薄膜太陽能電池是在廉價(jià)的玻璃、不銹鋼或塑料柔性襯底上,附上厚度只有幾微米的感光材料制成。與晶體硅光伏電池相比,薄膜電池具有用材少、成本低、安裝方便、易折疊卷曲等優(yōu)點(diǎn)。由于透光性好,薄膜電池更適用于商業(yè)建筑物的表面(BIPV)。另一方面,非晶硅薄膜電池的制備工藝難度低于晶硅電池,水、電消耗遠(yuǎn)低于晶硅電池,因此其能量回收的時(shí)間更少。
拓日新能(002218)是國內(nèi)最大的非晶硅薄膜電池(轉(zhuǎn)換率6%左右)生產(chǎn)企業(yè),其非晶硅生產(chǎn)線中超過70%的設(shè)備是自行研制,這也是其核心競爭力之所在。目前國內(nèi)多數(shù)擬進(jìn)入或已進(jìn)入非晶硅薄膜電池生產(chǎn)領(lǐng)域的企業(yè),設(shè)備基本外購,而非晶硅薄膜電池工藝成本中,設(shè)備折舊占45%以上。
2007年多晶硅價(jià)格暴漲,非晶硅薄膜電池技術(shù)路徑競爭力提升,帶動(dòng)了相關(guān)投資對設(shè)備的旺盛需求,但由于設(shè)備供應(yīng)商較少,當(dāng)時(shí)采購成本也相對較高。然而,多晶硅價(jià)格在2008年下半年暴跌,薄膜電池技術(shù)路徑的成本優(yōu)勢減弱,前期大筆投資遇到極大經(jīng)營壓力。
有研究員認(rèn)為,自制設(shè)備除成本較低可提升競爭力外,更說明拓日新能對非晶硅薄膜電池技術(shù)理解深刻,未來該技術(shù)路徑產(chǎn)品的研發(fā)持續(xù)性有保證。對此,拓日新能董事長陳五奎很自信,“非晶硅薄膜電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)方面的問題,國內(nèi)沒有幾個(gè)人比我更懂。我們自己設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)設(shè)備,比進(jìn)口的效率并不差。”
雖然相較其他企業(yè)具有成本優(yōu)勢,但陳五奎對非晶硅薄膜電池的劣勢也并不避諱:“拓日新能的設(shè)備維護(hù)費(fèi)用依然非常高。而且相對于晶硅產(chǎn)品,非晶硅薄膜電站占用土地面積大,工序繁多,產(chǎn)品生產(chǎn)周期長,經(jīng)過一年左右的初級衰退之后,轉(zhuǎn)化率僅能穩(wěn)定在5%左右。”
據(jù)測算,在5MW的生產(chǎn)規(guī)模下,非晶硅薄膜太陽能電池組件的生產(chǎn)成本在2美元/瓦以下,而單線產(chǎn)能達(dá)到40MW-60MW甚至更高的全自動(dòng)化生產(chǎn)線,其產(chǎn)品生產(chǎn)成本則更低。相對于平均3.5美元/瓦的國際市場銷售價(jià)格而言,其利潤空間可見一斑。雖然遭遇了經(jīng)濟(jì)危機(jī),但拓日新能非晶硅薄膜電池毛利率仍維持在30%左右。但陳五奎認(rèn)為,“就算降低售價(jià)也不一定能夠刺激市場。”
目前拓日新能擁有25兆瓦非晶硅薄膜電池年產(chǎn)能,陳五奎希望未來能做到40-50兆瓦/年。陳五奎堅(jiān)信,“薄膜電池肯定會率先達(dá)到1元/千瓦時(shí)的標(biāo)準(zhǔn),特別是非晶硅薄膜。”
雖然很理解并看好非晶硅薄膜,但為規(guī)避單一技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),陳五奎選擇在單晶硅電池路徑上有所突破。2008年7月,拓日新能在樂山組建工業(yè)園,建設(shè)單晶硅電池生產(chǎn)線,目前已經(jīng)進(jìn)入生產(chǎn)階段。陳五奎介紹,其單晶硅電池片業(yè)務(wù)僅限于后端產(chǎn)業(yè)鏈,即拉晶、切片(毛利率10%,光電轉(zhuǎn)換率16%-17%),至于組件都是交給深圳的企業(yè)完成(此時(shí)轉(zhuǎn)換率會有衰退)。
對于單晶硅的生產(chǎn)經(jīng)營,陳五奎介紹,以前兩頭在外,現(xiàn)在2/3的原材料外購,明年將減少到1/2,后年?duì)幦?shí)現(xiàn)80%自給。陳五奎希望單晶硅電池能夠達(dá)到50兆瓦/年的規(guī)模,與非晶硅薄膜電池平分秋色,“兩種技術(shù)的產(chǎn)能在明年都會釋放。”
陳五奎認(rèn)為,未來十年,比較成熟的技術(shù)仍將是晶硅電池,特別是在多晶硅價(jià)格暴跌之后。“晶硅電池已經(jīng)有60年發(fā)展,相對穩(wěn)定。當(dāng)薄膜電池成本為晶硅電池60%的時(shí)候,薄膜電池才比較有競爭力,目前這一水平還沒有達(dá)到。”
也許是基于對光伏產(chǎn)業(yè)的理解,在多晶硅價(jià)格處于頂峰的時(shí)候,拓日新能選擇投資下游拉晶切片生產(chǎn)線(此時(shí)薄膜電池應(yīng)更具競爭力)。反其道而行收到了良好效果,拓日新能大興土木之時(shí),材料價(jià)格已經(jīng)跌至低位,避開了金融危機(jī)帶來的傷害;當(dāng)首期產(chǎn)能有效釋放之時(shí),又基本與市場回暖時(shí)間相吻合。
陳五奎表示,“投資之前我們對行業(yè)進(jìn)行了廣泛調(diào)研,各企業(yè)的產(chǎn)能釋放時(shí)間都了解,目前來看,時(shí)間差打得很好。”陳五奎大膽預(yù)測,2010年,國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)和市場一定會起飛。
孚日股份:CIGSSe薄膜電池始作俑者
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(dòng)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Johanna solar technology(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。