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《太阳能》《太阳能学报》

  创刊于1980年,

  中国科协主管

  中国可再生能源学会主办

《太阳能》杂志社有限公司出版

《太阳能》杂志:

  Solar Energy

  CN11-1660/TK  ISSN 1003-0417

  国内发行2-164  国外发行Q285

《太阳能学报》:

  Acta Energiae Solaris Sinica

  CN11-2082/TK  ISSN 0254-0096

  国内发行2-165  国外发行Q286

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破冰喜讯!斯尔邦、万华解决POE胶膜“卡脖子”瓶颈

9月26日,东方盛虹子公司斯尔邦石化800吨/年POE粒子(聚烯烃弹性体)中试装置项目一次性开车成功,产出合格产品。

这POE粒子的国产化进程的重要里程碑!从此光伏POE胶膜将用上国内自主生产的POE粒子!

1.封装胶膜用粒子的“卡脖子”

组件要发电,材料是关键。当光伏产业不断以新的电池结构打破光电转化效率时,作为电池封装材料的胶膜,却经历了十多年的卡脖子历程。

多晶硅电池是一种既薄又脆的材料,182 - 210mm 的边距,却只有130 – 150um的厚度,靠上下两层封装材料形成三明治结构,得以隔绝水汽、氧气等,保障25年的有效发电。

这里的封装材料,俗称为“胶膜”,目前有EVA、POE、PVB等几种类型。五年前,EVA胶膜几乎占据全部市场,随着双玻、双面发电,以及高效电池技术的兴起,目前POE胶膜也占据了1/3的市场。

根据笔者统计,光伏EVA胶膜和POE胶膜基本都由中国企业生产,2021年度全球封装胶膜出货量TOP10 - 福斯特、斯威克、海优威、百佳、赛伍、祥邦等全部是中国企业。

封装胶膜中国造,掩饰不了“卡脖子”的尴尬:2016年前,生产EVA胶膜所用的光伏级EVA粒子几乎全部依赖进口。由于光伏级EVA粒子所需的VA含量较高,2016年前国内不乏EVA粒子产能,却都不能生产VA含量超过28%的光伏级EVA粒子。

目前光伏EVA粒子市占率领先的斯尔邦石化,2017年底才首次试生产。台湾台塑和台聚是中国最早的具有光伏EVA粒子生产技术的企业,但台塑宁波制造基地也是在2016年才开工。台塑、斯尔邦成为最早在大陆投产的光伏EVA粒子制造商,打破了EVA胶膜中国造,EVA粒子外国造的怪圈。

目前国内仅有东方盛虹(斯尔邦)、宁波台塑(台湾)、联泓新科(昊达化学)、荣盛石化、浙江石化、延长中煤等少数几家企业能够生产光伏级EVA树脂,但大多是近两年看到光伏的巨大前景才进入这一市场。

而由于近几年光伏需求旺盛,国内EVA进口依存度均在60%以上,2021年在国内大扩产情况下进口依存度依然达到53%。2022年底国产EVA粒子产能预计达到51.1万吨,但2023年光伏EVA树脂需求有望超过100万吨!

EVA粒子如此,POE封装胶膜所用的POE粒子就更难了。2021年全球 POE产能约158 万吨。由于国外企业对生产POE所需的催化剂进行了专利保护,并且严密封锁了生产POE的重要原料高碳α-烯烃的工艺技术,目前全球POE产能主要集中在陶氏化学、三井化学和埃克森美孚等外国公司,国内尚无企业可工业化生产POE产品。

2.POE粒子需求爆发,国产化箭在弦上

光伏EVA粒子的进口依存度虽高,但国产化的进程正在加速。市场分析预期到2024年底,EVA光伏料可达到90%的自给率。相比之下,POE粒子何时能国产化成了全行业最大的期待。

POE胶膜作为光伏组件封装材料,具有体积电阻率高、水汽透过率低、耐紫外性能好,高抗PID、玻璃化转变温度更低等优点。随着双玻、双面组件的市占率提升,特别是今、明两年TOPCon、异质结高效组件的快速增长,POE胶膜在光伏封装材料领域的渗透率不断提高,目前已经接近30%,2021年国内光伏POE粒子需求在25万-30万吨。

根据笔者对未来市场的预期,今年光伏组件出货量将接近300GW,2023年可能超过400GW,2025年有望达到600GW。加上TOPCon和异质结组件技术占比的提升,2025年对POE的需求可能在57 - 70万吨,是2021年2.5倍到3倍。

然而,2021年全球POE粒子的总产能仅158万吨,全部集中在陶氏化学、三井化学和埃克森美孚、LG、Sabic、SK等外国公司,国内尚无企业可工业化生产POE产品。中国市场的POE用需求约为65万吨,其中40%用于光伏。

除了光伏胶膜外,POE粒子的应用场景还包括汽车零部件、电线电缆、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运动用品、鞋底、密封件、热熔胶等领域。近年来汽车轻量化、以塑代钢、光伏、人造草等新兴行业的高速增长等带动了POE需求的爆发式增长。

POE粒子的需求正在爆发,POE的国产化箭在弦上!

3.自主研发打破垄断,真的勇士已在前行

9月26日,东方盛虹子公司斯尔邦石化800吨/年POE粒子(聚烯烃弹性体)中试装置项目一次性开车成功,产出合格产品。

这标志着斯尔邦成为全国唯一同时具备光伏级EVA和POE两种主流光伏胶膜粒子自主生产技术的企业,将为我国新能源产业高质量发展提供坚实的材料保障。

而仅仅是一个月前,万华化学集团收到山东省发展和改革委员会《关于万华化学集团股份有限公司120万吨/年乙烯及下游高端聚烯烃项目核准的批复》,批复结果中包括了2×20万吨/年聚烯烃弹性体(POE)装置。根据规划,万华化学2023年将投产10万吨POE。

中国市场上,今年光伏级POE粒子占比为40%,汽车用占比为26%,两年后光伏市场占比或达60%。因此,无论是万华化学,还是斯尔邦石化,POE粒子国产化,光伏市场是绝对重点。一年前,万华化学公司自主知识产权的POE产品完成中试,一年后,万华化学或将向行业供应首批光伏级EVA粒子。

斯尔邦石化于2020年9月启动POE关键技术自主研发,先后完成了茂金属催化剂、关键聚合技术研究,并开发了中试工艺技术,建设了一套从催化剂配制到挤出造粒全流程的中试装置。万华化学于2020年4月申请发明专利 《一种烯烃聚合催化剂、烯烃聚合催化剂组合物及制备聚烯烃的方法》,其自主研发的催化剂活性高、热稳定性好,适用于高温溶液聚合制备聚烯烃。

除了万华化学和斯尔邦石化,国内其他的石化龙头企业也开始布局开发POE:

目前POE的国产化研发已有一定基础,但万华、斯尔邦的试生产产品性能、良率、效率、成本仍需验证。由于POE国产化的核心是催化剂技术,各企业需开发有自主知识产权的POE核心技术,特别是高活性、耐高温、共聚能力强的适用于均相高温溶液聚合的高性能催化剂,这也是企业生产聚烯烃的核心竞争力。

来源:全球光伏


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