對薄膜電池,有業(yè)內(nèi)人士評價(jià),大部分現(xiàn)有的薄膜太陽能電池板,雖然本身有可能比晶硅電池板廉價(jià),但加上系統(tǒng)平衡成本后,其總成本對終端用戶而言并不便宜,所以市場競爭優(yōu)勢不明顯。只有高效率的薄膜電池才能降低發(fā)電成本,節(jié)約安裝用地,從而領(lǐng)跑太陽能市場。孚日股份(002083)的優(yōu)勢就在于其銅銦鎵硫硒(CIGSSe)薄膜電池產(chǎn)品的高轉(zhuǎn)換效率。
孚日股份原是一家主營毛紡的企業(yè),2008年1月開始轉(zhuǎn)型布局太陽能電池。它同時(shí)選擇了多晶硅電池和CIGSSe薄膜電池兩條技術(shù)路徑作為發(fā)展方向,不過各有側(cè)重。孚日股份在光伏發(fā)電領(lǐng)域擁有兩家子公司,孚日光伏(全資控股)——經(jīng)營CIGSSe薄膜電池組件生產(chǎn)業(yè)務(wù),埃孚光伏(由孚日股份和ALEO各出資50%成立)——經(jīng)營晶硅電池組件封裝業(yè)務(wù)。
據(jù)了解,埃孚光伏總規(guī)劃80MW,分三期完成,一期10MW已于2008年8月8日建成,二期40MW于2009年5月安裝調(diào)試完成,三期30MW將在2010年建完。埃孚光伏的生產(chǎn)線設(shè)備為德國、瑞士進(jìn)口的自動化設(shè)備。
在產(chǎn)品銷售上,初期埃孚光伏采用包銷方式拓展市場,以O(shè)EM合資方ALEO包銷形式銷售。埃孚光伏的經(jīng)營目標(biāo)是達(dá)到10%的毛利率和5%的稅前凈利率。據(jù)了解,埃伏光伏未來希望注冊自主品牌sunvim,在國內(nèi)銷售。
與埃孚光伏相比,孚日光伏更引人側(cè)目,后者是國內(nèi)首家引進(jìn)CIGSSe薄膜電池生產(chǎn)線的公司。CIGSSe薄膜電池具有轉(zhuǎn)化效率高、重量輕、生產(chǎn)能耗低、弱光效應(yīng)好、化學(xué)穩(wěn)定性好、光轉(zhuǎn)化率無衰退、抗高溫、成本低等諸多優(yōu)勢,在建筑光伏領(lǐng)域具備更強(qiáng)競爭優(yōu)勢。目前薄膜電池的市場占有率增速較快,而CIGS薄膜電池的增速最為明顯。
CIGSSe屬于CIS家族。它對不同“顏色”的光具有最寬的反應(yīng)和極好的敏感性,對可見光的吸收系數(shù)是所有薄膜電池材料中最高的。由于該技術(shù)路線薄膜厚度約為2-4微米,遠(yuǎn)低于晶硅電池平均180微米的厚度,從而原材料消耗相對較少。有專家認(rèn)為,其量產(chǎn)后每瓦生產(chǎn)成本有望降至1美元。
孚日光伏采用德國Johannasolartechnology(JST)的電池技術(shù),該技術(shù)量產(chǎn)后的轉(zhuǎn)化率為9.6%,位居全球領(lǐng)先水平。孚日股份董事長孫日貴對《證券市場周刊》表示,“孚日光伏的轉(zhuǎn)換率將從9%起步,很快將超過10%。目前CIGSSe薄膜電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換率高達(dá)19.9%,產(chǎn)業(yè)化后轉(zhuǎn)換率仍有很大提升空間。
由于多層膜結(jié)構(gòu)和工藝的復(fù)雜性,CIGS光伏組件產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的進(jìn)程相對比較緩慢,這同時(shí)也意味著更高的技術(shù)壁壘。
在產(chǎn)能方面,孫日貴介紹,首條CIGSSe薄膜電池生產(chǎn)線從2008年2月開工,目前主體廠房已經(jīng)完工,第一條30MW生產(chǎn)線并未受到經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響,已經(jīng)開始安裝調(diào)試,預(yù)計(jì)今年四季度試產(chǎn)。第二條30MW生產(chǎn)線預(yù)計(jì)在2010年一季度開始安裝,至2010年下半年投產(chǎn)。而其項(xiàng)目規(guī)劃遠(yuǎn)景是總投資60億元,建設(shè)240MW/年產(chǎn)能。
CIGSSe薄膜電池技術(shù)路線也具有薄膜電池高投資成本、高折舊的通病。據(jù)了解,孚日光伏首期60MW生產(chǎn)線共投資15億元,其中設(shè)備投資高達(dá)12億元。對于降低生產(chǎn)成本,孫日貴寄希望于提高轉(zhuǎn)換率,“目前我們依然在研發(fā)新技術(shù)、設(shè)備來提高效率,因?yàn)樾拭刻岣?%,產(chǎn)品成本下降10%。
對于業(yè)界1元/千瓦時(shí)的目標(biāo),孫日貴認(rèn)為,不光組件成本,系統(tǒng)成本也要下降。對薄膜電池而言,提高效率、采用新的封裝方式、降低初始投資、開發(fā)新的應(yīng)用方法、整合建材等是著眼點(diǎn)。此外,還需注意產(chǎn)品質(zhì)量,如果用低質(zhì)量產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)低發(fā)電成本,使用時(shí)間短,維護(hù)成本將上升。
國聯(lián)證券分析師劉彬認(rèn)為,薄膜電池如果設(shè)備投資額大幅降低,在轉(zhuǎn)化率、穩(wěn)定性上有較大突破,不排除淘汰晶硅太陽能的可能。
而國信分析師彭繼忠則認(rèn)為,由于薄膜電池組件需要占用更大的土地面積以及支架數(shù)量,而單價(jià)上也并不占優(yōu),因此,相對晶體硅電池并不具備投資成本優(yōu)勢。從運(yùn)營看,由于薄膜電池效率在最初的一年衰減比晶體硅電池更快,因此實(shí)際發(fā)電量也會減少更多。整體而言,當(dāng)前薄膜光伏電站盈利能力低于晶體硅光伏電站。
三安光電:CPV技術(shù)前沿
三安光電(600703)是國內(nèi)唯一一家基于第三代光伏電池技術(shù)路徑的上市企業(yè)。三安光電以往是生產(chǎn)LED芯片的企業(yè),這為其加入光伏發(fā)電領(lǐng)域提供了便利,其優(yōu)勢是LED和太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備基本相通,產(chǎn)能可以相互調(diào)劑。與晶硅和薄膜電池相比,其優(yōu)勢還在于產(chǎn)能擴(kuò)張不需要大型設(shè)備。
但三安光電的技術(shù)路線從誕生之日起就飽受爭議:“所謂的第三代是自封的”、“第一代、第二代現(xiàn)在都無法達(dá)到平價(jià)上網(wǎng),第三代完全是在做秀,不現(xiàn)實(shí),有企業(yè)宣傳上的目的”、“應(yīng)用于衛(wèi)星還可以,建設(shè)電站并網(wǎng)不經(jīng)濟(jì)”,針對這些質(zhì)疑,該公司高層至今仍未出面釋疑。
三安光電的主導(dǎo)技術(shù)為多結(jié)聚光太陽能(MJCPV)技術(shù),CPV技術(shù)是通過垂直聚光的方式把一定面積上的光通過聚光系統(tǒng)匯聚在一個(gè)狹小的區(qū)域(焦斑)。聚光倍率越高,所需太陽能電池面積越小。
有業(yè)內(nèi)專家介紹,發(fā)展CPV技術(shù)的原因很簡單,就是減少使用昂貴的半導(dǎo)體器件,用其他低廉材料來降低光伏系統(tǒng)整體成本,同時(shí)提高效率。其主要思路包括多結(jié)疊層電池、聚光、擴(kuò)展光譜響應(yīng)(紫外、紅外)。
由于匯聚太陽光導(dǎo)致光斑上的溫度較高,會使太陽能電池轉(zhuǎn)換效率衰退,同時(shí)還會降低系統(tǒng)使用壽命。硅基太陽能電池隨溫度上升很快衰減,而耐熱的GaAs(含劇毒,可能影響大面積使用)等三五族化合物電池成為高倍率CPV系統(tǒng)的合理選擇。同時(shí),對于該領(lǐng)域企業(yè)而言,盡快開發(fā)廉價(jià)的冷卻系統(tǒng)也迫在眉睫。
一般聚光電池都配備追蹤器,業(yè)內(nèi)人士表示,關(guān)鍵是追蹤器的精度是否能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),差一度都有很大影響,比如500倍聚光器要求太陽能垂直照射誤差小于0.3度,這一要求國內(nèi)少有企業(yè)能夠達(dá)到。
由于溫度和精度方面的限制,目前國際上先進(jìn)的CPV系統(tǒng)最高僅限于1000倍,國內(nèi)CPV另一代表性企業(yè)鐘順科技的聚光倍率僅為10-300倍(該公司在重慶和西昌建設(shè)有CPV并網(wǎng)電站)。
三安光電現(xiàn)在500倍聚光和冷卻系統(tǒng)都是針對配套三結(jié)面電池設(shè)計(jì),如果增加放大倍數(shù),首先需要對芯片重新設(shè)計(jì),其次更改聚光系統(tǒng)、倍數(shù)和散熱,以求在高倍時(shí)可以光熱互補(bǔ)。
目前產(chǎn)業(yè)化的三結(jié)面InGaP/GaAs/Ge太陽能電池(更大光譜范圍吸收太陽能)轉(zhuǎn)換效率達(dá)35%-40.7%,而三安光電稱其目前GaAs電池轉(zhuǎn)換率最高為36%,CPV整體系統(tǒng)轉(zhuǎn)換率達(dá)到28%,2010年GaAs電池轉(zhuǎn)換率目標(biāo)為42%,2015年?duì)幦∵_(dá)到50%(目前的理論上限是70%)。
高轉(zhuǎn)換效率意味著單位土地面積上實(shí)現(xiàn)的發(fā)電功率遠(yuǎn)高于其他太陽能電池路徑。三安光電人士認(rèn)為,如果電池轉(zhuǎn)換率上升到50%,光學(xué)元件效率到90%,就完全可以到達(dá)與火電平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo),但現(xiàn)在MJCPV產(chǎn)業(yè)鏈還有待完善。
目前三安光電已研制出50KW的CPV發(fā)電系統(tǒng),但由于單個(gè)模組功率較大(單個(gè)CPV模組為25KW),除核心芯片電池外,高聚光鏡面和太陽光追蹤器成本較高,小功率不具備成本優(yōu)勢,所以該技術(shù)定位于100KW以上應(yīng)用市場。
有研究員測算,三安光電CPV光伏項(xiàng)目系統(tǒng)單價(jià)約3.6歐元/瓦,相較系統(tǒng)成本2.4歐元/瓦,其組件應(yīng)屬暴利。而三安光電人士介紹,目前系統(tǒng)成本已降至1.8歐元/瓦左右,公司將來主要是銷售整體系統(tǒng),預(yù)期組件的正常利潤率在20%-30%左右,但不排除在商業(yè)化初期沒有利潤的可能性。
國際上CPV系統(tǒng)的運(yùn)用示范電站項(xiàng)目屈指可數(shù),處于起步階段,市場并不成熟,而三安光電人士表示,“我們CPV系統(tǒng)主要在國內(nèi)銷售。”此前,三安光電與青海省電力公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,其中包括投資5億元建設(shè)3-15MW并網(wǎng)CPV光伏電站前期示范項(xiàng)目,首期3MW電站(投資1億元)爭取在2009年底完成。
對該項(xiàng)目,三安光電人士介紹,“我們只負(fù)責(zé)組件,青海省電力公司負(fù)責(zé)逆變、上網(wǎng)等。”而三安CPV系統(tǒng)中,太陽能電池芯片占成本比例為30%,結(jié)構(gòu)硬體占30%,逆變器及電纜等占20%,人工及其他占20%。
凱基證券分析師王志霖認(rèn)為,以系統(tǒng)組件占總投資金額約60%,按20%利潤率計(jì)算,本次15MW光伏示范電站預(yù)估將為三安光電帶來6000萬元利潤。對此,三安光電人士表示,“只有等相關(guān)補(bǔ)貼政策明朗,才能得到相對準(zhǔn)確的結(jié)果。”
據(jù)中投證券對三安光電關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)研后推算,三安光電目前的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電成本為1.5元/度左右,和多晶硅電池的發(fā)電成本相比劣勢仍較大。