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第十三届(2019)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)论坛在沪火热进行中。6月4日光伏前沿技术主题论坛上,来自德国机械设备制造业联合会(VDMA)的物理学家Jutta TRUBE带来了国际光伏技术路线总结与走势分析。
以下为发言实录:
Jutta TRUBE:大家早上好,感谢诸位早上光临,9点钟可能人来的不多,说一定一会有更多人过来。我来讲当前的趋势,我主要讲的是国际光伏技术路线方面的一些内容。我们讲一讲VDMA代表着3200家欧洲企业,主要是设备生产商。包含了纺织、汽车等各种工程设备生产,我们的成员非常关注于信息技术未来话题,市场上需要的一些动态等。
我来介绍一下国际光伏技术路线,我来讲一讲,我们不仅仅是欧盟的协会,我们在北京有一个办事处、上海有个办事处,所以说我们的同事、合作伙伴也来自中国。我今天的主题给大家看看国际光伏技术路线方面的数据,首先给大家做一个总体介绍,然后从晶片、电池、模块和系统角度一步步跟大家进行分享,最后做一个总结。
看一看国际光伏技术路线,我们有55个国家都做出了贡献,来自于亚洲、欧洲、美国,每年我们在路线图上都增加晶的信息。比如说去年我们关注了90张图,信息问题都发给所有的参与方,VDMA收集数据,加工数据,进行统计计算,最后把这些数据发表。发布之前,我们有国际委员会主席,也就是说来自美国、中国、台湾地区等VDMA的代表一起讨论,然后决定哪些要发布,哪些不发布。我们就会有新的一版ITRPV(国际光伏技术路线),如果对此感兴趣,我这边有几份,你可以带回去看看。
我们看看PV曲线,今年年末我们在安装方面达到了109GW,一般的增长是20%、23%。看过去几年,从2006年到去年,我们看到学习速度更快,我们不知道未来几年还会不会持续。我们看模块,分成了四大类,看不同的晶片,2018年1月份和2019年1月份对比,你会看到右图,大幅下降。这个是因为中国“5.31”的要求有所改变。
我们再看材料,主要是单晶硅,N型,因为它的效率更高,比如说银浆连接等等。我们看到,镓和磷掺杂会提升材料的质量,在未来几年会不断出现,这是铸晶硅所出现的趋势。在未来几年,晶片的尺寸会有变化,最早是165,然后又提升了尺寸,特别是多晶硅。单晶硅也是如此,单晶硅尺寸更大,166这个也会慢慢出现。特别是设备生产商和电池、模块生产商,我们应该有一个标准化。原来是156,现在变成161,所以设备生产商要特别关注于成本控制。
我们以为市场会有所波动,但是现在硅材料变得越来越便宜,我们厚度削减方面做的并不强。单晶片的材料,比如PERx厚度会慢慢下降,这是未来的趋势。我们再看到接口损失,多晶硅的使用也会下降,材料越来越便宜。所以在做晶片的时候成本就比较便宜了。
我们看大概都有什么样的产品呢?BCF会慢慢变少,PERx会变主流,SHJ串联会上升。PERx、SHJ等等能够做双面应用的。这会促进其效率,提升整个模块的效率水平。我们也会看到PERx在未来几年将会占主流,这是我们数据得出的一个结果。根据我们的数据,我们进行了前景的展望。前面讲过,这个技术可以做双面开发,大家看到双面组件在2029年将会高达60%,我们觉得这个会提升效率。
再看材料方面的趋势,其中最大的一部分是里面的连接,特别是用银量,我们看不同的电池类型,看这边的含银量。这里面的含银量会慢慢下降,A型的概念需要更多的银,和P型对比,我们也看到,单印刷会成为主流,在过去几次我们展示出,总线会慢慢上升,3、4的这个越来越少,变得越来越多,获得更多的市场份额。我们再看铝,看到铝双面晶片只用20%的铝,在后侧进行电路的安装、连接。
接下来讲负荷的损耗,在这个方面可以看到,这样的值是在下降,这个也是主要的因素,也就是考虑到我们要如何提升效率的时候,讲到负荷的损耗。对于N型的电池,你看到它可能是在10左右,2013年的时候可以达到。在2023年的时候,正面和背面,负荷目前是接近于双面的损耗。
我们要讲到降低成本,其中重要的一部分是要改善我们的不同设备通量,我们看到这个趋势是向上的,所以我们的通量在化学工艺中,在热的工艺中,都可以看到通量的提升。还包括在金属化的工艺中,我们要考虑综合的设备效率,现在化学这块是93%,可以提高到96%的设备综合效率。热和金属化这块稍微低一点,也可以到95%,这是设备综合效率。WIP的跟踪标准,硅片的跟踪,可以讲电池片跟组件连接起来,进行可追溯性,这已经是用在实际的应用中了。
要进行质量的控制,是要进行自动化的检测,包括在电池片的检测。在2025年,我们可以达到100%的自动化光学检测。还有一个是在电池片层面的电池发光,也是在不断增加,也会有更多的市场份额,只是说现在份额比例来讲还比较低。
接下来我们会讲到电池的效率,这个地方讲的是对于我们的单晶硅的,从2018-2029年的对比。2018年在22%左右,我们会看到对于P型和N型,以及异质结、硅异质结,可以看到2018-2029年的电池效率的趋势。硅异质结2029年可以到25%,我们可以看到在右手边的途中,是电池片制备的规模,电池制备规模可以达到2GW,可以使制造成本降低。
这张图片上展示的是我们的通量的效率,这也是对比了单晶硅和多晶硅,也就是微晶硅和单晶硅的差异,在CTM这块是1%的差异。2016年是半片电池,CTM对半片电池组件提升是2%左右。还有自动化,以及机械和设备方面,主要是针对制造的角度,现在已经有了很高的渗透率,也就是未来制备的自动化设备,还有就是我们自动化的配方下载,在系统中的自动化的趋势。在组件的检测方面,我们有自动光学检测,还有光质发光,或者电子发光的检测。这些都是我们自动化的趋势,包括在组件层面的自动化。
讲到总的拥有成本,我们度电成本以及系统的趋势,我们在美国跟合作伙伴一起做预测,这上面可以看到,我们做的对比,也就是每千瓦2美分,这是沙特.阿拉伯的。4.8美分是德国的,橙色这部分可以看到是我们现在做的预测部分,现在是在下降,在接下来的几年也会持缓慢下降的趋势。我们也做了组件的,包括屋顶的,还有电厂的系统市场,另外是漂浮式的光伏也会有增加,在未来可能会有5%左右的比例。
在接下来几年,我们的市场一直到2050年我们也做了一些预测。今年我们也是跟芬兰的一位教授一起做了预测,并且也跟我们过去做的预测做对比,包括IEA的预测做些对比。这个是针对整个世界不同的国家,主要是针对电力的,还有一部分是交通的,还有一部分是供暖的。
在这里看到市场的高峰,在2050年会达到峰值,所以对于未来我们的光伏是充满着前景,尤其是我们整个的可再生能源都会有着一个非常具有前景的未来,我觉得对于我们来讲都是一个好的消息。当然了,ITRPV也是从不同的研究机构,以及产业收集信息,进行国际光伏技术路线总结与走势分析。
总结,我们看到基于硅的光伏仍然保持着主导的地位,尤其在接下来的几年,就像过去一样。可以看到,这个市场份额是一个主导的,我们的光伏市场会进一步出现多元化,包括我们的技术,以及我们的应用方面都会出现多元化的趋势,还有一个是我们是处在一个对于成本非常敏感的市场,光伏也将会是保持它的成本敏感。产能的增加,我们的光伏在装机方面也会持续增加。这就是ITRPV,大家可以进入我们的网站,免费获得我们很多的信息。谢谢!
Armin ABERLE:非常感谢您的精彩介绍。我们也说到了全球的光伏,包括价格,还有我们成本在持续的下降,所以未来是非常光明的。大家有什么问题吗?
提问:非常感谢,给我们做了非常全面的介绍,你讲到2023年将会是叠层的电池,占比会增加。您介绍中说到行业中很多制造商也在做叠层电池,从硅的消耗方面,或者基于硅的技术,什么样的一些技术会用到我们的叠层电池上?
Jutta TRUBE:我觉得有多个技术,包括在德国有些公司也在尝试着使用,比如说电池本体的技术,当然还有硅基的技术。
提问:P型这一类的电池现在已经有考虑呢?还是说有待进一步的发展?
Jutta TRUBE:这也是一个可选的选项,当然了成本是一个方面,现在我们还没有非常详细的信息,关于它的发展路线图。
Armin ABERLE:再次感谢TRUBE博士。
(发言根据速记整理,未经本人审核)
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