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    天合光能“梭哈”210R產(chǎn)品背后:光伏硅片“尺寸戰(zhàn)爭”硝煙繼續(xù)……

    鄭晨燁2023-03-10 23:46

    經(jīng)濟觀察網(wǎng) 記者 鄭晨燁 天合光能正試圖通過210R(矩形)組件“統(tǒng)一”光伏硅片江湖。

    3月3日上午10點30分,來自線上、線下共30余位媒體代表,正在等待天合光能全球產(chǎn)品市場負責人張映斌開始他的分享。這場分享的主題是“倡統(tǒng)一尺寸,建共贏生態(tài)”,其中所謂的“尺寸”,指的是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中游重要產(chǎn)品——硅片的尺寸。

    在當前的市場中,硅片尺寸主要包括182mm與210mm兩種規(guī)格,根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),2022年182mm、210mm硅片市場占比合計達82.8%。

    同一種材料,兩種不同的規(guī)格,若將這八成市場細細拆開,便可以看到兩個分化對壘的陣營:以天合光能(688599.SH)、TCL中環(huán)(002129.SZ)、東方日升(300118.SZ)為首的廠商堅守210mm(以下簡稱210)規(guī)格的產(chǎn)品,而以隆基綠能(601012.SH)、晶澳科技(002459.SZ)、晶科能源(688223.SH)為代表的老牌光伏企業(yè),則依靠182mm(以下簡稱182)產(chǎn)品后來居上,在市場中取得暫時領(lǐng)先。

    近兩年來,圍繞182及210硅片到底該誰統(tǒng)一市場的問題,行業(yè)內(nèi)外始終爭論不休。能夠確認的是,誰能在尺寸之爭中將對方陣營淘汰,誰就有望成為光伏行業(yè)下一輪爆發(fā)中的“執(zhí)牛耳者”。

    而3月3日天合光能舉辦的發(fā)布會,便打響了今年210陣營開向182陣營的第一炮。在這場發(fā)布會上,天合光能選擇直接公開其最新210R組件產(chǎn)品的設(shè)計方案,意欲向行業(yè)提供一條詳盡的210產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用范本。

    張映斌告訴與會者,組件尺寸不統(tǒng)一的現(xiàn)象給整個行業(yè)帶來了巨大挑戰(zhàn),希望利用此次發(fā)布會,再次倡導(dǎo)硅片尺寸統(tǒng)一化,為促進整個行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做出貢獻。

    “這可能(將成為)光伏行業(yè)發(fā)展史上的大事,非常感謝你們共同見證。”在發(fā)布會伊始,張映斌如是向參會媒體表示。

    陣營對壘

    對于當前占據(jù)市場超九成份額的晶硅電池來說,硅片是制備環(huán)節(jié)中不可缺少的材料。相關(guān)制造企業(yè)利用多晶硅料,通過拉棒、鑄錠形成單晶硅棒或多晶硅錠,隨后再進行切片,最終得到可用于組裝光伏電池、光伏組件的硅片。

    相較于當下從材料、封裝、工藝等不同角度出發(fā),衍生出“百花齊放”局面的光伏電池,光伏硅片領(lǐng)域的“爭鳴”則要單一得多。

    “硅片從材料上看,分為多晶硅片和單晶硅片,但隨著轉(zhuǎn)換效率更高的單晶硅電池成為市場主流,多晶硅片已經(jīng)算被淘汰了,目前,(光伏行業(yè))針對硅片的分化主要在于尺寸。”光伏行業(yè)觀察人士張鵬告訴經(jīng)濟觀察網(wǎng)記者。

    “尺寸”之所以會成為光伏硅片主要的迭代路徑,原因首要在于大尺寸硅片對于組件單位成本的攤薄。

    “硅片做大了之后,可以把整個(光伏)組件的功率檔往上提升,加上原先組件生產(chǎn)所需輔材成本基本不變,就達到了一個攤薄組件生產(chǎn)費用的效果,相當于每瓦的成本降低了。除了降本之外,大尺寸的硅片還能夠減少非光伏組件成本,例如,原來一個工人搬一塊板子(指光伏組件)是50塊錢,但是原來一塊板子它只有400瓦,現(xiàn)在給它換成1塊182mm的板子或者1塊210mm的板子,還是50塊錢,只不過現(xiàn)在這個板子的功率上升到了500瓦甚至600瓦。其實就相當于把人工的費用,線纜的費用,還有一些支架的費用都給攤薄了。”隆基綠能組件事業(yè)部的產(chǎn)品專家孫樂向記者解釋稱。

    據(jù)記者了解,光伏硅片在尺寸領(lǐng)域的變革,已經(jīng)發(fā)生了三次,在20世紀末光伏電池誕生之初,硅片主要為100mm的正方形尺寸,而隨著生產(chǎn)工藝的進步及行業(yè)市場空間的擴大,提高硅片尺寸便成為了全產(chǎn)業(yè)鏈共同聚焦的領(lǐng)域;2012年,邊距為156mm、156.75mm的硅片開始上市,這兩類產(chǎn)品分別被稱為M0、M2(M指形狀為倒角片的硅片,其后數(shù)字代表硅棒或硅錠的尺寸)。

    2019年,隆基綠能推出了166mm(M6)邊距的硅片,以及基于該硅片生產(chǎn)的Hi-MO4組件,相較于M2硅片,M6硅片的面積提升了12%,對應(yīng)的組件功率可達410瓦—420瓦;而在同年,中環(huán)股份也推出210mm(M12)邊距的硅片;2020年,隆基又推出了基于182mm(M10)邊距打造的Hi-MO5組件,并稱此類產(chǎn)品為史上最優(yōu)度電成本產(chǎn)品。

    2020年6月24日,隆基綠能、晶科能源、晶澳科技等七家光伏企業(yè)發(fā)布《關(guān)于建立光伏行業(yè)標準尺寸的聯(lián)合倡議》,倡導(dǎo)建立尺寸為182mm*182mm(長*寬)的硅片標準,并在行業(yè)標準組織中將這一尺寸納入標準規(guī)范文件,減少資源浪費,促進光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,182陣營由此正式成立。

    僅在短短15天后,2020年7月9日,中環(huán)股份、天合光能、東方日升等產(chǎn)業(yè)鏈上下游39家企業(yè)又共同組建了“600W+光伏開放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟”。并表示,聯(lián)盟成員一致認同600W+超高功率組件和系統(tǒng)集成新技術(shù)平臺是光伏行業(yè)未來發(fā)展的重要方向,而其中所謂600W+的超高功率組件,即采用210mm硅片制造而成。

    至此,光伏行業(yè)邁入大尺寸硅片時代,組件企業(yè)也隨之分化為182及210兩大陣營,開始對壘。

    張鵬告訴記者,大尺寸、薄片化是當下硅片領(lǐng)域的主要技術(shù)趨勢,通過增大尺寸,減小厚度,可以有效增加原材料利用率,提高產(chǎn)能,降低單位成本,且讓光伏組件進一步輕薄化,有效提高其地形適應(yīng)性。

    “大尺寸硅片并不算一種技術(shù)迭代,只算是一種工藝進步,說白了還是晶硅電池,182和210轉(zhuǎn)換效率并沒有什么不同,區(qū)別主要在于成本。”張鵬說。

    優(yōu)劣之爭

    針對同一種材料,為何會演化出如今兩大不同的規(guī)格體系?

    對此,孫樂向經(jīng)濟觀察網(wǎng)記者表示,210mm產(chǎn)品的出現(xiàn),主要是源于光伏行業(yè)將半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)12英寸晶圓(該尺寸晶圓產(chǎn)線對應(yīng)生產(chǎn)210mm硅片)的理念引入。

    “210mm硅片是借鑒半導(dǎo)體行業(yè)的成熟經(jīng)驗而出,因為對于半導(dǎo)體行業(yè)來說,12英寸晶圓的產(chǎn)線已經(jīng)比較成熟,如果引用這樣一個尺寸,有很多生產(chǎn)設(shè)備、管理經(jīng)驗都可以借鑒。”孫樂說。

    “尤其是當時半導(dǎo)體行業(yè)里面,12英寸晶圓有一個信息系統(tǒng)管理軟件,當時咱們光伏行業(yè)用的還是尺寸比較小的,引進半導(dǎo)體的現(xiàn)成的東西之后,你就可以節(jié)約自己的成本了。”他進一步表示。

    2019年8月,TCL中環(huán)在新品發(fā)布會上正式推出基于12英寸長晶技術(shù)的“夸父”系列硅片產(chǎn)品,包含M12(210mm)、M10(200mm)、M9(192mm)三種規(guī)格,將210這一硅片尺寸正式帶入光伏行業(yè),這給隆基彼時的166組件產(chǎn)品帶來了巨大挑戰(zhàn),也讓當年還在各類公開場合表態(tài)“166mm是最佳硅片尺寸”的隆基,在第二年迅速推出182(M10)組件以應(yīng)對挑戰(zhàn)。

    根據(jù)天合光能發(fā)布的《600W+超高功率組件分布式應(yīng)用白皮書》,在工商分布式場景下,該公司采用210mm硅片生產(chǎn)的670W組件,對比采用182mm硅片生產(chǎn)的545W組件,節(jié)省系統(tǒng)初始投資成本超4分錢/W。

    此外,天合還在白皮書中指出,因為670W組件組串功率更高,大幅減少PV電纜用量和支架導(dǎo)軌,組件塊數(shù)的減少也相對節(jié)省了安裝費用,這一成本節(jié)省高達1毛錢/W。

    另根據(jù)行業(yè)知名研究機構(gòu)Fraunhofer ISE的測算,采用G12(G指形狀為正方片的硅片,其后數(shù)字代表硅棒或硅錠的尺寸)硅片生產(chǎn)的670W單面及雙面組件,對比采用M10的540W及585W組件均有顯著系統(tǒng)價值,最高降低LCOE(度電成本)成本達7.4%。

    “從2021年往后,主要的組件企業(yè)基本都具備了基于大尺寸硅片的高功率組件生產(chǎn)能力,硅片環(huán)節(jié)新增產(chǎn)線也多為大尺寸向下兼容。但對于166、182與210誰將更勝一籌,業(yè)內(nèi)始終分歧不斷,吵了很久,但都能拿到大單。”張鵬表示。

    值得注意的是,較182mm硅片更早推出,且身兼多項優(yōu)勢的210mm硅片,當下的市場占有率尚遠小于自己的對手。

    行業(yè)研究機構(gòu)PV InfoLink在2022年2月發(fā)布的一份報告中曾測算,2022年210mm硅片的市場占有率為26%,而稍小的182及166尺寸的硅片市占率合計卻達到了68%,其中182尺寸硅片的市占率就達到了53%。根據(jù)PV InfoLink的預(yù)測,210硅片直到2025年才將實現(xiàn)對182尺寸硅片的反超,市占率預(yù)計升至56%。

    “210的產(chǎn)品出來了之后,我們發(fā)現(xiàn)把組件的功率做大,確實可以節(jié)省價值,但是當時對于是否選擇210還是有一定的疑慮,210它究竟是不是整個行業(yè)最佳的一個尺寸,因為既然你可以從166做到210,我是不是可以從166直接做到250甚至280,到底這一極限尺寸在什么地方?”孫樂向記者回憶起210mm硅片產(chǎn)品面世之初,隆基研發(fā)團隊對此競品的思考。

    孫樂告訴記者,在210mm硅片產(chǎn)品面世后,行業(yè)內(nèi)外不少觀點均質(zhì)疑隆基為何不加快升級產(chǎn)能,加入210mm陣營,甚至直指隆基將因守舊而錯失發(fā)展良機。

    “我們是全產(chǎn)業(yè)鏈都打通的一體化企業(yè),考慮問題的視角就很完整,我們可以從各個維度去分析到底什么樣的一個硅片尺寸是最優(yōu)的。”孫樂說。

    他表示,182的硅片尺寸,對于隆基來說,是兼顧了產(chǎn)業(yè)鏈上下游多方實驗,以及市場驗證后,確定的一個最佳尺寸,這一尺寸既能降低成本,也能兼顧效率。

    “首先182和210在轉(zhuǎn)換效率上沒什么太大的區(qū)別,之所以210組件的功率更高,原因在于210組件面積較182大出不少,210組件60片電池版型的寬度有1.3m,長度近3米,而182組件最大的72電池片版型長度還不到2.5米。”孫樂說。

    但在他看來,由于210硅片較182硅片尺寸更大,因而產(chǎn)生的電流也會更高,過高的電流會導(dǎo)致組件內(nèi)部出現(xiàn)損耗,從而帶來功率上的損失。

    “我們電氣設(shè)計有一個原則,高電壓低電流,從而達到更小的線路損耗。182的設(shè)計理念就是這么來的。我們182的組件工作電流只有13安,但是它的開路電壓(無負載電壓)有50伏,而210的組件的設(shè)計原則就是低電壓高電流,它的工作電壓是35伏,但是它的工作電流是17安。更大的電流必然會帶來更高的線路損耗。”孫樂進一步向記者解釋。

    同時,孫樂也向記者指出,210低電壓高電流的設(shè)計具有其特有的優(yōu)勢,即每一個光伏組可以串聯(lián)更多的組件,“比如說我們182每串基本上都是只能串26個組件,210因為更低的電壓每串可以串28串,28串跟26串相比來說,210它會節(jié)省一些光伏逆變器的費用。”

    根據(jù)隆基綠能此前發(fā)布的《“隆基182組件”與“超大電流組件”的發(fā)電性能實證對比研究》白皮書,其在西安及泰州兩個電站進行了發(fā)電實證實驗,表示較低的內(nèi)部損耗使得182組件在通常情況下相對于超大電流組件具有明確的發(fā)電性能優(yōu)勢,該優(yōu)勢隨著項目的光資源的增加而增大。

    “預(yù)計在光資源普通的地區(qū),182組件相對超大電流組件的發(fā)電優(yōu)勢為0.5%~1%;而在光資源非常豐富的地區(qū),雙面組件日均發(fā)電量可達5.5~6kWh/kWp,182組件相對超大電流組件的發(fā)電增益可達2%以上。”隆基綠能在白皮書中指出。

    除了發(fā)電性能因線路損耗受限外,孫樂還向記者表示,210組件由于尺寸過大,導(dǎo)致其安裝、運輸效率都受到不少限制。

    “我們182組件的寬度是1米1,加上一個10來公分的托盤的高度,也就是1米2,放兩層就是2米4左右,我們集裝箱的高度是二米五,我們兩托組件放進去之后,剛好就能把集裝箱的空間完全利用滿。”孫樂說。

    而對比之下,長2.8m寬1.3米的210組件,在集裝箱內(nèi)便顯得拘束不少,常規(guī)裝卸情況下,通常只能利用標準集裝箱一半的空間。所以為了解決這一問題,有部分210廠家曾提出豎立包裝的方案,但針對這一方案,孫樂卻認為,豎立包裝運輸,容易造成組件傾倒,且加大裝卸難度。

    另外,大尺寸組件帶來的安裝不便,也是孫樂在電站施工中常見到的場景。“182組件最重的也就32千克,已經(jīng)達到了雙人搬運的極限重量,而210組件最重的有39千克,這對于電站施工隊伍來說十分不便。”他說。

    孫樂告訴記者,其曾在光伏電站施工現(xiàn)場,親眼看見工人因搬卸勞累,而選擇直接拖著210組件在地上走,這就造成了許多組件還未并網(wǎng)就已出現(xiàn)破損。

    根據(jù)其團隊在山東棗莊的調(diào)查,210組件的施工破損率在1.59%左右,而182組件的施工破損率僅為0.5%。

    功率損耗、運輸效率、安裝風險,這些問題都在一定程度上影響了210組件的進一步普及。

    “我們選擇182,因為182組件是綜合考慮組件全產(chǎn)業(yè)鏈制造情況、電站BOS成本、組件發(fā)電性能、組件生命周期可靠性等因素后可以實現(xiàn)最低度電成本的產(chǎn)品。”孫樂說。

    張鵬則告訴記者,182與210組件之間,互有優(yōu)劣,核心是針對不同市場及不同的細分需求所演變出的分化,二者間并不應(yīng)存在替代關(guān)系,而應(yīng)是互補關(guān)系。

    “只有合不合適,沒有好不好,像210在大型集中式電站就有絕對優(yōu)勢,而182、166組件在戶用、工商業(yè)分布式場景下,更受市場歡迎。”張鵬指出。

    一統(tǒng)江湖?

    那么,有沒有一種綜合了182及210兩類硅片優(yōu)勢的產(chǎn)品?在3月3日的發(fā)布會中,天合光能試圖給出一套新的答案。

    2022年中,天合光能曾發(fā)布了基于210R(矩形)硅片所生產(chǎn)的組件產(chǎn)品,其中210R硅片的尺寸,即為210mm*182mm,這樣的設(shè)計讓210R組件既保留了對于182組件的效率優(yōu)勢,也減少了210組件因尺寸、重量而帶來的成本抬升。

    根據(jù)天合光能提供的數(shù)據(jù),210R組件的發(fā)電功率相較于182組件實現(xiàn)了20—30W的提升,系統(tǒng)初始投資成本降低超2.4分/W。而在運輸方面,40HC集裝箱可以容納20托210R組件,與傳統(tǒng)210組件包裝相比,提升裝載量可達5.4%。

    張映斌指出,210R和210都是基于210先進技術(shù)平臺研發(fā)生產(chǎn)的,同時210R和210也是精準差異化定位的,根據(jù)場景化的需求做了非常清晰的定位。

    他告訴經(jīng)濟觀察網(wǎng)記者,210組件是一個非常好的方向,公司將一如既往地在全市場推行此類產(chǎn)品,但隨著光伏裝機量的快速提高,天合也注意到了210產(chǎn)品的局限性,比如,山地電站客戶希望有稍微窄一點、小一點、利于二次搬運的組件。在戶用組件上,歐洲法律法規(guī)的限制,重量需要控制在23公斤以內(nèi),德國有些組件面積的限制。

    “210R主要專注的是戶用和工商業(yè),還有一部分山地電站。210則一如既往服務(wù)于大型地面電站,這兩個相輔相成,共同滿足全球客戶不同場景的需求。”張映斌表示。

    在發(fā)布會上,天合光能毫不掩飾地顯露著統(tǒng)一硅片行業(yè)的雄心與野心。張映斌在發(fā)布會中直言,210mm*182mm是目前行業(yè)中最優(yōu)的硅片尺寸。

    張映斌告訴記者,當前硅片行業(yè)的尺寸不一已經(jīng)給全產(chǎn)業(yè)鏈帶來了巨大困擾。

    “比如硅片企業(yè)來看,如果做182、183、185、188、192等至少做5種尺寸硅片,應(yīng)該怎么辦?第二再看電池,對于專業(yè)的電池廠商多痛苦,網(wǎng)板尺寸、工裝治具要準備5套,再往下看,玻璃也同樣需要準備5種尺寸,邊框、型材需要5種尺寸,背板、EVA等等,相當于產(chǎn)業(yè)鏈每一個跟尺寸相關(guān)的物料要全部準備5套。”張映斌表示。

    他指出,非標的組件尺寸,對于上游硅片電池、組件輔材,電池組件設(shè)備等產(chǎn)業(yè)鏈任何一個環(huán)節(jié)都是不利的。多樣化的組件尺寸降低了生產(chǎn)效率,抑制了矩形技術(shù)形成規(guī)模化效應(yīng)。

    在張映斌看來,兼顧各方優(yōu)勢的210R產(chǎn)品生命周期將相對長很多,如果實現(xiàn)尺寸統(tǒng)一,產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的企業(yè)可以專注于其他方面的改善,減少浪費。

    “210產(chǎn)品技術(shù)平臺的發(fā)展速度遠超預(yù)期,這是因為行業(yè)凝聚了創(chuàng)新的力量與共同的努力。作為行業(yè)的引領(lǐng)者,天合光能向行業(yè)公開210R產(chǎn)品解決方案,呼吁行業(yè)矩形硅片電池組件尺寸統(tǒng)一,這與我們搭建210產(chǎn)品技術(shù)平臺‘利他’的初心是一致的。”張映斌表示。

    據(jù)張映斌在現(xiàn)場透露,2022年天合光能210R組件出貨量已經(jīng)達到3GW以上,2023年預(yù)計會超20GW。

    從紙面數(shù)據(jù)來看,綜合了182及210兩類尺寸優(yōu)勢的210R產(chǎn)品,似乎確如張映斌所說,到了行業(yè)統(tǒng)一尺寸的歷史時刻。

    但對于天合遞向182陣營的“橄欖枝”,國內(nèi)一家182廠商的產(chǎn)品經(jīng)理周洋卻不置可否。因為在他看來,天合推出的矩形硅片產(chǎn)品,等同于從側(cè)面承認210組件存在的諸多問題。

    “他們既不愿意放棄自己210的身份,又意識到了210存在的限制,所以把182弄進來,最后成了這么個‘四不像’。”周洋向記者如此表示。

    而針對天合光能官方所公布的數(shù)據(jù)進步,周洋的表達就更直接:“反過來比的話,功率不如傳統(tǒng)的210,效率還是比不過182,屬于一個折中的解決方案,沒有什么很革命性的變化。”

    他認為,相較于盲目在硅片尺寸上內(nèi)卷,行業(yè)內(nèi)不如攜手加大對電池研發(fā)的投入,想想如何才能進一步提高電池轉(zhuǎn)換效率。“電池轉(zhuǎn)換效率提升1%,度電成本就將下降9%,只是將組件做大,風洞、冰雪承壓、安裝負重、隱裂、支架非標準化生產(chǎn)都是問題,能保障可靠性嗎?”

    “靠拼裝大的來多發(fā)電,本質(zhì)上是在逃避電池研發(fā)投入。”周洋直言。

    而對于張映斌所說尺寸不一給下游帶來的困擾,孫樂亦指出,隆基、晶科及晶澳三家主要的182組件廠商,在2021年便制定了M10系列產(chǎn)品的標準化方案,之所以會在硅片環(huán)節(jié)呈現(xiàn)不同差異,主要源于封裝技術(shù)的差異,最終的組件產(chǎn)品尺寸早已統(tǒng)一。

    “說尺寸不一給下游帶來困擾,這話更像是有點像天合在說自己,他們突然又搞出來一個矩形產(chǎn)品,不也要下游去做適配么?”周洋有些調(diào)侃地說。

    (應(yīng)受訪者要求,文中周洋為化名。)

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