光伏产业能级跃升之路

2022-03-19 来源:《产城》杂志   作者:李周羲

一天之内,成都金堂县光伏产业迎来两个重大好消息。2月10日上午,成都金堂县实施绿色低碳产业建圈强链行动打造绿色制造先锋城市项目集中签约仪式举行,协议总投资达129.4亿元的10个项目落户金堂,将主要围绕晶硅光伏等重点产业链关键环节、核心配套和应用场景。

同日,金堂县整县屋顶分布式光伏开发试点县项目正式启动,项目总投资50亿元,涉及县域的党政机关、学校、医院、公共建筑、工商业和农村居民屋顶,项目建成后,年发电量约2.06亿千瓦时,相当于每年减少二氧化碳排放约15.99万吨。

光伏产业蓬勃发展态势已然成型。在刚刚过去的2021年,全球经济因疫情受到冲击,光伏产业却实现逆势而上,国内来看,2021年国内光伏新增装机达到54.9GW,同比上涨14%。

据成都市经信局数据,2021年成都市光伏产业产值同比增长约35%。2022年1月,《成都市能源结构调整十条政策措施》和《成都市能源结构调整行动方案(2021-2025年)》相继向社会公开征求意见和建议;提出将在2025年实现非化石能源消费占比达到50%以上。而最有望率先全部实现平价上网的光伏产业,将是成都能源结构调整中瞄准的重点行业之一。

光伏千亿级产业集群初具雏形

 

通威太阳能智能制造车间

成都的光伏产业目前以电池片和组件为重点,拥有晶硅和碲化镉薄膜两条技术路线,集聚通威太阳能(成都)有限公司(以下简称:通威太阳能)、成都中建材光电材料有限公司(以下简称:成都中建材)、通合新能源(金堂)有限公司等20余家重点企业。

其中,通威集团(以下简称:通威)是全国乃至全球光伏行业毋庸置疑的龙头企业之一。2021年,受益于多晶硅和电池片出货量的持续增长,旗下通威股份收入和净利润分别达到666亿和82亿元,同比增速分别达到51%和127%,创历史新高。

产业布局方面,在光伏新能源产业链上游,通威相继投产永祥新能源二期5万吨,保山一期5万吨,已形成18万吨高纯晶硅产能,位列全球第一,全球市场份额占比约20%;在光伏产业链中游,随着眉山二期7.5GW,金堂一期6.5GW等相继投产,通威已形成超过40GW的电池产能规模,全球市场份额占比20%;在产业链终端,通威全球首创的“渔光一体”发展模式装机规模超过2.4GW,大大提升了单位面积国土的价值输出。

龙头之外,成都还拥有多个光伏细分领域的“单项冠军”。产业链上游,等静压石墨是光伏产业中制造多晶硅、单晶硅热场中不可替代的物件。成都炭素有限责任公司于2011年生产出直径为930mm规格产品,在国内光伏产业链中补上了一个关键短板。

因为碳排放最低、镉排放最少、发电量最多、热损失最小的优越属性,碲化镉发电玻璃在光伏产业中同样占有一席之地。2017年,成都中建材生产的世界第一块大面积碲化镉薄膜弱光发电玻璃在成都下线,标志着中国首条具有国际先进水平的年产80兆瓦碲化镉薄膜弱光发电玻璃工业4.0示范生产线正式投产。截至目前,中建材碲化镉薄膜电池国内市场占有率达60%,已实现实验室转换效率20.24%,生产线转化效率15.8%,达到国内领先水平。

下游应用领域,成都已在工业厂房、楼宇建筑、机场等实现约6MW装机规模。2021年,川开电气微电网系统获批工信部智能光伏试点示范项目,建成投运后,总发电量约为4020万千瓦时,年平均发电量约160万千瓦时,将年节约电费138万元,进一步拓展了光伏发电应用场景。 

龙头:产业集群发展“加速器”

双流和金堂,是成都光伏产业最为集中的两个区域,也是未来光伏产业的重点发展区域,其快速发展背后,离不开通威这一龙头企业的布局与示范带动。

2015年,通威太阳能在双流落户,加速了成都光伏产业的崛起,当前,双流基地已顺利完成了共4期电池项目建设,打造成为全球首个产能规模超10GW的高效电池生产基地,年销售收入突破100亿元。

2020年初,通威在成都金堂县淮州新城投下200亿元,建设年产30GW的高效太阳能电池及配套项目。去年5月底,通威太阳能金堂基地一期项目第一片电池片下线,两个月后,通威太阳能1GW异质结电池项目第一片电池片下线,标志着目前全球异质结电池量产规模最大的一个项目正式投用。

  

通威太阳能金堂基地

通威在金堂的“落子”一度激起光伏企业在金堂的投资潮,众多光伏产业新主体纷纷抢滩。通威太阳能与天合光能联合投资60亿元,打造年产15GW切片项目、年产15GW高效晶硅电池项目,福建奋安集团投资30亿元建设的光伏支架生产基地项目,侨源气体公司投资10亿元建设的特种气体生产基地项目等众多项目相继入驻金堂。其中,通威和天合光能在金堂强强联合落地的通合新能源项目,以新模式错位发展、补位合作,预计2022年可成为金堂首个百亿产值工业项目。

放眼四川,基于通威硅料、电池双龙头的产业布局,四川正形成从硅料-硅片-电池的一体化产业布局。硅料方面,通威旗下永祥股份乐山基地成为全球首个产能超10万吨的高纯晶硅生产基地;硅片方面,通威在2022年将形成15GW拉棒切片产能,吸引晶科、京运通纷纷在川投资拉棒、切片产能;电池方面,通威太阳能已形成超过40GW高效电池产能,位居全球前列;银盛(银浆)、侨源(气体)等辅材企业纷纷在川建厂投资,进一步巩固和壮大了四川光伏产业链在全球的竞争优势。

“下一步,通威将从两方面着手,带动成都光伏产业链的发展。”谈及通威在成都及四川的布局,通威股份董事长谢毅表示。一方面,继续加大川内投资力度,带动产业链发展壮大。

2021年6月30日,通威和乐山市政府共同宣布再新增140亿投资,在乐山建设20万吨高纯晶硅项目,进一步夯实永祥在高纯晶硅环节的龙头地位。电池片环节也将进一步加大投资力度,预计2023年,通威产能将分别达到80-100GW,2024年,产值预计将达到800亿元。 

竞逐下一代光伏竞争格局

另一方面,通威将继续加大研发力度,增强核心竞争力,带动配套企业入驻四川。谢毅表示,“想要推动产业集群的高质量发展,龙头厂商必须要提升自身在全国甚至全球范围内的核心竞争力,只有这样才能吸引产业上下游厂商入驻,形成集群效应。”

通威在光伏电池的领先地位,很大程度来源于对PERC电池的超前布局和大规模扩产。2021年,通过对栅线图案、陷光结构、扩散和钝化工艺等量产化技术的最优集成,通威完成了对现有部分PERC产线的技改提升,2021年7月最高转换效率创造了23.47%的世界纪录。业界普遍认为,23%的量产效率已经接近PERC电池技术24%的极限效率,未来以较小投入获得较大效率提升的时期已经不复存在。

PERC电池技术将依然是未来几年最具性价比的电池技术路线。同时多个电池厂商已经开始储备相应的电池技术,确保在下一轮的电池技术革新中能够保持优势,多地政府也对光伏产业的技术创新具体路径进行了明确,成都将加快高光电转换率异质结(HJT)光伏电池作为成都推进光伏产业关键核心技术研发和转化的重点。通威的四年扩产规划中,在PERC+、TOPCon、HJT新型电池技术上均有重点布局。

据悉,通威已分别于2019年和2020年启动HJT、TOPCon的技术布局,2021年1GW异质结中试线和1GWTOPCon中试线相继投产。谢毅表示,“通威目前投产的HJT、TOPCon项目,无论是产能规模还是转化效率,均位居全球前列。下一步将加大HJT、TOPCon技术在规模量产条件下的研发试验。”

以金堂项目为试点,通威计划下一步与中国电信、华为强强联合,积极开展5G在工业互联网领域的应用,打造光伏产业生态圈。当前,通威的光伏工厂也在迅速智能化,在通威太阳能双流基地,此前需要几十上百位员工才能完成的工作,如今人数缩减为几名,可实现24小时运作,生产效率提升超300%。

通威太阳能5G智能制造车间

区域产业协同的未来

“总体来看,成都乃至四川在晶硅光伏制造已有一定优势,但在下游组件和光伏应用方面仍有很大进步空间。”谈到川内光伏产业布局时,谢毅认为组件和应用是未来的增长点。

川内区域产业协同将是未来光伏产业发展的重点。据成都市经信局资料,成都将联动“三州一市”开展“研制在成都、应用在市州、绿电返成都”光伏发电和消纳示范。2022年成都市两会期间,成都市政协委员、成都市生态环境局党组书记、局长张军也提出,“在光伏产业发展上,可依托成都光伏产业优势,支持本地头部企业整合乐山、眉山等地及全国上下游产业链资源,采取项目总承包(EPC)模式,与三州地区开展区域协作。”

“据调查,三州规划可开发太阳能资源8500万千瓦,如实现大规模开发利用,有望再造一个‘水电四川’。”谢毅提出,但目前三洲已并网光伏装机仅有192万千瓦(占全省可开发量的2.4%),拥有丰富的应用潜能。

对此,通威的建议有三,一是加大电力基础设施建设,在考虑成都现有电力保障能力和行业发展趋势的基础上,同步规划电网建设,解决目前省内水电及光伏清洁能源可供应到成都的电网网架结构问题。

二是精准施策,给予环成都经济圈内对经济社会发展、全面绿色转型有重大贡献的链主企业政策倾斜,对其贡献进行正向激励(给予光伏指标奖励),支持相关企业在三州集中成片自建规模化光伏应用基地,通过自发自用、全额消纳的方式实现零碳用电,同时解决能耗双控对发展的制约。

三是立足成都晶硅光伏制造优势,优先推进成都光伏企业生产的产品应用到三州光伏基地,用清洁能源、绿色电力生产清洁的产品,形成从制造到应用的良性产业循环,更好地实现“成都制造与三州应用协同互补”。

值得注意的是,正在征求意见的《成都市能源结构调整十条政策措施》和《成都市能源结构调整行动方案(2021-2025年)》除了锚定2025年成都非化石能源消费占比外,还明确,将有序推动光伏与公共建筑、商业综合体等融合创新发展;支持分布式光伏试点示范,按装机容量给予最高300万元、按发电量给予最高1000万元补助。桩桩件件旨在推动光伏项目更好地在成都本地得到应用,这意味着,本土光伏产业链条企业在外销之外,也有望在本地切分到更大的市场“蛋糕”。