中国光伏还有那些材料“受制于人”?
经过20年的努力,中国光伏产业从三头(设备,原材料,市场)在外发展到今天在光伏全产业中独占鳌头:多级硅(>88%全球份额)、硅片(>95%全球份额)、电池(>85%全球份额)、组件(>70%全球份额),并且各环节的设备、原辅材技术、成本已全面领先其他国家。
即使取得如此巨大的成就,在某些材料领域我们依旧受到国外制约,如果断供,将对中国光伏产业发展造成严重影响,再经历3-5年的努力,我认为会全方位突破,打破制约。本文作者根据我们受影响程度做简要分析,不一定准确,请广大专家补充。
(资料图片仅供参考)
1、电池网版:网布100%进口(制约系数:★★★★★)
网版是印刷太阳能电池的正电极的重要工具,在网版上倒入浆料,用刮板带动浆料在网版上移动,使浆料透过网版上的网孔被挤压至太阳能电池上,在太阳能电池上形成对应的图案,根据各家电池设计不同形成不同的图案,以形成太阳能电池的正电极。因为其高精度,高耐用性,可靠性特别,以及很大程度决定银浆的消耗量,单块网板销售价格高到8000元,网版的核心才材料网布价格高达100万/kg,几乎被日本ASADA MESH公司垄断,国内近几年在这块也取得一定突破,铜电镀技术(不用网板),镍基薄膜/铜机薄膜与高强度耐磨的聚合物薄膜复合材料纷纷进入中试、小批量量产阶段,随着东威科技、罗博特科、太阳井在电镀设备上的进步,以及良品网版新网布技术的发明,未来必有突破;但是在当下,如果国外企业停止网布的供应,全球光伏将立刻陷入困境。
2.金刚线:碳钢盘条100%进口(制约系数:★★★★)
金刚线作为硅片切割的核心辅材,自从2016年实现技术突破量产以来,国内诞生了一批专业的金刚石线锯公司:美畅、聚成、岱勒、三超等,大幅度降低了硅片的生产成本和提高了硅片生产效率,但他们都无法绕开日本新日铁、日本神户,奥钢联,因为他们母线的碳钢盘条100%依赖进口,至今被日本新日铁、匈牙利奥钢联控制,价格一涨再涨,达到12万/吨;直到2020年江苏聚成和厦门钨业推出钨丝线替代碳钢线技术,才打破金刚线母线原材料100%依赖进口的情况,目前钨丝金刚线占市场份额已经超过20%。鉴于钨丝的高性能与降本可期,作者坚信替代碳钢线的形式不可逆转,原因如下:
1. 钨金属(钨坯条)29万/吨,材料折算到每公里金刚线上不足10元/KM。目前成本高主要贵在良率和加工成本上;既然碳钢母线加工成本能控制在3元/km左右,钨丝在放量生产与竞争者进入的情况下,成本降下来只是时间问题;
2. 另外有人提到钨作为稀有金属,不可持续,大家大可放心,按照一年1000GW的硅片核算,一年钨金属用量不到1万吨(中国年产量6.6万吨),且这1万吨钨丝金属几乎没有任何损耗,可以100%回收再利用冶炼成钨粉或做钨合金,相当于是对钨资源在循环利用;
目前碳钢金刚线母线材料100%依赖进口,如果断供,势必造成余粮不足的局面,期待厦门钨业、江苏聚成、美畅股份加速推进钨丝线的应用。
3.POE粒子:POE 99%进口(制约系数:★★★)
POE粒子是POE胶膜的核心上游原材料,成本在光伏胶膜的生产总成本中占比超80%。一直以来,我国POE消费全部来自于海外进口,且过去5年间进口量与进口额不断呈现上升态势,POE粒子生产迄今被海外垄断,目前在国内尚未形成工业化量产,仅有海外少数的厂商拥有POE粒子量产产能。
值得注意的是,国内多家企业从2017年以来开始陆续在POE产品开始相关研发布局,目前已完成中试的有万华化学、卫星石化、东方盛虹、茂名石化等。中试装置规模普遍在千吨级别,预计2024年底国内自主开发的工业化POE装置预计能够投产。
虽然POE100%依赖进口,国内EVA已经取得突破,不至于造成停产问题。
4.低温银浆:片银粉100%进口(制约系数:★★★)
光伏银浆主要用于太阳能电池电极,靠印刷的方式形成电极,其核心成分为银粉,银浆分为高温银浆和低温银浆,对应的银粉为颗粒银粉和片状银粉;目前市场主要以PERC电池高温银浆为主,高温银浆逐渐突破国外的技术垄断,实现了国产化, 帝科股份、晶银新材、匡宇科技、聚和股份为代表的四大本土浆料龙头企业,逐步打破了杜邦、贺利氏、三星SDI、硕禾四大海外浆料企业的垄断格局。目前HIT低温银浆市场占有率最大的供应商是来自日本的京都电子,此外贺利氏、LG、Namics、杜邦也有比较成熟的产品。目前片状银粉几乎被日本DOWA垄断,低温浆料虽取得一定的进展,但短期内性能、稳定性、可靠性还不被HJT电池厂家接受,相对PERC与TOPCON电池使用的高温银浆已经广泛国产化,国内的HJT电池依旧100%受进口浆料制约,但相对中国光伏产业来说,影响还是很有限的。
5.石英砂:高纯石英坩埚内层砂100%进口(制约系数:★★)
2023年的石英砂在中国光伏行业掀起千层巨浪,有市场因素也有炒作的成分,原本4万/吨的进口石英砂价格约涨到40万元/吨。高纯石英砂是制备直拉单晶用石英坩埚内壁的材料,直接影响到硅片的氧含量和少子寿命。石英坩埚由外、中、内三层壁组成(严格意义讲是为了节省成本,内层用好的,外层用差点的石英砂),分别需要用到三种不同纯度石英砂,其中石英坩埚内层对高纯石英砂的要求最为严苛,不仅要求纯度高而且还要求石英砂内企业包裹体少,不能超过5个/cm2。这部分内层高纯砂一直由美国尼尤明和挪威的石英股份公司把控,100%依赖进口,且这两家公司的原料石英矿都来自美国北卡斯普鲁斯派恩地区,但国内凯盛科技、润优新材等一些厂家在试图采用人工合成、纯化等技术打破进口依赖,离完全替代还有很长的路要走。
但作者认为高纯石英砂对中国光伏发展有重大影响,但不是决定因素,无非就用质量差一些国产石英砂,坩埚寿命短一些,会造成硅片质量差一些,国产替代品只是质量差的问题,不是没有的问题;相对而言,网布、盘条是没有的问题,如果断供,问题会严重得多。
随着国内光伏辅材、设备百花齐放,蓬勃发展,个人认为3-5年内所有可能“卡中国光伏脖子”的材料都会被打破。
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