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首页 >> 特别报道 >> 光伏走在“十字路口”
 
光伏走在“十字路口”
来源:能源严究院 作者:严凯 时间:2023/5/5 
不久前,中国组件厂商TOP10中的7家同框出席了一场研讨会,同时与会的还有来自产业链相关产业的其它8家企业。

此次研讨会由中国光伏行业协会指导,意在摸清目前矩形硅片及对应组件尺寸的现状和发展趋势,探讨矩形硅片对应的组件产品的核心价值及其尺寸标准化的可能性,以期共同推动晶体硅光伏组件尺寸标准化,从而引导行业上下游协同发展。

自去年开始,部分光伏头部制造企业推出“矩形硅片”以来,从硅片到电池片,再到组件,光伏产品的尺寸再度陷入乱战,使得原本已趋于一致的组件尺寸生态又一次面临挑战。

与过往不同的是,这个正迸发出强劲活力的新兴产业正处于新的发展阶段,成为全球碳中和蓝图中最为重要的一块拼图。若按照《新工业革命》一书中对制造业五阶段(少量定制阶段、少量标准化阶段、大批量标准化生产阶段、大批量定制化阶段、个性化量产阶段)划分标准来衡量,光伏产业或许正处于从“大批量标准化生产”向“大批量定制化”演进。

这意味着,与汽车、造船等传统制造产业一样,光伏当前正走在“十字路口”。身处激烈市场竞争漩涡中的企业必然会面临标准化还是多元化的选择。

在此背景下,光伏产业的一举一动不仅会影响光伏产业自身的高质量发展,还会对“双碳”目标的实现带来影响。而从微观层面来看,尺寸混乱的弊病牵一发而动全身,除了造成整个产业链上下游原材料环节制造成本上升,还会大大增加终端电站设计成本和供货风险。

目前,从主要制造企业,到设计机构、辅材设备供应商,再到终端电站运营商,产业链上几乎所有企业都对统一标准形成共识。

不过,哪个尺寸才是矩形硅片的“最优解”?组件龙头天合光能或许是寻找上述答案的“排头兵”。该公司一年前就创先推出基于210R矩形硅片电池技术的组件。

前不久,在2023光伏产业链生态大会上,协会、设计院,以及硅片、电池、组件、设备等专家经过对产业链各环节的充分探讨,认为210R即2384*1134mm这一尺寸组件将以其显著的系统价值,激发产业链价值最大化,并带动新生态圈的建立。

这或许会成为当前光伏产品尺寸的“最优解”。

01 寻找“最优解”

尺寸乱局之所以引起行业各界的高度重视,或许与光伏行业目前在国家战略中所处的地位,以及这个新兴产业所处的新的发展阶段有关。

2022年,中国光伏产业生产制造、技术创新、推广应用保持快速发展,行业总产值高达1.4万亿。随着尺寸和技术的发展,组件功率快速达到600W+。

行业机构预计,到2060年,我国新能源装机容量将达到60-70亿千瓦,其中光伏在45亿千瓦以上。

在4月11日的研讨会上,与会龙头企业对于尺寸标准化趋势达成广泛认识,但对于何种尺寸是“标准尺寸”并未达成一致。有代表提出,要从客户价值出发,落实尺寸标准体系建设。

作为矩形硅片的“先行者”,天合光能在探寻尺寸“最优解”上走在前列,并为此付出了不菲的人力、物力和财力。

今年3月3日,该公司首度向行业全面公开210R产品解决方案及产业化可行性路径,倡议硅片电池组件尺寸标准化。

据据天合光能全球产品战略与市场负责人张映斌介绍,210R产品的功率相对而言提高了20-30W,而它的低电压设计则能够为客户节省系统成本2-3分钱。

在方案中,天合光能公布了中小板型组件设计方案,包括组件长、宽、边框、安装孔、电流、电压等。根据方案,中小版型组件宽度均为1134mm,与行业一般组件宽度一致,中版型组件高度与210组件一致。

此外,该公司还对外公布了支架适配方案和包装运输方案。

在跟踪支架方案中,天合光能认为,使用210R中版型组件,每根跟踪支架可以串3串组件,每串30-32片组件,组串功率更高。

而在包装运输方案中,天合光能针对常用的40HC(高柜)集装箱进行组件尺寸设计,由此得出了210R组件尺寸的“最优解”。

据了解,40HC集装箱的长、宽、高分别为12000mm、2350mm、2580mm,而一托210R组件(含托盘)包装的长、宽、高分别是2396mm,1125mm,1259mm。

与传统组件包装相比,210R-580W组件可提高装载量5.4%,相对应的BOS成本可以节省2-3分钱。

为了印证上述包装运输方案,双良硅材料对天合光能的210R产品进行了实测。该公司销售总监王秋文坦言,经过严密测算和充分调研,验证了210R这款产品后续的生存能力。

事实上,210R的推广并非易事。由于210R硅片打破了主流的方形硅片的物理形态,因而矩形硅片从产品设计、行业认证、生态圈建设等方面均得“从头开始”。

张映斌透露,为了评测210R组件的各项指标,天合光能与多家硅片供应商进行了沟通,但由于担心矩形硅片不会成为主流产品,因而硅片厂商顾虑颇多。

不过,有了此前210光伏产品价值在先,天合光能的执着很快得到上游硅片企业的认可, 五六家公司开始布局生产210R硅片。

去年四季度,该公司将210R产品引入国内市场,并应用到分布式领域,很快在三个月时间拿到数百兆瓦订单量。

据天合光能透露,2384*1134mm(含上一代2384*1096mm)尺寸组件全球累计出货量已达到30GW,预计到今年第四季度,出货量将达到50GW。

如此庞大的出货量,从应用端印证了这一尺寸产品的价值。同时当行业还在争论统一尺寸的方向时,210R引领的矩形生态圈已悄然成型。

02 尺寸乱局

上述研讨会的召开背后折射出光伏行业当前光伏产品尺寸不一,颇为混乱的现状。

2022年4月15日,当天合光能推出新的组件产品时,这家老牌光伏巨头或许也未曾料想,这款新品将引领光伏产业迈向新的征程。

与其它组件产品不同的是,上述产品首次应用了尺寸为210*182的210矩形硅片(G12R),由此打破了光伏行业数十年来对”硅片是正方形“的思维定势。

天合光能的“210R”系列产品由此横空出世。

据该公司介绍,相较同类组件尺寸和功率范围的产品,天合光能至尊小金刚430W和至尊580W产品分别有20-30W的功率提升优势。

由于矩形硅片在提高效率上的独特优势,继天合光能之后,包括隆基绿能、晶科能源、晶澳科技在内的其它组件龙头先后杀入到矩形硅片领域。

但在产品尺寸上,各大厂商却又有着自己的标准。以182R为例,据不完全统计,当前尺寸包括183.75×182mm、185×182mm、186×182mm等多种。

由于受制于集装箱尺寸限制等客观原因,矩形硅片的组件产品在宽度上统一为182mm。

但在组件长度上,182阵营的厂商之间也出现“分歧”,出现了2256mm、2278mm、2333mm、2335mm、2465mm等多个尺寸。

光伏产业近年来的尺寸乱局源于2017-2018年。在此之前,光伏产业长期处于嗷嗷待哺的“补贴期”,产品尺寸也因此长时间维持在M0、M2(156.75mm)的水平。

2018年5月31日,国家发改委、财政部、国家能源局联合发布了一份《关于2018年光伏发电有关事项的通知》,史称“531新政”。

新政中“暂停普通地面电站指标发放”、“分布式光伏规模受限”、“调低上网电价”等严苛内容彻底改变了光伏行业的命运。

尽管“531新政”曾将光伏产业打入谷底,却加速了去补贴化的进程。平价上网的到来倒逼光伏产业加速降本增效。

“大尺寸产品的出现,促使2018年之后组件基本功率进入到了400W的阶段。”天津环欧国际硅材料有限公司副总经理王凯说。

在他看来,硅片尺寸的发展主要分为三个阶段:2008年的156mm时代;2018年158、166mm时代,光伏组件功率因此进入400W阶段。

第三个阶段是到2019年,中环基于在半导体行业60年的积淀,推出了210尺寸产品,天合光能推出210尺寸600W+产品引领行业进入6.0时代。

此背景下,中国光伏产业也很快分化为182阵营和210阵营。王凯所在的硅片巨头TCL中环便是210阵营的代表企业。该阵营的成员还包括天合光能、东方日升等龙头。

通过硅片尺寸的增大和功率的提升,光伏发电的度电成本大幅下降。数据显示,从2010年到2020年,光伏发电的成本下降超过80%。

事实上,对于晶体硅光伏组件尺寸标准化,中国光伏行业协会和光伏龙头企业此前曾作出努力,多次尝试统一尺寸。

近两年,182mm、210mm 规格的方形硅片占比超过75%,成为行业主流。在标准化机构和制造企业的共同推动下,182mm和210mm方形硅片对应的组件外观尺寸逐渐统一。

2022年12月,中国光伏行业协会发布T/CPIA 0003-2022《地面用晶体硅光伏组件外形尺寸及安装孔技术要求》,进一步规范了组件外形尺寸、促进产业链上下游协同发展。

不过,光伏市场依然充斥着不同尺寸的产品,由182毫米、183.75毫米、186毫米、192毫米、210毫米等多种尺寸的电池片所派生出来的组件产品更是令人眼花缭乱。

如今,在矩形硅片出世后,光伏产品尺寸的乱局似乎愈演愈烈,不同厂商都有着自己的“标准尺寸”。

“这对上游硅片生产企业、下游组件制造商,包括设计院、电站运营商都带来较大困扰。对整个生态来说,统一尺寸标准是有必要的。”王凯说。

03 乱局“弊病”

尺寸混乱所带来的弊病已经深深困扰着上下游企业。

具体而言,对于上游企业,组件尺寸的不统一将给硅片、电池、光伏玻璃等生产制造商带来产能切换和不兼容损失,以及库存成本增加。

而对于下游企业,为了适配不同尺寸的组件电气、载荷性能参数,支架、逆变器厂商要匹配及研发不同产品。

对客户端的影响也显而易见,针对不同的组件要进行单独设计,增加设计成本;其次,当供应企业无法满足供货需求,将无法切换其它企业产品,增加供货风险。

双良硅材料(包头)有限公司销售总监王秋文认为,由于目前尺寸繁杂,以硅片端为例,从热场、基架,到下游的切片、到电池网板,到组件的玻璃、背板,都深受其害。

尤为关键的是,尺寸之乱所带来的弊病有时候颇为隐蔽。

这体现在不同厂商尺寸不一,但毫米级的差异因无法肉眼可见,易导致在生产过程中,工人因缺乏相关经验,操作过程中极易产生失误,从而造成损失。

与此同时,对双良节能来说,由于下游客户需求不一,上游环节在生产管控上也不得不对设备进行经常性地调节,“每一次调节,都是对产能的一次浪费”。

作为光伏电站项目的关键环节,光伏产品尺寸混乱也让设计单位困扰不已。

华北电力设计院新能源工程公司资源规划处副处长陈建宏称,项目从规划设计到可研到初步设计,再到施工图,在尺寸不统一的情况下,造成可研时在组件选型上障碍重重。

“比如我们选择某一个组件尺寸,因业主招标或其他因素采用不同尺寸,可研的布置方案,包括支架的方案设计,后期电缆、电气设备的配置,都要产生变化,导致整个设计工作的延续性非常差。”陈建宏说。

此外,由于光伏电站项目工期往往较为紧张,设计院的设计时间被大量重复工作所占据,相应地就缺乏深入设计的时间。

而对以“五大四小”为代表的央国企运营商来说,它们所操盘的光伏电站项目多、体量大,由于施工周期紧张,不同项目往往招标不同厂商的组件产品,甚至于同一项目亦采购多家组件厂的组件产品。

这意味着,同一个主体公司的光伏电站项目,甚至同一个项目中,混装成为普遍现象。这对后期评估,后期运维均带来困扰。

天合光能采购总监韩厚金称,倘若组件尺寸不统一,客户在规划电站时将不得不准备3-5种不同的支架,甚至需要准备不同的逆变器。此外,由于尺寸太多,倘若选择其中一个尺寸,客户亦担忧产品供不上的情况出现。

另外,尺寸不一致,在生产端上也有成本增加,不同尺寸需配备不同材料,背板、玻璃、边框等辅材,从规模经济的角度来说,这是对资源的浪费。

尺寸之乱还给第三方评测机构带来了困惑,中国计量科学研究院首席计量师、中国计量学会光伏专委会秘书长、光伏行业协会标委会电池组组长熊利民深有体会。

作为检测机构,它们需要采购并升级检测设备,但当市场上出现新尺寸产品时,则意味着其检测设备可能因为达不到检测要求而“落伍”,导致不必要的浪费。

“组件的电流不同、电压不同,所配套的电缆、汇流箱功率都是1.5倍。产品尺寸的变化直接导致配套辅助材料的变化,对行业来说当然是非常头痛的一件事。”熊利民说。

张映斌介绍,尺寸不统一亦深深困扰电池厂商,它们往往要准备5种规格不同尺寸的网板、玻璃、边框、型材等物料。

“这带来的后果就非常严重。首先体现在库存成本及价格波动带来的减值;第二体现在经营管理上也会带来困扰和管理成本。”张映斌说。

倘若全行业企业库存1000亿元,月均200亿元,5种尺寸的物料准备按照5%的减值计算,月度减值费用就高达10亿元。

事实上,过去两年,光伏产业上下游产业链,以及辅材价格波动变幻莫测,因价格波动所带来的减值损失或许更加难以估量。

责任编辑:myadmin
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