金坛钛美铝合金门窗价格多少
文章目录:
1、创新点串珠成链 产业化向绿而行——江苏省常州市以新能源产业发展引领绿色低碳转型2、常州电池巨头,逼急万亿“宁王”3、下一代光伏电池主流技术卡位战:喧嚣技术路线之争背后是什么
创新点串珠成链 产业化向绿而行——江苏省常州市以新能源产业发展引领绿色低碳转型
【深入学习贯彻党的二十届三中全会精神·中国式现代化】
光明日报记者 杜倩 苏雁
“街上跑的新能源汽车越来越多了!”这或许是人们对于新能源产业发展的最直观感受。乘着新质生产力迅猛发展的东风,去年江苏常州新能源汽车整车产量达68万辆,新能源产业产值7681亿元,对全市规模以上工业产值增长贡献率达98.9%。
作为我国近代工业发祥地之一,位于长三角腹地的常州紧跟国家战略,“十年磨一剑”深耕新能源产业赛道,形成了“发储送用网”产业生态全链条,不断强链延链补链,朝着万亿级国家战略性新兴产业集群奋进。如今,常州全力打造发展新质生产力的重要阵地,努力为江苏在中国式现代化建设中“走在前、做示范”作出更多常州贡献。
产业布局拢集群之力
一块锂电池能带来多大市场?答案是:千亿级。2023年,常州动力电池产业实现产值超1770亿元。在产业格局中,“链上32环,常州覆盖31环。”形象地说,平均每1秒钟,常州灯塔工厂生产线上,就有一块动力电池下线。
位于常州溧阳的长三角物理研究中心。资料图片
在位于常州的天合光能重点实验室,研发人员正在进行技术攻关。资料图片
集群发展、串珠成链是常州新能源产业发展的特色,也是成就千亿级产业的重要因素。2018年落户常州金坛区的蜂巢能源科技股份有限公司,在产能结构周期性过剩、动力电池价格竞争白热化的情况下,得益于强大产业链供应链基础,其动力电池的营收、装车量和毛利等重要指数在今年一季度均大幅提升。
走进蜂巢能源的智能动力电池工厂,生产线上一派繁忙。以蜂巢能源为中心点,其电池隔膜由距离7.6公里处的企业供应,材料由距离9.2公里处的企业提供,智能设备由距离3公里处的企业供应。一块块动力电池从这里装车,“驶向”下游的理想汽车常州基地乃至全世界车企。
“将这些企业连点成线,我们不出常州就基本配齐自己生产所需的各种零部件。这大幅缩减了物流运输成本,同时便于供应链灵活响应,促使企业快速成长。”蜂巢能源科技股份有限公司党委书记、高级副总裁王志坤表示。目前,金坛区以动力电池产业为核心,以蜂巢能源等“链主”企业为引领,已集聚产业链关键环节相关重点企业30余家,产业链完整度达97%。
一辆车,如何牵引现代化产业体系建设?平均每40秒钟,理想汽车自动化生产线上,就有一台新能源车下线。在以常州整车基地为半径的长三角区域,已实现3小时内邻里链上配套……强链、补链、延链,常州新能源汽车产业链已覆盖传动系、制动系、转向系、电气仪表系、灯具、汽车车身、汽车饰件等十几个领域,3400多家相关制造企业汇聚于此。
常州与理想汽车共谱的“伯乐与千里马”故事,被传为业内佳话。自2016年落户常州,理想汽车用时八年成长为千亿级车企。“我们正是看中了这里的产业集群和产业生态。”理想汽车常州基地制造运营负责人卫延说道。
日前,江苏省印发《关于支持常州新能源产业高质量发展的意见》,支持常州高质量推进太阳能光伏、动力及储能电池、新型电力装备以及新能源汽车等产业链创新升级,打造“新能源之都”城市名片。
谈到常州的新能源产业布局,常州市工信局综合规划处处长周忆峥表示,常州树立打造新能源之都的目标,基于相对完备产业体系的支撑作用,在国家工业41个大类中常州有37个,207个中类中有191个,666个小类中有606个。
产业布局的前瞻性以及经济发达的底气,让常州拥有了围绕新能源布局的主动性——从20世纪80年代发展输变电,到90年代培育光伏,2010年布局动力电池,2019年下线第一台新能源整车,常州踏准新能源汽车产业的风口,并由此乘势而上,在“发储送用网”等新能源各个环节发力,形成了“发电、储能、输送、应用、网联”产业生态圈。
2023年,常州新能源产业融合集群入选首批省级战略性新兴产业融合集群发展试点,也是在这一年,常州GDP冲至10116亿元,一跃成为全国人口较少、地域面积较小的“万亿之城”之一。
创新研发显争先之风
常州发展新能源产业的成功,得益于产业的高度集聚。反过来看,终端产品的快速迭代,会带来产业链更快的响应能力,倒逼上游企业不断突破技术、材料的限制。
一家车企常州基地的生产车间。资料图片
锂电池隔膜是新能源车的动力电池的关键材料之一,即便是电池中最晚国产化的材料,也仍然躲不开价格竞争,价格一度从每平方米30元降到1元。为此,星源材质常州基地开启差异化竞争路线——全球第五代超级湿法线顺利投入运行,比前一代产线成本降低一半以上,成本优势凸显;纳米纤维涂覆隔膜、芳纶涂覆隔膜等新产品导入市场,提高应用安全性。
“别看只是一层简单的薄膜,孔的大小、分布要均匀,还要保证它的强度,实际控制难度很大。”在星源材质常州基地外联主任朱婧看来,企业要想盈利,必须通过自主研发和技改来不断降低产品生产成本。
“前几年新能源汽车渗透率快速增长,带动相关产业爆发。但今年以来,虽总量在增长,但发展速度在放缓。我们要做的就是保住现有优势,推动企业技术突围,实现产业链供应链自主可控,特别是在‘链主’的带动下,产业链上大大小小的企业共同创造更大的经济效益。”常州市工信局产业政策处副处长方健认为,这种发展状况势必会带动更多的生产基地跃升成研发中心。
在汽车电动化、智能驾驶、车联网的发展趋势下,高速通讯线束需求增加为行业带来广阔增量空间。位于常州薛家镇的江苏博之旺自动化设备有限公司就将目光重点瞄准了对新能源高速通讯线束的自主研发。
这不,一台台全自动智能化生产机器运转正酣,其功能涵盖精细加工、视觉检测、压力检测等环节。
“如果自己不掌握关键核心技术,高端装备就造不出来,就要受制于人。”谈到未来发展,该公司总经理司伟良表示,为此大家把企业所需与院校教学所长密切结合,培育研发力量,所有的线束设备依靠自主研发、生产、销售。
事实上,常州“聚链成群”后,政府层面也在充分发挥企业创新主体作用,全面提升创新策源能力——新能源产业链上企业着力攻关钙钛矿叠层技术,加快锂离子固态电池、全钒液流电池、钠离子电池领域技术突破;深化产学研合作,推动科技成果转移转化。目前,常州已布局长三角物理研究中心等研发和测试平台,联合产学研用181家单位组建新能源产教联合体。近年来,新能源领域专利申请年复合增长率达40%。
场景应用展绿色之姿
“这里不仅能充电,还能实现光储充放。”最近,常州的“光储充放”一体化示范站正式运行,其中具有代表意义的“液冷超充桩”,让新能源汽车最快可以实现“充电3分钟,续航200公里”;V2G双向充放电一体桩则可以实现电价低谷时充电、电价高峰时放电。
秘诀是什么?当白天有光照时,充电站雨棚顶上的光伏板将阳光转化为电能,供充电桩使用,多余的电通过储能设备进行储存。夜晚再通过储能设备,为充电桩供电,从而使整个场站既高效又“低碳”,甚至“零碳”运营,真正实现“新能源车用新能源电”。
据了解,该场景运用了常州本土企业万帮数字能源股份有限公司(星星充电)打造的“光储充放”一体化智慧能源模式。值得一提的是,其中的充电桩、光伏逆变器、储能系统、能源路由器和智慧能源管理系统等均为星星充电自主研发。
如今,进入新能源之都建设“下半场”的常州,发力推动“生产制造端”向“场景应用端”转变。常州将聚焦“新能源、新生活、新城市”,不断丰富场景应用,构建绿色低碳“全链条”,全力争创国家碳达峰试点城市。
为此,常州专门成立了新能源集团,统筹城市开放场景资源,让城市成为新能源“发储送用网”各环节的“试验场”;在全国率先推出新能源场景地图,涌现出超级充电、光储融合、微电网等十大类丰富场景;在江苏省率先推进近零碳园区(工厂)和新型智能微电网试点。
新能源产业应努力担当绿色生产力的主力军。日前,常州博瑞电力自动化有限公司成功将微网储能项目成果应用到埃塞俄比亚。“因为当地电力系统相对落后,电网覆盖率不足30%,我们开发的储能系统是智能电网、可再生能源并网、能源互联网、微电网的重要组成部分,能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平。”博瑞电力相关负责人张广泰介绍。
当前,这类新能源企业向“绿”而行,加快形成高水平绿色制造业态——依托光伏微网和能管系统持续降低能耗;发挥新能源产业集群优势,加快构网型储能产品开发应用;深耕直流输电和柔性交直流输电强势领域,助推“西电东送”主脉构建和能源结构调整升级,让绿色装备更好地服务社会。
常州市发展和改革委员会主任李磊介绍,紧抓新能源之都建设的机遇,各类新能源技术和产品全面融入生产生活。如智能工厂领域,2023年年底公布的全国19个工业绿色微电网典型应用场景与案例,常州占3席;资源赋能领域,金坛60兆瓦盐穴压缩空气储能项目并网投运;绿色出行领域,永安行科技股份有限公司研发全球首个家用分布式制氢储氢系统,发布全球首辆折叠式氢能自行车。
目前常州已出台并施行全国首部新能源产业促进条例,首次以地方性法规的形式固化支持促进新能源产业发展的各项政策,同时对解决当地新能源产业发展的痛点难点问题进行立法探索,力争乘着万亿之城再出发的东风,咬定新能源产业规模超万亿元目标继续发力前行。
《光明日报》(2024年08月15日 05版)
来源: 光明网-《光明日报》
常州电池巨头,逼急万亿“宁王”
图片来源@视觉中国
文|市界,作者 | 顾明明,编辑 | 张向阳
两家原本“吊车尾”的动力电池企业,与锂电池龙头宁德时代展开了正面交锋。
其中一家是中创新航(原名中航锂电),另一家则是蜂巢能源。它们有两大相同点:一是都坐落于“锂电之都”——江苏常州,二是都收到了宁德时代的起诉书。
2018年,中创新航在前十名中排在第九,蜂巢能源则在当年刚刚成立。但在2021的最新排名里,中创新航排名第三,直追排在第一的宁德时代,蜂巢能源排名第六。
中创新航已于3月11日向港交所递表,计划募资15亿美元新建、扩建产业基地。
看着“小弟”迅速发展,“大哥”自然坐不住了。
2021年7月和9月,宁德时代对中创新航提出了知识产权侵权申诉,并向中创新航索赔共计1.88亿元。在最新公布的招股书中,中创新航表示,正准备对宁德时代的申诉提出抗辩。
相比蜂巢能源,中创新航对“宁王”形成的威胁更加明显。招股书中写道,2019年至2021年间,其是中国前十大动力电池企业中唯一一家每年同比增长率超过100%的企业。
根据中创新航官网,其产品在乘用车市场已应用于零跑C11、小鹏P7、EA6、五菱宏光MINIEV、吉利几何C、吉利帝豪EV450等,以及广汽与长安的多款车型上。
以性价比逆袭的中创新航,盈利能力远弱于宁德时代,以至于近两年才走出亏损。
01 宁德时代的“前辈”
在最新的市场排名中,宁德时代是无可争议的第一,但从资历来看,中创新航才是前辈。
2011年,宁德时代脱胎于苹果电池供应商ATL。凭借电池技术积累,在成立第二年就成为了宝马的供应商,在业界声名鹊起。
(宁德时代的模组产品)
中创新航的发展则充满周折。
中创新航的渊源在洛阳。2007年,中航工业旗下研究院,投资设立了天空能源(洛阳)有限公司。天空能源的成立,比宁德时代早了4年。彼时,国内车用锂电市场发展尚处于初期,天空能源走了不少弯路。
2009年8月,中航工业与旗下研究院重新组建了公司,并将其更名为中航锂电(洛阳)有限公司(以下简称“洛阳锂电”),开始将磷酸铁锂电池作为主要研发的产品方向。磷酸铁锂是一种较高安全性、较低成本的技术路线,多用于客车等商用车市场。
那时候,国内新能源车市场开始循序渐进地试点推广。洛阳锂电很快迎来了第一个机会。2009上半年,上海世博会巡演花车的供应商南京依维柯开始为巡演花车进行动力电池招标,经过考察,洛阳锂电一举成为24辆花车的电池供应商。
经此一役,洛阳锂电被视为国内磷酸铁锂电池领域的领军企业。此后,更多车企开始找上门来表达合作意向,一汽、长安都在其列。
花车与商用车的使用场景不同,对电池性能指标的需求亦有所差别。此外,车企对产能供应的要求也较高。而对洛阳锂电来说,无论是研发还是建厂,都需要钱。
为此,洛阳锂电选择接受上市公司四川成飞集成科技股份有限公司的投资。2010年年中,成飞集成以10亿元入主洛阳锂电,成为后者的控股股东(持股63.63%)。
2011年,洛阳锂电开始并表到成飞集成。那一年,宁德时代才成立。
02 命运多舛的十年
洛阳锂电一度成为成飞集成在股市的一块“金字招牌”。2010年7月6日并购的消息发布后,成飞集成一连拉出9个涨停板。消息公布后的7到9月,成飞集成股价由不到10元涨到近40元。
但是,两家公司的“蜜月期”仅维持了几年。2011年~2016年,洛阳锂电逐渐成为了成飞集成最大的营收来源,营收占比从2011年的28.69%一路增长到2016年的64.30%,也把成飞集成的营收规模推至新高点。
2015年12月8日,成飞集成与常州市金沙投资携手,成立了中航锂电(江苏)有限公司。这家公司就是如今中创新航的前身,当时它由成飞集成下属的洛阳锂电控股,因此仍体现在成飞集成的财务报表内。
从2017年起,洛阳锂电营收、净利润骤降。成飞集成受到拖累,出现上市以来的首度亏损,2019年因连续亏损被ST。
业绩的骤然下滑,有政策影响,也有市场竞争因素。
为规范动力电池市场发展,2015年有关部门出台了被称为“动力电池白名单”的《电池行业规范》,规定车企使用进入“白名单”的国产动力电池厂商可以获得一定的补贴。
2015年10月公布的首批“白名单”企业中,宁德时代赫然在列,而洛阳锂电的名字则在2016年6月才出现在第四批白名单中(也是“白名单”政策2019年废止前公布的最后一批企业)。
洛阳锂电刚刚进入白名单后不久,政策风向又发生了新的变化。
2017年起,新能源汽车按照能量密度进行差异化补贴,开始倾向高续航、高能量密度的车型:2017年,续航里程超过100公里的电动汽车即可享受国家补贴;2018年,续航里程超过150公里的电动汽车才能享受到国家补贴;2019年,补贴门槛提升至250公里。
更高的续航里程,需要动力电池的更高能量密度,这又牵出了磷酸铁锂和三元锂两种技术路线。
在同等条件下,磷酸铁锂安全性高、成本低,但续航略差;三元锂电池有较高的能量密度,续航时间更长,但对电池安全性能的保障有很高的技术要求,是新能源乘用车企更偏好的选择。
国内新能源车市场发展早期,动力电池行业偏向于走更为安全的磷酸铁锂路线,洛阳锂电和宁德时代也不例外。
风向突变,洛阳锂电措手不及,只能着手改造洛阳等地的产线。而从2016年开始,宁德时代一手凭借磷酸铁锂电池赚钱,另一手前瞻三元锂电池的研发,稳稳站上了三元锂的市场风口。
据高工锂电统计数据,宁德时代从2017年起雄踞国内动力电池市场第一名,成为除比亚迪之外所有新能源车企的核心供应商。
(注:2015~2019年为洛阳锂电,2019年之后为江苏锂电。)
同一时期,不受市场待见的磷酸铁锂电池又打起了价格战,对洛阳锂电而言雪上加霜。
据电车汇援引知情人士消息,2015至2016年期间,洛阳锂电磷酸铁锂电池的报价多在1.6~1.8元/Wh左右,且根据不同质保条款调整报价及对应商务策略,但进入2018年,宁德时代磷酸铁锂电池的价格已做到了1.3元/Wh以内,洛阳锂电的价格却丝毫未出现下降的趋势。
动力电池价格与产能规模息息相关,洛阳锂电的洛阳锂离子电池项目从2016年上半年才开始逐渐投产,在产能未完全达标的情况下又面临改造,并不具备规模效应。
在2017年7月进行的一次投资者交流活动中,洛阳锂电副总经理肖亚洲表示当时的产能为5 GWh,而宁德时代截至2017年底产能为17.09 GWh。
相对昂贵的价格让客户用脚投票,一个例证是,这段时间内洛阳锂电的核心客户之一宇通客车转投宁德时代阵营。
03 以性价比“虎口夺食”
磷酸铁锂电池发展遇阻,三元锂电池建设滞后。在动力电池企业电池市场发展的第一次圈地大战中,洛阳锂电处于下风。
不过,转折很快到来。
2018年,洛阳锂电的子公司江苏锂电迎来了一位女董事长——刘静瑜,资本运作随后开启。
具体来说,成飞集成从2019年起,经过一系列复杂的资产腾挪,将洛阳锂电出表,常州市金坛区国资(金沙投资的实控方)最终变成洛阳锂电事实上的控股方。在这个过程中,中航锂电(江苏)变成了事实上的母公司,洛阳锂电则成为中航锂电(江苏)的子公司。
换了新控股方后,中航锂电(江苏),也就是如今的中创新航重新启航。
刘静瑜曾任职于显示面板企业深天马,后者同样属于中航工业旗下企业。她曾用10个月将深天马扭亏。
在中航锂电,同样的故事再次上演。几年之内,中航锂电变了模样。
刘静瑜一边推动三元锂电池产线的建设,并将目标市场调整为乘用车为主,快速向宁德时代看齐;另一边大力推行能者上、庸者下的人事任免政策、调动员工积极性。
中航锂电逐渐被市场关注,也等来了机会。中航锂电日后的第一大客户广汽集团,成为了首批向中航锂电伸出橄榄枝的企业之一。
此前,广汽新能源车型的核心动力电池供应商是宁德时代。2017年,广汽传祺首款电动车GE3上市后遭遇宁德时代的电池供应不足,交付受到影响,成为广汽寻求二供的一个契机。
据36氪报道,为了争取广汽的订单。中航锂电在约1年内,连续每个周末与广汽人员合作研发。最终,广汽向中航锂电提出超过2000项整改意见,中航锂电不仅建立起了量产和质量体系,还“拼”回了广汽的订单。
2021年底起,中航锂电正式改名为中创新航,并在2022年第一季度在港交所递表。
根据招股书,2019年开始,中创新航开始为客户G供应产品,G当年为中创新航第二大客户,2020、2021年成为其第一大客户;G是一家在联交所和上交所双重上市的乘用车、商用车企业;截至2021年底,中创新航是唯一一家获得G颁发的“新能源优秀供应商”奖项的动力电池厂商。
因此,基本可以断定,中创新航招股书中的客户G,正是广汽集团。
2019年到2021年,客户G对中创新航的营收贡献分别为4.61亿元、15.58亿元、35.37亿元,占比分别为26.6%、55.1%、51.9%。
招股书中还提到,中创新航对广汽埃安Aion系列的渗透率已超过70%。广汽埃安是广汽集团新能源汽车事业的发展载体,目前共推出5个新能源车系列。
换句话说,在广汽集团的新能源业务板块中,中创新航已经取宁德时代而代之,成为了前者最为重要的电池供应商。
除了广汽之外,还有不少新能源车企向中创新航靠拢。
根据招股书披露的信息,基本也可以判断出,2021年中创新航第二大客户(客户C)为长安汽车,前五大客户中还有“新势力”小鹏汽车和零跑汽车。
中创新航已成为长安旗下新能源汽车奔奔E-star、逸动EV460、CS15、CS55、UNI-K以及其他新能源车型的主要电池供应商。2021年,其向中创新航的采购金额已攀升至9.47亿元。
(长安续航500公里电动车采用三元锂电池)
随之,中创新航的装机量迅猛增长。据中国汽车动力电池产业创新联盟数据,2021年,中创新航装机量达到9.1GWh,排名第三,仅次于宁德时代的80.5GWh和比亚迪的25.1GWh。要知道,2018年,中创新航动力电池装机量排在第9(0.7GWh)。
在巨头的包围中,中创新航杀出一条血路的重要武器,是性价比。
2019年至2021年,中创新航动力电池平均价格依次是870元/KWh、640元/KWh、650元/KWh。而宁德时代2019、2020年的平均价格约为959元/KWh、891元/KWh。
中创新航的“高性价比”,也得到了大客户广汽集团的认证。
广汽资本董事、总经理袁锋曾向创业邦表示:“我们在选电池供应商的时候基于更多的是质量耐久性和成本,也就是通常理解的性价比。中创新航的电池更具备成本的优势和供应优势,广汽很多车型选择了跟中创新航去合作。”
此外,广汽资本的关联方广祺瑞电,曾参与了中创新航2020年进行的Pre-A轮融资。
中创新航从宁德时代口中“抢食”,万亿“宁王”也放了一招。
宁德时代分别在2021年7月和9月对中创新航提出了知识产权侵权申诉,共涉及5项专利,并向中创新航索赔共计1.85亿元,并要求中创新航承担宁德时代产生的相关法律费用300万元。
目前,中创新航已就该五项宁德时代持有的专利,向国家知识产权局申请专利权无效。该申请正在国家知识产权局审阅过程中。
04 盈利能力弱,扩产压力大
性价比是把双刃剑。2019年至2021年,中创新航营收由17.34亿元增长至68.17亿元,不过,其这两年才逐渐走出亏损。同期,其归母净利润分别为-1.19亿元、0.05亿元、1.4亿元。
定价较低,意味着原材料价格的轻微变化,都与中创新航的盈利水平高度相关。
2019年至2021年,中创新航的毛利率处于行业较低水平,整体毛利率分别为4.8%、13.6%和5.5%。其中,动力电池业务毛利率分别为5.2 %、13.7%和5.5%,储能系统的毛利率分别为16.1%、13.0%和5.6%。2021年中创新航毛利率下滑,正是因为电池原材料价格的上涨。
宁德时代动力电池系统毛利率2019年为28.45%、2020年为26.56%,远远高于中创新航。
2019年至2021年,中创新航销售净利率分别为-9.02%、-0.65%、1.64%。宁德时代2019、2020年的销售净利率分别为10.95%、12.13%。
利润空间微薄的中创新航,对规模的追求就较为迫切了。此次IPO募资,主要用于新建和扩建多个动力电池和储能系统的产业基地项目。
2021年,中创新航产能为11.9GWh。2021年11月,中创新航的规划产能目标从原来的2025年实现300GWh提升到500GWh,并先后宣布常州、厦门三期扩产项目,新建成都、合肥、武汉生产基地项目。
中创新航在招股书中写道,预计2022年、2023年有效产能将扩大至约25GWh及约55GWh。要实现2025年的目标,压力并不小。
相比之下,2020年宁德时代动力电池系统产能为69.1GWh,到2025年合计规划产能超过750GWh。
(宁德时代锂电池原材料——磷酸铁锂正极活性材料、三元正极活性材料)
一位锂电行业观察人士向市界表示,除了产线建设之外,中创新航与宁德时代的一大差距还在于上下游资源调动能力。比如从上游锂矿资源来看,2018年,宁德时代投资了坐落于宜宾的天宜锂业;下游车企的合作方面,宁德时代和吉利成立了合资公司“时代吉利”等。
此外,中创新航对主要客户的依赖程度较高,2021年,前五大客户营收占比82.9%,其中广汽集团贡献的营收过半,2020、2021年占比分别55.1%、51.9%。换句话说,广汽的订单是中创新航装机量保持高速增长的一大基础。
不过,就在中创新航急着扩产的时候,其第一大客户却开始自研电池了。
2021年10月底,广汽集团发布公告审议通过了《关于自研电池试制线建设项目的议案》,宣布将布局自研电池。2022年3月份,广汽埃安的自研动力电池试制线已经打桩开建。
动力电池行业格局还未触顶,但当最重要的客户也参与到竞争中时,对于中创新航来说,是一个潜在的麻烦。
参考资料:
1《锂老三突围记》,锂猫实验室 陈晨2《宁德时代:万亿电池帝国的裂缝》,36氪 李勤 杨轩3《中航锂电董事长回应与宁德时代专利纠纷:不存在恶意侵权动机》,界面新闻 庄键4《重磅|中航锂电将不再“中航”?成飞集成将放弃对其控股权》,电车汇5《传奇女掌门,与宁德时代抢客户,即将收获一个IPO 》,创业邦 王贺
下一代光伏电池主流技术卡位战:喧嚣技术路线之争背后是什么
光伏电池转换效率,是每一轮光伏技术迭代最关键的标尺。在20%转换效率的基础之上,每提高一个百分点,可为下游电站节约5%以上的成本。对更高转换效率——哪怕只提高0.01个百分点的苛求,是中国光伏行业持续领跑该领域技术革新的驱动力,历来属“兵家必争之地”。中国产业化晶硅电池效率已多次打破世界纪录,且仍在追求新突破:仅今年上半年,国内企业、研究机构晶硅电池实验室效率已七度刷新世界纪录。
近两年来,围绕电池新技术的竞逐愈加激烈,路线之争此起彼伏。市场主流的P型单晶PERC电池仍是光伏发电行业当前最具经济性的技术,但量产效率已逼近其24.5%的理论极限,很难再有大幅提升。业内开始探寻下一代电池技术,TOPCon、异质结、IBC/TBC,这些热门选项中谁能脱颖而出取代PERC成为主流?新技术卡位战不仅事关未来行业格局,更是各厂商差异化竞争的胜负手。
“今年是光伏电池技术迭代年,以前发展的都是用P型硅做的电池,今年是N型电池的元年。”国际半导体产业协会(SEMI)中国光伏标准技术委员会主席宋登元在近日举行的2022光伏新能源产业发展金坛长荡湖峰会间隙对澎湃新闻表示,到2030年,以TOPCon和异质结为主的N型电池技术的市场份额将超过50%,今年在11%左右。PERC电池目前的市场占比仍在80%以上,但会逐渐下降,“这块份额到底由什么技术路线来填补,最终还是看实际的度电成本,这是光伏产业的内在规律。归根结底,一度电多少钱?最终用户为电买单,而不是买电池技术。”
宋登元认为,材料、设备、工艺三要素构成了新技术的竞争力。市场占比大小与技术好坏不能直接画等号,但不同技术之间在竞速。参考PERC电池的产业化过程,大多数企业投入的技术路线其成本下降和市占率提高会更快。
未来几年,PERC电池仍将拥有一席之地。后PERC时代,TOPCon、异质结,两种当前最受市场和资本热捧的电池技术谁主沉浮?据澎湃新闻观察,争议背后,其实是不同市场主体对过去十年PERC电池成功产业化历程的不同理解和演绎。
技术迭代窗口开启,谁与争锋
回顾光伏技术创新迭代史,历来不是单纯的技术参数争霸赛,任何一项光伏电池技术的产业化成功,离不开“天时地利人和”。
现在被视作下一代主流技术并加速量产的N型电池,并非新鲜事物。1954年,在法国科学家贝克雷尔发现光伏效应115年后,美国贝尔实验室首次制备出效率为6%的单晶硅太阳能电池。理论上而言,不管是掺硼的P型硅片还是掺磷的N型硅片都可以用来制备太阳能电池。打一开始,N型硅就凭借其少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好、温度系数小等先天优点成为空间航天器应用的首选,但由于其抗宇宙射线辐照能力较弱,最终被P型硅取代。地面光伏应用开始发展之后,也沿用了以P型硅为主导的技术路径。
1982年,“世界太阳能之父”、澳大利亚新南威尔士大学教授马丁·格林及其同事首次提出PERC概念(即钝化发射极及背局域接触电池),并于1989年发表相关论文,宣布PERC电池的实验室效率达到当时的世界纪录22.8%。但在随后的二十年里,PERC电池产业化进程一直处于停滞状态。
2012年,由中电光伏牵头承担的国家“863”专项启动,正式吹响了我国PERC电池产业化的号角。2016年,由国家能源局实施的“光伏领跑者计划”引领国内PERC电池开启产业化量产,同时推动多晶向单晶技术路线转变。2018年起,PERC电池的产能和产量出现爆发式增长,市占比逐渐超过同为P型阵营、转换效率逼近20%极限天花板的铝背场电池。
就这样,在海外未能实现的PERC电池技术产业化由一批中国光伏企业完成了。晶澳科技、隆基绿能等企业也是在此轮技术迭代中打破技术瓶颈,夯实了行业地位。
“从2017年到现在,PERC电池效率从20.5%左右上升到现在的23.5%左右,再往上就很难了。”宋登元曾在马丁·格林教授实验室研究高效电池超过10年、担任英利集团CTO 13年,是高效电池技术产业化的亲历者和推动者。
十多年来,每一次光伏技术革新都可能诞生新的王者,也有曾经的巨头落伍消逝。当技术迭代窗口再次打开,TOPCon、异质结、IBC、钙钛矿……无论是光伏新秀还是老牌巨头,摩拳擦掌者有之,谨慎者亦有之。参照历史经验和行业发展规律,无论是选择TOPCon还是异质结,各路市场主体投资N型电池既是顺应技术变革趋势,更是寄希望于在潜在的行业座次洗牌中占据更有利的位置,拿下最大的那块蛋糕。
之所以要复盘PERC电池技术的产业化成功历程,是因为不同技术阵营看待这段历史的角度存在显著差异。
TOPCon的概念最早由德国Frauhofer太阳能研究所在2013年提出。该技术具有转换效率高、与现有PERC产线可兼容、电池参数性能优异等优势,成为PERC提效面临瓶颈、异质结成本下降仍需时间背景下许多光伏企业的首选。此前该技术因成本问题无法大规模量产,随着晶科能源等国内厂商积极布局,TOPCon电池效率近年来屡创新高,打开了大规模量产通道。异质结最早由日本三洋公司在1990年开发成功,并对其进行专利保护。2017年以来,一批国内企业开始启动或规划异质结产线,商业化节点加速到来。从实验室数据来看,两者的最高理论转换效率均在28%以上。
宋登元对澎湃新闻说,今年TOPCon电池的出货量预计在25-30GW,在中国电池片总产量中占比10%左右,异质结电池出货量2个多GW。由于目前TOPCon技术没有解决不了的技术瓶颈,预计随着产量的增加,各个生产厂家的技术投入,像当年PERC电池发展那样,效率提升会加速,成本会快速下降,抢占市场先机。出于对TOPCon技术前景的看好,宋登元于今年4月加入一道新能,后者是今年扩产速度最迅猛的TOPCon阵营第一梯队企业。
这代表了一种较为主流的观点:TOPCon的投资成本相较于其他N型电池技术更具有经济性,且没有明显的技术卡点,与PERC技术兼容性强,更易落地。目前异质结的单GW设备投资是TOPCon的近两倍,仍须迈过多道环节的技术攻关期,存有不确定性。
但在异质结支持者的眼里恰恰相反——这是一个行业洗牌、弯道超车的好契机。
该阵营认为,正是由于TOPCon可以兼容现有的PERC产线设备,使得持有大量PERC产线的厂商主动“捍卫”TOPCon技术,“站异质结”等同于存量资产减值、“革自己的命”。对于新入局和跨界者而言,押注异质结,意味着可以在又一轮光伏技术迭代中占据领先身位。随着投资成本下降,异质结的综合竞争优势将进一步显现。
对于资本来说,从PERC过渡更平滑的TOPCon不足以撼动当前的产业格局,更加颠覆性的异质结技术具备更大的想象空间和资本增值空间。
据澎湃新闻观察,目前头部企业在技术选型上孤注一掷的并不多,“两手准备”成为更常见的选择。
近年来加大异质结技术研发力度的组件厂商东方日升异质结事业部总经理杨伯川介绍说,异质结的大规模产业化面临银浆成本高、硅片变薄效果不及预期、无法兼容无主栅与薄片、靶材降本效果未达到预期等现实挑战,但解决路径也是清晰的,产业链已经形成,“与三年前相比,我们的异质结电池成本已经下降了50%。”
同样是技术和降本的不确定性,在一些人眼里是贻误产业化时机的阻碍,在另一些人眼里,却是莫大的吸引力。“有争议很正常,大家看问题的角度不一样。再有,就是一些资本的助推。”一位头部光伏企业高管对澎湃新闻说。
尽管企业技术选型存在不同,但技术路线之争不该是行业的“内卷”“内斗”,“我们的竞争对手不是光伏同行,而是化石能源。”宋登元提醒,度电成本始终是不同技术竞争的核心。国家光伏装备工程技术研究中心技术委员会主任,阿特斯阳光电力董事、高级副总裁张光春也强调,“在光伏发电行业不论做什么样的技术、生产什么样的产品,万变不离其宗,就是最后的度电成本,发一度电到底花了多少钱。如果这一点上没有竞争力,任何技术和产品都很难实现大规模产业化,可能小众产品在某一细分领域能用,但是大规模产业化是做不到的。”
“TOPCon赢在当下,而异质结赢在未来。”业内的这句流行语,一定程度上高度概括了两种技术的长短板。“有的人想做明天的技术,有的人想做后天的技术,没有对错之分,都会产业化。”长三角太阳能光伏技术创新中心主任、中山大学教授沈辉接受澎湃新闻采访时称。
从晶硅到薄膜
光伏技术的未来远不止“硅”。
“光伏能源正处于黄金发展期,技术成熟、水平提高、各国需求增强,整体形势对光伏发展形成非常有利的条件。”中国科学院院士、复旦大学光电研究院院长褚君浩在上述长荡湖峰会发言中判断,目前占据行业主流的晶硅电池发电成本逐年下降,以度电成本计算光伏有望成为最廉价的可再生能源。展望技术前沿,钙钛矿电池和砷化镓多结薄膜电池的转换效率较当前量产技术更高,钙钛矿-晶硅叠层电池、砷化镓多结电池的转换效率超过30%,是值得关注的技术方向。
随着新型电池产业化趋势逐渐清晰,今年以来从中央到地方密集出台的光伏产业政策中,高效电池技术频获支持。澎湃新闻梳理发现,高效晶体硅电池(包括TOPCon、异质结、IBC等)和高效钙钛矿电池等技术被列入九部门印发的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》、《“十四五”能源领域科技创新规划》重点任务榜单等多份文件,新型电池技术的产业化也受到多地政策力挺。
会上发布的《2022中国光伏技术创新白皮书》(下称《白皮书》)预测,晶体硅电池将在一段时间内保持主导地位,并以PERC技术为主。采用TOPCon或SHJ(即硅异质结)技术的N型晶体硅电池在综合考虑效率、成本、规模等方面具备较好市场竞争力后,有望成为下一个主流光伏电池技术,钙钛矿电池等基于新材料体系的高效光伏电池以及叠层电池作为研究热点,待产业化技术逐步成熟后,有望带来下一个光伏电池转换效率的阶跃式提升。
《白皮书》提出,尽管硅光伏对于消费者来说价格经济、效率高,但其应用范围越来越受到重量、尺寸、刚度以及复杂制造工艺的限制。可以克服硅光伏上述局限的薄膜光伏,在未来10年的市场空间有望以10%的复合年增长率扩容。主流的薄膜电池技术路线包括碲化镉、硒化铜铟镓和砷化镓;新型薄膜电池既包括钙钛矿太阳电池,也包括量子点太阳电池和染料敏化太阳电池。钙钛矿电池可分别和晶体硅电池或薄膜电池进行叠层。
据澎湃新闻了解,目前薄膜光伏市场以碲化镉为主,其次是硒化铜铟镓。后者一直饱受商业失败的困扰,近年来大有被爆红的钙钛矿技术超越之势。
澎湃新闻注意到,截至9月底,光伏发电装机容量已超过风电,成为我国仅次于火电、水电的第三大电源。
新能源大基地和分布式光伏的双线推进将持续支撑国内光伏装机的大幅增长。国家能源局在11月14日举行的四季度网上新闻发布会上强调,“十四五”期间,将持续大力推动大型风电光伏基地建设。第一批大型风电光伏基地已全部开工,第二批项目正在陆续开工,目前正在抓紧推进第三批项目审查。
中国光伏行业协会名誉理事长王勃华在峰会上介绍,今年前三季度,我国光伏产业呈现较好发展态势。在市场方面,前三季度光伏产业增长率超过100%,光伏产品(硅片、电池片和组件)出口超过400亿美元,同比增长近100%,出口额首次突破400亿大关。在应用端,前三季度国内光伏新增装机量同比增长超过105%。分布式光伏市场尤其值得关注,新增装机增速高达115.3%。
王勃华说,根据国际可再生能源机构(IRENA)和国际能源署(IEA)测算,在2050年净零排放和升温1.5摄氏度情景下,全球光伏市场发展空间十分可观。今年上半年,印度光伏新增装机同比大涨71%,德国呈现两位数增长,土耳其、巴西、英国等国增幅较大。在国内,结合各地出台的“十四五”风电光伏装机规划统计,其中26个省市自治区规划光伏新增装机规模超过406.55GW。