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隆基vs中环vs晶科:光伏大硅片尺寸混战 210mm来势汹汹

光伏原材料及辅料  来源:北极星太阳能光伏网(独家)  作者:燕七、水七沐  2020/1/21 8:38:15  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:历经金刚线、PERC技术引发的“生死之战”,光伏从业者可谓充分领略到了技术迭代的残暴,从而对各项高效技术竖立起前所未有的灵敏嗅觉。这从业内对突破技术的讨论甚至争论热度可见一斑。

聚焦产业链上游硅片端,围绕“大尺寸”掀起新一轮技术革新,颠覆传统156.75mm尺寸,“隆基派”主推166mm,“中环派”力捧210mm,“晶科派”独唱163mm。

值得重视的是,大尺寸硅片不仅仅打开了LCOE成本下跳的通道,更是扣响了新一轮产能淘汰的发令枪。生死边缘,业内争论不休,电池组件等下游企业纷纷谨慎站队。

近期,随着爱旭科技5GW210mm高效太阳能电池量产、东方日升采用210mm硅片的500W高效组件面世,210mm硅片的推进速度令业内侧目。

大尺寸硅片的降本逻辑

就硅片尺寸而言,通常泛指硅片对边长距离。

追溯硅片尺寸的变革,大致可以分为三个阶段。第一阶段为1981年至2012年,硅片尺寸由100mm、125mm增大至156mm(即M0);2013年底,隆基、中环、晶龙、阳光能源、卡姆丹克5家企业联合发布156.75mm标准的M1(直径205mm)和M2(直径210mm)硅片,其中M2硅片得益于不改变组件面积而大幅提升组件功率,2017年后迅速成为业内主流硅片尺寸,市占率达85%,站稳硅片尺寸的第二次变革;从2018年下半年起,随着电池转换效率突破难度日益剧增,硅片尺寸再起波涛,当众多企业纷纷加码的158.75mm(G1)硅片还未撕开市场一角,市占率仅10%,2019年隆基股份已扛起“166”(M6)大旗,中环股份直奔210mm(M12,后改为G12),晶科跟进启动163mm,第三次硅片变革开启。

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(光伏硅片尺寸变革图M4硅片边长161.7,由部分N型组件企业采用)

硅片尺寸不断向大演变,其背后根本逻辑还在相较于电池效率的提升难度,大硅片对降本增效可谓立竿见影。硅片端,大硅片带来生产速度大幅提升,相应单位成本大幅下降;电池端,硅片面积越大,产出越大,进而产能扩大,单位成本下降;组件端,大硅片带来更少的片间距占比,组件转换效率及输出功率有望提高,电池外其他成本被摊薄;系统端,随着组件功率的提升,组件数量减少,与之相关的接线盒、电缆、汇流箱等辅材同步减少,减省初始投资。

据测算,相比当下的主流156.75mm(M2)硅片,166mm硅片在电池环节,每瓦可降低0.025元;组件端,单瓦成本同样降低0.025元。折合至系统端,若采用72片版型,使用166mm硅片的425Wp组件将比使用M2硅片的380Wp组件节省至少5分/W的BOS成本。

而210mm硅片,中环股份数据显示,电池片成本较M2降低25.56%,组件降低16.8%。电站建设环节,210mm比166mm节约12%的BOS成本,相应的LCOE降低4.1%。

但需要强调是,随着硅片尺寸的调整和扩大,对产业链现有的生产设备也提出了挑战。

166 VS 210:中游企业提前站队

在大尺寸硅片乱战中,163mm尺寸自成一派,除晶科Tiger组件应用之外,目前未见跟随者。本次技术之争的焦点,主要集中于两大单晶巨头隆基和中环分别领衔的166尺寸和210尺寸。

由隆基派加持的166mm硅片,得益于可以兼容当前的主流设备,且已达到部分设备的尺寸上限,号召一起便呼声渐高、攻势猛烈。

从相关设备商处了解到,在硅片拉棒和切片环节,涉及单晶炉、截断机、开方机等设备,其中单晶炉热屏尺寸和开方机加工尺寸余量充足,关键在于截断机,其规格范围虽可满足166尺寸,但已接近设备加工规格上限。而在电池环节,主要设备扩散炉、PEVCD、丝网印刷、排版串焊设备均可兼容166硅片,在层压环节则比较吃力,已经达到设备极限。

总体来看,将硅片尺寸调整为166mm,仅涉及部分设备改造,其余设备均可兼容。如果将硅片尺寸提高到210mm,则上述涉及的设备均需要新上产线,这势必将增加投资成本。

然而,在硅片尺寸变大将提升电池组件功率、降低单瓦成本这一前提下,大硅片已成趋势,210mm是否加速替代166mm成为普遍担忧。“适配210尺寸的设备也可以生产166尺寸的产品,如果新上线166尺寸设备后期或许还会面临改造,而直接跨步到210尺寸,就免于折腾。”某组件商坦言。

当下这一因素促使很多企业放弃“过渡期”,直接新建210产线,210同盟军正快速扩大。

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上表梳理了从设备到组件企业对166和210体系的跟进情况,整体来看两条路线都有拥护者,在电池端通威和爱旭分别押宝了166和210。

值得注意的是,梳理近期企业状态,210阵营风头正盛,颇有逆转之势。2019年12月,东方日升发布了基于210硅片的500W高效半片组件;1月10日,爱旭科技义乌基地全球首发210mm高效太阳能电池,宣布5GW 210高效电池正式实现量产;切片环节也迎来新进展,协鑫公布其利用原有切片机进行改造后切割鑫单晶210大硅片,累计切割51刀无断线;天合光能宣布基于210硅片研发三分片MBB高效组件,据天合研发专家介绍,该组件在实现高功率的同时,具备较低的制程风险和热斑风险,接线盒安全性高,不存在逆变器限流发电量损失风险。

在盟友助阵的基础上,隆基和中环在产能上也持续加码。隆基表示,到2020年底隆基的电池、组件大部分产能都将切换成166mm尺寸,在建产线如银川5GW单晶电池产线将直接设计成适用于166mm尺寸。而中环则计划2020年将产出16GW的G12硅片,前不久中环子公司天津环欧与中环海河基金设立大硅片切片业务公司天津环智,主产G12大尺寸硅片。

而从实际量产情况来看,隆基先行一步,于去年开始出售166硅片。反观中环210硅片量产还有时日。此前业内也有讨论,在210硅片量产之前,隆基强势推广的166硅片是否会率先抢占市场,进而影响中下游的组件应用。对于中环而言,时间至关重要。近期中环在回答投资者提问时表示,“中环五期项目首批M12单晶硅棒已投产,同时将继续加快项目建设进度、加速达产。”

166和210究竟谁能最终占据市场主流尚不得而知,可以肯定的是这场技术之争必然带来新一轮产能淘汰,而2020年曾居市场主流的156.75mm小尺寸硅片或将率先淹没在这场硝烟中。(来源:北极星太阳能光伏网 作者:燕七、水七沐)


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