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N型光伏商业化元年轰轰烈烈 TOPCon电池率先突围

对InfoLink Consulting资深分析师赵祥来说,持续跟踪行业内N型光伏产能变化是他的工作内容之一,但最近,这类数据跟踪的频率从每季度一次调整为每月一次。“TOPCon的规划产能相比半年前已经翻倍增长,如果还按照原来的节奏就跟不过来了。”

  赵祥提到的变化正是光伏技术大变革下的一个缩影,以隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池、晶体硅异质结(HJT)电池、交叉指式背接触(IBC)电池等为代表的主流N型光伏电池技术路线,受到老牌、新秀厂商追捧,也造就了资本市场的众多新宠。

  就各技术路线的进展而言,TOPCon已率先突围,这主要得益于TOPCon设备投资更低、人才储备充足以及组件端已具备盈利能力等。标杆厂商的成功让此前摇摆不定的后发厂商下决心跨入TOPCon阵营,新增规划产能急剧扩张。

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(部分光伏企业TOPCon、HJT项目概览)

  现在TOPCon阵营巨头林立,新介入者想要弯道超车并不容易,而HJT初始规模小,进一步提效降本的路线也更加丰富,这是不少厂商依然选择HJT的重要原因。

  2022年被业内视作N型光伏技术商业化元年,记者注意到,今年已有多家厂商宣布N型TOPCon组件产品拿下了央企订单,甚至出口海外市场。而HJT厂商给予的反馈显示,明年二、三季度,HJT组件也将获得央企响应,并大量上市。

  N型产能规划超640GW

  光伏电池技术的上一次迭代是从BSF(铝背场电池)到PERC(即钝化发射极及背局域接触电池),N型时代技术路线更加多元,也就难免出现哪种路线更优的比较,类似争论在业内从未中断,但从P型向N型技术切换的趋势很明确。

  今年上半年一项统计显示,全行业宣称规划的TOPCon、HJT产能均已超过140GW,两种技术路线基本平分秋色,但到了年末,两大阵营的势力急剧变化。赵祥告诉证券时报·e公司记者,经过近半年时间,HJT规划产能变化相对不大,增长到大概190GW,而TOPCon的规划已经超过450GW.这也是前面所说N型产能数据跟踪周期缩短的主要原因。

  目前,TOPCon建成产能最大的是晶科能源。今年初,公司首期投入的16GW大尺寸N型TOPCon产能实现满产,其中,位于海宁的IPO募投项目“7.5GW高效电池及5GW组件项目”建设进展顺利。

  晶科能源相关人士向证券时报·e公司记者表示,在一期已有的成功经验基础上,公司继续大力投入效率更高、成本更优的二期N型TOPCon产能,包括尖山二期11GW高效电池项目,以及青海西宁一期20GW全球最大N型拉晶项目等。

  标杆企业在引领光伏电池技术转型过程中的作用格外关键。以晶科能源为例,公司是行业首家建成10GW以上规模N型产品生产线的企业,公司最新TOPCon产线量产效率已达到25%,并计划今年全年实现10GW的N型组件出货目标。晶科能源三季报显示,N型产品占比提升给公司业绩带来了正向拉动。

  根据赵祥的观察,虽然很多企业很早就宣布了N型光伏产能规划,但实际上并未确定最终的电池技术选型,当看到晶科等标杆企业选择TOPCon并取得不错的转型成绩后,大家才一窝蜂地押注TOPCon,随之而来的是,厂商确定电池选型的进度也变得特别快。

  记者梳理发现,近期确认加入TOPCon阵营的企业包括协鑫集成亿晶光电沐邦高科等。其中,协鑫集成10月底宣布,将在芜湖市湾沚区分两期投资建设20GW TOPCon光伏电池及配套产业生产基地项目,总投资80亿元,建设周期为2年。

  9月,亿晶光电宣布,计划在滁州投资约50亿元建设年产10GW高效N型TOPCon光伏电池项目(一期),之后还规划有二期10GW切片、三期10GW组件项目。沐邦高科在梧州市、鄂城区分别规划了10GW的TOPCon光伏电池生产基地项目。

  异质结阵营方面,国内主要玩家包括华晟新能源爱康科技金刚光伏东方日升、晋能科技等,参与异质结的厂商名单近期并没有太大变化。

  爱康科技相关人士向证券时报·e公司记者表示,公司聚焦异质结电池技术,进一步升级电池产线,“十四五”期间将形成江苏张家港、江西赣州、浙江湖州等表内基地和浙江温州、浙江舟山两大表外基地,总产能将超过40GW.

  今年年中,爱康长兴基地定购了两条产线共1.2GW设备,爱康科技相关人士表示,这些设备将分别于今年12月、明年1月交付安装,预计明年第二季度量产爬坡,长兴基地2023年初总产能可达2GW;长兴二期项目规划8GW,将根据市场反馈进一步确定产能投放时间。

  此外,爱康科技赣州基地规划6GW异质结电池项目基建工作已顺利启动,舟山基地一期预计明年年初将实现3GW产能。

  记者从华晟新能源了解到,目前在宣城一期、二期已投产异质结产能2.7GW,大理华晟新能源5GW高效异质结电池和组件智造项目已签约,其中一期2.5GW项目正在建设;宣城7.5GW高效异质结硅片-电池-组件全产业链项目于9月已全面开工。

  无锡华晟异质结智能制造项目开工仪式10月底在无锡市锡山经济技术开发区举行,规划建设2.5GW异质结电池专用超薄硅片切片工厂以及5GW双面微晶异质结电池和组件工厂;根据规划,华晟在“十四五”期间,异质结产能将达到20GW.

  在巨量投资规划下,N型产能落地进度备受关注。赵祥告诉记者,今年8月,InfoLink Consulting曾预测,今年底N型产能会达到70~80GW,这一数字不需要修正。“比较关键的是明年,之前预测明年将落地160GW,但现在能看到的落地规模至少超过200GW.”

  TOPCon组件已具备盈利性

  “2016年以后,随着PERC电池大规模导入量产,组件效率从16%提升到21%左右;当PERC逐渐达到量产效率极限时,TOPCon和HJT举起了接力棒。”晶澳科技负责人接受证券时报·e公司记者采访时表示,在制备工艺上,TOPCon与PERC产线兼容性高、电池转换效率潜力大、设备投资成本较低,率先实现了大规模量产,组件量产效率可达22%以上。

  赵祥也谈到了TOPCon与PERC产线设备兼容的问题,因此,头部PERC厂商会更青睐TOPCon.“从员工素质的角度讲,即便在从PERC切换到TOPCon的过程中,产线设备全部更新,现有员工也可以无缝衔接到TOPCon设备的操作上。但如果切换到异质结,后者制造工艺中最核心的环节与PERC还是有很大差距的。”

  光伏厂商在选择电池技术时主要有TOPCon和异质结两种选项。“就理论极限而言,行业普遍认为TOPCon电池理论极限效率为28.7%,HJT最高效率为27.5%。”晶科能源人士告诉记者,效率潜力是公司选择TOPCon的原因之一,同时,TOPCon在设备投资和生产成本上相比于HJT更具优势。

  该人士表示,晶科主导的N型TOPCon技术和产品创新,相较同时期其他技术具有效率上限高、降本空间大等优势,当前无论从量产指标还是产品性能上都已处于行业领先,是后PERC时代最具商业价值的高效电池技术,具有广泛的市场应用前景。

  此外,天合光能表示,TOPCon已达到了高效低成本大规模量产阶段,是当前优选的技术路线。通威股份的态度也很关键,公司董事长谢毅表示,长期看好HJT的发展潜力,但当前HJT的性价比与PERC、TOPCon相比,暂不具备明显优势,仍需要进一步研发攻关。

  TOPCon相比HJT的性价比不仅体现在设备兼容方面,即便是整条产线全部更新,TOPCon也具备相对更低的初始投资。目前,TOPCon的单GW设备投资下降至仅有1.5-1.7亿元,而HJT单GW投资仍高于3亿元。

  赵祥认为,TOPCon设备投资快速下降的重要原因是越来越多的玩家加入设备供应商行列,“从今年开始到明年甚至后年,TOPCon会迎来一波巨量的扩产潮,设备制造商有动力通过降价的方式提高产品竞争力。”

  多数厂商选择TOPCon的另一个重要原因体现在盈利性上,“按照目前市场给出的产品溢价来看,TOPCon已经开始具备盈利能力了,一旦一个产品在初始阶段就具备盈利能力,成规模之后进一步提效降本也都还有空间。”赵祥说。

  目前,TOPCon在组件端已经具备盈利能力。赵祥提供的模拟测算数据显示,虽然在电池环节,TOPCon的非硅成本要比PERC高出至少5分/W,但是在硅片环节,通过使用超薄硅片,可节省1.5分/W的成本,在组件环节,通过提高功率也可以摊薄1.5分/W的成本,综合来看,TOPCon组件的单瓦成本仅比PERC高2~3分。但在终端销售时,TOPCon组件相比PERC可以实现每瓦7分左右的溢价,实际每瓦盈利会比后者高3~4分。

  “头部企业有较好的研发底蕴、战略布局,以及对技术路线的战略选择,目前一线企业新技术扩产选择TOPCon充分说明其竞争力和商业化量产价值。”上述晶科人士称,公司在TOPCon领域有丰富的技术储备,量产规模和核心工艺优势明显,并且未来2~3年有清晰的提效降本路径,有信心在行业持续保持领先,相比HJT等其他路线保持优势。

  值得一提的是,在组件出货量排名前四的厂商中,隆基绿能是唯一一个特例,在其他厂商均选择TOPCon时,公司于本月初推出了应用HPBC电池技术的组件新品。隆基绿能负责人向证券时报·e公司记者表示,TOPCon技术距离26%~27%的转换效率还有一个点左右的差距,“公司也认同行业内关于TOPCon是一种过渡性技术路线的观点”。

  “HPBC产品与HJT和TOPCon相比,采用了完全不同的结构;优势体现在产品性能、外观及可靠性方面。”隆基绿能中央研究院副院长李华表示,在性能上,HPBC电池的稳定效率达25%,是三者中最高的,未来还有较大提升空间,组件效率可以接近24%。

  异质结厂商针锋相对

  针对TOPCon阵营关于HJT短期不具备经济性的观点,上述爱康科技人士向记者表示,“短期看,TOPCon似乎更为强劲,但中长期看,HJT将具有无可比拟的竞争优势。”他从多个维度展开了剖析。

  首先是在硅片方面,由于TOPCon电池、组件采用整片大尺寸工艺,210硅片减薄的极限只能到140um~150um,存在缺陷;相比之下,异质结采用半片工艺,可大幅降低硅片厚度,120um的异质结电池即将于今年底前批量量产,且100um甚至更薄硅片的切片及电池生产工艺正加速开发中,HJT在应用100um及以下的硅片后仍有巨大降本空间。

  其次是关于银浆降耗,爱康科技相关人士指出,银包铜工艺只适用于低温工艺的HJT技术,TOPCon无法导入,无主栅技术也是HJT独有的工艺,这给HJT的降本预留了相当大的空间;此外,下一代电池技术的发展方向是和钙钛矿叠加,而HJT能够实现完美兼容。

  “上述优势将使HJT技术投资的格局出现快速转变,预估2023年HJT产能将达40GW,2024年达到70GW,2025年可以达到120GW.”爱康科技人士表示。

  赵祥也注意到了目前HJT扩产节奏跟不上TOPCon的情况,在他看来,HJT设备投资成本较高以及尚未像TOPCon一样证明自身具备较佳盈利能力是主要原因。“海外HJT厂商规模较小,在产品高溢价以及政策帮助下是能够盈利的;但在国内,HJT不仅要跟同为N型技术的TOPCon竞争,还要跟现存巨量的PERC竞争,尚不具备较佳的盈利性。”

  他还提到一个问题——为什么在异质结还面临诸多挑战的阶段,仍有大批厂商投资异质结?赵祥认为,原因在于如果新进入厂商选择TOPCon路线,规模上可能难以与头部企业比拼,很容易被行业庞大的产能淹没;但异质结不存在这样的问题,当前异质结整体规模还不大,如果哪家厂商能够在实现提效降本的路上走得更快就有可能在这个赛道上实现领先。

  当记者问及大批企业扩产TOPCon是否会冲击现有市场格局时,晶科能源人士称,TOPCon属于系统化工程,需要较强的研发组织能力、复杂的产线设计、工艺导入、生产运营等方面的经验和能力。“组件环节也有比较高的壁垒,包括品牌渠道、供应链管理、核心技术等。尤其在海外市场的优势需要长期积累,新进入者面临较大挑战。”这也从一个侧面佐证了赵祥的观点。

  当然,作为异质结行业最坚定的支持者和推动者,华晟新能源也在积极推动异质结的降本增效。记者注意到,今年10月,华晟新能源董事长徐晓华表示,华晟异质结组件生产端成本已经逼近PERC,到今年底或明年初,将实现生产端成本与PERC打平,真正实现异质结商业化的成功。

  “异质结在硅片薄片化、浆料、靶材及国产设备大型化等方向上的降本路径明确;以爱康为例,应用120um硅片的异质结电池已进入量产,无银主栅和银包铜细栅可大幅降低银耗量。”上述爱康科技人士指出,叠加以上措施,到明年年中,HJT可实现与PERC成本持平。

  值得关注的是,隆基绿能的HPBC技术优先聚焦于分布式市场,公司将采用哪种技术来满足集中式市场需求还是个未知数。关于能否进一步落地异质结,隆基的态度还不甚明朗,特别是在推出HPBC技术前后,公司并没有中断更新异质结电池的效率纪录;3月,隆基无铟异质结电池效率达25.4%,9月,隆基自主研发的掺镓P型异质结电池效率达26.12%,11月,隆基绿能自主研发的硅异质结电池转换效率达到26.81%,刷新世界纪录。

  类似的,很多现阶段选择TOPCon的厂商也并没有完全否定异质结。晶澳科技认为,异质结在未来2~3年有大规模量产的可能性,公司的异质结中试线也已经投产。此前,通威股份不仅建设了1GW的TOPCon中试线,也建设了1GW的HJT中试线。

  “预计TOPCon、HJT、XBC三种路线将在一定时期内并存,共同对PERC形成替代,由于市场空间足够大且在不断增长,N型渗透率还很低,各种技术路线均存在发展机会,关键看成本性价比和产品差异化。”集邦咨询新能源部总监王健向记者表示。

  N型组件份额明年将超25%

  正如前述,今年是N型光伏技术商业化元年。特别是下半年以来,国内电力央企招标中频频出现N型组件的身形。

  上述晶科能源人士表示,凭借更高的发电增益和更优的性能表现,公司的N型Tiger Neo组件一经推出便引来市场热捧,在欧洲、拉美等海外市场获得大量订单,国内大型项目也屡有中标,从目前市场签单情况来看,公司有信心在2022年实现全年10GW的N型组件出货目标。

  虽然N型组件相对PERC组件有一定溢价,但电力央企依然愿意采购N型组件。王健认为,这主要是由于N型组件在提升发电量的同时降低了系统成本,增效降本效果明显,同时也提升了项目投资收益率,减少了对土地的需求,推动光伏项目高质量发展。晶科能源人士也指出,N型组件能为客户带来额外发电增益和更低的系统成本,有效提升客户收益率。

  TUV莱茵等机构的实证数据显示,由于更高双面率、更低衰减,更低温度系数等原因,相同成本投入下,N型组件全生命周期内发电量相较传统P型组件可至少提升3%,度电成本优势明显,对央企大基地项目收益率测算有现实的帮助。

  值得一提的是,在现阶段以TOPCon为主的N型光伏商业化时期,实证测试颇为关键,多家厂商密集披露了相关结果。晶科能源给出的一项测试结果显示,晶科TOPCon双面组件相较PERC组件具有更高的发电性能,最高可达8.9%;中来股份的一项测算数据显示,N型TOPCon组件单瓦发电量提升3.4%,系统成本降低0.035元/W.

  晶澳科技负责人向记者表示,公司在银川国家光伏户外实证基地一年期 (2021年2月~2022年2月)的户外实证项目结果显示,采用Bycium+电池的N型组件比P型组件单瓦发电量高3.9%左右,理论发电量增益4%左右,这与实证项目数据基本吻合。

  目前,TOPCon阵营的晶科能源、晶澳科技、一道新能源等厂商均已有N型产品出货或中标了央企采购订单,产业化进展快于其他N型技术路线。

  上述爱康科技人士向记者表示,从目前各公司投资异质结电池和调试爬坡时间来看,预计到2023年二季度或三季度,大量的异质结光伏组件将会出现在市场上。“等明年各异质结电站实证项目数据出来以后,就能明确异质结电池组件招标的各项参数指标,HJT组件也将会进入央企招标序列,预计会在2024年大量应用。”

  据悉,爱康科技HJT组件目前已经进入央企招标序列,并实现了百兆瓦级中标及供货,而央企全面响应预计将于2023年6~7月实现。

  赵祥预计,今年N型光伏组件出货量占比约在7%~8%,而明年N型组件的份额将增长至25%~30%的区间。关于新一轮电池技术替代周期将持续多久,赵祥认为,N型技术替代PERC的进程可以参考上一轮PERC完全替代BSF电池时的情况,历时约四五年。


文章来源:e公司



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