有印度还能接受多晶电池和组件，其它市场早已是单晶。中国2021年仍有一些多晶产品的生产，估计大多是为了出口印度。
在这样的背景下，印度不可能选择只属于美国的薄膜碲化镉，也根本无从选择异质结或TOPCon。目前的异质结或TOPCon厂家用的电池基本都是靠自己做，印度就算只是想生产异质结或TOPCon组件，都没有地方买电池，更不用说自己做电池了，即便做出来最先进的异质结或TOPCon产品也没有市场消纳。
既没钱买设备，又没技术做新产品，那么留给印度的就只剩下继续做PERC了，再说以单晶为主的PERC，相比普通的多晶产品已经是先进一步了，印度暂时可以不用想未来的n型。好在相比欧美，印度发展光伏制造也有自己的优势，其一印度多年来从未放弃过光伏制造，尽管不是最领先的182/210、n型，但也在做比较好的产品以出口欧美；其二印度的廉价劳动力也是光伏制造初期的重要支撑，其三印度本国的需求可以支撑起部分产能。
而印度此时发展PERC产能，也未必不是一个好选项。一方面全球未来几年将会有大量的PERC产能等待淘汰，等待别人接手再利用，另一方面在全球双碳压力下，很多还没有开始用光伏的国家也需要价廉物美的产品，印度的PERC产量也有机会找到市场。
如果不能一口吃成胖子，PERC或许是印度未来几年主要的技术选择。
5
光伏技术应用展望
代表当下和未来的四大光伏技术，竟然因为市场和地缘政治的因素而得以分化和发展。
不过，中国从不会把鸡蛋放在同一个篮子中，尽管中国未来三年的新产能可能会以TOPCon为主，但异质结的投入也可能比欧洲更多，研究更深入，成本更低。如果尚未入局的头部企业有新的想法，或者异质结技术在成本上取得新的突破，中国的异质结产业也会立刻得到发展。
加上欧洲的投入，未来3-5年可能是异质结和TOPCon并举的时代。而美国若始终纠结于碲化镉薄膜光伏，大概率是作茧自缚，成为光伏产业做落后的地区。印度若能抓住PERC和n型更替的机会，先以PERC完善自己的供应链，也是有机会做到自给自足。
风物长远放眼量，中、美、欧在更新一代的钙钛矿光伏领域才是真正的搏杀之地，不过中国也已在该技术的产业化进程中取得领先优势。
（编辑：韩语） |
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