電能,是現代社會的基礎!
不論是煤炭、石油、天然氣,都是太陽能的一種儲存方式,過去我們受限于科技,只能利用過往地球通過各種途徑儲存起來的太陽能。我們知道,植物自然光合作用對太陽光的轉換效率是 1%,通過億萬年的累積才儲存了夠我們工業革命的資源,這些資源用一點就少一點,并且在使用過程中又還原出了大量二氧化碳導致地球升溫。所以不論是資源持續利用還是地球環境保護,都迫使我們必須尋找另一條路!
(資料圖)
既然煤炭、石油、天然氣,都是太陽資源的間接品,我們能不能直接利用太陽能呢?
1979 年美國總統卡特站在白宮屋頂新裝的太陽能板面前,高調宣布美國有史以來最偉大最令人激動的冒險開始了,太陽,才是未來!開啟了太陽能的利用篇章,只是當時白宮花 2 萬 8 千美金裝的這個太陽能,卻只夠廚房熱水使用。
太陽能,有個缺點:能量密度低,即光能照射到每平方米地球上的能量很少,而要達到收集利用效率,就要犧牲面積。用足夠大的面積來補償太陽能的能量密度差!在收集過程中,我們需要關注太陽能的轉換效率,這就好比你每月賺 5000,但你花銷 6000,這就收支不平衡了,要么換工作要么省吃簡用。發展太陽能,也有這個轉換效率的要求,因為開支端有光伏組件生產所消耗的硅料、硅片、電池、玻璃、鋁邊框、EVA 膠膜、背板、接線盒,安裝時需要的支架、線材、逆變器、土地、人工等成本。這些消耗掉的資源要求收入端光伏組件的光電轉換效率至少在 15% 以上,才能達到基本的收支平衡!才有開發利用的意義!
經過多年堅持不懈的發展,現在光伏組件轉換效率達到了 22% 左右,這意味著光伏不僅可以做為一種獨立的能源使用,還超過了傳統能源的使用成本!這非常重要,任何一種技術變革,都建立在效率優先之上! 汽車替代馬車、手機替代信件、槍炮替代刀劍、工業替代人工,大規模普及的前提,一定是比之前更高效、更便宜。
光伏,現在資源獲取上比傳統化石能源更便利,更不受化石能源分布的限制。成本上也低于傳統化石能源!所以,不論是從資源可持續性上還是地球未來看:光伏,都必將大展宏圖!
組件效率,不僅是光伏行業發展的首要條件,也是企業發展的命門!
如果說組件效率是收入端,那光伏電站的各類建設成本就是支出端。
光伏發展初期時,面臨兩個問題:支出過大,收入太低。
支出過大:生產組件所需要的所有資源,包括硅料、硅片、電池、組件等。這些資源,有些設備需要進口,有些原料需要進口,甚至有些技術還需要進口,這都導致了光伏組件整體的成本過高。
收入太低:因為技術的不成熟,設備的不完善,所以組件效率太低,投資回報率是負數。
只能依靠補貼度日,而光伏產業就是在兩頭不穩下,奮力前行。
首先容易解決的,就是縮衣節食,支出端:硅料先是通過設備國產化,不再依賴進口,成本不斷下降,使硅料占組件的成本不斷降低,其次是硅片通過 RCZ 實現連續拉晶,金剛線切割等更是降低了硅片成本。還有 EVA 膠膜國產化,電池、組件等設備的國產化,而誰首先實現了縮衣節食這個方法,誰就獲得了成功的秘訣。顯然,在支出端做成功的就是現有各行業的龍頭企業,硅料:通威,硅片:隆基,EVA 膠膜:福斯特,光伏設備:捷佳偉創、晶盛機電、奧特維、連城數控、帝爾激光等
收入端:光伏應用的基礎看對太陽能的轉換效率,轉換效率越高,每平方米發的電也就越高,使用的土地面積也就越小。組件在整個光伏電站的建設成本中,占 40%,如果組件轉換效率每提升 1%,光伏電站整體的成本就下降 5% 左右,可見光伏轉換效率有多重要。
現在很多環節的支出端大的技術變革已經完成,大幅降本已很難,所以未來的希望主要在收入端的增長:效率提升,光伏降本增效的核心!具體到產品是組件轉換效率,更具體就是電池,組件的構成是:
在這些材料中、鋁邊框、玻璃、背板、接線盒、硅膠等已然經過多年發展,成本繼續向下的可能性很小,他們在組件成本中相對穩定。這些年,主要靠電池片效率不斷的向上突破,來降低整體組件價格。比如電池占組件成本 60%,其它占組件 40%。若電池效率提高 1 倍,其它占據 40% 的成本就可以被動下降 50%!從來讓整個組件顯的更便宜!創造更大的經濟價值!
從上圖我們可以看出,電池是組件發電的核心,但既脆又薄,需要 EVA 膠膜,玻璃背板保護起來,這就會造成電池效率的損失,業內稱為組件封裝功率損失 CTM。
聊電池,首先就要說一下太陽光,
太陽,是太陽系里唯一的恒星,體積是地球的 130 萬倍,內部不斷地進行原子核反應而產生大量的熱能和光能,由于地球特殊的位置,光和熱讓地球擁有了世間萬物!照射到地球上的光,一般分為可見光,紅外線,紫外線三種。可見光就是由紫、藍、青、綠、黃、橙、紅融合而成的白色光,占太陽光總能量的 50%,光譜 400-760nm 波長之間。
紅外線就是紅光以外的光能,占總能量的 43%,光譜 760nm 以上。
紫外線就是紫光以外的光能,占總能量的 7%,光譜 10-400nm 波長之間。
從上圖可以看出,光的能量區主要集中在可見光 400-760nm 波長之間,如果能高效利用這段波長,就成了光伏發展首先要解決的問題。為什么首先實現光伏發電量產應用的是硅而不是鈣鈦礦、化合物薄膜?一是因為硅占地球總重量的 25.7%,僅次于氧。獲取方便,便宜。二是硅的光譜響應在 400-1100nm 波長之間,也就是可以利用太陽光至少 75% 的能量。而在利用光能過程中,有 20% 至 30% 為透射損失,約 30% 為量子損失,約 10% 為載流子復合、表面反射損失及串聯電阻損失,最終晶體硅太陽能電池理論極限效率 :29.43%!這是晶硅的極限也是終章!
經過多年發展,現在應用最廣泛的 PERC 電池量產效率達 23% 左右,極限效率為 24.5%。未來提升空間有限,市場急需下一代電池技術來提高轉換效率。
當下最火的有三種適合量產的技術:
TOPCON 技術,量產效率 24.5% 左右,極限效率 28.7%。
HJT 異質結技術,量產效率 24.7% 左右,極限效率 28.5%。
XBC 背接觸技術,量產效率 25.3% 左右,極限效率 29.2%.
首先說一下 TOPCON 技術,這個技術是 PERC 的升級款,和 PERC 技術有很高兼容性,只需要新增硼發射極的制備、生長隧穿氧化層、沉積多晶硅并對其進行摻雜、擴散后的清洗等四道工序即可。但因為其復雜的工藝,及單晶硅轉換效率 29.43% 的限制,不論 TOPCON 做的如何優秀,良率如何高,也不可能突破 29.43%,所以說 ,TOPCON 從出生那刻起,就注定了他的命運!
李振國說過,TOPCON 是過渡技術,根源就在此,TOPCON 是有天花板的,而且這個天花板并不是晶硅極限 29.43%,也不是 TOPCON 極限 28.7%,可能更低。
而異質結就不同了,他是單晶硅和非晶硅薄膜的綜合體。單晶硅的光譜利用范圍是 400-1100nm 波長,超出這個范圍的其它波長照到電池上,只會讓電池發熱,不能發電。
而非晶硅薄膜的光譜利用范圍比單晶硅高出一個數量級,因而它比單晶硅對太陽能輻射的吸收率要高的多,用僅有 1um 厚非晶硅薄膜就能吸收 90% 有用的太陽能。從光伏基礎物理上就注定異質結電池才是光伏的未來!現在單晶硅可以疊非晶硅薄膜,未來也可以疊鈣鈦礦等。而做為 HJT 的基礎版,隆基可量產 26.81% 異質結技術,就可能是 HJT 第一代大規模量產產品,這將為未來打開一扇新的窗戶,隆基最新在可量產硅片上實現 HJT 疊層電池 33.5% 的效率,就說明,未來的大門將會不再受 29.43% 的限制!向著 33.5%,40% 轉換效率進發!新的世界新的大門,技術將再次出現躍升現象。效率大幅提高,什么是未來,這才是未來!如果說晶硅電池是電話,那疊層電池就是智能機!
XBC 電池,是所有背接觸電池的統稱,不論是愛旭的 ABC,還是隆基的 HPBC,都是 XBC 的一類。HPBC 電池其實是 P 型 TOPCON 技術以及 IBC 技術的融合結果,業內人士稱為縫合怪。特點是正面無柵線,電池發射區和基區的電極均處于背面,正面可以接近 100% 吸收太陽能,并且正面沒有金屬電極后,不需要再考慮前表面的金屬接觸問題,可以在前面摻雜時盡量降低摻雜濃度,從而降低載流子的復合,提高短路電流。而移到背面的柵線可以不再考慮寬度遮光的影響,可以容許較寬的金屬柵線來降低串聯電阻從而提高填充因子,轉換效率高,美觀度高!不僅可以用 P 型 TOPCON 與 IBC 融合,還可以用 N 型 TOPCON 與 IBC 融合。但 XBC 的優點如果僅僅如此,那他和 TOPCON 也并無二致,也會受 29.43% 的詛咒。XBC 好就好在,不僅可以是 TOPCON 與 IBC 的融合,還可以是 HJT 與 IBC 的融合,甚至是鈣鈦礦與 IBC 的融合。未來市場空間一點不弱于 HJT!
由此可見,集中式 HJT 與分布式 XBC,將是打開未來之窗的鑰匙,誰掌握了這兩種技術,誰就擁有了未來。
好了,說到這里,我們就要先排除一部分企業,在支出端,我們都知道已經完成了強身健體,比如硅料,硅片、組件環節,不大可能有什么新技術足以改變行業,那在這時候沖進來的新勢力企業,他們能為行業帶來什么?能做什么貢獻呢?他們什么也做不了!他們沖進來的原因,是看到成本 1 塊的東西,賣 1.8,于是他們就想,我做出來 1.1,1.2,那我賣 1.5 是不是也賺錢?這才是支撐他們沖進來的動力!我并不需要顛覆誰,我只需要比你之前賣的低,就可以。所以對于這類沖進來的企業,市場可以賣 300 的硅料,也可以賣 60,硅片毛利率可以 35%,也可以 10%,市場變化主打的就是一個成本線問題,以前認為成本高一點也能活的,現在再看?能活嗎?所以投資首先要排除掉沖進來沒有優勢沒有創新的企業。
其次對電池技術方面,上面分析 TOPCON 已經很明顯了,他沒有未來,也許這二年你可以趴上去吸二口,但你不能當飯吃。誰 TOPCON 產能多,誰未來就岌岌可危,因為 TOPCON 所有設備無法兼容 HJT,如果賭注都壓到了 TOPCON 身上,最終會一把輸完,成為沉沒資產!而且留給 TOPCON 的窗口期太短了,成本還沒收回,可能 HJT 就量產了,到時就岌岌可危!所以誰 TOPCON 產能多,一定要遠離他!(隆基也有 TOPCON,但隆基還有 HPBC,即使 TOPCON 掛了,他設備也可以拿過來改 HPBC。沒錯,PERC 設備改 HPBC 其實不劃算,但 TOPCON 改 HPBC,巨劃算!這點怕是出乎市場意料之外。)
那既然支出端技術變化不大,那就不投唄?我只投電池效率端如何?找誰做的好不就得了?
嗯,可以很誠實的告訴你,現在除了設備端,一體化里做的好的,只有隆基綠能!
但市場似乎不怎么認可,因為連賣鞋的都可以做 HJT,顯然這技術爛大街,誠然,起源于 1974 年的 HJT 技術,至今接近 50 年了,但現有的 HJT 試產企業,走的是什么路?是沿著前人走的路在走。要么設備全進口,要么工藝完全復制,或者輔材想辦法國產化。這就是現有 HJT 企業的路子。但經過這么多年,HJT 明明擁有超短的工序,很高的效率空間,為什么打不開市場?靶材、耗材僅這兩項,就封死了 HJT 大規模量產的道路!
HJT 雖然是平臺技術,但要上這個平臺,首先要解決的并不是效率,正如單晶硅普及一樣,要先在支出端下狠手,設備不僅要國產化,還要定制化,工序要改良,靶材、耗材要想辦法,比如 HJT 低溫銀漿,這個占非硅成本達到 30% 左右。我們是不是可以不用低溫銀漿?用銅電鍍行不行?所以下一屆電池設備龍頭企業,一定是解決了 HJT、XBC 國產化的企業,下一屆輔材,耗材,同樣是解決了量產難題的企業。而關鍵的 HJT 電池企業,如果你看看現在已經量產的企業,他走的是什么路?你就明白,他注定是失敗的!
XBC 同樣是早在 2004 年就已經在國外實現量產的技術,但問題的關鍵還在于成本!對,不論 HJT、XBC,都要先解決縮衣節食!而且效率上不能損失太多!正所謂,只有身體好了才能出來工作賺錢,身體不好,干的越多,花的就越多,那標準是什么呢 ?
PERC 成本,就是很好的參照物,因為對于初代階段,效率提升顯然沒有降本來的快,誰的 HJT 電池成本,XBC 電池成本能與 PERC 打平,誰就擁有了那把鑰匙。現在市場上都在說我 HJT 溢價 PERC 多少多少,ABC 電池可以溢價 PERC 多少多少,似乎只有溢價才能體現技術的先進性。其實這是一種錯誤思想,現在市場所以溢價是因為成本遠高于 PERC,而效率卻提升有限。你的溢價分食的不是靠效率提升賺的錢,而是因為成本高,迫于無奈只能用你微弱提升的效率來侵占電站建設節省那部分的錢,電站并沒有占多少便宜啊!提效降本并不明顯。光伏的本質是什么?是度電成本,誰度電成本低,誰就有優勢,并不是誰溢價高誰有優勢!
所以 HJT、XBC 發展一定是成本向 PERC 靠攏,效率超過 PERC,賺的是什么錢?賺的是功率錢,PERC1W 賣 1.5,HJT 1W 也賣 1.5,但 PERC 一塊板 550W,HJT 一塊板 600W,HJT 多出來的 50W,就可以節約建設電站那部分費用。這才是正道。而不是去想提高溢價怎么分食多 50W 省下來建電站那些費用。當然,XBC 因為其附加了美觀屬性,給了特殊用途,不再是純發電,還有外觀要求,給一定溢價也是必要的,但這個度,是建立在你愿意為美觀付出多少溢價的問題!所以溢價越低才越有競爭力,而不是越高!
隆基在這兩條技術路線上,都在遵循著平價原則。這是大規模量產的必要條件,不要過高的期望溢價。光伏本質是降本增效!
現在你再回過頭來看,就會明白光伏電池片 2022 年以前,利潤為什么一直表現很差,2022 年電池環節卻很暴利,說明大家都不再擴 PERC 了。聰明的一體化企業留著電池產能,寧可外采,也不擴,很明顯就是在等新技術。所以愛旭、通威這類專業電池廠才能吃飽。但要明白,并不是一體化企業仁慈。而是一體化企業在等一個一擊必殺的機會!電池這條路走錯,專業的電池廠會死、一體化企業會殘!
而隆基,左手 HPBC,右手 HJT,現在就是隆基最好的時候!市場被隆基以前的成功所迷惑,認為隆基只要走以前的路才會更好,以為隆基不擴硅片、電池、組件,就不行了。其實大錯特錯,身體強健就可以努力工作了,而如果一直在硅片行業強健身體,那就會限制隆基的發展前景,讓隆基去參與行業內卷,這就是將過多的資源投入到制造業了!行業是變化的,隆基現在果斷換到了更高的賽道。眼界也更遠更高!電池是技術創新,誰擁有電池新技術,誰就擁有未來!而效率空間非常非常大!以前有人看錯了隆基,隆基還是那個隆基,未來還會有人看錯隆基,但隆基還是那個隆基。他不變的是一直在追求度電成本!他變的是追求度電成本的方法!而有些人,卻因為自己的無知,被市場各光伏企業出于這樣那樣的原因所做的動作所迷惑,認為隆基變了!
現在隆基股價大幅下跌,股價只有 29 元,可能很多人以為隆基變了給出錯誤定價的結果。但我仍然持倉,是因為我看到了隆基從來沒有變。我相信,堅守光伏降本增效,才是企業發展的第一要素!$ 隆基綠能 ( SH601012 ) $ $ 晶科能源 ( SH688223 ) $ $ 通威股份 ( SH600438 ) $ # 光伏 # $@今日話題
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